《井下电工培训》PPT课件.ppt

井下电工,2016年9月,第一节：电工基础知识,第四节：矿用电缆,第三节：矿井供电电网保护,第二节：矿井安全供电常识,第五节：矿用防爆设备标准,一、电路：能为电流流通的闭合回路叫电路。一 般由四部分构成：1、电源 2、负载 3、导线 4、控制设备 二、导体、绝缘体和半导体：导电能力很强的物质（如银、铜、铝、铁等）；几乎不能导电的物质（如橡胶、玻璃、空气等）；导电能力介于导体和绝缘体之间的物质（如硅、锗等）。,第一节电工基础知识,三、直流电、交流电：直流电指大小和方向都 不随时间变化而变化的电量（电流、电压、电动势）。交流电指大小和方向都 不随时间变化而变化的电量（电流、电压、电动势）。四、电流、电流强度：在电场力的作用下，自由电子和离子所发生的有规律的运动叫电流。单位时间内通过导体某一截面电荷量的代数和称电流强度 I=式中 I 电流强度，A（安培）Q 电荷量，C（库伦）t 电流强度，S（秒）,五、电压、电动势两者的区别：在电场中，将单位正电荷由高电位移向低电位时电场力所做的功称为电压，将单位正电荷由低电位移向高电位时电场力所做的功称为电动势，主要区别是两者的方向是相反的 六、欧姆定律：导体中的电流和导体两端承受的电压成正比，这个关系叫欧姆定律 I=式中 I 电流强度，A（安培）U 电压，V（伏特）R 电阻，（欧姆）七、电阻的串联、并联及特点：把电阻一个接一个依次连接起来，使电流只有一条通路的连接形式，叫串联；特点是：1、电路中电流处处相同，2、总电压等于各段电压之和，3、总电阻等于各个电阻之和。将各电阻连接于共同的两点上并施以同一电压的连接形式，称为电阻的并联；特点是：1、各分路两端电压相等，2、总电流等于各分路电流之和，3、总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。,八、电功率：单位时间内电流所做的功用字母“P”表示，实践证明，电功率等于电压与电流的乘积 P=UI电功率的单位是瓦特，用符号“W”表示。九、电能：电功率是单位时间内电流所做的功，而电能是一段时间内所做的功，电能=电功率时间。电度表所记下的1度电就是1（KWh）千瓦时 十、用电设备的效率：用电设备输出功率与输入功率之比，输出功率总小于输入功率=100%,十一、交流电：指电路中的电流、电压及电动势的方向和时间都随着时间按正弦函数规律变化，这种随时间做周期性变化的电流称交流。十二、交流电的周期、频率和角频率：交流电变化一个循环所需要的时间称周期；交流电每秒钟所变化的次数称频率，用字母表示，单位是赫兹（HZ)周期与频率的关系为：T=或=频率与周期为倒数关系交流电每秒钟所变化的电气角度称角频率，用字母表示，交流电变化一周，其电角度变化为2弧度，角频率与频率周期的关系为：=2 十三、怎样判别晶体二极管的极性：可根据二极管正向电阻小，反向电阻大的特点，利用万用表来判别极性，将万用表的旋转开关旋到R100或R1000档，用表笔分别测量正、反向电阻，量出几百欧小电阻与黑表笔为正，几百千欧与红表笔为负,十四、怎样识别二极管的好坏：因为二极管是单向导电元件，测出正方向电阻愈大愈好，如相差不大，说明性能不好或损坏，测量时表针不动，说明内部断线，测出电阻为零，说明电极间短路。十五、稳压二极管：与一般二极管不同，稳压二极管工作在反向电压下（阳极接电源的负极，阴极接电源的正极）十六、整流：利用二极管的单向导电性，把交流电变成脉动直流电，再经过滤波电路使波形变得平直，然后再经过稳压电路稳压后，就得到了波形平直、电压稳定的直流电。十七、常用的整流电路：单相半波、单相全波、单相桥、三相半波、三相桥式等五种整流电路。十八、变压器及作用：变压器是一种变换交流电压的设备，它和电动机不同，电动机是把电能转换成机械能；而变压器是一种不能旋转的专门改变交流电压（升高或降低）的电气。,十九、变压器额定技术数据：1、额定容量Se（VA)，2、额定电压Ue1Ue2(V)，3、额定电流Ie1Ie2(A)，4、阻抗电压Ud（又称短路电压），5、空载损耗P0(W也叫铁损），6、短路损耗Pd(W)，7、空载电流I0。二十、电动机额定技术数据：1、额定功率（KW），2、额定电压（V），3、额定频率（H Z），4、额定电流（A），5、额定转速（r/min），6、允许温升（0C）。绝缘等级与允许温升关系,第二节安全用电,煤矿井下安全供电的意义：主要是保证人身安全、设备安全以及防止瓦斯、煤尘爆炸事故的发生,1.1 电气事故的原因,1)违章操作,(1)违反“停电检修安全工作制度”，因误合闸造成 维修人员触电。,(2)违反“带电检修安全操作规程”，使操作人员触及电器的带电部分。,(3)带电移动电器设备。,2)施工不规范,(1)误将电源保护接地与零线相接，且插座火线、零线位置接反使机壳带电。,(2)插头接线不合理，造成电源线外露，导致触电。,(3)照明电路的中线接触不良或安装保险，造成 中线断开，导致家电损坏。,(4)照明线路敷射不合规范造成搭接物带电。,(6)对有高压电容的线路检修时未进行放电处理导 致触电。,(5)违章救护他人触电，造成救护者一起触电。,(4)用水冲洗或用湿布擦拭电气设备。,3)产品质量不合格,(1)电气设备缺少保护设施造成电器在正常情况下 损坏和触电。,(2)带电作业时，使用不合理的工具或绝缘设施造 成维修人员触电。,(3)产品使用劣质材料，使绝缘等级、抗老化能力 很低，容易造成触电。,(4)生产工艺粗制滥造。,(5)电热器具使用塑料电源线。,(6)施工中未对电气设备进行接地保护处理。,(5)随意加大保险丝的规格，失去短路保护作用，导致电器损坏。,2.电流对人体的作用,人体触电时，电流对人体会造成两种伤害：电击和电伤。,电击是指电流通过人体，影响呼吸系统、心脏和神经系统，造成人体内部组织的破坏乃至死亡。,电伤是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害，如烧伤、金属溅伤等。,电力线突然断裂使行人触电；狂风吹断树枝将电线砸断；雨水进入家用电器使机壳漏电等偶然事件均会造成触电事故。,4)偶然条件,1）人体电阻,人体电阻因人而异，通常为 104 105，当角质外层破坏时，则降到8001000。,2）电流强度对人的伤害,人体允许的安全工频电流:30mA工频危险电流:50mA,3）电流频率对人体的伤害,调查表明，绝大部分的触电事故都是由电击造成的。电击伤害的程度取决于通过人体电流的大小、持续时间、电流的频率以及电流通过人体的途径等。,5）电压对人体的伤害,电流的路径通过心脏会导致神经失常、心跳停止、血液循环中断，危险性最大。其中电流的流经从右手到左脚的路径是最危险的。,触电电压越高，通过人体的电流越大就越危险。,因此，把 36 V以下的电压定为安全电压。工厂进行设备检修使用的手灯及机床照明都采用安全电压。,电流通过人体的时间愈长，则伤害愈大。,4）电流持续时间与路径对人体的伤害,电流频率在40Hz 60Hz对人体的伤害最大。实践证明，直流电对血液有分解作用，而高频电流不仅没有危害还可以用于医疗保健等。,3.触电方式,3.1 接触正常带电体,(1)电源中性点接地的单相触电,通过人体电流:,式中:UP:电源相电压(220V)Ro:接地电阻 4 Rb:人体电阻 1000,这时人体处于相电压下，危险较大。,3.2 保护接地,当电气设备内部绝缘损坏发生一相碰壳时：由于外壳带电,当人触及外壳,接地电流 Ie 将经过人体入地后,再经其它两相对地绝缘电阻R 及分布电容C 回到电源。当R 值较低、C 较大时，Ib 将达到或超过危险值。,对地绝缘电阻,分布电容,电气设备外壳未装保护接地时:,电气设备外壳有保护接地时,通过人体的电流：,Rb与Ro并联，且 Rb Ro 通过人体的电流可减小到安全值以内。,利用接地装置的分流作用来减少通过人体的电流。,保护接地：将电气设备的金属外壳(正常情况下是不带电的)接地。用于中性点不接地的低压系统,保护接零（用于 380V/220V 三相四线制系统）,将电气设备的外壳可靠地接到零线上。,当电气设备绝缘损坏造成一相碰壳，该相电源短路，其短路电流使保护设备动作，将故障设备从电源切除，防止人身触电。,把电源碰壳，变成单相短路，使保护设备能迅速可靠地动作，切断电源。,保护接地和保护接零同时使用时,当A相绝缘损坏碰壳时，接地电流,式中：R0：保护接地电阻4 R0：工作接地电阻4,注：中性点接地系统(1)不允许采用保护接地，只能采用保护接零；(2)不准保护接地和保护接零同时使用。,此电流不足以使大容量的保护装置动作，而使设备外壳长期带电，其对地电压为110V。,第三讲 矿井供电电网保护,一、矿井供电电网保护的类型及要求1、井下保护装置的类型：过电流保护：短路、过负荷、断相。漏电保护：非选择性、选择性、漏电闭锁保护接地：系统保护接地、局部保护接地电压保护：过电压保护、欠电压保护，风电、瓦斯电闭锁。综合保护：电动机、煤电钻、照明信号综合保护。,二、对保护装置的基本要求,选择性：有选择地切除故障段。快速性：断电时间2.ms最好灵敏性：过流保护最低灵敏系数为1.后被保护为.可靠性：有故障时可靠动作。不拒动、不误动。,漏电保护,一、漏电：有单相、两相、三相漏电。、漏电的危害：（1）造成人员触电伤亡（2）超前引爆电雷管（3）引起瓦斯煤尘爆炸2、漏电的原因：机械损坏 人为损坏 自然损坏 管理不好、检漏继电器的功能：（1）当系统漏电瓦斯煤尘还没有来的及爆炸之前就切断了电源（2）当人身触电时,还没有感觉触电之前就切断了电源（3）可对供电系统进行不间断地进行绝缘监视。,附加直流电源漏电保护,漏电保护原理分析,附加直流电源漏电保护 工作原理：检漏继电器用直流电进行绝缘监视，当绝缘阻值降低时其回路如下：电源+接地极 人体 线路 SK LK ZJ 电源一负，ZJ吸合 ZJ1闭合 TQ 有电，（接点对断开）DW 断开 切断了供电回路。图4-1,漏电闭锁,漏电闭锁：指在开关合闸前对电网进行绝缘监测，当电网对地绝缘阻值低于闭锁值时开关不能合闸，起闭锁作用。原理是：当对地绝缘电阻小电流大，取样电位器上电压高执行继电器HBJ不动作，开关不吸合。当对地绝缘电阻大电流小，取样电位器上电压低执行继电器HBJ动作，开关吸合。,漏电保护装置的整定,保护接地,一、概念和作用正常情况下电气设备外壳及构架不带电，当绝缘损坏时就带电，这时人触及时就发生触电事故，为此电气设备实行保护接地。如图5 5 P133 当人内触及外壳后电流全部通过人体入地，因此危险性大。如果有了接地政治装置，人与装置构成并联电路，对人体起分流作用，减少了人体电流，从而减小了触电的危险。当外壳与地因内接触不良产生火花时，电火花能量大为减小，因而不易引起瓦斯煤尘爆炸。要求：36V以上和由于绝缘损坏可能带有危险电压电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带、铅皮和橡套电缆的接地芯线、或屏蔽套等都必须有保护接地。接地电阻不得超过2。移动式、手持式电气设备与接电缆的电阻不超过1。,保护接地网,过电流保护,过电流：流过电气设备或供电线路的电流超过了额定值。其故障有短路、过负荷、断相。1、短路保护短路 指电流不经过负载，两跟或三跟导线直接短接形成回路。这时流过电网的电流称短路电流。其值比额定电流大十倍，会在瞬间烧坏电气设备或线路，引起火灾导致瓦斯煤尘爆炸。故障的原因有：自然损伤（绝缘老化 击穿）、机械损伤、误操作、管理不善等。保护装置：采用电磁式过流继电器。,过负荷保护,过负荷 指电气设备的电流超过了额定值和允许过负荷时间，使设备温度升高，导致绝缘损坏。故障原因是：负荷太大、机械部分有滞卡现象、电机端电压太低、（堵转）断相 指电机一相断线，其余两相电流增加很大，形成过流饿而烧毁电机和线路因此，为防止过电流故障造成恶性事故在高底压开关、移动变电站内都装有过流、过热保护、或综合保护。保护装置：采用热继电器,断相保护,断相 指电机一相断线，其余两相电流增加很大，形成过电流而烧毁电机和线路 保护装置：采用热继电器。,第四讲 矿用电缆矿用电缆端面示意图,电缆在敷设过程中应注意哪儿问题？1、在水平巷道或倾角300以下的井巷中，电缆应吊钩悬挂 2、立井井筒或倾角300以上的井巷中，电缆应用夹子、卡箍或其它夹持装置敷设。3、电缆悬挂点的间距：在水平巷或倾斜井巷内不应超过3米，立井井筒内不应超过6米，在硐室内不得超过2米，在电缆沟内不得超过1米。4、电缆不应悬挂在压风管或水管上，不得遭受淋水，在电缆严禁悬挂任何物件，如果同压风、供水管同侧敷设，必须在管子上方且保持0.3米的距离。5、井筒和巷道内的通讯和信号线，应与动力电缆分开悬挂，如受条件限制，在井筒内距动力电缆0.3米以外，巷道内必须在动力电缆的上方，并保持0.1米的距离。6、高、低压电缆敷设在巷道同一侧是，高、低压电缆相互的间距应大于0.1米；高压电缆之间和低压电缆之间的距离不得小于0.05米。,矿用橡套软电缆的系列代号及主要技术特征:矿用橡套软电缆的系列代号U,U系列电缆的使用特性代号及结构特性代号如下：1、使用特性代号：Y-移动（采煤机备用）；C-采煤机用；Z-电钻用；M-矿工帽灯用；D-低温环境用 2、结构特性代号：P-非金属屏蔽；PT-金属屏蔽；J-监视；Q-轻型；B-编织加强；R-绕包加强 电缆的识别如何规定：1、井下用电缆的额定电压下记颜色标志：3.6/6KV-红色护套；0.66/1.14KV-黄色护套；0.38/0.66KV及以下-黑色护套 2、制造厂名称、电缆型号、规格或制造年份用压印方式或颜色明显区别于护套颜色的油墨印在外护套表面上 3、在电缆的内部或外部，允许有制造厂规定的其他标志为什么要用屏蔽电缆？主要优点是什么？由于屏蔽电缆在每根相芯线外都绕包一层半导电或导电,材质做成的屏蔽层，该屏蔽层又与地芯线紧紧连接，因此，每当电缆芯线绝缘受到损坏时，导电的芯线必然先接触屏蔽层，再通过这导电的屏蔽层、地芯线使漏电继电器自行切断电源，因而屏蔽层电缆就起到超前切断电源的作用，避免电缆相间发生短路事故，防止人身事故，减少因电火花引起的煤尘和瓦斯爆炸的危险。,电缆与密封圈的关系：密封圈的宽度应大于或等于电缆外径的0.7倍，但必须大于10mm；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，电缆与密封圈之间不得包扎其他物体，保证密封良好，电缆护套穿入进线嘴长度一般为5-15mm。,隔爆设备在什么情况下属于失爆？凡失去耐爆性能和不传爆性能的隔爆外壳均叫隔爆外壳的失爆。例如防爆接合面间隙超限，表面粗糙度达不到标准等。除此之外，对于下列所述的情况也属失爆：1、外壳有裂纹，开焊、严重变形时（严重变形指变形长度超过50mm，同时凸凹深度50mm）；2、使用未经法定检验单位发证的防爆电气设备；3、防爆壳内外有锈皮脱落；4、闭锁装置不全，变形损坏，起不到机械闭锁作用；5、隔爆室透明板松动、破裂或用普通玻璃代替；6、隔爆腔之间直接贯通的，去掉隔爆腔内接线绝缘座；7、改变隔爆外壳原设计尺寸，造成电气间隙或爬电距离不符合规定的。,第五节防爆设备标准,防爆设备对紧固件的规定：1、紧固用的螺栓、螺母、垫圈等齐全、紧固无锈蚀；2、同一部位的螺栓、螺母、平垫、弹簧垫圈规格相符 3、用螺栓紧固的不透眼螺孔，紧固后螺孔须留有大于2倍防松垫圈的厚度，螺栓拧入螺孔的长度应大于螺栓直径；4、螺栓螺纹应露出螺母1-3螺距，不得在螺母下加多余的垫圈；5、紧固在护圈内的螺栓，上端平面不超过护圈高度；,防爆结合面的要求：1、防爆结合面表面粗糙度不大于6.3，操作杆粗糙度不大于3.2；2、螺纹精度不低于3级，螺距不小于0.7mm；3、隔爆面对局部出现的直径不大于1mm、深度不大于2mm的砂眼，在40、25、15mm宽的隔爆面上，每1cm2不得超过5个；10mm宽的隔爆面不超过2个；,4、产生的机械伤痕，宽度与深度不大于0.5mm；其长度保证剩余无伤隔爆面有效长度不小于规定长度2/3；5、隔爆面不得有锈蚀及油漆，应涂防锈油或磷化处理，如有锈蚀，擦拭后留有氧化亚铁云状，手摸无感觉为合格；6、观察窗孔胶封及透明度良好，无破损，无裂纹。,防爆电气设备对接线的要求：1、接线后以抽拉电缆不窜动为合格，压叠式线嘴压紧电缆后压扁量不超过电缆直径的10%；2、密封圈内径与电缆外径差应小于1mm；宽度应大于电缆外径的0.7倍，但必须大于10mm；厚度应小于电缆外径的0.3倍，但必须大于4mm；3、电缆护套穿入进线嘴长度一般为5-15mm；4、隔爆开关接线嘴应用密封圈及厚度不小于2mm的钢垫板封堵压紧，其紧固程度：螺旋线嘴用手拧紧为合格，压叠式线嘴用手晃不动为合格，钢垫板置于密封圈的外面。,螺栓固定的防爆接合面下列情况之一为失爆：1、缺螺栓或弹簧垫圈（或背帽）者；2、弹簧垫圈未压平或螺栓松动；3、螺栓或螺孔滑扣（但换同直径长螺栓加螺母紧固者除外),防爆电气设备标志:,隔爆电气设备EX d增安型电气设备EX e本质安全型电气设备EX ia（ib）正压型电气设备EX p充油型电气设备EX o特殊型电气设备EX s气密型电气设备EX h充砂型电气设备EX q矿用一般型电气设备KY,