【正文】 短路時,均能產(chǎn)生電火花, 其能量大小取決于電源電壓和回路阻抗。它是指電路系統(tǒng)或設(shè)備在正常工作或在規(guī)定的故障狀態(tài)下,產(chǎn)生的火花和火花效應(yīng)均不能點(diǎn)燃瓦斯和煤塵。對煤電鉆、照明信號及控制電器采用127V及36V低壓,以防觸電。 (2) 井下巷道、硐室和工作面空間狹小,為節(jié)省硐室建筑費(fèi)用且搬遷設(shè)備方便,要求礦用電氣設(shè)備體積小, 重量輕。第三節(jié) 礦用電氣設(shè)備概述礦用電氣設(shè)備是指煤礦井下所使用的電氣設(shè)備。另外,隨著綜合機(jī)械化采煤工作面的大量出現(xiàn) 單機(jī)容量和設(shè)備的總?cè)萘慷己艽?其回采速度又快 , 若仍采用傳統(tǒng)的采區(qū)供電方式,既不經(jīng)濟(jì),又不易保證供電質(zhì)量。所以 , 為了保證井下供電的可靠性 , 由地面變電所引自中央變電所的電纜數(shù)目至少應(yīng)有兩條 , 并分別引自地面變電所的兩段6(10)kV 母線上。(二) 井下變(配)電所井下中央變電所是井下供電的樞紐 , 它擔(dān)負(fù)著向井下供電的重要任務(wù) , 其主結(jié)構(gòu)如圖14 所示。此外,為了防止雷電入侵對電氣設(shè)備的危害,各段母線均裝有避雷器。礦山企業(yè)屬于一類用戶,為了保證供電的可靠性,每個礦山必須具有兩個獨(dú)立的電源。至于對平硐開拓且井深在150m的用電設(shè)備供電,其系統(tǒng)則與深井供電系統(tǒng)相同,此時往往在盲井口附近沒立一個地面主變(配)電所,其各道(段)是否設(shè)置井下變 (配)電所,需視具體情況而定。(二) 淺井供電系統(tǒng)對礦井煤層埋藏不深 (距地表100~20Om), 且涌水量不大,而采區(qū)又離井底車場較遠(yuǎn)時,出于經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行方便的考慮,井下電力設(shè)備多用低壓供電,此時多采用借助鉆孔或輔助風(fēng)井將電能送至井下的淺井供電系統(tǒng),如圖 13 所示。二、礦山供電系統(tǒng)礦山供電系統(tǒng)是由煤礦內(nèi)各級變電所的變壓器、配電裝置、電力線路以及用戶按照一定的方式互相連接起來的一個整體。電壓在1kV以下的電力網(wǎng)為低壓電網(wǎng)。礦山供、配電系統(tǒng)中的礦區(qū)變電所屬于地區(qū)變電所,它接受樞紐(或區(qū)域)變電所送來的110kV電能, 將之降為35kV后送至礦山地面變電所。使用水力作動力的, 稱為水力發(fā)電廠等等。圖l1所示是一個用于煤礦供電的典型電力系統(tǒng)。煤礦企業(yè)供電電壓的選擇,取決于企業(yè)附近電源電壓、用電設(shè)備容量、電壓及供電距離,應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。例如輔助車間的用電及公用事業(yè)用電設(shè)備等都屬于這類負(fù)荷。對二類負(fù)荷供電,是否需要備用電源,應(yīng)根據(jù)企業(yè)規(guī)模和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)決定。例如,煤礦主通風(fēng)機(jī)、主副井提升機(jī)、主水泵、井上及井下中央變電所、礦區(qū)醫(yī)院的手術(shù)室等用戶。由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境的特殊性,對供電有如下要求。隨著采掘工作面的向前推進(jìn),電網(wǎng)和電氣設(shè)備也需經(jīng)常移動,使電纜和電氣設(shè)備容易受到機(jī)械損傷。第一章礦山供電與礦用電氣設(shè)備概述第一節(jié) 煤礦企業(yè)對供電的要求一、煤礦生產(chǎn)的環(huán)境煤礦生產(chǎn)主要是地下開采,礦井的一些主要用電設(shè)備,如煤礦副井的提升機(jī)、向井下供風(fēng)的主通風(fēng)機(jī)、井下的主排水泵等,它們不但用電量大,而且不允許中斷供電。設(shè)備種類繁多工作原理牽連到許多相關(guān)學(xué)科，學(xué)習(xí)上有一定難度，但大家來自現(xiàn)場、對生產(chǎn)設(shè)備有一定了解可幫助大家學(xué)習(xí)。由于課時少內(nèi)容多對一些內(nèi)容只能作介紹性簡介。因?yàn)橐坏┲袛喙╇?不僅會造成減產(chǎn),還可能引起人身傷亡和設(shè)備損壞的重大事故,嚴(yán)重時可能會毀壞整個礦井。 煤礦井下空氣中有瓦斯、煤塵等可燃、易爆性混合物。（一）、供電可靠(二)、 供電安全（三)、 供電質(zhì)量(四)、 供電經(jīng)濟(jì)三、電力負(fù)荷的分類電力負(fù)荷是決定電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、運(yùn)行以及發(fā)電、送電、變電布局的主要依據(jù)。對這類負(fù)荷應(yīng)有兩個獨(dú)立電源供電,對有特殊要求的一類負(fù)荷,兩個獨(dú)立電源應(yīng)來自不同地點(diǎn),以保證供電的絕對可靠。對于中小型煤礦的二類負(fù)荷一般由專用線路供電, 但需在倉庫里儲備一套設(shè)備,以備故障時臨時更換。對三類負(fù)荷一般采用單一回路供電方式, 對這類負(fù)荷不需要備用電源。我國煤礦企業(yè)通常使用的電壓等級及用途見表 11 。發(fā)電廠是把其他形式能量轉(zhuǎn)換成電能的場所。在發(fā)電廠中,由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能電壓較低 (1O kV或2OKV),它除供給附近用戶直接使用外,必須先經(jīng)升壓變壓器轉(zhuǎn)換成高壓,才能送至外界的高壓電力網(wǎng)。礦山地面變電所多屬終端或穿越變電所,它將電壓降為6～10kV后, 向額定電壓為6～l0kV及以下的用電設(shè)備供電。3kV～330kV的電力網(wǎng)為高壓電網(wǎng)。礦井供電方式取決于礦區(qū)范圍、采用的機(jī)械化方式、礦層結(jié)構(gòu)、采煤方法、礦層埋藏深淺、井下涌水量大小等因素。(三) 平硐開采的供電系統(tǒng)當(dāng)?shù)V層埋藏較淺(100m 以內(nèi))、分布范圍較廣時, 往往采用平硐開采的供電系統(tǒng)。礦山供電究竟采用哪種供電方式,應(yīng)根據(jù)礦井的具體情況經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。根據(jù)具體情況,兩個獨(dú)立電源可采用平行雙回路供電或環(huán)形供電, 也可采用其他具有備用電源的專用線供電方式。為了提高功率因數(shù),在兩段6（10）kV母線上分別裝有并聯(lián)電容器組。井下變 (配) 電所的位置應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心 , 并根據(jù)通風(fēng)良好、交通方便、進(jìn)出線易于敷設(shè)、頂?shù)装鍡l件及保安煤柱的位置等因素綜合考慮。 水泵是井下中央變電所的重要負(fù)荷 , 應(yīng)保證其供電絕對可靠 , 由于水泵總數(shù)中已包括備用水泵 , 因此每臺水泵可用一條專用電纜供電。因此必須采用移動變電站供電,以縮短低壓供電距離,使高壓深入負(fù)荷中心,將綜采工作面供電電壓提高到1140V,以利于保證供電的經(jīng)濟(jì)性和供電質(zhì)量。由于煤礦井下的工作條件與地面有很大差別,因而對礦用電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)有特殊要求。 (3) 井下存在冒頂、片幫、滴水及淋水等現(xiàn)象,所以礦用電氣設(shè)備的外殼要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和較好的防潮、防銹性能。二、防爆原理為了滿足礦用電氣設(shè)備的防爆性能,常采用如下三種措施。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)瓦斯在空氣中的濃度為 %~%時,最容易發(fā)生爆炸, mJ以下。對純電阻電路,火花的能量取決于電壓和電流。其方法主要有:(1) 合理選擇電氣元件,盡量降低電源電壓。這種方法已用于礦用照明燈、礦用屏蔽電纜和放炮器。這樣,在電纜內(nèi)部還未形成短路故障之前即可切斷電源。三、礦用電氣設(shè)備的類型防爆電氣設(shè)備分為兩類。(2) 絕緣材料耐潮性好。(二) 礦用防爆型礦用防爆型電氣設(shè)備的外殼上和銘牌上都標(biāo)有 “Ex”標(biāo)志。(2) 防爆型電氣設(shè)備(Exd I)。本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的全部電路均為本質(zhì)安全電路,即在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,正常工作或在規(guī)定的故障條件下,所產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性混合物的電路。其標(biāo)志符號為“di” 。這是一種具有正壓外殼的電氣設(shè)備,即將新鮮的空氣或惰性氣體充入密封的電氣設(shè)備的外殼內(nèi)部,保持一定的正壓力,以阻止電氣設(shè)備外部爆炸性混合物侵入外殼內(nèi)部,使點(diǎn)火源與周圍的爆炸性混合物相隔離,以達(dá)到防爆的目的。第二章 變壓器變壓器是電力系統(tǒng)中的一種靜止電器,它可以將一種等級電壓變換為同頻率的另一種等級電壓,此外,它還具有耦合電路、傳遞信號、實(shí)現(xiàn)阻抗匹配等作用,它是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備。(2) 當(dāng)電能輸送到用電區(qū)后,為了合理地分配及安全地使用電能,又必須用降壓變壓器將電壓降低后分配給各用戶,使用戶得到他們所需要的額定電壓。 (3) 按變壓器額定容量的大小分,有額定容量小于或等于630kVA的小型變壓器,額定容量在 80OKVA~6300kVA的中型變壓器,額定容量在 800OKVA~6300OKVA的大型變壓器,額定容量在 9000OKVA以上的特大型變壓器。煤礦常用的特種變壓器主要有礦用變壓器和整流變壓器兩種。礦用隔爆型變壓器專供綜采、綜掘、井下照明、信號及工作面電鉆用電。(一) 額定電壓(U1N/U2N)變壓器在額定運(yùn)行情況下,根據(jù)變壓器的絕緣強(qiáng)度和允許溫升所規(guī)定的原繞組上應(yīng)加電源電壓值叫原邊的額定電壓,用UlN表示。對于三相變壓器指的是線電流,分別用I1N 、I2N 表示,單位為安(A) 。(五) 變壓器的連接組變壓器連接組是表示變壓器各相繞組的連接方法和電動勢相量關(guān)系的符號。高壓繞組的線電壓相量應(yīng)取指定分針零點(diǎn)位置,中、低壓繞組對應(yīng)線電壓相量所指的小時數(shù)就是連接組標(biāo)號。(I,I6),6為其時鐘序數(shù),即一次、二次電壓相量反向。三、煤礦常用變壓器(一) 電力變壓器目前煤礦地面使用的電力變壓器均為低損耗電力變壓器,型號有SSLSSS11。鐵心為心式鐵心,且為全斜接縫疊積式,其鐵心柱為多級階梯的圓截面,鐵軛與鐵心為等截面。高壓繞組具有對應(yīng)分接電壓要求的抽頭引至分接開關(guān)上,開關(guān)安裝在箱蓋上,且需切斷電源后方可變換分接電壓。變壓器均裝有儲油柜,其一端裝有油位計,表示變壓器投入運(yùn)行時,相當(dāng)于油溫為30℃、20℃、40℃三個油面標(biāo)志。l0mm。油箱的下部壁上裝有油樣活門,變壓器油箱底部應(yīng)有排油裝置。不存在變壓器油老化的問題,因而維護(hù)檢修工作量大為減少。它可將380V或660V電壓降為127V,作為井下照明、信號或手持電鉆的電源變壓器。B 防爆。Y 移動。此部分設(shè)有空氣、真空管式兩種斷路器,它們均有檢漏、過載、短路、欠電壓、延時等保護(hù)性能,另外還具有電壓、電流、漏電指示及變壓器溫度保護(hù)裝置。第三節(jié) 變壓器的選擇變壓器選擇包括變壓器的容量、臺數(shù)、型號、相數(shù)、電壓比、冷卻方式和使用環(huán)境等內(nèi)容。根據(jù)變電所變壓器的計算容量及電網(wǎng)的電壓等級,由變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)查選,使所選的變壓器額定容量滿足全部用電負(fù)荷的需要,即向SN≥ST 。 對于礦區(qū)或大中型礦井的地面變電所 , 應(yīng)大于變壓器額定容量的 75% 。(二) 變壓器類型的選擇變壓器類型的選擇,應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境、冷卻方式、經(jīng)濟(jì)合理性等要求綜合考慮。(三) 變壓器的相數(shù)和電壓比的選擇由于動力供電采用三相制,所以一般中、小容量的變壓器以選用三相變壓器為宜。試問該采區(qū)變電所應(yīng)選用哪種型號變壓器及所需主壓器的臺數(shù) ?變壓器的計算容量為:ST=（kckde∑PN）/cosφWm 查表 24 取 kde=。根據(jù)以上計算,該采區(qū)總的供電容量不大,故選取一臺額定容量為315kVA, 電壓比為6/,型號為 KS7315/6型的動力變壓器。二、驗(yàn)收與保管保養(yǎng)(一) 入庫驗(yàn)收變壓器在人庫時,物資管理人員一般應(yīng)檢查產(chǎn)品的