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1、课题一 煤矿供电系统的认识,一、煤矿供电常用电压等级 根据国家标准的规定，考虑煤矿生产条件的特殊性，目前煤矿常用的电压等级及用途如表11所示。,表 煤矿常用电压等级及用途,表 煤矿常用电压等级及用途,二、矿井供电系统及类型 1煤矿供电系统,矿井供电系统框图,2矿井供电系统的类型,（1）深井供电系统 深井供电系统采用3级供电方式，即地面变电所供电、井下中央变电所供电和采区变电所供电。,深井供电系统图,（2）浅井供电系统,浅井供电系统图,三、矿井地面变电所 矿井地面变电所是全矿供电的总枢纽，担负着受电、变电、配电和主要电气设备工作状态监视等任务。地面变电所一般设在矿井负荷中心。,地面变电所外景图,
2、四、井下中央变电所 井下中央变电所是井下供电枢纽，电能配送的中心，它直接由地面变电所供电。其主要任务是向下列设备及地点配电。,井下中央变电所图,井下中央变电所位置示意图 1副井井筒 2主井井筒 3井下中央变电所 4主井泵房 5井底车场巷道,1位置选择 井下中央变电所一般设在井底车场附近、用电负荷 的中心，且与水泵房相连。为设备运输方便，井下中央 变电所与井底车场运输巷道开有相通的联巷。,井下中央变电所设备布置图 1高压配电装置 2变流器柜 3直流配电箱 4低压馈电开关 5动力变压器 6防火铁门 7铁栅栏门 8电缆沟,2设备布置 井下中央变电所主要设备有高压配电装置、动力变压器、低压馈电开关、高
3、压启动柜、变流器柜、照明信号综合保护装置及照明灯具等。,3接线方式 井下中央变电所担负着向井下供电的重要任务。,井下中央变电所主接线图,五、采区变电所 采区变电所是采区供电的中心，其任务是将井下中央变电所送来的6KV（或10KV）高压电变为低压电，配送给采掘工作面及附近用电设备，同时还向本采区的移动变电站直接配送高压电能。,采区变电所图,1位置选择 考虑采区生产的供电距离和用电负荷，每个采区一般设一个或二个变电所，并在以后的使用过程中，应尽量减少变电所的迁移次数。为此，通常将采区变电所设在采区装车站附近，或在上（下）山与运输平巷交叉处，或两个上（下）山之间的联络巷中。,1高压配电箱 2矿用变压
4、器 3风机专用变压器 4低压馈电总开关 5低压分路馈电开关 6照明信号综合保护器 7变电所接地装置,2设备布置,采区变电所设备布置图,3接线方式 （1）单电源进线的接线 单电源进线可分为两种接线方式：无高压出线且变压器不超过两台的采区变电所，可不设电源进线开关，有高压出线的采区变电所，为了便于操作，可设进出线开关，如图所示。,单电源进线接线方式不设电源进线开关,单电源进线接线方式设电源进线开关,（2）双电源进线的接线,双电源进线接线方式母线不分段图,双电源进线接线方式母线分段图,4采区变电所的低压接线,采区变电所低压接线方式 1高压配电箱 2矿用变压器 3低压馈电总开关 4低压分路馈电开关 5
5、照明信号综合保护器,一、矿用电缆的结构特点与选用方法 1矿用电缆的结构特点,（1）煤矿用移动类阻燃软电缆 移动类阻燃软电缆分为普通橡套阻燃软电缆和屏蔽橡套阻燃软电缆两种。,1）普通移动类阻燃软电缆。,普通橡套阻燃软电缆结构图 1导电线芯 2橡胶绝缘 3防振橡胶芯 4氯丁胶外护套 5接地线,不同的是其外护套采用氯丁橡胶制成。由于氯丁橡胶燃烧时能分解出氯化氢气体，使火焰和空气隔绝，达到阻燃的目的，因此称为阻燃电缆。其结构如图,2）屏蔽橡套阻燃软电缆。,屏蔽橡套阻燃软电缆结构示意图 1防振芯子 2橡胶护套 3主线芯 4绝缘层5导电橡胶屏蔽层 6接地线芯 7控制线芯,是在电缆主线芯分相绝缘层外增加了一
6、层由导电橡胶制成的屏蔽层，接地线芯直接缠绕导电橡胶带，防震芯子也是用导电橡胶制成，使三者连成一个整体。如图所示,3）移动类阻燃软电缆用途。,（2）矿用额定电压10kV及以下铜芯固定敷设阻燃电力电缆,固定敷设阻燃电力电缆为塑料电缆，其主芯线由铜线绞制而成，分相绝缘采用聚氯乙烯或交联聚乙烯，外护套采用聚氯乙烯，分铠装和非铠装2种。如下图为铜芯电缆图,铜芯电缆图,（3）煤矿用阻燃通信电缆 2矿用电缆的选用 （1）电缆长度的确定 （2）电缆主线芯截面的确定 1）按长时允许负荷电流选择电缆截面。电缆的长时允许通过的电流应大于或等于实际流过电缆的工作电流。 2）按电压损失确定电缆截面。 3）按机械强度要求
7、选择电缆截面。,二、矿用电缆的运行维护与故障判断 1电缆的运行维护 2电缆运行中的定期检查 3电缆故障种类及原因 （1）电缆故障种类及特征 矿用电缆故障种类及特征见表1。,表 电缆故障种类及特征,表 电缆故障种类及特征,表 电缆故障种类及特征,（2）电缆的故障原因 电缆发生故障的原因通常有以下几种： 1）电缆敷设时没有按要求进行而损伤绝缘，或电缆连接时出现鸡爪子、羊尾巴、明接头、毛刺等，从而造成漏电、接地事故。 2）电缆接线盒不符合要求，密封不好受潮，造成短路、绝缘下降事故。,3）电缆使用中遇到挤、压、埋、砸、刮、撞、拉等使电缆绝缘下降，造成漏电、接地、短路或断路故障。 4）日常维护检修管理不
8、善，将电缆落在地上，甚至泡在水中，造成漏电、短路事故。 5）电缆过负荷运行，线芯发热，造成绝缘老化，损伤电缆而引起漏电事故。 6）因操作过电压、大气过电压造成电缆绝缘击穿，导致短路、接地事故。,4电缆故障性质的判断 用兆欧表测量绝缘电阻，可以判断出电缆的相间短路故障、单相接地故障、断相故障以及绝缘故障。具体判断方法如表1所示。,表1 电缆故障性质的判断,表1 电缆故障性质的判断,表1 电缆故障性质的判断,表1 电缆故障性质的判断,5电缆故障点的查找 查找故障点时，首先应根据具体情况找出可疑区域，然后进一步确定其故障点。铠装电缆故障多发在受碰撞或者挤压处，橡套电缆最易出现故障的是电缆入口处，遭到
9、砸、压或受拉力处。对有淋水、垮塌、撞挤、炮崩等可疑地段要重点查找。,对于沿巷道敷设的电缆，如果因短路事故造成外皮烧伤，一般通过沿电缆线路查看外观就可找到故障点。电缆接线盒出现短路事故时，可以摸到表面温度较高 电缆某处短路，有时可以看到烧穿的伤痕和穿孔 在短路点还可以嗅到绝缘烧焦的特殊气味。 此外，还可以通过仪器、仪表判断电缆故障点的位置。其中，用万用表判断橡套电缆故障点的方法步骤如下：,（2）如果电缆是相间短路故障，将发生短路的2根线芯的端头与万用表2表笔相连接 如果是接地故障，就将故障线芯和地线接到万用表上，并旋转万用表挡位选择开关至欧姆高阻挡。,其中，用万用表判断橡套电缆故障点的方法步骤如
10、下：,（1）首先将电缆两端线芯全部开路。,（3）由检修人员对电缆逐段进行弯曲或翻动。当弯曲到某一点，万用表指针有较大摆动时，说明这就是故障点。也可用木棒敲打电缆护套，当敲打到某点万用表针有较大摆动时，也就找到了故障点。,目前用电缆故障测试仪测试电缆故障点，是最为科 学、最为精密的方法，已被广泛应用。,三、矿用电缆的连接 在煤矿井下整个供电系统中，不可避免地出现电缆与设备、电缆与电缆的连接。然而，电缆的连接处往往是电缆绝缘最薄弱的环节，大部分电缆线路故障都发生在这些地方。因此，为了保证供电的安全可靠，必须保证电缆连接质量。,1电缆的连接要求,（1）导电线芯连接处的接触电阻要小，要保持稳定，其最大
11、值不应超过同截面同长度线芯电阻的1.1倍，正常负荷时的温升不大于原线芯的温升。,（2）电缆线芯的连接，常用压接法和焊接法，严禁采用绑扎法。连接处要有足够的抗拉强度，其值不低于电缆线芯强度的80%。,（3）压接法是用液压钳将接线端子或连接管与电缆线芯压接在一起，其压模所适用的电缆线芯截面为16240mm2。焊接法主要有用开口铜连接管连接铜芯电缆的锡焊法和用铜接线端子连接铝芯电缆的铜铝焊接法2种。,（4）电缆连接处的绝缘强度不应低于电缆原有值，并能在长期运行中保持绝缘密封良好，能承受运行中经常遭遇的过电压。,（5）两根电缆的铠装层、屏蔽层和接地线芯都应有良好的电气连接。,（6）不同型电缆之间严禁直
12、接连接(例如橡套电缆和塑料电缆之间)，必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。,（7）同型电缆之间直接连接时必须遵守煤矿安全规程的有关规定：橡套电缆的连接，必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补 塑料电缆连接处的机械强度以及电气、防潮密封、老化等性能，应符合该型矿用电缆的技术标准。,2电缆与防爆电气设备的连接,（1）密封圈的单孔内只允许穿一根电缆，电缆与密封圈之间应密封良好。,（2）密封圈内径与电缆外径差应小于1mm，密封圈外径D与装密封圈的孔径D。配合应符合规定：当D20mm时，（D0D）1mm 当D60mm时，（D0D）1.5mm 当D60mm时，（D0D）2 mm
13、。,（3）密封圈的宽度应大于或等于电缆外径的0.7倍，但最小必须大于10mm 密封圈的厚度应大于或等于电缆外径的0.3倍，但必须大于4mm。密封圈无破损，不得割开使用。,（4）电缆护套穿人进线嘴长度一般为515mm，并用防脱装置压紧电缆。,（5）电缆线芯与接线端子连接应使用规定的连接件, 接线螺栓上的弹簧垫圈和弓形垫片(卡爪)齐全。,（6）接线应整齐、无毛刺，上紧螺母时卡爪即不能压绝缘外皮，也不能压住或接触屏蔽层，又不能使裸露线芯距接线垫圈的距离大于10mm。,（7）接地线芯应略长于导线线芯，防止电缆拉脱时地线拉断失去保护作用。,（8）屏蔽电缆与电气设备连接时，必须随同绝缘层一起剥除主线芯的屏
14、蔽层，其剥除长度应符合有关规定要求。但屏蔽层自身必须保证良好接地。,（9）橡套电缆与各种插销连接时，必须使插座连接在靠电源的一边。,（10）接线完毕应仔细清扫接线室，使其内保持清洁，无杂物和导线头。,3用电缆连接器连接电缆 （1）矿用隔爆高压电缆连接器 图所示为煤矿井下常用的AGKB30200B/6000型矿用隔爆高压电缆连接器。它主要在煤矿井下6kV电力电缆线路中，用于连接电缆或将电缆连接在电气设备上。可以在电缆段的两端使用，以便互相插接，也可以将其一半经专用防爆连接部件接到电气设备上。,AGKB30200B/6000型矿用隔爆高压电缆连接器,AGKB30200B/6000型矿用隔爆高压电缆
15、连接器结构 1压板 2压紧法兰盘 3堵板 4封环 5压线腔 6分线腔 7绝缘体 8接线座 9中壳 10接触杆 11密封垫圈,（3）AGKB30电缆连接器与MYPTJ电缆连接的安装接线步骤 1）在电缆一端250mm长度上剥去电缆护套及护套下监视线内外的半导体屏蔽层， 松开留下的监视线，并编成二根辫子股。然后在它上面套上绝缘管，绝缘管应尽量套到辫子股的根部，绝缘管的另一端露出导线约28mm，如图所示。,电缆连接线,2）用木锉、砂布或四氧化碳溶剂擦去监视线下面的内护套根部表面22mm长度上的残留半导体胶，按图121所示尺寸，然后将22mm长度以外的内护套，包括内护套里面的填充物全部剥去，用自粘带在2
16、2mm长度的内护套上包绕2层。自粘带绕包时，注意将自粘带拉伸100200左右再进行绕包。,3）将内护套下面的接地线松开并编织成二根辫子股，然后套上绝缘管并露出导电线芯约28mm。,AGKB30型连接器电缆切割包缠尺寸,4）按图121所示尺寸切去各主线芯端部绝缘约28mm（包括绝缘内外的半导体层）。,5）按图121所示尺寸剥去各主线芯绝缘外面约190mm长度上的半导体层，并用木锉、砂布或四氯化碳溶剂仔细擦去主线芯绝缘表面上的残留半导体胶。,6）电缆两端都完成上述工序后，分别用2500V、500V兆欧表测量各主线芯绝缘电阻及监视线对地绝缘电阻，阻值应符合标准要求。,7）在各主线芯绝缘层外再包绕12层自粘带，以增强绝缘性，在监视线、接地线的根部，也须包绕12层自粘带。,8）将主线芯导线，监视线以及其中一股接地线线头，用
