(矿山电工学)3设备.ppt
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- 矿山 电工学 设备
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1、(矿山电工学)3设备第三章第三章 矿山供电设备矿山供电设备第三章第三章 矿山供电设备矿山供电设备第一节第一节 开关电弧开关电弧第二节第二节 电气设备防爆原理电气设备防爆原理第三节第三节 高压开关电器高压开关电器第四节第四节 高压开关柜高压开关柜第五节第五节 低压配电开关(矿山)低压配电开关(矿山)第六节第六节 电力变压器和移动变电站电力变压器和移动变电站第七节第七节 矿用电缆矿用电缆第八节第八节 *电缆故障探测电缆故障探测(简介)简介)一、什么是电弧?一、什么是电弧?介质被击穿导电而形成的介质被击穿导电而形成的亮度强亮度强、温度高温度高的弧光,的弧光,这一弧光称电弧。这一弧光称电弧。二、电弧的
2、产生与维持:二、电弧的产生与维持:触头分离触头分离温度温度(热游离热游离)强电场发射强电场发射 (运动)(运动)碰撞游离碰撞游离发弧发弧温度温度热游离热游离电弧电弧 维持。维持。三、电弧的熄灭条件:三、电弧的熄灭条件:电弧熄灭的条件是:电弧熄灭的条件是:去游离率去游离率游离率游离率3-1 开关电弧开关电弧 四、电弧的危害:四、电弧的危害:1 1、伤人;、伤人;2 2、损坏设备;、损坏设备;3 3、延长故障时间。、延长故障时间。五、灭弧方法:五、灭弧方法:(目前常用目前常用)1 1、速拉灭弧法:、速拉灭弧法:2 2、冷却灭弧法:、冷却灭弧法:3 3、吹弧灭弧、吹弧灭弧法(法(图图):):4 4、
3、长弧切短灭弧法(、长弧切短灭弧法(图图):):5 5、粗弧分细、粗弧分细灭弧法:灭弧法:6 6、狭沟灭弧法:、狭沟灭弧法:7 7、真空灭弧法:、真空灭弧法:8 8、惰性气、惰性气体灭弧法等。体灭弧法等。(原理和手段原理和手段)3-1 开关电弧开关电弧3-2 3-2 矿用电气设备的防爆原理矿用电气设备的防爆原理一、矿用电气设备的要求一、矿用电气设备的要求:1 1、井下巷道硐室和采掘工作面的空间狭窄,要求电气、井下巷道硐室和采掘工作面的空间狭窄,要求电气设备设备体积小体积小、重量轻重量轻;2 2、由于顶板压力及放炮的影响,电气设备及电缆易受、由于顶板压力及放炮的影响,电气设备及电缆易受损伤,要求电
4、气设备有损伤,要求电气设备有坚固的外壳坚固的外壳、内部元件有较强、内部元件有较强的的抗震能力抗震能力。3 3、井下空气潮湿,有滴水,电气设备易受潮,要求电、井下空气潮湿,有滴水,电气设备易受潮,要求电气设备气设备防潮性能防潮性能和和绝缘水平绝缘水平要高。要高。4 4、井下瓦斯、煤尘,在一定条件下可以点燃和爆炸,、井下瓦斯、煤尘,在一定条件下可以点燃和爆炸,要求电气设备具有要求电气设备具有防爆性能防爆性能。5 5、井下电气设备启动频繁,负荷变化较大,容易过载,、井下电气设备启动频繁,负荷变化较大,容易过载,要求电气设备有较强的要求电气设备有较强的过负荷能力过负荷能力和和起动力矩起动力矩。二、爆炸
5、条件和预防措施二、爆炸条件和预防措施:1 1、爆炸条件:、爆炸条件:瓦斯浓度:瓦斯浓度:5-16%5-16%温度:温度:650-750650-750火源火源 2 2、预防措施:、预防措施:将沼气和煤气的含量严格控制在非爆炸的范围之下将沼气和煤气的含量严格控制在非爆炸的范围之下(通风通风););控制井下各种可能引爆的热源、控制井下各种可能引爆的热源、火源火源、电源;、电源;完善井下供电系统的保护装置(完善井下供电系统的保护装置(及时切断电源及时切断电源););建立各种有效的安全和操作制度(建立各种有效的安全和操作制度(管理手段管理手段)。)。3-2 3-2 矿用电气设备的防爆原理矿用电气设备的防
6、爆原理三、防暴原理:三、防暴原理:1 1、隔爆性和耐爆性:、隔爆性和耐爆性:隔爆性:隔爆性:外壳内爆炸后,高温和火焰通过接合面喷出时,受到足够的冷外壳内爆炸后,高温和火焰通过接合面喷出时,受到足够的冷却却 (防爆面(防爆面P72P72表表3-33-3)。)。耐爆性:耐爆性:外壳内爆炸后,外壳不至于破坏(外壳的机械强度外壳内爆炸后,外壳不至于破坏(外壳的机械强度P72P72表表3-23-2)。)。2 2、隔爆面三要素:(、隔爆面三要素:(如图如图)间隙间隙(P72P72表表3-33-3)、)、宽度宽度(P72P72表表3-33-3)、)、粗糙度粗糙度 (6.36.3)四、常见矿用防爆电气设备:四
7、、常见矿用防爆电气设备:增安型增安型:采用适当措施,工作时不产生电弧、火化、高温的部件,:采用适当措施,工作时不产生电弧、火化、高温的部件,ExeExe 防爆型防爆型:外壳具有耐爆和隔爆性能,:外壳具有耐爆和隔爆性能,Exd Exd 充油型:将可能产生火花、电弧、高温的部件浸在油中,充油型:将可能产生火花、电弧、高温的部件浸在油中,ExoExo 本质安全型本质安全型:工作时所产生的电火花和热均不能点燃,:工作时所产生的电火花和热均不能点燃,ExiExi 正压型:利用新鲜空气、惰性气体,是外壳内保持一定的正压,正压型:利用新鲜空气、惰性气体,是外壳内保持一定的正压,IxpIxp 特殊型:除上面外
8、属这种,但需国家确认,特殊型:除上面外属这种,但需国家确认,ExsExs3-2 3-2 矿用电气设备的防爆原理矿用电气设备的防爆原理3-2 3-2 矿用电气设备的防爆原理矿用电气设备的防爆原理 设备类型 标 志 设备类型 标 志隔爆型d无火花型n本质安全型i浇封型m增安型e气密型h正压型p防爆特殊型s充油型o充砂型q防爆电气设备(防爆电气设备(ExEx防爆总标志防爆总标志)另外:另外:a a、b b、c c为保护等级,为保护等级,b b适合煤矿用适合煤矿用。3-2 3-2 矿用电气设备的防爆原理矿用电气设备的防爆原理 五、适用范围:五、适用范围:见表见表3-43-4所示所示 。P73P73 户
9、内用、户外用;井上、井下;高瓦斯矿井、户内用、户外用;井上、井下;高瓦斯矿井、低瓦斯矿井;普通型、矿用一般型、隔爆型;总开低瓦斯矿井;普通型、矿用一般型、隔爆型;总开关、分开关等。关、分开关等。3-2 3-2 矿用电气设备的防爆原理矿用电气设备的防爆原理本节小结:本节小结:l一、矿用电气设备的要求一、矿用电气设备的要求l二、爆炸条件和预防措施二、爆炸条件和预防措施l三、防暴原理三、防暴原理l四、常见矿用防爆电气设备型号四、常见矿用防爆电气设备型号l五、使用范围五、使用范围 3-2 3-2 矿用电气设备的防爆原理矿用电气设备的防爆原理 一一、高压熔断器、高压熔断器:(:(符号含义符号含义图图)是
10、一种当是一种当电流超过规定值电流超过规定值时(故障电流),使其时(故障电流),使其熔体发热熔化熔体发热熔化,从而断开电路的从而断开电路的保护电器保护电器,并对电路及电路中的设备进行保护,该元,并对电路及电路中的设备进行保护,该元件称为熔断器。按其结构和动作原理分:件称为熔断器。按其结构和动作原理分:限流式限流式和和跌落式跌落式两种。两种。(一)限流式熔断器(户内):(一)限流式熔断器(户内):1 1、结构:如图、结构:如图3-53-5所示。主要由所示。主要由熔体熔体(丝)、(丝)、磁管磁管、石英砂石英砂和附件和附件组成。组成。RN1RN1的熔体上焊有的熔体上焊有小锡球小锡球 ,RN3RN3的熔
11、体采用的是的熔体采用的是变截面熔片变截面熔片。2 2、工作原理:、工作原理:该熔断器同时采用该熔断器同时采用几种灭弧方式几种灭弧方式(粗分细、长切短、(粗分细、长切短、狭沟),故是一种狭沟),故是一种灭弧能力很强灭弧能力很强的熔断器,能在短路电流的熔断器,能在短路电流未达冲击值未达冲击值(即短路后不到半个周期(即短路后不到半个周期0.010.01秒秒)即)即能完全熄灭电弧能完全熄灭电弧,使线路和设备,使线路和设备不受冲击电流的影响不受冲击电流的影响,因此,称为,因此,称为“限流限流”式熔断器式熔断器。3-3 高压开关电器高压开关电器R:熔断器安装场所:N-户内式W-户外式X-限制式(户外不限)
12、设计序号额定电压补充型号:F-负载型G-改进型额定电流额定容量其它标志 高压熔断器符号含义高压熔断器符号含义 3-3 高压开关电器高压开关电器(二)(二)RW4RW4系列跌落式熔断器:系列跌落式熔断器:1 1、结构:、结构:如图如图3-63-6所示,由绝缘瓷瓶、上下触头、熔管、熔丝所示,由绝缘瓷瓶、上下触头、熔管、熔丝等组成。等组成。2 2、工作原理:、工作原理:该熔断器采用该熔断器采用“逐级排放逐级排放”的新结构,当故障电流小的新结构,当故障电流小时,上端封闭形成单端排气;当故障电流大时,由于产时,上端封闭形成单端排气;当故障电流大时,由于产生的气压很大,使上端盖冲开形成两端排气。但该熔断生
13、的气压很大,使上端盖冲开形成两端排气。但该熔断器的灭弧速度不高,器的灭弧速度不高,没有限流作用没有限流作用。3-3 高压开关电器高压开关电器 二、高压隔离开关:(二、高压隔离开关:(符号含义符号含义)高压隔离开关主要用来高压隔离开关主要用来隔离高压电源隔离高压电源,有明,有明显可见的显可见的断电间隙断电间隙,以保证其它电器设备的,以保证其它电器设备的安全安全检修检修。它。它没有专门的灭弧装置没有专门的灭弧装置,所以,所以不能带负荷不能带负荷操作操作,更不能故障时跳闸更不能故障时跳闸。按安装地点分为。按安装地点分为户内户内(图(图3-73-7)或)或户外户外式(图式(图3-83-8)两种)两种
14、。3-3 高压开关电器高压开关电器G:高压隔离开关安装场所:N-户内式W-户外式设计序号额定电压T表示统一设计G表示改进型额定电流 高压隔离开关符号含义高压隔离开关符号含义 3-3 高压开关电器高压开关电器 三、高压负荷开关:(三、高压负荷开关:(符号含义符号含义)高压负荷开关就是在隔离开关上加装一个高压负荷开关就是在隔离开关上加装一个简单简单的灭弧装置的灭弧装置。用在高压电路中。用在高压电路中通断负荷电流通断负荷电流,也能,也能在在过负荷时,自动跳闸过负荷时,自动跳闸,但,但不能开断短路电流不能开断短路电流,这,这时只能时只能借助高压熔断器借助高压熔断器来断开短路电流。来断开短路电流。图图3
15、-3 高压开关电器高压开关电器F:高压负荷开关安装场所:N-户内式W-户外式设计序号额定电压最大断开电流额定电流 高压负荷开关符号含义高压负荷开关符号含义 3-3 高压开关电器高压开关电器 四、高压断路器:(符号含义四、高压断路器:(符号含义图图)1 1、用途:、用途:用在高压电路中用在高压电路中通断负荷电流通断负荷电流,并在,并在严重过负荷和短路严重过负荷和短路时自动跳闸时自动跳闸,故能切断过负荷电流和短路电流。,故能切断过负荷电流和短路电流。2 2、分类:、分类:按采用的灭弧介质分:按采用的灭弧介质分:多油多油、少油少油、六氟化硫六氟化硫、真空真空。目前使用最广的是真空断路器。目前使用最广
16、的是真空断路器。多油:这是一种用多油:这是一种用油兼作灭弧、绝缘介质油兼作灭弧、绝缘介质的断路器。的断路器。特点是箱内充油较多,如特点是箱内充油较多,如图图所示所示 。3-3 高压开关电器高压开关电器高压断路器符号含义高压断路器符号含义 产品名称:S-少油断路器D-多油断路器Z-真空断路器L-SF6断路器K-空气断路器C-磁吹断路器安装场所:N-户内式W-户外式设计序号额定电压其它标志:G:改装型I、II、III断流能力代号额定电流开断电流断流容量3-3 高压开关电器高压开关电器 少油:少油断路器充油较少,少油:少油断路器充油较少,油只作熄弧介质油只作熄弧介质用,用,载流部分的绝缘是靠空气和瓷
17、瓶实现的,是柜架、传动部载流部分的绝缘是靠空气和瓷瓶实现的,是柜架、传动部分、油箱三个主要部分组成,油箱内装有灭弧装置。(分、油箱三个主要部分组成,油箱内装有灭弧装置。(图图)真空:是采用高真空作灭弧介质的一种新型的开断真空:是采用高真空作灭弧介质的一种新型的开断交流电路的断电器,其核心部件是交流电路的断电器,其核心部件是真空灭弧室真空灭弧室,如图,如图3-103-10所示所示 。特点:。特点:动作快、灭弧时间短,适于频繁操作,但动作快、灭弧时间短,适于频繁操作,但造价高,能引起过电压。造价高,能引起过电压。SF6 SF6:是利用六氟化硫气体作灭弧介质的一种断路器。:是利用六氟化硫气体作灭弧介
18、质的一种断路器。六氟化硫是一种化学性能非常稳定的惰性气体,六氟化硫是一种化学性能非常稳定的惰性气体,具有良好具有良好的绝缘、灭弧性能的绝缘、灭弧性能。(。(图图)3-3 高压开关电器高压开关电器 五、高压开关选择:五、高压开关选择:1 1、类型类型选择选择:见表见表3-43-4所示所示 。P73P73 户内用、户外用;井上、井下;普通型、矿用一般型、户内用、户外用;井上、井下;普通型、矿用一般型、隔爆型;总开关、分开关等。隔爆型;总开关、分开关等。2 2、按、按技术参数技术参数选择选择:额定电压应大于等于接入电网的额定电压应大于等于接入电网的额定电压额定电压;额定电流应大于等于其额定电流应大于
19、等于其长时最大工作电流长时最大工作电流;按最大三相短路电流按最大三相短路电流校验其动校验其动(S)(S)、热、热(I)(I)稳定稳定。3 3、管理制度管理制度:执行验证采购制度,要求执行验证采购制度,要求“一证一标一证一标齐全齐全”,安全标志准用证(安全标志准用证(MAMA),生产许可证),生产许可证,(防爆合格证)。,(防爆合格证)。3-3 高压开关电器高压开关电器本节小结:本节小结:l一、熔断器一、熔断器l二、隔离开关二、隔离开关l三、负荷开关三、负荷开关l四、断路器四、断路器l五、选择五、选择 3-3 高压开关电器高压开关电器 一、概述一、概述 1 1、定义:、定义:是将是将高压开关高压
20、开关及及二次设备二次设备,按一定的接线方案组合,按一定的接线方案组合起来,并封装到起来,并封装到某种金属柜体内某种金属柜体内的一种高压成套配电装的一种高压成套配电装置。置。2 2、组成:、组成:母线、高压开关(断路器、隔离开关)、互感器、母线、高压开关(断路器、隔离开关)、互感器、计量仪表、保护装置、信号系统、操作机构等组成。计量仪表、保护装置、信号系统、操作机构等组成。3 3、分类:、分类:按柜体不同可分为:按柜体不同可分为:普通型普通型、一般矿用型一般矿用型、隔爆型隔爆型三种。三种。3-4 高压开关柜高压开关柜 4 4、应具有、应具有“五防五防”功能:功能:*防止误分、合断路器;防止误分、
21、合断路器;*防止带负荷分、合隔离开关:防止带负荷分、合隔离开关:*防止带电挂接地线;防止带电挂接地线;*防止带地接线合隔离开关;防止带地接线合隔离开关;*防止人员误入带电间隔。防止人员误入带电间隔。3-4 高压开关柜高压开关柜 二、高压开关柜介绍:二、高压开关柜介绍:(符号含义(符号含义图图)(一)普通型:(一)普通型:GGGG、XGNXGN、JYNJYN系列(系列(图图)结构:结构:外壳不封闭外壳不封闭 用途:用途:用于地面用于地面的一般环境,室内用,的一般环境,室内用,10KV10KV (3)(3)技术参数:技术参数:P87P87表表3-63-6所示。所示。(二)矿用一般型:(二)矿用一般
22、型:KGSKGS、KYNKYN系列(如图系列(如图3-163-16所示)所示)结构:结构:a a、全封闭外壳全封闭外壳(防损伤、防潮);(防损伤、防潮);b b、能在、能在3535、湿度湿度97%97%的条件下正常工作;的条件下正常工作;c c、有电缆接线端子有电缆接线端子(有一定的安全距(有一定的安全距离)和离)和接线盒接线盒;d d、柜内的断路器的额定断流容量应为、柜内的断路器的额定断流容量应为实际最大值实际最大值的一半。的一半。用途:用途:用于地面用于地面的一般环境,也可用于井下中央变电所。的一般环境,也可用于井下中央变电所。(低瓦斯矿井低瓦斯矿井并通风好并通风好)(3)(3)技术参数:
23、技术参数:P89P89表表3-73-7所示。所示。3-4 高压开关柜高压开关柜K-铠装式J-间隔式X-箱型H-环网式B-隔爆型结构形式:G:固定式Y:移开式 (手车式S、中置式)安装场所NW设计序号额定电压一次线路方案操作机构:D-电磁式T-弹簧式新系列高压开关柜的型号表示和含义新系列高压开关柜的型号表示和含义3-4 高压开关柜高压开关柜 (三)(三)隔爆型:目前隔爆型:目前BGPBGP、PBGPBG、PJGPJG三大系列三大系列 1 1、BGP9L-6GBGP9L-6G型型 (1 1)结构:隔爆箱和机芯组成。(如图)结构:隔爆箱和机芯组成。(如图3-173-17所示)所示)(2 2)用途:)
24、用途:用于井下用于井下。(3 3)电气原理框图:如图)电气原理框图:如图3-183-18所示所示P93P93 合闸:按下合闸:按下HA(+)-XKFA2QFMHA(-)HA(+)-XKFA2QFMHA(-)分闸:按下分闸:按下FA2FU1FA2FA2FU1FA2二极管二极管FQFA1FQFA1地地 (4 4)ZLZB-5XZLZB-5X综保综保功能:功能:过载保护过载保护短路保护短路保护漏电保护漏电保护绝缘监视绝缘监视保护保护过压保护过压保护欠压保护。欠压保护。3-4 高压开关柜高压开关柜 2、BGP5010(6)型型 (1 1)结构:隔爆箱和机芯组成。(如图)结构:隔爆箱和机芯组成。(如图3
25、-193-19所示)所示)门为平开式,分门为平开式,分A A、B B、C C、D D四种型号四种型号 (2 2)用途:)用途:用于井下用于井下。(3 3)SDZBSDZB综保综保功能:功能:过载保护短路保护漏电保护绝缘监视保护过载保护短路保护漏电保护绝缘监视保护 过压保护欠压保护。过压保护欠压保护。三、高压开关柜选择三、高压开关柜选择 同前开关电器的选择。同前开关电器的选择。3-4 高压开关柜高压开关柜 本节小结:本节小结:l*组成和分类组成和分类l*开关柜介绍开关柜介绍 l*高压开关柜选型高压开关柜选型3-4 高压开关柜高压开关柜 (1)(1)按按灭弧结构灭弧结构分为不带灭弧罩和带灭弧罩两种
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