矿山电工学5

第四节低压配电开关本节主要讲解目前煤矿井下常用的较先进的BKD630／1140（660）智能型矿用隔爆型真空馈电开关、DW80系列隔爆自动馈电开关的用途、结构和工作原理。井下使用的低压配电开关包括隔爆自动馈电开关和隔爆手动起动器两大类。前者容量较大，主要用来作低压总开关和分路总开关；后者容量较小，主要用于小负荷线路、照明变压器的控制保护。配电开关当然也可用来控制保护相应容量的鼠笼式电动机。一、DW80系列隔爆自动馈电开关表1-9DW80系列低压隔爆型馈电开关技术参数图1-31DW8D系列馈电开关a)外形图；b)电路图一、用途与结构1、应用场合：有瓦斯煤尘爆炸危险的场所、井下变电所或配电点。2、控制对象：作用配电开关，控制保护低压供电网络。3、结构4、作用：在正常操作时手动分、合闸，当被保护线路发生短路或漏电时，自动跳闸，起到保护作用。还具有过载、短路、过电压、欠电压、漏电和漏电闭锁保护；具有断路器故障测试、保护功能自检测、系统自检、网络通讯等功能；具有电源、通讯状态、运行、过载预告、故障等指示灯和液晶屏信号指示。二、BKD1型矿用隔爆真空馈电开关二、工作原理下图1）电源环节：由电源变压器和综合板组成。2）控制环节：（1）合闸：电动、按下1SB（2）分闸：电动、按下2SB分闸、手动脱扣分闸。3）保护环节：（1）保护装置的动作：过载、短路、漏电保护（2）保护装置的信号指示：过电压、欠电压、过载时红色指示灯FLT闪亮；当发生短路、漏电故障→FLT常亮。（3）保护装置的实验：按2SB进入测试程序，实验顺序：过载→短路→过压→欠压。4）参数的查看与设置（1）参数的查看：6个参数：电压等级、额定电流、短路倍数、本机地址、波特率、总开关／分开关。（2）参数的设置表5-15）MODBUS网络通信功能系统进入通信状态时，蓝色通信指示灯亮BKD630／1140（660）智能型矿用隔爆型真空馈电开关原理接线图表1-10馈电开关的系统参数设定图1-33馈电开关的系统框图三、QS81系列隔爆手动开关第五节矿用变压器与移动变电站本节主要介绍矿用油浸式动力变压器、矿用隔爆型干式变压器的结构特点、技术参数和使用方法。KBSGZY矿用隔爆型移动变电站的结构、组成、工作原理、保护功能和技术参数等一、矿用油浸式动力变压器（KS7（图5-7））1、属于矿用一般型电气设备。2、结构图5-7（参照实物讲解）。3、特点：P120。4、应用：井下无瓦斯、煤尘的中央变电所。5、技术参数：表5-9。二、矿用隔爆型干式变压器（1）适用环境：用于井下有爆炸危险的场所。（2）应用设备：煤电钻照明和动力两种。A、KSG型矿用隔爆干式电钻照明变压器（图5-8）适用环境：用于井下有爆炸危险的场所。作用：将380V、660V或1140V电压降为127V电压，向信号装置供电。结构：图5-8。技术数据：表5-10。表5-1馈电开关的系统参数设定B、KSGB型矿用隔爆干式动力变压器适用环境：有爆炸危险的煤矿井下。作用：将6kV电压降为1.2kV或0.693kV，向动力设备供电。有-4%和-8%调压分接抽头。国产KBSGZY矿用隔爆型移动变电站.作用：工作面负荷增大，高压供电可减少线损。结构组成：矿用隔爆动力变压器两端的高、低压隔爆接线腔上，分别安装隔爆型的高、低压开关。BGP41-6型隔爆高压配电装置作为高压侧的控制开关。内部装有隔离开关和真空断路器，并具有短路、过载、漏电、绝缘监视、欠压和过电压保护功能BXB-500/1140型矿用隔爆型低压保护箱，作为低压开关、对负荷侧供电线路和设备进行控制，并具有短路、过载和漏电保护。一、BGP41-6型配电装置的工作原理1、电源与控制系统电压表指示高压电网电压。操作断路器储能手柄、工作指示灯2HL亮，说明断路器合闸。分闸时，可按下手动分闸按钮、电动分闸按钮SBS或闭锁按钮1SB。2、保护系统当过载、短路、漏电、绝缘监视线开路或短路时，高压真空短路器跳闸，相应的故障指示灯亮.3、试验系统：过载、短路、漏电、绝缘监视线开路或短路试验。注意：在做完一个试验后，必须先按压复位按钮ISBR进行复位后，方可做另一个试验。二、BXB-500/1140型隔爆型低压保护装置的工作原理1、漏电保护漏电保护、漏电自锁、漏电试验。2、短路保护短路跳闸、短路闭锁。3、过载保护过载跳闸4、技术参数表5-11第六节矿用电缆及其故障检测本节主要讲电缆线路结构、类型、特点、应用和敷设等知识。煤矿井下常用的动力电缆主要有铠装电缆（油浸纸绝缘、聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘）和橡套电缆等类。铠装电缆主要在井筒和巷道中作井下输电干线向固定设备供电用；橡套电缆主要在采掘工作面供移动机械使用。一、铠装电缆在煤矿除原来广泛使用的油浸纸绝缘铅套电力电缆外，因为聚氯乙烯绝缘电力电缆化学性能好，具有耐油、耐酸碱、不延燃等特点，重量轻、弯曲性能好、敷设维护简便，也得到推广。交联聚乙烯绝缘基本上具有聚氯乙烯绝缘的所有优良性能，克服了聚氯乙烯绝缘的耐热性差、热变形大、内应力开裂等方面的缺陷，耐溶剂性能、经受短时过载的性能都有所改善，是最有发展前途的绝缘材料之一。因而交联聚乙烯绝缘电力电缆绝缘性能好、结构简单、外径小、重量轻、不受水平落差的限制，长期允许工作温度较高，载流量大，在煤矿已经得到广泛的应用。1．结构铠装电缆虽有多种型号，但它们的基本结构却都类似。现以油浸纸绝缘铠装电缆为例说明，其结构如图1—45所示。在图1—45中，1为铜或铝绞线制成的主芯线，三根截面相同的芯线用来输送三相电能。2为浸油绝缘纸构成的相间绝缘层，其层厚随额定电压的升高而加大。3为黄麻填料，它既可保证电缆成缆后为圆形，又可存贮绝缘油。4是统包纸绝缘层，为了增加相线对地的绝缘。5是铅包层，可防止潮气进入纸绝缘层而降低绝缘水平，同时与铠装一起作为接地线。6是纸衬垫，用来保护铅或铝包层不受空气和水的腐蚀。7是用沥青浸过的黄麻护层，作用是避免铠装和铅或铝包之间互相摩擦而使铅或铝包损坏。8是钢丝或带构成的铠装，其作用是承受机械力不致使电缆碰伤。铠装外部通常缠有浸过焦油的黄麻层，借以保护铠装不受侵蚀，由于这一层为易燃物，故在井下硐室或木支架的井巷中敷设此类电缆时，必须将该层剥除，涂上防腐漆。由于裸钢带(或钢丝)铠装电缆的防腐性差，故近年来生产出了内铠装电缆，即在上述铠装外再加一层聚氯乙烯护层，这样既能解决防火问题，又解决了防锈蚀问题，同时在安装和搬迁时还可避免沥青污染问题。2．型号及使用场所常用矿井铠装电缆的型号及其使用场所列于表1—20中。表1—2中的型号代表着电缆的结构特征，例如，ZQ22—3×95—6—250，说明该种电缆是三芯的粘性油浸纸绝缘铜芯铅套钢带铠装聚氯乙烯套电缆，其截面为95mm2，工作电压为6kV，长度为250m.二、矿用橡套软电缆1．分类及主要用途矿用橡套软电缆（简称矿用橡套电缆）既是井下固定设备、运输设备、采掘设备的供电电缆，又是从采区变电所向采掘工作面配电用的动力电缆；同时还有供井下移动变电站用的高压（6～10kV）监视型屏蔽橡套电缆和地面大型采掘机用的高压（6～10kV）橡套电缆。表1－21为矿用橡套电缆的型号及使用场所。型号含义：U－矿用电缆；Y－移动；P－非金属屏蔽；C－采煤机用；G－高压（6～10kV）；F－不延燃橡皮护套；J－监视型；R－绕包加强；B－编织加强；PT－金属屏蔽；Z－电钻专用；□/□－相电压（kV）/线电压（kV）。3）6kV屏蔽监视型矿用橡套电缆UYPJ－3.6/6型6kV屏蔽监视型矿用橡套电缆主要用于井下6kV移动变电站及类似设备的电源线。电缆结构如图1－50所示。图中：导体屏蔽采用半导电挤包层或半导电挤包层＋半导电带包层组合，厚度为0.7mm；绝缘屏蔽采用半导电带包层＋金属/纤维编织层，计算厚度为1.7mm。电缆规格如表1－26所示三、矿用电缆的敷设煤矿井下电缆的用量是很大的，据统计，在一个年产百万吨的矿井供电系统中，所敷设电缆的总长度就可达几十至几百千米，而在一个综合机械化采煤工作面中，电缆的用量亦可达5—6km。在井下恶劣环境下，使用如此多的电缆，如不严格执行《煤矿安全规程》中的有关规定，势必会因其非防爆性和受机械力破坏引起事故。事实上，统计表明，在井下总的电气事故中，由电缆故障引起的要占50％以上，而在总电气引爆事故中，电缆故障也要占40％。因此，为提高矿井电气安全水平，除在设计中尽可能采取必要措施(例如，尽量使用屏蔽电缆)外，还须遵循电缆的敷设、连接规则，并加强管理。1．对电缆敷设地点的限制由于进风井在发生电缆放炮或火灾时，将危及全矿井的安全，故规定在采用机械提升的进风井的倾斜井巷(不包括输送机上、下山)和使用木支架的立井井筒中，不应敷设电缆。但是，在个别情况下，例如对小型井口或巷道小的情况，也可征得主管部门允许后，采取必要的保护措施避开这一限制。在溜放煤矸、材料的溜道中，由于电缆易受损伤，规定不应敷设。2．对铠装电缆悬挂与连接的要求（1）在水平巷道或倾角小于30°的井巷中，应用吊钩悬挂电缆；在立井井筒或倾角大于等于30°的井巷中，电缆应当用卡子、卡箍或其它夹持装置敷设，且所用夹持装置应保证能承受电缆重量并不致损坏电缆。水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆，应有适当的弛度，并在承受意外重力时能够自由坠落。电缆的悬挂高度要适宜，使得在矿车掉道时不会将其撞击。在水平或倾斜巷道中；电缆悬挂点的间距不应超过3m；而在立井井筒中，该间距不应超过6m。沿钻孔敷设电缆时，钻孔必须加装套管，电缆必须绑在钢丝绳上。（2）不应将电缆悬挂在风管或水管上，也不得使其遭受淋水或滴水，并严禁在其上悬挂任何物件。当电缆是同压风或供水钢筒在巷道同一侧敷设时，必须使其处于这些管子上方，并与它们保持在0.3m以上的间距。原则上应将电缆同橡皮管之类易燃物分挂在巷道两侧，若非在一侧不可时，则应使它们相互间保持0.3m以上的距离。（3）井筒和巷道内的电话和信号电缆，应同电力电缆分挂井巷的两侧；若做不到时，则在井筒内应将其敷设在距电力电缆o.3m以外处；在巷道内应敷设在电力电缆上方且保持0.1m以上的距离。当高、低压电力电缆敷设在巷道的同一侧时，它们应有0.1m以上间距。为便于摘挂，两高压电缆和两低压电缆的间距均不得小于50mm。（4）沿井下巷道内的电缆，在每隔一定距离(一般不大于lOOm)处，在拐弯或分支点上，以及在联接不同直径电缆的接线盒两端，都应在吊钩或夹持装置上悬挂标志牌，并在牌上注明号码、用途、电压等，以便识别。（5）为便于检修和维护，立井井筒中所敷设的电缆原则上不应有接头，但如因井筒太深确需有接头时，则应将其安排在中间的水平巷道内。如在运行中因故(如电缆放炮)需增设接头时，可在井筒中设置接线盒，该盒应妥善置于托架上，不使接头承力。在连接两条铠装电缆时，应使用电缆接线盒，且在分叉处应使用三通接线盒。当将电缆与电气设备相连时，应使用终端接线盒，且该盒必须同所连电气设备的类型相符(如矿用各种防爆型、矿用一般型)。必须使用齿形压线板(卡爪)或线鼻进行电缆芯线和电气设备的连接。（6）敷设在硐室内和木支架井巷中的电缆，必须将其黄麻外皮剥除，并应定期在其铠装层上加涂防锈漆。穿墙的电缆部分应用套管保护，并严密封堵套管口。3．橡套电缆的悬挂与连接（1）尽管移动式机械(如采煤机组、耙斗机、电钻等)已使用了专用的不燃性电缆，并且千伏级的已使用了屏蔽电缆，但仍要对这些电缆妥加保护，尽量不使它们受撞击，炮崩和工具的损伤。（2）工作面上可用木楔子悬挂电缆。在开采厚度小于1m的煤层时，允许沿工作面底板敷设电缆。（3）橡套电缆的修补(包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修引)，必须使用硫化热补或与其有同等效应的冷补，补后的电缆必须经浸水、耐压实验后，方可使用。（4）由于屏蔽电缆的屏蔽层是与其接地芯线相通的，故在将这种电缆与开关或电气设备相连时，必须将其橡套层外的屏蔽层全部剥光，以免造成屏蔽层、直接与导电部分接触，致使检漏继电器动作而无法送电。对绝缘层表面粘附的屏蔽层的粉末，也必须处理干净，否则同样会因检漏断电器动作而不能送电。屏蔽电缆接头的热补，