矿山电工学13课件.ppt

1、TCQ011124BJ(GB)0第三节第三节 高压供电设备高压供电设备一、高压开关电器一、高压开关电器 分立使用的高压开关电器主要有：熔断器、断路器、隔离开关、负荷开关。补充：开关电弧1、电弧的发生2、电弧的熄灭3、灭弧的基本方法 .TCQ011124BJ(GB)1开关电弧开关电弧电弧的产生电感性电路在断开时、容性电路在闭合时，都将产生电弧。电弧产生：电路断开-间隙处产生高强度电场-自由电子产生并与中性质子撞击-间隙介质被游离-电弧产生。电弧维持：电弧产生高温维持碰撞游离和热游离。电弧熄灭：间隙加大，电弧不能自行维持。电弧的弧隙自由电子由强电场产生，热电发射维持；电弧由碰撞游离产生，热游离维持

2、。电弧的熄灭复合与扩散.TCQ011124BJ(GB)2交流电弧的熄灭与重燃 由于交流电每周过零两次，在电流过零时，电弧暂时熄灭。由于交流电每周过零两次，在电流过零时，电弧暂时熄灭。此时弧隙不再获得能量，并继续散热，使弧隙内温度迅速下降，此时弧隙不再获得能量，并继续散热，使弧隙内温度迅速下降，去游离作用增强，介质强度得到迅速恢复。去游离作用增强，介质强度得到迅速恢复。交流电弧在电流过零时自然熄灭后，能否重燃，取决于弧隙电交流电弧在电流过零时自然熄灭后，能否重燃，取决于弧隙电压与介质强度的恢复情况。压与介质强度的恢复情况。电流过零后，弧隙电阻不断增大，加于弧隙上的电压不断升高；电流过零后，弧隙电

3、阻不断增大，加于弧隙上的电压不断升高；当弧隙最终变为绝缘介质时，电源电压全部加在弧隙上。当弧隙最终变为绝缘介质时，电源电压全部加在弧隙上。如弧隙恢复电压高于介质的击穿电压，弧隙被重新击穿，电如弧隙恢复电压高于介质的击穿电压，弧隙被重新击穿，电弧重燃。弧重燃。如弧隙恢复电压永远低于介质击穿电压的恢复速度，电弧熄如弧隙恢复电压永远低于介质击穿电压的恢复速度，电弧熄灭不再重燃。灭不再重燃。.TCQ011124BJ(GB)3灭弧方法灭弧方法目前开关电器采用的灭弧方法主要有以下几种。目前开关电器采用的灭弧方法主要有以下几种。1.1.利用气体吹动电弧利用气体吹动电弧 利用压缩气体的压力来灭弧。吹弧方式可分

4、为纵吹和利用压缩气体的压力来灭弧。吹弧方式可分为纵吹和横吹两种，纵吹是吹动方向与电弧平行，促使电弧变细；横吹两种，纵吹是吹动方向与电弧平行，促使电弧变细；横吹是吹动方向与电弧垂直，把电弧拉长并切断。横吹是吹动方向与电弧垂直，把电弧拉长并切断。2.2.利用油流吹动电弧利用油流吹动电弧 3.3.电磁吹弧。电磁吹弧。4.4.狭缝灭弧狭缝灭弧：使电弧在固体介质的狭缝中运动。电弧：使电弧在固体介质的狭缝中运动。电弧一方面受到冷却，另一方面电弧被拉长，弧电阻增大，一方面受到冷却，另一方面电弧被拉长，弧电阻增大，促使电弧熄灭。促使电弧熄灭。5.5.将长弧分隔成短弧将长弧分隔成短弧 6.6.采用多断口灭弧采用

5、多断口灭弧.TCQ011124BJ(GB)4高压开关设备高压开关设备1.熔断器熔断器：当有过电流流过时，元件会由于本身发热而熔断，并借助灭弧介质的作用，使其连接的电路断开，从而保护电力线路和电气设备。按结构和动作原理分为：限流式熔断器和跌落式熔断器。限流式熔断器和跌落式熔断器。.TCQ011124BJ(GB)51.熔断器熔断器1）限流式）限流式 熔断器熔断器 组成组成：熔丝磁管、石英砂及联结附件等。结构图：密 封 圈六 角 瓷 套瓷 管 熔 丝盖 板指 示 器石 英 砂导 电 片导 电 片六 角 瓷 管瓷 管片 状 熔 丝石 英 砂铜 帽.TCQ011124BJ(GB)61.熔断器熔断器1）限

6、流式熔断器）限流式熔断器（1）熄弧能力强，可在短路电流达到最大峰值前约0.01s内使其减至零，使电弧熄灭。因此可限制短路电流，降低对电气设备的动、热稳定性的要求。（2）由于电弧电流被强迫过零，容易产生过电压。需要将过电压限制在2.5倍额定电压下。采用变截面熔体，使各段熔体采用变截面熔体，使各段熔体的熔化时间错开，达到适当延长熔化时间的熔化时间错开，达到适当延长熔化时间并限制过电压的目的。并限制过电压的目的。.TCQ011124BJ(GB)71）限流式熔断器）限流式熔断器（3）开断电路时无游离气体排出，广泛用于室内配电装置中。RN1系列的IN20200A型，供高压线路和设备的短路过载保护用。RN

7、2系列专门作为TV的短路保护用。（4）选择：A.熔断器的上限容量不大于最大短路电流，下限容量不小于短路电流。B.保护电机的熔丝安秒特性曲线，应高于电机启动时的安秒特性，且同一电流及最大电流下两者时差不应大于0.5s。.TCQ011124BJ(GB)840403030202010101 12 23 34 45 57 78 89 9t(s)t(s)t=f(I)t=f(I).TCQ011124BJ(GB)9RM10型熔断器型熔断器RM10型熔断器用于切断负载电路的短路故障。熔片一般为变截面结构，用以提高熔件的断流能力。变截面在发生短路故障时窄截面处发热比宽截面处发热高的多，故先行熔断，从而使熔体分断

8、为几截。在断口处产生的单个电弧电压在150V250V，电弧串连在一起，当电弧数量越多则产生的总电压降就越高，为了使电弧自行熄灭，应适当选择窄截面个数，使电网电压不足以维持电弧的燃弧电压。如500V或380V选4个窄截面。.TCQ011124BJ(GB)10变截面熔断器结构示意图变截面熔断器结构示意图.TCQ011124BJ(GB)11RN1、RN2、RW10-35型、型、RNZ型型系列户内、户外、直流熔断器系列户内、户外、直流熔断器.TCQ011124BJ(GB)122）RW1系列户外跌落式熔断器系列户外跌落式熔断器绝缘子绝缘子熔丝管熔丝管进接线座进接线座出接线座出接线座静、动触头静、动触头切

9、断负荷钩安装板安装板.TCQ011124BJ(GB)13.TCQ011124BJ(GB)142）RW1系列户外跌落式熔断器系列户外跌落式熔断器正常情况下，其利用熔丝将由动触头组成的熔丝管上的活动关节拉紧，使熔断器保持在通路状态。故障使熔丝产生高温电弧使熔丝管内产生大量的气体，引起管内压力升高，气体高速向外喷出产生强烈的去游离作用，使电流过零时将电弧熄灭。活动关节因熔丝熔断而释放，熔丝管跌落。由于其在灭弧时会产生大量的游离气体，并伴随巨大响声，一般只在户外适用户外适用。.TCQ011124BJ(GB)152.断路器断路器作用作用：切断正常负荷电流和短路故障电流，既作控制又兼作保护用。符号含义符号

10、含义：例SN1-35G-3000-30 S灭弧方式(K-空气；S-少油；D-多油；Z-真空；C-磁吹；L-六氟化硫)；N安装方式(N-户内；W-户外)；1设计序号；35额定电压(kV)；G代表改进型；3000额定电流(A)；30额定容量(kVA).TCQ011124BJ(GB)16（1）多油断路器）多油断路器使用油作为灭弧和绝缘介质，箱内充油较多。矿用主要有DN1-10和DN1-10G型。.TCQ011124BJ(GB)17（2）少油断路器）少油断路器少油断路器充油较少，油仅作灭弧介质用，绝缘靠空气和磁绝缘子实现。相比多油型其油量少，油箱结果坚固，使用安全、安装简单。运行时油箱带电，必须安装在

11、支持绝缘子上。断路断路器电器电容器容器支支持持瓷瓷套套灭弧灭弧装置装置中间机中间机构箱构箱底底座座.TCQ011124BJ(GB)18（3）真空断路器）真空断路器真空断路器采用高真空作为灭弧介质，其核心部件为真空灭弧室。真空灭弧室内空气非常稀薄，其内气体几乎没有游离作用。触头在分离过程中能迅速灭弧，不会产生大的电弧。.TCQ011124BJ(GB)19（3）真空断路器）真空断路器真空断路器灭弧室如图所示，触头密封在真空灭弧室内，动、静触头分别焊接在动、静导电杆上，动触头借助波纹管实现密封。在机械机构的驱动作用下，动触头可在灭弧室内沿轴向移动，实现分合电路的作用。.TCQ011124BJ(GB)

12、20（4）SF6 断路器断路器采用六氟化硫气体作为灭弧介质的断路器。SF6是一种化学性质稳定的惰性气体，正常状态下无色、无味、无毒、不燃、无老化现象。具有良好的绝缘和灭弧性能。SF6断路器具有开断能力强、断口电压高、噪音小、无火灾危险等优点。但SF6在高温电弧的作用下分解的低氟化物剧毒，对断路器的加工工艺要求非常严格。最近几年在国内使用正在增多。.TCQ011124BJ(GB)213.隔离开关隔离开关（1）作用）作用 将高压配电装置元件与电源隔离。（2）用途）用途 A.隔离电源 B.电路转换 C.闭合或分断小电流电路.TCQ011124BJ(GB)223.隔离开关隔离开关（3）操作与选用）操作

13、与选用由于隔离开关没有灭弧装置，只能切除相当小的电流，所以严禁带负荷进行分合闸操作。须严格遵守“倒闸操作”的规定。选择时一般根据额定电压、电流等进行考虑，作短路时的动热稳定校验。分闸时，先断QF，后断QS；合闸时，先合QS，后合QF。.TCQ011124BJ(GB)234.负荷开关负荷开关（1）负荷开关有简单的灭弧装置，其他部分结构与隔离开关类似。可以用来切断负荷电流，但不能用来切断短路电流。（2）用途用途：容量不大或不太重要的10kV及以下配电线路上作电源开关用（3）加装熔断器的负荷开关可代替QF用，即可切除正常负荷电流，又可切断短路电流（一次性使用）。.TCQ011124BJ(GB)244

14、.负荷开关负荷开关如图为FN510RD型带有高分断能力熔断器的高压负荷开关，适用于交流50Hz，10kV电网中，作为开断负荷电流及关合短路电流之用。.TCQ011124BJ(GB)25二、高压开关柜二、高压开关柜高压开关柜以高压开关为主，按照一定的接线，针对使用场合、控制对象及主要元器件的特点，将有关的一、二次设备组合起来，装于封闭式或敞开式金属柜内的一种高压成套配电装置。主要用于配电系统，作为接受与分配电能或直接启动大型电机用。组成组成：母线、高压开关、TA、TV计量仪表、保护装置、信号及操动机构等。根据结构不同：普通型、矿用一般型和隔爆型。固定式：GG(GG-1A)、KGN、XGN系列手车

15、式：GC、JYN、GFC、KYN系列.TCQ011124BJ(GB)26二、高压开关柜二、高压开关柜1.普通型 适用于一般环境的高压开关柜，在矿井地面变、配电所或矿区变电所的高压配电系统广泛使用GG（固定型）、GBC（带保护型）高压开关柜。.TCQ011124BJ(GB)27.TCQ011124BJ(GB)28KGN5.TCQ011124BJ(GB)29XGN JYN1.TCQ011124BJ(GB)30KYN28AKYN18A.TCQ011124BJ(GB)31二、高压开关柜二、高压开关柜2.矿用一般型矿用一般型 特别要求特别要求（1）全封闭外壳，具有防机械损伤，防潮结构。（2）在温度35、

16、相对湿度97的空气中运行绝 缘良好，绝缘材料又耐油性和耐弧性。（3）引入电缆接线端子有一定的漏电距离和气隙。（4）高压油断路器的使用额定断流容量应为实际 最大值的一半。（5）应有防误操作的机械闭锁装置。（6）电缆引出线应有接线盒或用插销联结电缆。.TCQ011124BJ(GB)322.矿用一般型矿用一般型我国煤矿常用型号：KYGG、GKW、GKFC、GFW型等。G开关柜K矿用型W室外F负荷开关C手车式.TCQ011124BJ(GB)33二、高压开关柜二、高压开关柜3.矿用隔爆型矿用隔爆型.TCQ011124BJ(GB)34第四节第四节 低压配电开关低压配电开关隔爆自动馈电开关隔爆自动馈电开关：

17、容量较大，作为低压总开关和分路总开关。隔爆手动起动器隔爆手动起动器：容量较小，用于小负荷线路、照明变压器的控制保护及相应容量的鼠笼式电动机。一、DW80系列隔爆自动馈电开关 适用于380V和660V网络.TCQ011124BJ(GB)35一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关系列隔爆自动馈电开关1.1.型号及数据型号及数据 如DW80120F型 D自动空气断路器 W万能式 8隔爆型 0设计序号 120额定电流 （A）F带分励脱扣 器.TCQ011124BJ(GB)36DW80系列矿用隔爆型馈电开关适用于含有爆炸性危险气体（如甲烷混合物）和煤尘的矿井下及其它工业厂矿中，在交流50Hz、电压380V

18、至660V的线路中作为供电系统的总开关，分支开关用，也可以作为大容量电动机不频繁启动用，当线路发生过或短路时能自动切断电源。对电器产品有过载、短路、失压、欠压保护的功能。一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关系列隔爆自动馈电开关.TCQ011124BJ(GB)37一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关（外形）系列隔爆自动馈电开关（外形）.TCQ011124BJ(GB)38一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关系列隔爆自动馈电开关lDW80系列外壳前后部分呈圆柱型空腔，前面装有断路器的操作手柄。l该手柄借助联锁杆的作用实现盖子与自动开关的分合联锁。l即自动开关闭合状态时，盖子打不开；在盖子开启状态时，

19、手柄被联锁杆固定在断开位置，自动开关不能合闸，保证检修安全。即“断电源后开盖”。外壳与盖子连接采用转盖式，将盖子旋转一定角度，即可与外壳卡牢。.TCQ011124BJ(GB)39I I UL 1L 2L 3L 1L 2L 3P EMY A 2XY A 1WUVYA3检 漏 继 电 器DW80系列馈电开关电路图系列馈电开关电路图.TCQ011124BJ(GB)40一、一、DW80系列隔爆自动馈电开关系列隔爆自动馈电开关三极万能自动空气断路器（手动三极接触器KM,过流脱扣器YA1,YA2和分励脱扣器YA3）均安装在绝缘板上。手动三极接触器由手柄直接控制，用于正常情况下分合电源。YA1,YA2在线路

20、故障或过流时动作，用于自动跳闸和切断电源，起保护作用。YA3为一只有压释放器，与检漏继电器配合，一端连接L2相，另一端接于检漏继电器常开节点。当线路有漏电故障时，检漏继电器常开节点闭合，YA3线圈有电流通过，使自动开关跳闸。.TCQ011124BJ(GB)41二、二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关系列矿用隔爆自动馈电开关DWKB系列自动馈电开关用在1140V电压下的一般为方形，380V和660V电压的一般外形与DW80系列相识。一般用在200A400A供电系统中，作为馈电总开关、分支开关或大容量电机的控制开关。.TCQ011124BJ(GB)42二、二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开

21、关系列矿用隔爆自动馈电开关型号含义：如DWKB30-400/1140ZD断路器W万能式K矿用B隔爆型30设计序号400额定电流（A）1140额定电压（V）Z真空断路器.TCQ011124BJ(GB)431-联锁机构2-试验开关 3-观察窗 4-提升手柄5-隔离开关手柄 6-合闸、分断开关手柄 7-外接地端子二、二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关系列矿用隔爆自动馈电开关馈电开关外形图馈电开关外形图.TCQ011124BJ(GB)442.结构特征及系统框图结构特征及系统框图（1）馈电开关主要由隔爆外壳、（真空）断路器、隔离开关以及控制单元组成。真空断路器、隔离开关安装在主腔内，控制单元安装在

22、门盖上。（2）隔爆外壳由主腔、门盖和接线箱三部分组成。主腔为方形，右侧设有操作隔离开关的手柄、门盖和隔离开关间设有可靠的机械联锁装置，保证在控制回路有电时，不能打开门盖，门盖打开后，控制回路断电。二、二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关系列矿用隔爆自动馈电开关.TCQ011124BJ(GB)45（3）馈电开关盖左上侧设有电源、工作、绝缘、短路、漏电显示及其视察窗。门盖的右上侧设有试验开关可供馈电开关进行过载、短路、漏电模拟试验。门盖的右下侧是合闸与分断开关。（4）主腔与门盖隔爆面的连接采用提升式勾挂结构。外壳左侧有一提升机构，通过操纵手柄将门盖提起，绕其转轴旋转便可将门盖打开。（5）主电路

23、和控制电路电缆通过接线箱上的引入装置引入、引出。（6）接线箱内和外壳下部设有接地螺钉，安装使用时应可靠接地。二、二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关系列矿用隔爆自动馈电开关.TCQ011124BJ(GB)463.系统结构框图系统结构框图电源显示过载、过流、短路、欠电压保护回路A1YA1YA2自由脱扣机构信号检测及电流源UVWTA1TA2 TA3QAL1L2L3SBGHL二、二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关系列矿用隔爆自动馈电开关.TCQ011124BJ(GB)47电气部分主要由DW型自动开关QA出头、失压脱扣线圈YA1、分励脱扣线圈YA2、半导体脱扣器A1和信号显示装置HL及其辅助

24、装置、信号检测环节等组成。QA开关由操作手柄控制，用于通断主回路。自由脱扣机构受相关继电器控制，使QA开关在过载、短路、欠压、漏电（配合检漏继电器）等故障下跳闸，实现各种保护。自由脱扣机构电源由QA开关电源侧引出，保证任何（带电）情况保证开关保护动作。欠压保护在低于70额定电压时动作。二、二、DWKB30系列矿用隔爆自动馈电开关系列矿用隔爆自动馈电开关.TCQ011124BJ(GB)48三、三、QS81系列隔爆手动开关系列隔爆手动开关QS81系列隔爆手动开关又称手动起动器，主要用来控制井下小型输送机、水泵、局部风机和照明设备等。适用于具有爆炸性气体混合物（甲烷类）和煤尘的煤矿井下，在交流50H

25、z、电压380V至660V的线路中。主要型号有QS81及QSS81等。.TCQ011124BJ(GB)491.型号及含义型号及含义 2.结构概述结构概述 起动器由隔爆外壳和装于壳内的本体组成。外壳为圆柱形，有凸出的底和盖。外壳上部焊有用于引入、引出电缆的隔爆型接线箱，壳盖与壳身采用转盖式结构连接，壳盖与操作手柄间设有可靠的机械联锁。本体含操作机构、触头、灭弧系统和熔断器等部分。三、三、QS81系列隔爆手动开关系列隔爆手动开关.TCQ011124BJ(GB)50 三、三、QS81系列隔爆手动开关系列隔爆手动开关.TCQ011124BJ(GB)513.电气系统图电气系统图电气图包括一个三极手动接触

26、器、引线端子，动触头的两相引出线带RM10型无填料管式熔断器。将操作手柄扳至“开”或“关”位置可以实现供电和断电操作。L1L2L3L1L2L3PEMFUFUWUVQF三、三、QS81系列隔爆手动开关系列隔爆手动开关.TCQ011124BJ(GB)52四、隔爆插销开关四、隔爆插销开关由插座及插头两部分组成，外壳合金制成，转动“分”、“合”开关的转套，内部切换好开关就随之处于断开、接通状态，开关设有联锁机构，只有处于“分”位置时才能插拔。适用范围：适用范围：适用在含有爆炸性混合物的危险场所，在交流50Hz、额定电压至380V的电路中，作为连接手持电动工具或照明灯电源之用。.TCQ011124BJ(GB)53隔爆插销开关隔爆插销开关.