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EXIT第三章矿山供电设备第三章矿山供电设备第一节开关电弧第二节电气设备防爆原理第三节高压开关电器第四节高压开关柜第五节低压配电开关（矿山）第六节电力变压器和移动变电站第七节矿用电缆第八节*电缆故障探测(简介）EXIT一、什么是电弧？介质被击穿导电而形成的亮度强、温度高的弧光，这一弧光称电弧。二、电弧的产生与维持：触头分离→温度↑（热游离）→强电场发射→↑（运动）碰撞游离→发弧→温度→热游离→电弧维持。三、电弧的熄灭条件：电弧熄灭的条件是：去游离率＞游离率3-1开关电弧EXIT四、电弧的危害：1、伤人；2、损坏设备；3、延长故障时间。五、灭弧方法：(目前常用)1、速拉灭弧法：2、冷却灭弧法：3、吹弧灭弧法（图）：4、长弧切短灭弧法（图）：5、粗弧分细灭弧法：6、狭沟灭弧法：7、真空灭弧法：8、惰性气体灭弧法等。(原理和手段)3-1开关电弧EXIT3-2矿用电气设备的防爆原理一、矿用电气设备的要求:1、井下巷道硐室和采掘工作面的空间狭窄，要求电气设备体积小、重量轻；2、由于顶板压力及放炮的影响，电气设备及电缆易受损伤，要求电气设备有坚固的外壳、内部元件有较强的抗震能力。3、井下空气潮湿，有滴水，电气设备易受潮，要求电气设备防潮性能和绝缘水平要高。4、井下瓦斯、煤尘，在一定条件下可以点燃和爆炸，要求电气设备具有防爆性能。5、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过负荷能力和起动力矩。EXIT二、爆炸条件和预防措施:1、爆炸条件：①瓦斯浓度：5-16%②温度：650-750℃火源2、预防措施：①将沼气和煤气的含量严格控制在非爆炸的范围之下（通风）；②控制井下各种可能引爆的热源、火源、电源；③完善井下供电系统的保护装置（及时切断电源）；④建立各种有效的安全和操作制度（管理手段）。3-2矿用电气设备的防爆原理EXIT三、防暴原理：1、隔爆性和耐爆性：隔爆性：外壳内爆炸后，高温和火焰通过接合面喷出时，受到足够的冷却（防爆面P72表3-3）。耐爆性：外壳内爆炸后，外壳不至于破坏（外壳的机械强度P72表3-2）。2、隔爆面三要素：（如图）间隙（P72表3-3）、宽度（P72表3-3）、粗糙度（6.3）四、常见矿用防爆电气设备：增安型：采用适当措施，工作时不产生电弧、火化、高温的部件，ExeⅠ防爆型：外壳具有耐爆和隔爆性能，ExdⅠ充油型：将可能产生火花、电弧、高温的部件浸在油中，ExoⅠ本质安全型：工作时所产生的电火花和热均不能点燃，ExiⅠ正压型：利用新鲜空气、惰性气体，是外壳内保持一定的正压，IxpⅠ特殊型：除上面外属这种，但需国家确认，ExsⅠ3-2矿用电气设备的防爆原理EXIT3-2矿用电气设备的防爆原理EXIT设备类型标志设备类型标志隔爆型dⅠ无火花型nⅠ本质安全型iⅠ浇封型mⅠ增安型eⅠ气密型hⅠ正压型pⅠ防爆特殊型sⅠ充油型oⅠ充砂型qⅠ防爆电气设备（Ex—防爆总标志）另外：a、b、c为保护等级，b适合煤矿用。3-2矿用电气设备的防爆原理EXIT五、适用范围：见表3-4所示。P73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；总开关、分开关等。3-2矿用电气设备的防爆原理EXIT本节小结：一、矿用电气设备的要求二、爆炸条件和预防措施三、防暴原理四、常见矿用防爆电气设备型号五、使用范围3-2矿用电气设备的防爆原理EXIT一、高压熔断器:(符号含义图）是一种当电流超过规定值时（故障电流），使其熔体发热熔化,从而断开电路的保护电器，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：限流式和跌落式两种。（一）限流式熔断器（户内）：1、结构：如图3-5所示。主要由熔体（丝）、磁管、石英砂和附件组成。RN1的熔体上焊有小锡球，RN3的熔体采用的是变截面熔片。2、工作原理：该熔断器同时采用几种灭弧方式（粗分细、长切短、狭沟），故是一种灭弧能力很强的熔断器，能在短路电流未达冲击值（即短路后不到半个周期0.01秒）即能完全熄灭电弧，使线路和设备不受冲击电流的影响，因此，称为“限流”式熔断器。3-3高压开关电器EXITR：熔断器安装场所：N-户内式W-户外式X-限制式（户外不限）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3-3高压开关电器EXIT（二）RW4系列跌落式熔断器：1、结构：如图3-6所示，由绝缘瓷瓶、上下触头、熔管、熔丝等组成。2、工作原理：该熔断器采用“逐级排放”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，由于产生的气压很大，使上端盖冲开形成两端排气。但该熔断器的灭弧速度不高，没有限流作用。3-3高压开关电器EXIT二、高压隔离开关：（符号含义）高压隔离开关主要用来隔离高压电源，有明显可见的断电间隙，以保证其它电器设备的安全检修。它没有专门的灭弧装置，所以不能带负荷操作,更不能故障时跳闸。按安装地点分为户内（图3-7）或户外式（图3-8）两种。3-3高压开关电器EXITG：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3-3高压开关电器EXIT三、高压负荷开关：（符号含义）高压负荷开关就是在隔离开关上加装一个简单的灭弧装置。用在高压电路中通断负荷电流，也能在过负荷时，自动跳闸，但不能开断短路电流，这时只能借助高压熔断器来断开短路电流。图3-3高压开关电器EXITF：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3-3高压开关电器EXIT四、高压断路器：（符号含义图）1、用途：用在高压电路中通断负荷电流，并在严重过负荷和短路时自动跳闸，故能切断过负荷电流和短路电流。2、分类：按采用的灭弧介质分：多油、少油、六氟化硫、真空。目前使用最广的是真空断路器。⑴多油：这是一种用油兼作灭弧、绝缘介质的断路器。特点是箱内充油较多，如图所示。3-3高压开关电器EXIT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EXIT⑵少油：少油断路器充油较少，油只作熄弧介质用，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。（图）⑶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，其核心部件是真空灭弧室，如图3-10所示。特点：动作快、灭弧时间短，适于频繁操作，但造价高，能引起过电压。⑷SF6：是利用六氟化硫气体作灭弧介质的一种断路器。六氟化硫是一种化学性能非常稳定的惰性气体，具有良好的绝缘、灭弧性能。（图）3-3高压开关电器EXIT五、高压开关选择：1、类型选择:见表3-4所示。P73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。2、按技术参数选择:①额定电压应大于等于接入电网的额定电压；②额定电流应大于等于其长时最大工作电流；③按最大三相短路电流校验其动(S)、热(I)稳定。3、管理制度:执行验证采购制度，要求“一证一标齐全”，安全标志准用证（MA），生产许可证，（防爆合格证）。3-3高压开关电器EXIT本节小结：一、熔断器二、隔离开关三、负荷开关四、断路器五、选择3-3高压开关电器EXIT一、概述1、定义：是将高压开关及二次设备，按一定的接线方案组合起来，并封装到某种金属柜体内的一种高压成套配电装置。2、组成：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。3、分类：按柜体不同可分为：普通型、一般矿用型、隔爆型三种。3-4高压开关柜EXIT4、应具有“五防”功能：*防止误分、合断路器；*防止带负荷分、合隔离开关：*防止带电挂接地线；*防止带地接线合隔离开关；*防止人员误入带电间隔。3-4高压开关柜EXIT二、高压开关柜介绍：（符号含义图）（一）普通型：GG、XGN、JYN系列（图）⑴结构：外壳不封闭⑵用途：用于地面的一般环境，室内用，10KV(3)技术参数：P87表3-6所示。（二）矿用一般型：KGS、KYN系列（如图3-16所示）⑴结构：a、全封闭外壳（防损伤、防潮）；b、能在35℃、湿度97%的条件下正常工作；c、有电缆接线端子（有一定的安全距离）和接线盒；d、柜内的断路器的额定断流容量应为实际最大值的一半。⑵用途：用于地面的一般环境，也可用于井下中央变电所。(低瓦斯矿井并通风好)(3)技术参数：P89表3-7所示。3-4高压开关柜EXITK-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3-4高压开关柜EXIT（三）隔爆型：目前BGP、PBG、PJG三大系列1、BGP9L-6G型（1）结构：隔爆箱和机芯组成。（如图3-17所示）（2）用途：用于井下。（3）电气原理框图：如图3-18所示P93合闸：按下HA—(+)--XK—FA2—QF—M—HA—(-)分闸：按下FA2—FU1—FA2—二极管—FQ—FA1—地（4）ZLZB-5X综保功能：①过载保护②短路保护③漏电保护④绝缘监视保护⑤过压保护⑥欠压保护。3-4高压开关柜EXIT2、BGP50—10(6)型（1）结构：隔爆箱和机芯组成。（如图3-19所示）门为平开式，分A、B、C、D四种型号（2）用途：用于井下。（3）SDZB综保功能：①过载保护②短路保护③漏电保护④绝缘监视保护⑤过压保护⑥欠压保护。三、高压开关柜选择同前开关电器的选择。3-4高压开关柜EXIT本节小结：*组成和分类*开关柜介绍*高压开关柜选型3-4高压开关柜EXIT(1)按灭弧结构分为不带灭弧罩和带灭弧罩两种。不带灭弧罩的刀开关只能无负荷操作，起隔离开关的作用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流，同时具有隔离开关的作用。(2)按操作方式分为手柄直接操作式和杠杆传动操作式两种。(3)按极数分为单极、双极和三极刀开关。(4)按用途分为单头刀开关和双头刀开关。双头刀开关的刀闸为双向通断，可用于切换操作，即用于两种以上电源或负载的转换和通断。1、低压刀开关有以下几种分类方法：一、常见低压开关设备的介绍3~5低压配电装置及开关EXIT2．刀熔开关(1)HR3刀熔开关是最常见的刀熔开关之一。它是将HD型刀开关的闸刀换成RTO型熔断器的具有刀形触头的熔管。(2)HR5型新式刀熔开关，它与HR3型的主要区别是用NT型低压高分断熔断器取代了RT0型熔断器，作短路保护用。具有结构紧凑、使用维护方便、操作安全可靠等特点；能进行单相熔断的监测，有效防止因熔断器的单相熔断所造成的电动机缺相运行故障。HR5是目前被越来越多采用的一种新式刀熔开关。3~5低压配电装置及开关EXIT3．低压断路器主触头跳钩锁扣分励脱扣器欠压脱扣器脱扣按钮电阻热脱扣器过电流脱扣器3~5低压配电装置及开关EXIT二、低压成套配电装置的相关概念（一）定义所谓的低压成套配电装置是按一定的线路方案将有关的低压一、二次设备组装在一起的一种成套配电装置，在低压配电系统中作控制、保护和计量之用。包括安装在低压配电室的低压配电屏(柜)和各种场所的配电箱。3~5低压配电装置及开关EXIT（二）低压成套配电装置的类型（符号含义）（1）低压配电柜①抽屉式，电器元件安装在各个抽屉内，再按一、二次线路方案将有关功能单元的抽屉叠装在封闭的金属柜体内，可按需要推入或抽出；②固定式，所有电器元件都为固定安装、固定接线；③混合式，安装方式为固定和插入混合安装。（2）低压配电箱低压配电箱主要包括两种类型：动力配电箱和照明配电箱。3~5低压配电装置及开关EXIT(三)低压成套配电装置的类型及型号含义低压配电柜：P-开启式G-封闭式型号特征：