第4章礦山電氣設(shè)備及其選擇

主講：唐軼第四章礦山電氣設(shè)備及其選擇第一節(jié)電氣設(shè)備中的電弧問題及對開關(guān)的要求第二節(jié)礦用電氣設(shè)備的防爆原理第三節(jié)礦井高壓供電設(shè)備及其選擇第四節(jié)井下低壓配電設(shè)備及其選擇第五節(jié)礦用電纜及其選擇第一節(jié)電氣設(shè)備的電弧問題及對開關(guān)要求一、電弧的特點〔1〕能量集中，溫度高。電弧中心溫度高達10000℃以上，電弧外表溫度也可達3000℃~4000℃以上?！娀「邷睾浅庥|頭外表金屬的融化或燒蝕?！鸁龤щ姎庠O(shè)備和導(dǎo)線電纜，引起火災(zāi)和爆炸事故?！鷦×业幕」饽軌驌p傷人的視力，嚴重的可致人失明。〔2〕電弧是束游離的氣體，質(zhì)隨便變形。在油流、氣流及電磁等外力作用下迅速發(fā)生變形、挪動與伸長，在強磁場作用下速度可達300m/s?！?〕電弧一旦產(chǎn)生，只需很低電壓即可維持其繼續(xù)熄滅而不會熄滅。1．產(chǎn)生電弧的根本緣由開關(guān)觸頭在分斷電流時會產(chǎn)生電弧，根本的緣由在于觸頭本身及觸頭周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子。當分斷的觸頭之間存在足夠大的外施電壓的條件下，這些電子就有能夠劇烈電離而產(chǎn)生電弧。2．產(chǎn)生電弧的游離方式〔1〕熱電發(fā)射當開關(guān)觸頭分斷電流時，陰極外表由于大電流逐漸收縮集中而出現(xiàn)熾熱的光斑，溫度很高，因此使觸頭外表分子中外層電子吸收足夠的熱能而發(fā)射到觸頭的間隙中去，構(gòu)成自在電子?！?〕高電場發(fā)射開關(guān)觸頭分斷之初，電場強度很大，高電場作用下，觸頭外表的電子能夠被強拉出來，使之進入觸頭間隙，也構(gòu)成自在電子?！?〕碰撞游離當觸頭間隙存在著足夠大的電場強度時，其中的自在電子以相當大的動能向陽極挪動。在高速挪動中碰撞到中性質(zhì)點，就能夠使中性質(zhì)點中的電子游離出來，從而使中性質(zhì)點變?yōu)閹щ姷恼x子和自在電子。這些被碰撞游離出來的帶電質(zhì)點在電場力的作用下，繼續(xù)參與碰撞游離，結(jié)果使觸頭間介質(zhì)中的離子數(shù)越來越多，構(gòu)成“雪崩〞景象。當離子濃度足夠大時，介質(zhì)擊穿而發(fā)生電弧。〔4〕高溫游離電弧的溫度很高，外表溫度達3000～4000℃，弧心溫度可高達10000℃。在這樣的高溫下，電弧中的中性質(zhì)點可游離為正離子和自在電子〔據(jù)研討，普通氣體在9000～10000℃時發(fā)生游離，而金屬蒸氣在4000℃左右即發(fā)生游離〕，從而進一步加強了電弧中的游離。觸頭越分開，電弧越大，高溫游離也越顯著。以上幾種游離方式的綜協(xié)作用使觸頭在帶電開斷時產(chǎn)生的電弧得以維持。三、電弧的熄滅1．電弧熄滅的條件使觸頭間電弧中的去游離率大于游離率，即其中離子消逝的速率大于離子產(chǎn)生的速率。2．電弧熄滅的去游離方式〔1〕正負帶電質(zhì)點的“復(fù)合〞復(fù)合就是正負帶電質(zhì)點重新結(jié)合為中性質(zhì)點。這與電弧中的電場強度、電弧溫度及電弧截面等要素有關(guān)。電弧中的電場強度越弱，電弧的溫度越低，電弧的截面越小，那么帶電質(zhì)點的復(fù)合越強。此外，復(fù)合與電弧所接觸的介質(zhì)性質(zhì)也有關(guān)系。假設(shè)電弧接觸的外表為固體介質(zhì)，那么由于較活潑的電子先使介質(zhì)外表帶一負電位，帶負電位的介質(zhì)外表就吸引電弧中的正離子而呵斥劇烈的復(fù)合?！?〕正負帶電質(zhì)點的“分散〞分散就是電弧中的帶電質(zhì)點向周圍介質(zhì)中分散開去，從而使電弧中的帶電質(zhì)點減少。分散的緣由，一是由于電弧與周圍介質(zhì)的溫度差，另一是由于電弧與周圍介質(zhì)的離子濃度差。分散也與電弧截面有關(guān)。電弧截面越小，離子分散也越強。上述帶電質(zhì)點的復(fù)合與分散，都會使電弧中的離子數(shù)減少，使去游離加強，從而有助于電弧的熄滅。3．交流電弧的熄滅由于交流電流每半個周期要經(jīng)過零值一次，而電流過零時，電弧將暫時熄滅，所以交流電弧每一個周期〔2π電角度〕要暫時熄滅兩次，如圖4-1所示。電弧熄滅的瞬間，弧隙溫度驟降，高溫游離終止，去游離〔主要是復(fù)合〕大大加強。這時弧隙雖然處于游離形狀，但是陰極附近空間差不多立刻獲得很高的絕緣強度。隨后弧隙的電場強度又能夠使之擊穿，使電弧復(fù)燃。但是由于觸頭的迅速斷開，電場強度的迅速降低，普通交流電弧經(jīng)過假設(shè)干周期的熄滅、復(fù)燃的反復(fù)，最終完全熄滅。因此交流電弧的熄滅，可利用交流電流過零時電弧要暫時熄滅這一特性，來加速電弧的熄滅。低壓開關(guān)的交流電弧顯然是比較容易熄滅的。具有較完善滅弧構(gòu)造的高壓斷路器，交流電弧的熄滅普通為幾個周期；而真空斷路器滅弧只需半個周期，即電流第一次過零時就能使電弧熄滅。圖4-1開關(guān)斷開交流電流是電壓和電流的變化曲線4．開關(guān)電器中常用的滅弧方法〔1〕速拉滅弧法〔2〕冷卻滅弧法〔3〕吹弧滅弧法〔4〕長弧切短滅弧法〔5〕粗弧分細滅弧法〔6〕狹溝滅弧法〔7〕真空滅弧法〔8〕六氟化硫〔SF6〕滅弧法四.對電氣觸頭的根本要求為保證開關(guān)電器可靠任務(wù)，觸頭必需滿足以下根本要求：〔1〕滿足正常負荷的發(fā)熱要求〔2〕具有足夠的機械強度〔3〕具有足夠的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度〔4〕具有足夠的斷流才干第二節(jié)礦用電氣設(shè)備的防爆原理一、煤礦井下的環(huán)境特點及對礦用電氣設(shè)備的要求1．井下有瓦斯、煤塵等易爆環(huán)境下礦用電氣設(shè)備必需具有防爆性能。2．電氣設(shè)備應(yīng)盡能夠體積小、分量輕，以便運輸、安裝、挪動。3．電氣設(shè)備應(yīng)有鞏固的外殼，加強絕緣及防護，有較強的抗震才干。4．要求電氣設(shè)備防潮性能好，較高的絕緣程度。5.電氣設(shè)備應(yīng)盡量選擇銅材作導(dǎo)體，并采用較高的絕緣等級。6.要求電機等拖動設(shè)備有較大的啟動力矩和較強的抗過載才干。7.煤礦井下供電系統(tǒng)及設(shè)備必需采用各種預(yù)防措施，同時設(shè)置完善的維護系統(tǒng)。二、瓦斯、煤塵爆炸條件分析瓦斯?jié)舛取布丛诳諝庵械暮俊车竭_5%~16%，遇到溫度達650~750℃的點火源，如明火、灼熱導(dǎo)體、電火花等，就能夠發(fā)生爆炸。最容易引爆的瓦斯?jié)舛仁?.5%，爆炸壓力最大的瓦斯?jié)舛仁?.5%；當瓦斯?jié)舛鹊陀?%時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍構(gòu)成熄滅層；瓦斯?jié)舛仍?6%以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會熄滅。。煤塵的粒度在1μm~1mm范圍內(nèi)，揮發(fā)分指數(shù)〔即煤塵中所含揮發(fā)物的相對比例〕超越10%，其在空氣中的懸浮含量到達30~2000g/m3時，便具有爆炸性，濃度在300~400g/m3時爆炸力最強。煤塵引燃溫度在610~1050℃之間，普通為700~800℃。引燃溫度越高，越容易引起爆炸。瓦斯、煤塵爆炸條件礦井發(fā)生瓦斯、煤塵爆炸必需同時具備以下2個條件：〔1〕瓦斯、煤塵濃度在爆炸濃度范圍之內(nèi)?！?〕存在足夠高溫度的點火源。如明火、高熱導(dǎo)體、電火花等。當瓦斯中含有煤塵時，會使爆炸濃度的下限降低。瓦斯?jié)舛认孪?%0.51.42.53.54.5煤塵濃度下限/（g/m3）34.526.415.56.10.4引爆延遲時間瓦斯煤塵從接觸點火源引起發(fā)生化學(xué)反響到發(fā)生爆炸要經(jīng)過一個很短的時間，這種景象稱為引爆延遲景象，該時間稱為引爆延遲時間〔也稱瓦斯爆炸的感應(yīng)期〕。引爆延遲時間隨點燃溫度的升高而縮短，隨瓦斯煤塵的濃度的降低而增大，普通不超越幾秒。引爆延遲時間雖然短暫，但對指點煤礦平安消費卻有著非常重要的意義。在設(shè)計制造礦用電氣設(shè)備時，常用點燃溫度來確定電氣設(shè)備及導(dǎo)電體的最高允許溫度，而利用引爆延遲時間來確定快速維護的動作時間，實如今引起爆炸前切斷點火源。三、防止瓦斯煤塵爆炸的預(yù)防措施〔1〕嚴厲控制瓦斯和煤塵的濃度在規(guī)定濃度以下?！?〕采取一切措施杜絕井下高溫火源的產(chǎn)生?！?〕設(shè)置完善的井下供電維護系統(tǒng)?！?〕加強技術(shù)管理，強化平安認識。四、礦用電氣設(shè)備的類型與防爆原理礦用電氣設(shè)備分為礦用普通型和礦用防爆型1．礦用普通型電氣設(shè)備只能用于井下無瓦斯、煤塵爆炸危險的場所，如低沼氣礦井的井底車場、主進風巷道及井下中央變電所等區(qū)域可以選用礦用普通型電氣設(shè)備。在其外殼的明顯處，均有明晰的永久性金屬凸紋紅色標志“KY〞。礦用普通型電氣設(shè)備具有鞏固的外殼，可以防止任何人員從外部直接接觸帶電體；有良好的封鎖性，滿足防水、防潮、防外物的要求；有電纜引入安裝，引入電纜的接線端子有足夠的空氣間隙和漏電間隔的要求，并能防止電纜改動、拔脫和損傷；開關(guān)手柄和門蓋之間有機械閉鎖，有內(nèi)外接地螺栓，并標有接地符號。2．礦用防爆型電氣設(shè)備2．礦用防爆型電氣設(shè)備防爆型電氣設(shè)備是指采取了特別的防爆措施，可以在爆炸危險環(huán)境場所正常平安運用的電氣設(shè)備。其按運用環(huán)境的不同分為兩類：I類：煤礦井下用防爆電氣設(shè)備。能在井下有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所運用。II類：工廠用防爆電氣設(shè)備。適用于有各種爆炸性氣體或可燃物的化工廠、石油開采、石油煉制、艦船等場所運用。防爆電氣設(shè)備的總標志為“Ex〞。將不同防爆電氣設(shè)備的類型、類別、級別和組別連同防爆設(shè)備的總標志“Ex〞一同，構(gòu)成防爆標志。要求在電氣設(shè)備外殼的明顯處，設(shè)有明晰的永久性金屬凸紋紅色防爆標志，如“ExdI〞。2．礦用防爆型電氣設(shè)備國家規(guī)范GB3836-2000將防爆電氣設(shè)備按防爆構(gòu)造的不同分為10種根本類型：〔1〕隔爆型電氣設(shè)備〔d-類型代號〕。它是一種具有隔爆外殼的電氣設(shè)備。該外殼既能接受其內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，又能防止爆炸產(chǎn)物穿出隔爆間隙點燃外殼周圍的爆炸性混合物?！?〕增安型電氣設(shè)備〔e〕。對正常運轉(zhuǎn)時不會產(chǎn)生電弧、火花或危險高溫的電氣設(shè)備，采取加大絕緣、增大電氣間隙和漏電間隔等方式，進一步提高平安程度，防止內(nèi)部發(fā)生短路及接地缺點，并嚴厲控制外殼的外表溫度，以到達防爆的目的的設(shè)備。〔3〕本質(zhì)平安型電氣設(shè)備〔i〕。全部電路均為本質(zhì)平安電路的電氣設(shè)備。采用IEC76-3火花實驗安裝，在正常任務(wù)或規(guī)定的缺點形狀下產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不能點燃爆炸性混合物。2．礦用防爆型電氣設(shè)備〔4〕正壓型電氣設(shè)備〔p〕。將新穎空氣或惰性氣體充入密封具有正壓外殼的電氣設(shè)備外殼內(nèi)部，并堅持一定的正壓，以阻止設(shè)備外部的爆炸性混合物進入外殼內(nèi)部，使點火源與周圍的爆炸性混合物隔離，到達防爆目的?！?〕充油型電氣設(shè)備〔o〕。將能夠產(chǎn)生火花、電弧或危險高溫的帶電部件浸在變壓器油〔絕緣油〕中，使之不與油面上爆炸性混合物相接觸，電弧或火花在油中被冷卻熄滅，不致引燃油面上的爆炸性混合物，到達防爆目的。〔6〕充砂型電氣設(shè)備〔q〕。外殼內(nèi)充填砂粒資料，使之在規(guī)定的運用條件下殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧、傳播的火焰、外殼壁或砂粒資料外表的過熱，均不能點然周圍爆炸性混合物的電氣設(shè)備。2．礦用防爆型電氣設(shè)備〔7〕澆封型電氣設(shè)備〔m〕。整臺設(shè)備或其中部分澆封在澆封劑中，在正常運轉(zhuǎn)和認可的過載或認可的缺點下，不能點燃周圍的爆炸性混合物的電氣設(shè)備?！?〕無火花型電氣設(shè)備〔n〕。在正常運轉(zhuǎn)條件下，不會點燃周圍爆炸性混合物，且普通不會發(fā)生有點燃作用的缺點的電氣設(shè)備。〔9〕氣密型電氣設(shè)備〔h〕。具有氣密封外殼的電氣設(shè)備。氣密封外殼是用熔化擠壓或膠粘的方法進展密封的外殼。這種外殼能防止殼外氣體進入殼內(nèi)?！?0〕特殊型電氣設(shè)備〔s〕。是指采用的防爆措施不為上述9種根本防爆類型所包括，但經(jīng)過防爆檢驗證明確實具有防爆性能的電氣設(shè)備。這種特殊的防爆電氣設(shè)備，是使點火源與爆炸性氣體混合物進展了隔離，即正?；蛉秉c時產(chǎn)生的危險要素，不與爆炸性混合物直接接觸，普通采用網(wǎng)罩隔爆構(gòu)造或微孔隔爆構(gòu)造。五、礦用隔爆型〔ExdI〕電氣設(shè)備礦用隔爆電氣設(shè)備的隔爆外殼利用了間隙防爆原理設(shè)計制造，具有足夠的機械強度，能耐受內(nèi)部爆炸性混合物能夠產(chǎn)生的最大壓力，并經(jīng)過嚴厲控制結(jié)合面的間隙、寬度及加工光潔度，使電氣設(shè)備外殼內(nèi)部發(fā)生的電火花及爆炸不致引燃外部爆炸性混合物。即要求隔爆外殼要有耐爆性和隔爆性能。耐爆性也稱為爆炸穩(wěn)定性，即外殼要有足夠的機械強度，在外殼內(nèi)爆炸性混合物的爆炸壓力作用下，外殼不致于被破壞，因此爆炸所產(chǎn)生的火焰不能直接去點燃殼外的爆炸性混合物。實驗證明，當爆炸性混合物爆炸時，外殼內(nèi)產(chǎn)生的最大壓力為0.73MPa，設(shè)備外殼凈容積不同，所產(chǎn)生的最大壓力也不同，普通都比此值小。所以，必需根據(jù)凈容積的大小來確定電氣設(shè)備外殼的機械強度。隔爆外殼的機械強度要求見表4-2。外殼凈容積/L應(yīng)受凈壓力/MPa0.5以下0.30.5~20.62以上0.8表4-2隔爆外殼的機械強度要求五、礦用隔爆型〔ExdI〕電氣設(shè)備設(shè)計隔爆外殼時，應(yīng)盡量防止具有多個連通空腔的構(gòu)造，這種構(gòu)造由于爆炸有先后之分而極易產(chǎn)生壓力疊加景象，使外殼不能接受而損壞。隔爆性亦稱不傳爆性，即當爆炸性混合物在外殼內(nèi)爆炸所產(chǎn)生的高溫氣體與火焰，經(jīng)過外蓋與殼體的接合面噴向殼外時，遭到足夠的冷卻，使之不能將殼外爆炸性混合物點燃。隔爆外殼的隔爆性能主要靠隔爆面長度、間隙厚度和隔爆面光潔度等參數(shù)來保證，這三個參數(shù)通常稱為隔爆三要素。五、礦用隔爆型〔ExdI〕電氣設(shè)備殼內(nèi)爆炸的火焰，以發(fā)火點為中心向外分散，并經(jīng)過殼體隔爆法蘭盤向殼外分散，對整個殼體而言，法蘭盤的寬度就是隔爆面的長度，通常用符號“L〞表示。當殼內(nèi)爆炸向殼外分散時，法蘭隔爆面能吸收大量熱量，使經(jīng)過的火焰及放射物溫度急劇降低，以致達不到點燃溫度。隔爆接合面相對外表間的間隔稱為間隙厚度，也可以叫氣隙厚度，通常用符號“W〞表示。間隙的作用是：使殼內(nèi)爆炸放射物與隔爆面嚴密接觸，有利于溫度的降低；能破壞向外放射火焰的構(gòu)造，使錐形火焰變成舌狀，接觸面增大，有利于冷卻；滯緩爆炸放射物的速度，延伸了冷卻時間，加大了熱損失；間隙有漏氣泄壓作用，降低殼內(nèi)爆炸所產(chǎn)生的壓力，減小對外殼的爆炸沖擊力。隔爆接合面假設(shè)比較粗糙，一方面等于增大了隔爆接合面的間隙，影響隔爆性能；另一方面，外表粗糙容易積存灰塵，呵斥外表生銹，而生銹的間隙，在爆炸火焰的作用下，會脫離出金屬粒子，灼熱的金屬粒子向外噴出，降低隔爆性能。接合面外表平均粗糙度不能超越6.3μm。六、礦用本質(zhì)平安型〔ExibI〕電氣設(shè)備在規(guī)定的實驗條件下，正常任務(wù)或規(guī)定的缺點條件下，所產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)，均不能點燃規(guī)定的爆炸性混合物的電路，叫做本質(zhì)平安電路〔簡稱本安電路〕，一切電路均為本安電路的電氣設(shè)備叫做本質(zhì)平安型〔簡稱本安型〕。實驗闡明，當瓦斯?jié)舛葹?.2%~8.5%時最容易爆炸，所需點燃瓦斯的最小能量為0.28mJ，只需將電路中的能量限制在點燃瓦斯的0.28mJ之內(nèi)，就可實現(xiàn)平安火花。本質(zhì)平安電路的設(shè)計要點采用以下措施來降低電火花的能量：〔1〕在合理選擇電氣元件參數(shù)的根底上，盡量降低電源供電電壓。〔2〕在電路中串接限流電阻或利用導(dǎo)線本身電阻來限制電路的電流?！?〕電感元件兩端并聯(lián)二極管，耗費電感元件釋放出來的磁場能量?！?〕電容元件兩端并聯(lián)二極管或電阻，耗費電容元件釋放出來的電場能量?！?〕在本安電路與非本安電路間采用平安柵，防止非本安電路的能量進入本安電路，限制電火花能量。復(fù)合式本安型電氣設(shè)備本質(zhì)平安型設(shè)備只能用于低電壓、小電流的電路中，如信號指示、監(jiān)測儀表、控制維護等回路。本質(zhì)平安型電氣設(shè)備分為單一式和復(fù)合式兩種方式。單一式本安型電氣設(shè)備是指電氣設(shè)備的全部電路都是由本質(zhì)平安電路組成的，如便攜式儀表。復(fù)合式本安型電氣設(shè)備是指電氣設(shè)備的輔助回路是本質(zhì)平安電路，主回路是非本安電路，如礦用隔爆兼本安型電氣設(shè)備〔ExdiaI或ExdibI〕。七、礦用增安型〔ExeI〕電氣設(shè)備增安型設(shè)備是對在正常運轉(zhuǎn)條件下不會產(chǎn)生電弧或火花的電氣設(shè)備進一步采取措施，提高其平安程度，防止電氣設(shè)備產(chǎn)生危險溫度、電弧和火花的能夠性的防爆型式。增安措施：①制成有效的防護外殼；②選擇適宜的爬電間隔和電氣間隙；③提高絕緣資料的絕緣等級；④限制設(shè)備的溫度；⑤電路和導(dǎo)線要可靠銜接。增安型電氣設(shè)備的外殼應(yīng)具備較好的防水、防外物才干，以確保增安型電氣設(shè)備平安可靠運轉(zhuǎn)。為此，增安型電氣設(shè)備的外殼應(yīng)采用耐機械作用和熱作用的金屬制成。對有絕緣帶電部件的外殼，其防護等級應(yīng)到達IP44，對于有裸露帶電部件的外殼，其防護等級應(yīng)到達IP54。增安型電氣設(shè)備增大電氣間隙與爬電間隔是制造增安型電氣設(shè)備采取的重要措施。電氣設(shè)備中有一些零部件在正常任務(wù)情況下是不帶電的，但當帶電零部件的絕緣發(fā)生損壞而又未接地時，那些不帶電的零部件就有能夠帶電，這時一旦發(fā)生碰撞就會產(chǎn)生電火花，有引爆周圍爆炸性混合物的危險。因此，帶電零部件之間及帶電零件與接地零件之間或帶電零件與不帶電零件之間都應(yīng)堅持一定間隔，即一定的電氣間隙。假設(shè)電氣間隙過小就容易發(fā)生擊穿放電景象，因此增大電氣間隙在一定程度上可以提高增安型電氣設(shè)備的平安性。煤礦井下的電氣設(shè)備處在空氣潮濕，粉塵散落的環(huán)境中任務(wù)，這種環(huán)境會降低電氣設(shè)備的絕緣性能，絕緣外表易發(fā)生碳化，導(dǎo)致短路擊穿景象發(fā)生。為提高增安型電氣設(shè)備的絕緣性能和平安性能，就需求增大其爬電間隔。因此，增安型電氣的電氣間隙和爬電間隔均應(yīng)高于普通電氣設(shè)備，其規(guī)范見表4-3規(guī)定的數(shù)值。工作電壓U/V最小爬電距離/mm最小電氣間隙/mm材料級別IIIIIIaU≤1515＜U≤3030＜U≤6060＜U≤110110＜U≤175175＜U≤275275＜U≤420420＜U≤550550＜U≤750750＜U≤11001100＜U≤22002200＜U≤33003300＜U≤42004200＜U≤55005500＜U≤66006600＜U≤83008300＜U≤110001.61.82.12.53.25810122032405063801001251.61.82.63.246.31012.5162536455671901101401.61.83.445812.5162032405063801001251601.61.82.12.53.25681014303644506080100表4-3電氣間隙和爬電間隔增安型電氣設(shè)備絕緣資料是保證電氣設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的重要條件。制造增安型電氣設(shè)備必需采取吸潮性小、耐熱性好、耐電弧性能好的，具有良好的電氣性能和機械性能，絕緣等級較高的固體絕緣資料。對于有繞組的電氣設(shè)備，①要選用適用于煤礦井下惡劣環(huán)境下長期任務(wù)的帶絕緣層的繞組導(dǎo)線，普通選用有一層絕緣層的漆包線或有兩層絕緣層的裸導(dǎo)線；②當繞組制成后要進展枯燥和浸漬絕緣漆的處置。任何絕緣資料的絕緣性能都是相對的，假設(shè)超越它的運用條件，絕緣性能就會被破壞，電氣設(shè)備就會發(fā)生短路、擊穿、火花放電等危險，甚至?xí)c燃周圍爆炸性混合物。因此運用溫度的高低是關(guān)系電氣設(shè)備的絕緣性能好壞和整個設(shè)備能否平安運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。嚴厲控制設(shè)備的最高溫度是提高增安型電氣設(shè)備平安性能的重要措施。在確定增安型電氣設(shè)備的極限溫度時主要思索以下兩個要素：①設(shè)備運用環(huán)境中爆炸性混合物被點燃的危險溫度；②構(gòu)造資料的熱穩(wěn)定溫度。在這兩者中選較低的溫度作為增安型電氣設(shè)備的極限溫度。八、礦用電氣設(shè)備的運用范圍及選用根據(jù)<煤礦平安規(guī)程>規(guī)定，井下電氣設(shè)備必需按表4-4選用。使用場所類別煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井和瓦斯噴出區(qū)域瓦斯礦井井底車場、總進風巷或主要進風巷翻車機硐室采區(qū)進風道總回風道、主要回風道、采區(qū)回風道、工作面和工作面進風回風道低瓦斯礦井*高瓦斯礦井高低壓電機和電氣設(shè)備**礦用防爆型（增安型除外）礦用一般型礦用一般型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型（增安型除外）照明燈具礦用防爆型（增安型除外）礦用一般型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型（增安型除外）通信、自動化裝置、儀器、儀表礦用防爆型（增安型除外）礦用一般型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型礦用防爆型（增安型除外）第三節(jié)礦井高壓供電設(shè)備及其選擇一、高壓開關(guān)電器在電力系統(tǒng)中，將能接通、斷開或轉(zhuǎn)換高壓電路的電器統(tǒng)稱為“高壓開關(guān)電器〞。主要分立高壓開關(guān)電器斷路器隔分開關(guān)熔斷器負荷開關(guān)

1．高壓斷路器高壓斷路器可在正常情況下接通和斷開電路，又切除短路缺點電流，同時承當控制和維護的雙重擔務(wù)。大部分斷路器都能進展快速重合閘操作，即在暫時性缺點排除后，能使被切斷的電路恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。斷路器按其采用的滅弧介質(zhì)分為油斷路器、六氟化硫〔SF6〕斷路器、真空斷路器以及緊縮空氣斷路器、磁吹斷路器等。其中過去運用最廣的是油斷路器，但如今它已在很多場所被真空斷路器和SF6斷路器所取代。油斷路器如今主要在原有的老配電安裝中繼續(xù)運用。高壓斷路器型號的表示和含義1〕SN10-10型高壓少油斷路器SN10-10型少油斷路器按其斷流容量Sbr分，有I、II、III型。SN10-10I型，Sbr=300MV·A；SN10-10II型，Sbr=500MV·A；SN10-10III型，Sbr=750MV·A。外形構(gòu)造如圖。2〕高壓六氟化硫斷路器六氟化硫〔SF6〕斷路器，是利用SF6氣體作滅弧和絕緣介質(zhì)的一種斷路器。SF6是一種無色、無味、無毒且不易熄滅的惰性氣體。在150oC以下時，其化學(xué)性能非常穩(wěn)定。SF6不含、氧元素，不存在金屬觸頭外表氧化的問題。SF6斷路器較之空氣斷路器，其觸頭的磨損較少，運用壽命增長。SF6具有優(yōu)良的物理、化學(xué)性能外還具有優(yōu)良的電絕緣性能。在300kPa下，其絕緣強度與普通絕緣油的絕緣強度大體相當，特別優(yōu)越的是，SF6在電流過零時，電弧暫時熄滅后，具有迅速恢復(fù)絕緣強度的才干，從而使電弧難以復(fù)燃而到達快速滅弧的目的。高壓六氟化硫斷路器圖4-9LN2-10型高壓六氟化硫斷路器高壓六氟化硫斷路器SF6斷路器的優(yōu)點：斷流才干強，滅弧速度快，電絕緣性能好，檢修周期〔間隔時間〕長，適于頻繁操作，而且沒有熄滅爆炸危險。缺陷：要求制造加工精度高，對其密封性能要求更嚴，價錢比較昂貴。SF6斷路器適用于需頻繁操作及有易燃易爆危險的場所，如今已開場廣泛運用在高壓配電安裝中以取代油斷路器，特別是廣泛運用在封鎖式組合配電安裝中。3〕高壓真空斷路器高壓真空斷路器是利用“真空〞〔氣壓為10-2~10-6Pa〕滅弧的一種斷路器，觸頭裝在真空滅弧室內(nèi)。由于真空中不存在氣體游離問題，所以這種斷路器的觸頭斷開時電弧很難發(fā)生。但是在實踐的感性負荷電路中，滅弧速度過快，瞬間切斷電流，將使截流陡度極大，從而使電路出現(xiàn)極高的過電壓，這對電力系統(tǒng)是非常不利的。因此，這“真空〞不宜是絕對的真空，而是能在觸頭斷開時因高電場發(fā)射和熱電發(fā)射產(chǎn)生一點電弧〔稱為“真空電弧〞〕，且能在電流第一次過零時熄滅。這樣，燃弧時間既短〔至多半個周期〕，又不致產(chǎn)生很高的過電壓。高壓真空斷路器圖4-10ZN12-12型高壓真空斷路器2．高壓隔分開關(guān)高壓隔分開關(guān)沒有滅弧安裝，不允許帶負荷進展分、合閘操作，普通與斷路器配合運用。高壓隔分開關(guān)的功能：1.隔離高壓電源。2.用于改動運轉(zhuǎn)方式進展倒閘操作。3.在一定的情況下可以用來接通和切斷小電流電路。如勵磁電流不超越2A的空載變壓器、電容電流不超越5A的空載線路以及電壓互感器和避雷器等。按安裝地點，高壓隔分開關(guān)分戶內(nèi)式和戶外式兩大類。圖4-12是GN8-10型戶內(nèi)式高壓隔分開關(guān)的外形；圖4-13是GW2-35型戶外式高壓隔分開關(guān)的外形。高壓隔分開關(guān)圖4-12GN8-10型戶內(nèi)式高壓隔分開關(guān)高壓隔分開關(guān)圖4-13GW2-35型戶外式高壓隔分開關(guān)隔分開關(guān)全型號的表示和含義高壓隔分開關(guān)由于隔分開關(guān)無滅弧安裝，只能切除相當小的電流，故操作時應(yīng)嚴厲遵守“倒閘操作〞的有關(guān)規(guī)定，嚴禁帶負荷進展分、合閘操作。裝有隔分開關(guān)和斷路器的線路或電氣設(shè)備，在進展送電或斷電操作的正確順序是：送電時先合隔分開關(guān)，后合斷路器；斷電時先分斷路器，后分隔分開關(guān)。為防止隔分開關(guān)和斷路器的誤操作，普通在它們之間加裝機械和電氣閉鎖安裝。3.高壓熔斷器熔斷器的功能主要是對電路和電氣設(shè)備進展短路維護，有的也具有過負荷維護的功能。熔斷器是一種構(gòu)造簡單、運用廣泛的維護電器，普通由熔斷管、熔體、滅弧填充物、指示器、靜觸座等構(gòu)成。串聯(lián)在電路中運用。電路中電流超越規(guī)定值會使其熔體熔斷，斷開電路以維護電氣設(shè)備。熔體熔斷時間與經(jīng)過的電流關(guān)系曲線，稱為熔斷器的維護特性曲線，由制造廠給出，如圖4-15所示。熔斷器維護具有反時限特性，即經(jīng)過的電流越大〔在允許開斷容量范圍內(nèi)〕，熔體熔斷的時間愈短。熔斷器的維護特性曲線圖4-15熔斷器的反時限維護特性高壓熔斷器全型號的表示和含義工廠供電系統(tǒng)中，室內(nèi)廣泛采用RN1、RN2等型高壓管式限流熔斷器；室外那么廣泛采用RW4-10、RW10-10F等型高壓跌開式熔斷器，也有的采用RW10-35型高壓限流熔斷器等。1〕RN1和RN2型戶內(nèi)高壓管式熔斷器RN1型和RN2型的構(gòu)造根本一樣，都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充填石英砂的密閉管式熔斷器。RN1型主要用于高壓線路和設(shè)備的短路維護，也能起過負荷維護的作用，其熔體要經(jīng)過主電路的電流，因此其構(gòu)造尺寸較大，額定電流可達100A。RN2型只用作高壓電壓互感器一次側(cè)的短路維護。由于電壓互感器二次側(cè)銜接的都是阻抗很大的電壓線圈，致使它接近于空載任務(wù)，其一次側(cè)電流很小，因此RN2型的構(gòu)造尺寸較小，其熔體額定電流普通為0.5A。室內(nèi)用RN1、RN2型高壓管式限流熔斷器圖4-16RN1、RN2型高壓熔斷器RN1、RN2型高壓熔斷器的熔管剖面圖任務(wù)熔體〔銅熔絲〕上焊有錫球。錫熔點低，過負荷時錫球受熱熔化，包圍銅熔絲。銅錫相互浸透構(gòu)成熔點較銅低的銅錫合金，使銅熔絲能在較低的溫度下熔斷，即“冶金效應(yīng)〞，使得熔斷器能在過負荷電流和較小的短路電流下動作，提高了維護靈敏度。熔斷器采用幾根熔絲并聯(lián)，熔斷時產(chǎn)生幾根并行的電弧，利用“粗弧分細滅弧法〞來加速電弧的熄滅。且其熔管內(nèi)充填有石英砂，熔絲熔斷時產(chǎn)生的電弧在石英砂內(nèi)熄滅，構(gòu)成“狹溝滅弧〞，因此滅弧才干很強，能在短路后半個周期內(nèi)短路電流未達沖擊值之前就能完全熄滅電弧，切斷短路電流，對其所維護的電路和設(shè)備，不用思索短路電流的影響，因此稱為“限流式〞熔斷器。當短路電流或過負荷電流經(jīng)過熔體時，任務(wù)熔體熔斷后，指示熔體也相繼熔斷，其紅色指示器彈出，給出熔體熔斷的指示信號。2〕RW4-10和RW10-10F型戶外高壓跌落式熔斷器跌落式熔斷器，廣泛運用于環(huán)境正常的室外場所。主要作6~10kV線路和設(shè)備的短路維護，還可在一定條件下，直接用高壓絕緣操作棒〔俗稱令克棒〕來操作熔管的分合。普通跌落式熔斷器如RW4-10G型等，只能在無負荷下操作，或通斷小容量的空載變壓器和空載線路等，其操作要求與高壓隔分開關(guān)一樣。負荷型跌落式熔斷器如RW10-10F型，能帶負荷操作，其操作要求與負荷開關(guān)一樣。RW4-10G型跌落式熔斷器這種跌落式熔斷器采用了“逐級排氣〞的構(gòu)造。其熔管上端在正常運轉(zhuǎn)時是被一薄膜封鎖的，可以防止雨水浸入。在分斷小的短路電流時，由于上端封鎖而構(gòu)成單端排氣，使管內(nèi)堅持足夠大的壓力，這有利于熄滅小的短路電流產(chǎn)生的電弧。而在分斷大的短路電流時，由于管內(nèi)產(chǎn)生的氣壓大，使上端薄膜沖開而構(gòu)成兩端排氣，這有利于防止分斷大的短路電流能夠呵斥的熔管爆破，從而有效地處理了自產(chǎn)氣熔斷器分斷大小缺點電流的矛盾。RW10-10F型跌落式熔斷器負荷型跌落式熔斷器是在普通跌落式熔斷器的上靜觸頭上加裝了簡單的滅弧室，因此能帶負荷操作。跌開式熔斷器依托電弧熄滅使產(chǎn)氣的消弧管分解產(chǎn)生的氣體來熄滅電弧，即使是負荷型加裝有簡單的滅弧室，其滅弧才干也不是很強的，滅弧速度都不快，都不能在短路電流到達沖擊值之前熄滅電弧，因此屬于“非限流〞熔斷器。4．高壓負荷開關(guān)高壓負荷開關(guān)具有簡單的滅弧安裝，能通斷一定的負荷電流和過負荷電流，但不能斷開短路電流，因此常與高壓熔斷器串聯(lián)運用，以借助熔斷器來切除短路缺點。負荷開關(guān)斷開后，與隔分開關(guān)一樣，具有明顯可見的斷開間隙，因此具有隔離電源、保證平安檢修的功能。圖4-20是FN3-10RT型戶內(nèi)式負荷開關(guān)構(gòu)造圖。其上端的絕緣子內(nèi)部是一個壓氣式滅弧安裝，如圖4-21。開關(guān)分閘時，在觸頭之間產(chǎn)生電弧，主軸轉(zhuǎn)動帶動活塞，緊縮氣缸內(nèi)的空氣使之從噴嘴向外吹弧，加之斷路彈簧使電弧迅速拉長以及電流回路的電磁吹弧作用，使電弧迅速熄滅。負荷開關(guān)的滅弧斷流才干有限，只能斷開一定的負荷電流和過負荷電流，可以裝設(shè)熱脫扣器用于過負荷維護，但絕不能配以短路繼電維護來自動跳閘。圖4-20FN3-10RT型高壓負荷開關(guān)圖4-21壓氣式滅弧安裝任務(wù)表示圖高壓負荷開關(guān)全型號的表示和含義四種高壓開關(guān)的特性對比高壓開關(guān)滅弧能力有無可見斷口正常情況下能否用于開斷負荷電流短路情況下能否切斷短路電流斷路器強無能能隔離開關(guān)無有不能不能限流熔斷器強無不能能負荷開關(guān)弱有能不能二、高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜是以高壓開關(guān)為主，按一定的接線方案，針對不同運用場所、控制對象及主要電氣元件的特點，將有關(guān)的一、二次設(shè)備組合起來，裝于封鎖式或敞開式金屬柜內(nèi)的一種高壓成套配電安裝。主要用于配電系統(tǒng)，作接受與分配電能或直接啟動大型電動機用。高壓開關(guān)柜的組成有母線、高壓開關(guān)、電流及電壓互感器、計量儀表和維護安裝、信號及操動機構(gòu)等。根據(jù)構(gòu)造和運用場所的不同，高壓開關(guān)柜分普通型、礦用普通型和隔爆型等。1．普通型高壓開關(guān)柜普通型高壓開關(guān)柜可以用于普通環(huán)境下，有固定式和手車式〔移開式〕兩大類型。在普通變電所中，普遍采用較為經(jīng)濟的固定式高壓開關(guān)柜。我國如今大量消費和廣泛運用的固定式高壓開關(guān)柜主要為GG-1A〔F〕型。這種防誤型開關(guān)柜具有“五防〞功能：〔1〕防止誤分誤合斷路器；〔2〕防止帶負荷誤拉誤合隔分開關(guān)；〔3〕防止帶電誤掛接地線；〔4〕防止帶接地線誤合隔分開關(guān)；〔5〕防止人員誤入帶電間隔。圖4-22是GG-1A〔F〕-07S型固定式高壓開關(guān)柜構(gòu)造圖。圖4-22GG-1A〔F〕-07S型高壓開關(guān)柜〔斷路器柜〕手車式開關(guān)柜手車式〔又稱移開式〕開關(guān)柜的特點：高壓斷路器等主要電氣設(shè)備裝在可以拉出和推入開關(guān)柜的手車上。斷路器等設(shè)備需檢修時，可將手車拉出，然后推入同類備用手車，即可恢復(fù)供電。因此采用手車式開關(guān)柜，較之采用固定式開關(guān)柜，具有檢修平安、供電可靠性高等優(yōu)點，但其價錢較貴。圖4-23是GC□-10〔F〕型手車式高壓開關(guān)柜的外形構(gòu)造圖。圖4-23GC□-10〔F〕型高壓開關(guān)柜〔斷路器手車柜未推入〕國產(chǎn)老系列高壓開關(guān)柜全型號的表示和含義如下：國產(chǎn)新系列高壓開關(guān)柜全型號的表示和含義如下：2．礦用普通型高壓開關(guān)柜礦用普通型高壓開關(guān)柜可以用于無瓦斯和煤塵突出、通風良好、無爆炸危險的煤礦并下井底車場、大巷、中央變電所等處用于分配電能，也適用于地面變〔配〕電所和露天礦分配電能。礦用普通型配電安裝的構(gòu)造要求除應(yīng)滿足成套配電安裝的技術(shù)要求外，尚應(yīng)滿足<煤礦用電氣設(shè)備制造規(guī)程>規(guī)定：〔1〕全封鎖外殼，具有防機械損傷，防潮構(gòu)造。〔2〕能在溫度35℃、相對濕度97%的空氣中有良好的絕緣，絕緣資料具有耐油性和耐弧性?！?〕引入電纜接線端子有一定的漏電間隔和氣隙?！?〕高壓油斷路器的運用額定斷流容量按實踐最大值的一半來確定?！?〕應(yīng)有防誤操作的機械閉鎖安裝?！?〕電纜引出線應(yīng)有接線盒，或用插銷銜接電纜。礦用普通型高壓開關(guān)柜目前常用的有GKW-1型、GKFC-1型、GFW-1型等，現(xiàn)簡單引見其中的KYGG-2Z型高壓真空配電箱。KYGG-2Z型高壓真空配電箱是礦用普通型設(shè)備，適用于井下無爆炸危險的主要通風巷道和井底車場的機電硐室內(nèi)，作為6~10kV高壓線路配電開關(guān)，也可以直接控制變壓器和井下水泵的高壓電動機。其型號含義如下:KYGG-2Z-02型高壓真空配電箱的構(gòu)造1〕構(gòu)造圖4-24所示為KYGG-2Z-02型高壓真空配電箱的構(gòu)造圖。電源電纜從箱底后側(cè)進入，接至位于配電箱上方前部的母線上，經(jīng)上隔分開關(guān)、電流互感器接至真空斷路器，再經(jīng)下隔分開關(guān)接至出線電纜，由柜底后側(cè)送出。在斷路器下方還并聯(lián)電壓互感器，柜底部還設(shè)有壓敏電阻。上下隔分開關(guān)可由前門的操作手柄經(jīng)傳動桿手動操作。斷路器的正前方設(shè)有小門，翻開此門可手動或電動操作斷路器。儀表繼電器室內(nèi)安裝著一切二次回路的安裝，其前面的門板上安裝有監(jiān)視儀表、信號指示及操作開關(guān)等，繼電器室可隨門轉(zhuǎn)出，以便檢修。為防止誤操作，開關(guān)柜也具有“五防〞功能。圖4-24KYGG-2Z型礦用高壓配電箱2〕電路組成及各元件作用KYGG-2Z型礦用普通型高壓真空配電箱由主回路和輔助回路組成。主回路接線方案共20種，其編號為01--20。圖4-25為02號主回路接線方案主回路由隔分開關(guān)1QS、2QS、真空斷路器QF、電流互感器1TA、2TA、電壓互感器TV、高壓熔斷器FU以及壓敏電阻RV組成。輔助回路由電壓互感器和電流互感器的二次側(cè)引出。各元件作用如下：〔1〕隔分開關(guān)QS：檢修配電箱時隔離電源電壓，以保證斷電檢修。〔2〕真空斷路器QF：通斷負荷電流、切斷短路電流?！?〕壓敏電阻RV：過電壓維護。〔4〕熔斷器FU：過流維護。〔5〕電壓互感器TV：將高壓變成100V的低壓，向儀表和維護安裝提供高電壓信號?！?〕電流互感器TA：將大電流變成5A的小電流，其作用是向儀表和維護安裝提供大電流信號。圖4-25KYGG-2Z-02號主回路接線方案主回路：實現(xiàn)對高壓電氣設(shè)備的控制和維護?！?〕控制通電時，先將隔分開關(guān)1QS、2QS合上，接通高壓電源。再手動或電動操作，將真空斷路器QF合閘，所控高壓電氣設(shè)備通電任務(wù)。斷電時，先手動或電動操作切斷真空斷路器，使電氣設(shè)備停頓任務(wù)。檢修時，為防止雙電源供電時另一電源經(jīng)負荷側(cè)倒送電，因此需在斷路器斷開后，分別斷開電源側(cè)和負荷側(cè)設(shè)置的隔分開關(guān)1QS和2QS，以切斷配電箱電源，再掛接地線，最后翻開配電箱進展檢修。恢復(fù)送電時，先撤除接地線，再合隔分開關(guān)，最后合斷路器。〔2〕維護①過電壓維護。當任務(wù)電壓正常時，壓敏電阻端電壓較小，阻值很大，相當于開路，對電路沒有影響；當過電壓時，壓敏電阻端電壓較高，阻值變得很小，相當于短路，釋放過電壓，從而維護了設(shè)備的絕緣。②過電流維護。當發(fā)生過流時，高壓熔斷器的熔體熔斷實現(xiàn)過流維護。4〕輔助回路：實現(xiàn)對主回路的丈量、控制和維護。3．礦用隔爆型高壓配電箱礦用隔爆型高壓配電箱適用于礦井井下有瓦斯和煤塵爆炸危險的場所向變壓器、高壓電動機和高壓分支線路供電。目前煤礦井下常用的隔爆高壓配電箱有BGP9L-6、BGP5-6、BPZ1-6、BGP-6型等，主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-5。其中字符和數(shù)字的含義為：B-隔爆；G-高壓；P-配電箱〔安裝〕；Z-真空斷路器；9L-九十年代結(jié)合設(shè)計；5/1-設(shè)計序號；6-額定電壓6kV。表4-5常用隔爆高壓配電安裝主要技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓/kV額定電流/kA斷流容量/（MV·A）額定開斷電流（有效值）/kA極限通過電流（峰值）/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時間/sBGP5-6650、100、200、300、400100102510BPZ1-6650、100、200、300100102510（4s）BGP-6650、100、200、300、400100102510（2s）BGP3-6650、100、200、315、400102510（1s）≯0.2BGP3-6A650、100、200、315、400、63012.531.2512.5（1s）≯0.2BGP3-101050、100、200、315、400、63012.531.2512.5（1s）<0.2BGP8-6650、100、200、300、400、500、60012.531.5（0.3s）12.5（4s）PB2-6PB3-6G650、100、150、200、300102510（2s）≤0.041〕BGP5-6系列高壓真空配電安裝BGP5-6系列高壓真空配電箱包括BGP5-6、BGP5-6A、BGP5-6B、BGP5-6C型等4種。〔1〕構(gòu)造特征。BGP5-6系列高壓真空配電安裝由ZN1-6型真空斷路器、閘刀式隔分開關(guān)、電壓/電流互感器、零序電流互感器、繼電維護安裝、電流/電壓顯示安裝等組成。上述部件均安裝在長方體隔爆外殼內(nèi)。外殼左、右、后側(cè)裝有電纜接線盒供電源側(cè)電纜接入、負荷側(cè)電纜接出，根據(jù)用戶需求，接線盒具有供鎧裝電纜和橡套電纜接線方式的兩種構(gòu)造。閘刀式隔分開關(guān)用途于箱體右上方的手柄進展操作，當隔分開關(guān)處于分閘位置時，動觸刀可靠接地。為保證設(shè)備及人身平安，配電安裝設(shè)有平安連鎖安裝。圖4-26BGP5-6系列高壓真空配電安裝的外形構(gòu)造圖4-27BGP5-6系列高壓真空配電安裝電氣原理框圖〔2〕維護安裝。本安裝具有高壓漏電、過電流、欠電壓、過電壓、絕緣監(jiān)視〔6、6A、6C型〕、電機溫度控制維護〔6B型〕等。①漏電維護。漏電維護由BLD型漏電維護插件用零序功率方向原理實現(xiàn)。②監(jiān)視維護。監(jiān)視維護適用于6kV屏蔽監(jiān)視型礦用橡套軟電纜饋出線路，作為電纜的監(jiān)視野和接地線之間的絕緣和監(jiān)視回路的可靠性的維護，并可進展遠間隔操作高壓配電安裝，使其跳閘。當監(jiān)視野與接地線之間的絕緣電阻在3~5.5kΩ之間，或監(jiān)視芯線與接地線之間的回路電阻在0.8~1.5kΩ之間時動作，維護動作時間不大于0.1s。監(jiān)視維護由監(jiān)視維護插件、雙屏蔽電纜、終端元件組成。監(jiān)視維護原理接線如圖4-28所示。圖4-28監(jiān)視維護原理監(jiān)視維護回路的特點在MYPJ-3.6/6型高壓屏蔽監(jiān)視型電纜終端的接地芯線〔E〕與監(jiān)視芯線〔M〕間，串聯(lián)跨接一個二極管和一個電阻的“終端元件〞，它是維持維護回路正常運轉(zhuǎn)時有足夠的直流正偏流信號源，使第一級〔VT21〕處于導(dǎo)通形狀。只需有破壞“終端元件〞的任何缺點，在偏流電阻上有一極小的交流電壓時，第一級因沒有足夠的正偏流而趨截止，使后級導(dǎo)通〔即VT22、VT24導(dǎo)通〕，出口就動作。所以只需在饋出電纜上的任何一處發(fā)生使接地芯線和監(jiān)視芯線間短路或其回路開路的缺點時，就破壞了“終端元件〞的整流作用，監(jiān)視維護就能動作。監(jiān)視維護的作用a.當高壓礦用雙屏蔽電纜受外界損傷時，監(jiān)視層與絕緣層間的絕緣首先遭破壞。因此，在尚未發(fā)生直接接地或相間短路缺點前，由監(jiān)視維護切斷缺點回路電源，從而減少因缺點擴展而產(chǎn)生的短路火花引起的瓦斯、煤塵爆炸的危險。b.當電源插銷接觸不良，接觸電阻大，以及電纜中監(jiān)視或接地線斷線時，監(jiān)視維護動作。c.由于“終端元件〞接于高壓電纜末端，故可利用監(jiān)視回路的短路或開路，進展遠間隔操作高壓配電安裝跳閘。d.可對電纜的接地芯線起到延續(xù)可靠的監(jiān)視，從而提高井下電氣設(shè)備接地的可靠性，減少了人身觸電的危險，并有利于礦井平安。③過電流和矩路維護。BGP5-6系列高壓真空配電安裝采用反時限過電流和短路維護安裝，作為電纜線路變壓器、電動機的過負荷及相間短路維護。④欠電壓維護。當電網(wǎng)電壓：a.降至額定電壓的35%及以下時，斷路器應(yīng)可靠分閘；當電壓恢復(fù)到正常值時，應(yīng)在檢查無誤后重新執(zhí)行合閘操作，使斷路器合閘，恢復(fù)供電。b.在額定電壓的85%及以上時，斷路器應(yīng)可靠合閘。c.在額定電壓的65%及以上時，不應(yīng)使斷路器分閘動作。⑤操作過電壓維護。真空斷路器在切斷小電感電流如空載變壓器、空載電動機等設(shè)備時會產(chǎn)生操作過電壓，能夠擊穿該回路內(nèi)電氣元件如電機、變壓器、電纜等的絕緣。本安裝采用壓敏電阻來吸收這一操作過電壓，維護回路內(nèi)的電氣元件不致遭到破壞。⑥溫度維護。BGP5-6B型對定子繞組設(shè)有測溫元件的電動機具有溫度維護性能，電動機任務(wù)溫度≥130℃時，溫度維護動作，使斷路器分閘，切斷電動機電源。2〕BGP9L-6型礦用隔爆高壓配電箱圖4-29BGP9L-6型配電箱的構(gòu)造表示圖〔1〕構(gòu)造圖4-29為BGP9L-6型配電箱的構(gòu)造表示圖。箱體后腔上部為進線腔，3根導(dǎo)電桿作為貫穿母線，固定在箱體兩側(cè)板的大絕緣座上；后腔下部為出線腔，裝有負荷側(cè)出線喇叭口和供控制、監(jiān)視信號連線的小喇叭口，在出線端口裝有零序電流互感器。箱體的中間隔板上裝有6個隔分開關(guān)靜觸頭插座；上面3個插座與進線銜接，下面3個插座與出線銜接。箱體的前腔裝有機芯小車，車上裝有隔分開關(guān)動觸頭插銷、電流互感器，真空斷路器，電壓互感器，繼電維護安裝，壓敏電阻或阻容維護和斷路器分、合閘機構(gòu)等，在箱體下有輔助導(dǎo)軌，抽出后可同箱體中軌道對接，以便于將整個機芯抽出，而且不用拆線，修繕和維護時可方便地將小車拉出，與后腔的電源及負載分斷，實現(xiàn)斷電檢修。箱體右側(cè)裝有隔分開關(guān)操作手柄和斷路器操作手柄及聯(lián)鎖機構(gòu)。箱門為活節(jié)式壓緊門。壓緊機構(gòu)由活節(jié)螺栓、螺母、彈簧墊、壓塊、軸座及銷軸構(gòu)成。用可轉(zhuǎn)動的活節(jié)螺栓上的螺母和壓鐵將門法蘭與箱體法蘭緊固，其特點是螺柱數(shù)量少，只需8條螺栓，開、關(guān)門速度較快，螺母、彈簧墊在螺栓上不會喪失，構(gòu)造簡單、可靠性高、工藝性好、本錢低。箱門上有計量用電度表、電壓表、電流表，缺點顯示窗，斷路器分、合閘按鈕，過流、漏電、絕緣監(jiān)視實驗按鈕及復(fù)位按鈕等。為保證平安，配電箱設(shè)有以下機械閉鎖安裝：①隔分開關(guān)與斷路器的閉鎖。斷路器在合閘位置時，機芯隔離小車不能拉出或推進；小車被拉出或未推到位，斷路器不能進展合閘操作。②隔分開關(guān)與箱門的閉鎖。箱門在翻開形狀，機芯小車不能進展隔分開關(guān)合閘操作；機芯小車處于隔分開關(guān)合閘位置時，箱門不能翻開?！?〕電路組成圖4-30為BGP9L-6型配電箱電氣原理圖。其電路組成與前述的KYGG-2Z-02型配電箱根本一樣，不同的是這里的隔分開關(guān)采用了插銷、插座式，減小了開關(guān)的體積；此外，添加了零序電流互感器TAN，用于提供零序電流信號?！?〕任務(wù)原理主回路的任務(wù)原理與KYGG-2Z高壓真空配電箱一樣，故不贅述。輔助回路實現(xiàn)對主回路的監(jiān)側(cè)、控制和維護。下面引見各輔助回路的任務(wù)原理。①監(jiān)測回路由電壓互感器TV二次回路Y形繞組所接千伏表PV、單相電度表PJ及電流互感器二次回路所接電流表組成。實現(xiàn)對主回路電壓、電流、電能的丈量。②控制回路由電動合閘電路和電動分閘電路組成。a.電動合閘電路。由電壓互感器TV二次側(cè)提供的交流經(jīng)三相橋式整流U1，變?yōu)橹绷麟娫?，?jīng)合閘按鈕SB1，向合閘微電機供電。合閘時，按下SB1按鈕，微電機帶動合閘機構(gòu)使斷路器合閘，同時斷路器的輔助接點QF1閉合，接通合閘指示燈LED1~2；QF2將脫扣電磁鐵1YA與繼電維護安裝A接通；QF3斷開微電機電源，微電機停頓任務(wù)。b.電動分閘電路。圖4-31為電動分閘電路組成表示圖。圖4-31電動分閘表示圖正常分閘時，按下分閘按鈕SB2，欠壓脫扣電磁鐵因斷電而消逝磁力，欠壓脫扣電磁鐵的銜鐵在彈簧拉動下撞擊鎖鉤，使其與跳鉤脫扣，斷路器在分閘彈簧的作用下跳閘。缺點分閘時，繼電維護安裝A動作，A的16與23端接通，脫扣電磁鐵1YA通電產(chǎn)生磁力，抑制了彈簧的拉力，使銜鐵動作，撞擊脫扣機構(gòu)，斷路器跳閘，實現(xiàn)斷電維護。主回路欠壓〔<35%倍額定電壓〕或停電時，欠壓脫扣器線圈的磁力減小或消逝，從而欠壓脫扣電磁鐵的銜鐵在彈簧的拉動下撞擊脫扣機構(gòu)，實現(xiàn)欠壓維護。③維護回路由信號轉(zhuǎn)換電路和繼電維護電路組成。a.信號轉(zhuǎn)換電路：由TV將主回路電壓轉(zhuǎn)換為二次側(cè)開口三角形繞組的零序電壓信號。因三相繞組是串聯(lián)關(guān)系，其開口端電壓為三相電壓的相量和。當三相主回路正常時三相電壓對稱，三相電壓的相量和為零，繼電維護安裝A的3、4兩端無電壓；當一相發(fā)生接地或漏電時三相電壓不對稱，三相電壓的相量和不為零，通常稱此電壓為零序電壓。開口三角形繞組與其一次側(cè)繞組組成零序電壓互感器。由TAN二次側(cè)接至繼電維護安裝A的17端，向繼電維護安裝A提供零序電流信號。由TA2將主回路電流轉(zhuǎn)換為二次側(cè)小電流，向A中的過流維護提供主回路U、W相的電流信號。由高壓雙屏蔽電纜的接地芯線、監(jiān)視芯線及其終端元件提供絕緣監(jiān)視信號。一旦絕緣破損，終端元件被短接，即發(fā)出絕緣破損信號。b.繼電維護電路。繼電維護安裝A是由晶體管與繼電器組成的電子綜合維護電路，它與信號轉(zhuǎn)換回路、電動分閘回路配合，可實現(xiàn)過載、短路、漏電、絕緣監(jiān)視等維護。三、高壓開關(guān)設(shè)備的選擇正確選擇高壓開關(guān)對供電的可靠性、平安性、經(jīng)濟性都有著重要意義。首先應(yīng)根據(jù)運用環(huán)境條件選擇開關(guān)設(shè)備的類型，使所選開關(guān)方式與環(huán)境條件相順應(yīng)；其次應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)實踐任務(wù)條件選擇和校驗開關(guān)的參數(shù)，保證電力系統(tǒng)在正常時和發(fā)生缺點時，高壓開關(guān)均能平安、可靠地任務(wù)；同時思索電氣設(shè)備的經(jīng)濟性，應(yīng)盡量選用國產(chǎn)先進設(shè)備，并留意在技術(shù)合理條件下盡量節(jié)約投資。高壓開關(guān)選擇的普通原那么1．按運用環(huán)境選擇開關(guān)設(shè)備的類型為了順應(yīng)不同裝設(shè)地點，高壓開關(guān)設(shè)備分為戶內(nèi)式和戶外式；按照不同任務(wù)環(huán)境分為普通型、防污型、濕熱型、高原型和礦用型等，礦用型又分為礦用普通型和礦用防爆型，礦用防爆型又有隔爆型、本安型、充油型等。因此，選擇的設(shè)備應(yīng)先根據(jù)其任務(wù)環(huán)境條件選擇適宜的類型。高壓開關(guān)選擇的普通原那么2．按正常任務(wù)條件選擇開關(guān)設(shè)備1〕根據(jù)額定電壓選擇所選開關(guān)設(shè)備的額定電壓應(yīng)與所在電網(wǎng)額定電壓等級相對應(yīng)，即應(yīng)不低于其裝設(shè)處的額定電壓，或設(shè)備的最高允許任務(wù)電壓不小于所在電網(wǎng)的最高電壓。2〕根據(jù)額定電流選擇開關(guān)設(shè)備的額定電流〔IN〕應(yīng)不小于經(jīng)過它的最大長時間任務(wù)電流〔Ica〕。即IN≥Ica〔4-1〕高壓開關(guān)選擇的普通原那么由于開關(guān)設(shè)備的額定電流IN是指當其任務(wù)在由廠家規(guī)定的環(huán)境溫度θ0下〔我國目前消費的電氣設(shè)備均規(guī)定θ0=+40℃〕的長期允許經(jīng)過的最大電流，故當裝設(shè)地點的環(huán)境最高溫度低于規(guī)定的θ0時，每降低1℃載流量可以提高0.5%，但總提高量不得超越20%。當環(huán)境最高溫度高于θ0時，但不超越60℃時，長時允許電流按式4-2修正?！?-2〕Ip為實踐環(huán)境溫度為θ時的長時允許任務(wù)電流；kso為修正系數(shù)；θh.a為每年的最熱月份的平均最高溫度；θ為實踐環(huán)境最高溫度；θ0為電氣設(shè)備規(guī)定的規(guī)范環(huán)境溫度，普通θ0=+40℃。高壓開關(guān)選擇的普通原那么3．按短路條件校驗開關(guān)設(shè)備發(fā)生短路缺點時，瞬時增大的短路電流經(jīng)過電氣設(shè)備或載流導(dǎo)領(lǐng)會產(chǎn)生很大的電動力，能夠使設(shè)備遭到破壞或產(chǎn)生永久性變形；強大的短路電流產(chǎn)生的熱量，呵斥設(shè)備溫度升高，使導(dǎo)體機械強度降低，以致變形或接觸部分銜接形狀惡化。設(shè)備的溫升使絕緣強度降低，并加速老化，過高溫度會使絕緣破壞。為了正確選擇電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體，保證對正常情況下選擇的電氣設(shè)備在短路缺點發(fā)生時不會呵斥力破壞和熱破壞，必需用短路電流的電動力效應(yīng)及熱效應(yīng)對電氣設(shè)備進展相應(yīng)的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性校驗，對開關(guān)設(shè)備要求有足夠的斷流才干。表4-6給出了常用高壓電氣設(shè)備需進展的選擇與校驗工程。表4-6高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗工程電氣設(shè)備名稱電壓/kV電流/A斷流能力/kA或MV·A短路穩(wěn)定度校驗動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度高壓熔斷器√√√──高壓隔離開關(guān)√√─√√高壓負荷開關(guān)√√√√√高壓斷路器√√√√√電流互感器√√─√√電壓互感器√────高壓電容器√────母線─√─√√電纜√√──√支柱絕緣子√──√─套管絕緣子√√─√√選擇校驗條件設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于裝置地點的額定電壓或最高電壓(若設(shè)備額定電壓按最高工作電壓表示)設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于通過它的計算電流設(shè)備的最大開斷電流或功率應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流或功率按三相短路沖擊電流校驗按三相短路穩(wěn)態(tài)電流和短路發(fā)熱假想時間校驗力效應(yīng)與動穩(wěn)定校驗1〕力效應(yīng)與動穩(wěn)定校驗供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，當電流流過時相互間存在作用力，即一相電流所產(chǎn)生的磁場對其它相電流的作用力，稱為電動力。正常時因負載電流不大，所以電動力很小。當系統(tǒng)某處發(fā)生短路時，特別是流過沖擊電流的瞬間，產(chǎn)生的電動力最大，能夠?qū)е聦?dǎo)體永久變形或設(shè)備破壞。所以，要求電氣設(shè)備和載流導(dǎo)線必需具有足夠的接受短路電動力的才干，即動穩(wěn)定性。需求進展此項校驗的電氣設(shè)備有：斷路器、負荷開關(guān)、電抗器、電流互感器、母線、支柱絕緣子、套管絕緣子等。力效應(yīng)與動穩(wěn)定校驗電氣設(shè)備動穩(wěn)定校驗必需滿足的條件是：

即設(shè)備的極限經(jīng)過電流峰值擊電流有效值ip.max〔或有效值Ip.max〕應(yīng)大于或等于短路電流沖擊值ish〔或沖擊電流有效值Ish〕。對于母線，還應(yīng)計算母線流過ish時所受的最大應(yīng)力，它必需小于等于該母線資料的允許應(yīng)力。熱效應(yīng)與熱穩(wěn)定校驗2〕熱效應(yīng)與熱穩(wěn)定校驗導(dǎo)體經(jīng)過正常負荷電流時要產(chǎn)生一定的電能損耗，損耗的電能轉(zhuǎn)換為熱能，使導(dǎo)體和周圍介質(zhì)溫度升高并到達平衡，導(dǎo)體維持一定的溫度值。發(fā)生短路時，極大的短路電流將使導(dǎo)體溫度迅速提高。由于短路維護安裝的作用，短路電流經(jīng)過導(dǎo)體的時間很短，為數(shù)秒鐘以內(nèi)，熱量來不及向周圍介質(zhì)分散。短路時，導(dǎo)體近似處在絕熱形狀，短路電流在導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量，全部用來使導(dǎo)體的溫度升高。在數(shù)秒鐘之內(nèi)，設(shè)備于導(dǎo)體的溫度能夠升得很高而導(dǎo)致破壞。假設(shè)導(dǎo)體及設(shè)備在短路的最高溫度不超越設(shè)計規(guī)程的允許溫度〔范圍為120～400℃〕，那么以為該導(dǎo)體及設(shè)備對短路電流是熱穩(wěn)定的，否那么就不滿足熱穩(wěn)定的要求。所以，凡是有能夠流過短路電流的導(dǎo)體及設(shè)備，都應(yīng)進展熱穩(wěn)定校驗。需求進展熱穩(wěn)定校驗的設(shè)備有：開關(guān)電器、電抗器、母線、套管絕緣子、電流互感器、電纜等。熱效應(yīng)與熱穩(wěn)定校驗對于普通電氣設(shè)備，在出廠前都經(jīng)過實驗，規(guī)定了設(shè)備在t秒時間內(nèi)允許經(jīng)過熱穩(wěn)定電流It的數(shù)值，那么電氣設(shè)備熱穩(wěn)定校驗必需滿足的條件是：〔4-4〕It——設(shè)備在t秒內(nèi)能接受的熱穩(wěn)定電流，kA；t——設(shè)備熱穩(wěn)定電流所對應(yīng)的時間，s；Ik——穩(wěn)態(tài)短路電流，kA；tph——短路電流作用的假想時間，s。對于母線與電纜，其滿足短路時熱穩(wěn)定的最小截面為：〔4-6〕Amin——導(dǎo)體熱穩(wěn)定最小截面；C——導(dǎo)體熱穩(wěn)定系數(shù)。將計算出的Amin與所選用的母線及電纜截面比較，所選規(guī)范截面A≥Amin時，熱穩(wěn)定即合格。例4-1煤礦井下采區(qū)變電所如圖，請分別為KBSGZY-500/6挪動變電站〔T1〕和KBSG-200/6干式變壓器〔T2、T3〕選擇適宜的高壓配電安裝及總高壓配電安裝。圖4-32煤礦井下采區(qū)變電所電氣圖解：三臺變壓器的高壓配電安裝均設(shè)于采區(qū)變電所，按煤礦平安規(guī)程，應(yīng)選擇隔爆型高壓配電箱。1〕按額定參數(shù)選擇煤礦井下設(shè)計技術(shù)規(guī)定：井下挪動變電站、動力變壓器高壓側(cè)應(yīng)有短路、過負荷和失壓釋放維護；供應(yīng)挪動變電站的高壓饋線應(yīng)有電纜監(jiān)視維護。BGP-6、BGP3-6A、BGP5-6高壓隔爆配電箱符合要求。〔1〕KBSGZY-500/6挪動變電站高壓配電箱的選擇配電箱額定電壓：6kV。配電安裝額定電流應(yīng)大于挪動變電站的最大長時任務(wù)電流IN.T。從表4-5中選取BGP5-6/50型隔爆配電箱?！?〕KBSG-200/6干式變壓器高壓配電箱的選擇額定電壓：6kV。額定電流應(yīng)大于變壓器額定電流IN.T。應(yīng)選擇BGP5-6/50型隔爆配電箱2臺。〔3〕采區(qū)變電所總高壓配電箱選擇額定電壓：6kV。額定電流應(yīng)大于總負荷〔1臺挪動變電站+2臺干式變壓器〕最大長時任務(wù)電流。取3臺變壓器額定電流之和作為總最大長時任務(wù)電流。應(yīng)選擇BGP5-6/100型隔爆配電箱。采區(qū)變電所高壓配電箱選擇結(jié)果負荷型號額定電流（A）額定電壓（kV）額定斷流容量（MV·A）KBSGZY-500/6移動變電站BGP5-6/50506100KBSG-200/6干式變壓器BGP5-6/5050總負荷BGP5-6/1001002〕斷流才干校驗對所選高壓配電箱，其斷流容量為100MV·A，是國內(nèi)最大容量，普通都要大于設(shè)備安裝處短路容量。假設(shè)主要變電所母線上最大短路容量超越100MV·A，那么在地面變電所下井回路中一定會加限流電抗器。我國多數(shù)中小型礦井、井下中央變電所母線上的短路容量均限制在50MV·A以下。第四節(jié)井下低壓配電設(shè)備及其選擇煤礦井下運用的低壓配電開關(guān)主要包括隔爆自動饋電開關(guān)和隔爆插銷開關(guān)兩大類。饋電開關(guān)容量較大、維護完善，通常用來作為煤礦井下低壓供電線路的總開關(guān)及分支線路總開關(guān)，用來控制和維護低壓饋電線路；插銷開關(guān)主要用于對6kW及以下的電動機直接進展不頻繁的起動、停頓、換向之用。一、礦用隔爆自動饋電開關(guān)礦用隔爆自動饋電開關(guān)：適用于煤礦井下具有瓦斯煤塵爆炸危險的環(huán)境，帶有自動跳閘構(gòu)造的控制開關(guān)，具有過電流和漏電維護安裝，當線路中發(fā)生過電流、短路或漏電時，能自動跳閘切斷缺點電源。饋電開關(guān)是將隔分開關(guān)、斷路器、維護安裝組裝在隔爆外殼內(nèi)的一種低壓成套配電安裝，用于接受和分配低壓電能、控制和維護低壓線路，主要運用于井下變電所或配電點，作為低壓配電總開關(guān)或分路開關(guān)運用。目前煤礦運用的主要為真空型隔爆自動饋電開關(guān)，傳統(tǒng)的DW80和DWKB30礦用隔爆型自動饋電開關(guān)為淘汰開關(guān)設(shè)備。礦用隔爆型真空自動控制饋電開關(guān)有DKZB、BKD、BLZ、KBZ等多種系列，均采用真空斷路器和電子維護安裝，隨著單片機的運用，新型的智能化真空自動饋電開關(guān)取代了電子維護安裝，被越來越廣泛的運用。1．BKD1-400Z/660Z〔F〕型礦用隔爆真空饋電開關(guān)1〕型號及主要技術(shù)數(shù)據(jù)其中：B—隔爆；K—礦用；D—自動饋電開關(guān)；1—設(shè)計序號；400—額定任務(wù)電流400A；Z—真空斷路器型；660—額定任務(wù)電壓660V；Z〔F〕—用途代號，其中Z為總開關(guān)，F(xiàn)為分路開關(guān)。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表4-7。礦用隔爆真空饋電開關(guān)額定電壓/V額定電流/A短路分斷時間/s漏電保護動作時間/ms極限分斷能力/A過流保護整定范圍/A反時限瞬時短延時380660400≤0.06≤18000130~400700~25001300~4000表4-7BKD1-400Z/660Z〔F〕型礦用隔爆真空饋電開關(guān)主要技術(shù)數(shù)據(jù)礦用隔爆真空饋電開關(guān)2〕構(gòu)造及任務(wù)原理BKD1-400Z/660Z〔F〕型礦用隔爆真空饋電開關(guān)由隔爆外殼、框架式自動開關(guān)及信號輔助安裝三部分組成。圖4-33BKD1-400Z/660Z〔F〕饋電開關(guān)外形圖礦用隔爆真空饋電開關(guān)BKD1-400Z/660Z〔F〕型礦用隔爆真空饋電開關(guān)電氣部分主要由真空斷路器QF、分勵脫扣線圈YA、三段式過電流維護插件、漏電維護及漏電閉鎖插件、信號顯示模塊、控制電源等組成。由圖4-34可知，QF自動饋電開關(guān)由操作手把控制，用于通、斷主回路。電源由L1、L2、L3輸入，經(jīng)自動開關(guān)QF的主接點，從U、V、W輸出至線路或電機。脫扣機構(gòu)受有關(guān)繼電器環(huán)節(jié)驅(qū)動，使QF開關(guān)在過載、過流、短路、漏電等缺點下跳閘，用以實現(xiàn)各種維護。從開關(guān)的電源側(cè)引出交流，經(jīng)降壓、整流、穩(wěn)壓后，成為穩(wěn)定直流，供開關(guān)控制維護電路用電。三段式過流維護的信號由電流互感器和信號檢測環(huán)節(jié)獲得。過載、短路維護，普統(tǒng)統(tǒng)過分勵脫扣線圈YA使QF開關(guān)跳閘。過載維護為反時限特性，即其維護動作時間與電流的大小成反比；短路維護為速斷，發(fā)生短路缺點立刻跳閘。礦用隔爆真空饋電開關(guān)圖4-34BKD1-400Z/660Z〔F〕饋電開關(guān)電氣系統(tǒng)框圖2.BKD5-□Z/660〔1140〕Z〔F〕系列智能真空饋電開關(guān)1〕型號及主要技術(shù)數(shù)據(jù)B—隔爆；K—礦用；D—自動饋電開關(guān)；5—設(shè)計序號；□—額定任務(wù)電流，A；Z—真空斷路器型；660〔1140〕—額定任務(wù)電壓，V；Z〔F〕—用途代號，其中Z為總開關(guān)，F(xiàn)為分路開關(guān)，其中總開關(guān)具有漏電維護，分路開關(guān)具有選擇性漏電維護并可實現(xiàn)風電閉鎖。BKD5系列智能真空饋電開關(guān)的額定電壓1140V、660V、380V；額定電流400A、200A；極限分斷才干：8000A；短路和1kΩ〔漏電電阻〕分斷時間〔包括開關(guān)〕不大于0.06s;漏電電阻在22kΩ以下能可靠地實現(xiàn)選擇性漏電維護及后備維護；動作時間〔經(jīng)1kΩ接地〕≤30mAs；分開關(guān)負荷側(cè)漏電電阻在40kΩ以下能可靠地實現(xiàn)漏電閉鎖。智能真空饋電開關(guān)2〕構(gòu)造及任務(wù)原理〔1〕構(gòu)造BKD5系列智能真空饋電開關(guān)外形構(gòu)造如圖4-35所示，采用方形隔爆外殼。外殼的頂部為隔爆接線盒，接線盒的兩側(cè)設(shè)有動力電纜接線喇叭嘴，后面有控制電纜接線喇叭嘴，接線盒內(nèi)設(shè)有各電纜的接線柱，實現(xiàn)電路的銜接。外殼的中部為主腔，內(nèi)設(shè)隔分開關(guān)、真空斷路器、電流互感器、控制變壓器及其一次側(cè)熔斷器。外蓋為提升鉸鏈門構(gòu)造，只需先將鉸鏈門提升起來，方可繞著鉸鏈轉(zhuǎn)動開門。鉸鏈門與外殼右側(cè)的分合閘操作手柄之間設(shè)有機械閉鎖安裝，當手柄置于合閘位置時，閉鎖螺栓被頂入鉸鏈門的缺口內(nèi)，從而妨礙鉸鏈門的提升，門不能被翻開；只需當手柄置于分閘位置，閉鎖螺栓才干退出鉸鏈門的缺口，鉸鏈門方可提升后翻開。門上設(shè)有實驗按鈕，復(fù)位按鈕及顯示窗。智能真空饋電開關(guān)智能真空饋電開關(guān)〔2〕電路構(gòu)造及原理電路由主回路和輔助回路組成。①主回路：由真空斷路器、串聯(lián)的電流互感器組成。斷路器實現(xiàn)對主回路的控制，電流互感器用于向維護安裝提供主回路電流信號。②輔助回路：輔助回路由單片機AP1及其輸入、輸出回路及其它回路等組成。輸入回路由電流信號轉(zhuǎn)換模塊AP2、零序電壓信號轉(zhuǎn)換模塊AP3和各種開關(guān)、按鈕等組成，用來輸入各種信號給單片機。AP2將電流互感器二次側(cè)的電流模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；AP3是將三相電抗器和三相電容器中性點引出的零序電壓模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；開關(guān)、按鈕用來發(fā)出各種動作指令；定值細調(diào)開關(guān)輸入維護安裝的動作整定信號。分路開關(guān)與總開關(guān)的電路區(qū)別不大，其單片機輸入回路無AP3，添加了風電閉鎖回路、零序電流互感器TAN及由三相二極管整流引出的檢漏回路。風電閉鎖的回路輸入風機開停信號，檢漏回路輸入漏電信號。智能真空饋電開關(guān)二、隔爆插銷開關(guān)CH-15、CH-16系列隔爆插銷開關(guān)〔如圖4-37〕適用于煤礦井下有甲烷、煤塵等爆炸性混合物氣體的環(huán)境中，在交流50Hz、電壓至660V的供電線路中，對6kW及以下的電動機直接進展不頻繁的起動、停頓、換向之用，并可對電動進展過載和短路維護。插銷開關(guān)具有機械閉鎖安裝，在接觸式開關(guān)處于閉合位置時，不能拔插插銷；當插銷被拔出后，手把不能上下轉(zhuǎn)動，因此使接觸式開關(guān)腔不能在帶電形狀下與插銷間做解體操作。三、低壓配電設(shè)備的選擇遵照<煤礦平安規(guī)程>要求，采區(qū)巷道及采掘任務(wù)面的低壓開關(guān)和電氣設(shè)備，一概應(yīng)為隔爆型、本質(zhì)平安型或隔爆兼本安型。詳細選擇原那么為：1〕用電設(shè)備的額定電壓應(yīng)與其所在電網(wǎng)的電壓等級相匹配，開關(guān)的額定電流應(yīng)不小于用電設(shè)備的實踐任務(wù)電流；由于井下短路電流不是很大，因此，普通不需求校驗動、熱穩(wěn)定和開斷才干。2〕作為饋電用的總開關(guān)或分路開關(guān)，應(yīng)選擇DKZB、BKD等系列自動饋電開關(guān)。3〕對綜合機械化采區(qū)和高檔普采任務(wù)面，需配備維護齊全的660V或1140V成套電氣設(shè)備。三、低壓配電設(shè)備的選擇4〕直接控制電動機或其它設(shè)備的開關(guān)，應(yīng)選擇隔爆型磁力起動器。詳細規(guī)定如下：〔1〕對需求遠方控制的消費機械，如采煤機、截煤機、裝巖機、保送機等，選用BQD10、QC83Z、DQZBH、QJZ等型號磁力起動器。QC83系列的磁力起動器必需經(jīng)過真空化改造?！?〕對不需求經(jīng)常遠方控制或不經(jīng)常起動的設(shè)備，如部分通風機、照明設(shè)備等，可選擇CH15〔16〕型帶熔斷器維護的開關(guān)。〔3〕對需求經(jīng)常遠方正反轉(zhuǎn)控制的機械，如刨煤機、回柱絞車、調(diào)度絞車等應(yīng)選擇BQD1-80NZD、QC83-80N型等可逆磁力起動器?！?〕對需求幾種聯(lián)鎖控制的機械，如保送機、采煤機組與可彎曲刮板保送機等，應(yīng)選擇BQD10、QC83型等磁力起動器?！?〕對電鉆、照明設(shè)備供電的開關(guān)，普通選擇BZ80-2.5或KSGZ-4型變壓綜合安裝，或配CH15等開關(guān)。三、低壓配電設(shè)備的選擇〔6〕開關(guān)電器的繼電維護安裝應(yīng)與電網(wǎng)和機械要求相符。①采區(qū)變電所的總低壓開關(guān)，應(yīng)設(shè)有短路、過負荷和漏電維護，至少要設(shè)漏電及短路維護。②變電所內(nèi)的分路及配電點的總開關(guān)，除需短路、過載維護外，還應(yīng)設(shè)漏電閉鎖或選擇性漏電維護，或設(shè)置人工接地分流安裝。③向綜合機械化采煤任務(wù)面饋電的挪動變電站的低壓饋電開關(guān)，應(yīng)有短路、過載維護外，還應(yīng)有漏電閉鎖和漏電維護安裝。④直接控制電機的各種啟動器，普通應(yīng)有短路、過載、斷相、漏電閉鎖等維護，直接控制及維護大型設(shè)備如采煤機的啟動器，還要有電氣閉鎖和漏電維護；有條件的還要有選擇性漏電維護和欠壓維護。⑤井下低壓真空開關(guān)，應(yīng)有過電壓維護。⑥各類低壓開關(guān)的接線喇叭口的數(shù)目應(yīng)滿足電網(wǎng)接線的需求，出口內(nèi)徑能滿足電纜直徑要求。第五節(jié)礦用電纜及其選擇由于遭到空間限制及思索人身和礦井平安，除架線電機車采用架空裸導(dǎo)線供電外，在煤礦井下全部動力均由電纜供電；在地面工業(yè)廣場內(nèi)，普通也采用電纜向各主要設(shè)備輸電，因此電纜供電是礦井供電最主要的方式。一、礦用電纜的構(gòu)造和類型礦用電纜相比普通電纜任務(wù)環(huán)境復(fù)雜，遭到巖石冒落、機械壓砸等緣由容易產(chǎn)生短路、漏電，引發(fā)瓦斯煤塵爆炸、設(shè)備燒毀和人身觸電事故。因此必需正確地選擇、安裝、運用、維護礦用電纜，以順應(yīng)煤礦井下環(huán)境條件和平安維護的特殊要求。煤礦井下常用動力電纜按絕緣資料的不同可分為紙絕緣電纜、橡膠絕緣電纜、塑料絕緣電纜三種。1.紙絕緣電纜紙絕緣電纜按導(dǎo)電芯線資料的不同可分為銅芯和鋁芯兩種；按照絕緣紙制造工藝和浸漬劑的不同可分為油浸紙絕緣、干絕緣和不滴流三種；按照內(nèi)護層資料分為鉛護套和鋁護套兩種；按照鎧裝層分為無鎧裝、鋼帶鎧裝、粗鋼絲鎧裝和細鋼絲鎧裝四種；按外被層分為無外被層、瀝青油麻