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1、第一章 矿山常用电气设备及其安全管理 第一节 矿山常用电气设备 一、矿用电气设备要求 二、矿用电气设备的类型 三、矿用防爆电气设备的类型及特点 四、矿用电气设备防爆标志及选型 五、矿山常用电气设备 六、矿用电气设备运行维修及安全管理 第二节 矿用电缆及安全管理 一、矿用电缆的型号和用途 二、矿用电缆的选择 三、电缆的连接、敷设、维护和检查 四、电缆故障的原因及判断一、矿用电气设备要求 （一）适应井下空间狭小的要求。矿用电气设备 的尺寸要小，重量要轻。 （二）矿用电气设备要便于移动，应采用橡胶软 电缆和专用的电缆插销装置向移动机械供电。设 备的底部应装小轮或撬板以便于移动。 （三）井下电气设备必
2、须有十分坚固的外壳，同 时要便于拆装以便于移置到安全地带。 （四）井下有煤尘、潮气和淋水，电气设备应做 成密封的并涂以防锈防腐的油漆。电气设备的绝 缘材料应防潮，并设有防触电的闭锁装置。 （五）井下有瓦斯、煤尘燃烧和爆炸的危险，电 气设备应做成防爆型或安全火花型。二、矿用电气设备的类型 煤矿井下使用的电气设备分为矿用一般型电气设备 和矿用防爆型电气设备。 1.矿用一般型电气设备 矿用一般型电气设备是指专为煤矿井下条件的不防 爆的电气设备，具有坚固的外壳，能够防止任何人 员从外部直接接触带电体；有良好的封闭性，能防 止来自不同方向水滴的飞溅，有防潮、防止外部固 型物的性能；有电缆引入装置，并能防
3、止电缆扭转 ，拔脱和损伤；开关手柄和门盖之间有机械联锁， 同时在设备外壳的明显处有接地装置，并标有接地 符号。这种电气设备，在其外壳的明显处，均有清 晰的永久性金属凸纹红色标志“KY” ，这种设备按 照BG12173矿用一般型电气设备制造。2.矿用防爆型电气设备 按照国标GB 3836爆炸性环境用防爆电 气设备制造。 该类型电气设备适用于煤矿低瓦斯、高瓦 斯和有煤尘与瓦斯突出、喷出的区域，根 据其原理又分为10种设备类型。 二、矿用电气设备的类型三、矿用防爆型电气设备的类型和特点1）隔爆型电气设备 （1）隔爆型电气设备的结构特征 隔爆型电气设备具有一个坚固的隔爆外壳 ，这种外壳可将其内部的火花
4、、电弧与隔 爆外壳环境中的混合爆炸物隔开，还有一 定的机械强度。 隔爆外壳不可能是一个完整的整体，而是 由许多个零部件构成的。壳内的爆炸产物 会穿过零部件间的连接缝隙，扩散到壳外 环境，这些缝隙叫做隔爆接合面间隙。（2）隔爆原理 隔爆性 隔爆就是电气设备外壳内发生爆炸，其产 物通过间隙不会引起设备外爆炸物的爆炸 。隔爆性是由外壳的接合面宽度、间隙和 表面粗糙度来实现隔爆的一种性能。 耐爆性 耐爆性是指外壳的结构强度，即隔爆外壳 为了承受住爆炸引起的压力波的作用，所 必须具有的结构强度。三、矿用防爆型电气设备的类型和特点 2）增安型电气设备 （1）增安型电气设备结构特征 增安型防爆结构只能应用于
5、在正常运行条件下不会 产生电弧、火花或不可能点燃爆炸性混合物的高温 热源的设备上。该型设备只是在其结构上采取了一 定措施提高其安全程度，以避免在正常和认可的过 载条件下出现上述现象。 （2）增安型电气设备采取的安全措施 增安型电气设备采取了一系列的安全保护措施达到 其安全性能：有效的外壳保护；电路的可靠连接； 增大电气间隙与爬电距离；加强与提高绝缘水平； 加强温度的限制。三、矿用防爆型电气设备的类型和特点 3）本质安全型电气设备 （1）本质安全型电气设备的类型 由本质安全型电路组成的电气设备称为本 质安全型电气设备。 全部电路都是本质安全电路的电气设备为 单一式本质安全型电气设备单一式本质安全
6、型电气设备； 局部电路为本质安全电路的电气设备为复复 合式本质安全型电气设备合式本质安全型电气设备。三、矿用防爆型电气设备的类型和特点（2）本质安全电路原理 本质安全电路是根据安全火花原理，通过合理选择电 气参数，使系统在正常或故障状态下，产生电火花能 量相当小，不能点燃爆炸混合物的爆炸。 电火花有电阻性、电容性和电感性三种。只要在电路 的设计上合理选择元件，限制电路中的电流、电压等 参数，就能达到限制火花能量的要求。方法有： 合理选择电气元件，降低供电电压。 通过增大电路电阻或利用导线电阻来限制电路的短 路故障电流。 采取消能措施来消耗能量元件的能量。三、矿用防爆型电气设备的类型和特点（3）
7、本质安全型电气设备的特点 本质安全型电气设备结构简单、体积小、 重量轻；制造、维修方便、投资少；安全 性能可靠。 本安型是一种比较理想的防爆设备，在满 足技术要求的情况下，应优先选用。三、矿用防爆型电气设备的类型和特点 4）正压型电气设备 它具有正压外壳，可以保持壳内新鲜空气 或惰性气体的压力高于周围爆炸性环境的 压力，并能阻止外部混合物进入壳内。 5）充油型电气设备 全部或部分部件浸在油内，使设备不能点 燃油面以上的或壳外的爆炸性混合物的电 气设备。 三、矿用防爆型电气设备的类型和特点 6）充砂型电气设备 外壳内充填砂粒材料，使之在规定的使用 条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外 壳壁或砂粒
8、材料表面的过热，均不能点燃 周围爆炸性混合物的电气设备。 7）无火花型电气设备 在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性 混合物，且一般不会发生有点燃作用的故 障的电气设备。三、矿用防爆型电气设备的类型和特点 8）浇封型电气设备 整台设备或其中部分浇封在浇封剂中，在 正常运行和认可的过载或认可的故障下， 不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备 。 9）气密型电气设备 凡具有气密封外壳的电气设备。气密封外 壳是用熔化挤压或胶粘的方法进行密封的 外壳。这种外壳能防止壳外气体进入壳内 。 三、矿用防爆型电气设备的类型和特点 10）特殊型电气设备 指采用的防爆措施不为上述9种基本防爆类 型所包括，经过防爆检
9、验证明确实具有防 爆性能的电气设备。 这种特殊的防爆电气设备，是使点火源与 爆炸性气体混合物进行了隔离，即正常或 故障时产生的危险因素，不与爆炸性混合 物直接接触。按国外的要求，特殊型电气 设备的防爆水平应达到本质安全型。 三、矿用防爆型电气设备的类型和特点四、矿用电气设备防爆标志及选型 1.矿用电气设备防爆标志型式名称标志符号型式名称标志符号矿用增安型eI矿用充砂型qI矿用防爆型dI矿用无火花型nI矿用本质安全型iI矿用浇封型mI矿用正压型pI矿用气密型hI矿用充油型oI矿用特殊型sI （三）矿用电气设备选型的规定四、矿用电气设备防爆标志及选型 应应用场场所煤(岩)与瓦 斯（二氧化 碳）突出
10、矿矿 井和瓦斯喷喷 出区域瓦斯矿矿井 井底车场车场 、 总进风总进风 巷和 主要进风进风 巷翻斗 车车 硐硐 室采区 进进 风风 巷总进风总进风 巷、主要回风风巷。 采区回风风巷、工作面和工作 面进进回风风巷 低瓦 斯矿矿 井*高 瓦斯 矿矿井 1.高低 压电压电 机和 电电气设设 备备 2.照明 灯具3.通信 、自动动化 装置和仪仪 表。仪仪器矿矿用防爆 型（矿矿用增 安型除外） 矿矿用防爆 型（矿矿用增 安型除外） 矿矿用防爆 型（矿矿用增 安型除外）矿矿 用一 般型 矿矿 用一 般型 矿矿 用一 般型矿矿 用一 般型 矿矿 用一 般型 矿矿 用一 般型矿矿 用防 爆型 矿矿 用防 爆型
11、矿矿 用防 爆型矿矿 用防 爆型 矿矿 用防 爆型 矿矿 用防 爆型矿矿用防爆型（矿矿用增安型 除外）矿矿用防爆型（矿矿用增安型 除外）矿矿用防爆型（矿矿用增安型 除外）类 别五、矿山常用电气设备 （一）变压器 变压器是用来改变交流电路中电压和电流大小的电 气设备。根据电磁感应原理，把交流电源由一种等 级电压在同一频率下变换为另一等级电压，以适应 各种用户的需要。 1.变压器分类与适应范围 变压器分为电力变压器和特种变压器。 电力变压器又分为油浸式和干式两种。 矿用油浸变压器是矿用一般型电气设备，它用于低 瓦斯矿井或高瓦斯矿井使用架线电机车运输的巷道 中及沿该巷道的机电设备硐室内；对负荷量较小
12、的 乡镇煤矿，一般安装于地面向井下供电。 矿用隔爆干式变压器适应于有瓦斯爆炸危险环境的 矿井。（一）变压器 2.结构特征 变压器由铁芯、绕组、外壳、调压开关、 绝缘套管、接线盒、冷却系统、底托架等 组成。矿用油浸变压器的外壳不隔爆，在 其外壳与绕组间有绝缘油，它可通过外壳 上的散热管使油循环散热。而这种外壳具 有防潮、防滴溅和防外物的能力；矿用隔 爆干式变压器为空气自冷式。 3.常见故障及处理方法 故障现现象主要原因处处理方法过过度发热发热或发热发热不 均匀1.过负过负荷 2.二次线线圈绝缘绝缘不好或破坏，引起局部漏 电电 3.铁铁芯损损坏 1.检查检查使用情况，并予以调调整 2.测测量绝缘绝
13、缘。修理破损处损处 3.折开铁铁芯，处处理绝缘绝缘线线圈绝缘损绝缘损 坏，发发 出强烈声音1.变压变压器油绝缘绝缘低，降低线线圈绝缘绝缘 2.一次电压电压超高1.更换变压换变压 器油或进进行修理 2.调调整一次电压电压经过经过短时间时间运行后 ，温升达 90100以上1.严严重缺油或绝缘绝缘油不良 2一次线线圈局部短路 3负负荷超过过太多1.检查检查注油或更换换新油 2.大修 3.调调整负负荷 经经常发现发现二次电压电压 大大降低1.供电线电线路电压电压降太大 2.二次线线圈有局部短路 3.一次侧调压侧调压 偏低1.调调整负负荷 2.检查检查并送厂修理 3.调调高一次电压电压外壳带电带电1.套
14、管瓷瓶不良 2.引线线与变压变压器外壳接触 3.内部漏电电1.更换换或去污污 2.查查明原因予以消除 3.检检修 变压变压器有异常的声 音1.线线圈绝缘损绝缘损 坏 2.铁铁芯固定螺栓松动动 3.硅钢钢片绝缘绝缘不好1.检查检查并进进行处处理 2.紧紧固螺栓 3.送厂大修 保护护装置动动作线线圈短路，内外引线线造成短路，过负过负荷，油 质质降低或铁铁芯温度过过高，使变压变压器绝缘绝缘 严严重下降查查明内外部故障性质质并进进行处处理调压调压器调压调压无效1.连连接螺丝丝松动动，接头头接触不良 2.绝缘绝缘板绝缘绝缘下降1.进进行紧紧固 2.更换换（二）高压开关 目前，煤矿井下使用的高压开关主要有
15、： PB型、BGP型。新型的BGP系列已达30多个 品种，其保护功能有失压、过电压、过载 、短路、选择性漏电及绝缘监视等；其断 路器绝大部分采用真空断路器，其通过的 极限峰值电流、最大闭合峰值电流、额定 断开电流等参数均明显提高，是煤矿普遍 选用、性能优良的高压配电装置。1.BPG26型高压开关的特点 隔爆兼安全火花型配电装置，适用于 有瓦斯煤尘爆炸危险的场所，可作高 压、配电、控制使用。其断路器采用 真空管，不必维修，更换简单，整体 体积小和重量轻，是一种理想的新型 开关。 （二）高压开关BPG26型高压开关的主要技术多数额额定工作电压电压6kV最高工作电压电压6.9kV额额定电电流50A、
16、100A、200A、300A 、400A 额额定开断容量9.6kA额额定断流容量100MVA热稳热稳 定电电流9.6kA断路器开断额额定负载负载 次 数10000次分闸时间闸时间0.O5S通过过极限峰值电值电 流25kA2. BPG26型高压开关的安全闭锁装置 BPG26型高压开关，在断路器、隔离开关 和外壳门之间设有安全闭锁，其作用是： （1）隔离开关分闸时，外壳门拆下螺钉后 也不能打开。外壳门打开后，隔离开关不能 分闸。只有当外壳门关闭好后，隔离开关才 能分闸。 （2）断路器合闸后，隔离开关不能分断负 荷电流，只有当断路器断开后，隔离开关才 能分断；反之，只有先合上隔离开关，断路 器才能分闸。 3.BPG26型高压开关的真空断路器 真空断路器是
