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1、目 录任务一 常用电工工具、电工仪表的使用- 1 -1.1 常用电工工具的使用- 1 -1.2 常用电工仪器仪表的使用- 2 -任务二 矿井供电系统- 7 -2.1 矿井供电概述- 7 -2.2矿井供电系统- 12 -2.3 综采工作面供电系统- 16 -2.4 掘进工作面的供电系统- 20 -任务三 低压防爆磁力起动器- 23 -3.1 QBZ80/660（380）、QBZ120200660（380）型矿用隔爆真空磁力起动器- 23 -3.2 QBZ80/660（380）N型矿用隔爆真空磁力起动器- 29 -任务四 综合保护装置- 34 -4.1 煤电钻综合保护装置- 34 -4.2 照明信
2、号综合保护装置- 40 -4.3 QBZ一80+200660(380)FDB矿用隔爆型双回路联锁真空电磁起动器- 47 -任务五 矿用真空电磁起动器- 61 -5.1 QJZ-400/1140(660)矿用真空电磁起动器- 61 -5.2 QJZ-200、300、400/1140(660)矿用隔爆兼本质安全型真空电磁起动器- 66 -任务六 矿用隔爆型真空馈电开关- 70 -6.1 KBZ/Z(F)矿用隔爆型- 70 -真空馈电开关- 70 -6.2 BKD-630（400）/1140.660Z矿用隔爆型智能真空馈电开关- 81 -任务七 KJGZ-300（200.100.50）/6YZ矿用隔
3、爆兼本安型移动变电站用高压真空负荷开关- 98 -任务八 移动变电站- 109 -任务九 S100A型综掘机- 117 - 138 -任务一 常用电工工具、电工仪表的使用1.1 常用电工工具的使用常用电工工具是指一般专业电工都要运用的工具，包括验电器、旋具、电工刀、电工用钳、电烙铁、压接钳、手电钻等。一、验电器验电器是检验导线、电器和电气设备是否带电的一种常用工具，分为低压验电器和高压验电器两类。 1、低压验电器 低压验电器又称测电笔（简称电笔），使用时应注意：（1）使用前，验电笔是否完整无损，并在已知电源上试一下，检验其是否损坏。（2）使用时用手指触及笔身上的金属部位，小窗口背光朝向自己，以
4、便观察，将笔尖触及带电体。（3）使用时应防止笔尖金属体触及人手或别的导体，以防触电和短路。 2、高压验电笔 高压验电器又称高压测电器，使用时应注意：（1）雨天不可在室外使用。（2）使用时戴上符合耐压要求的绝缘手套。（3）验电时身边要有人负责监护，测试时要防止发生相间或对地短路事故。（4）使用前应在确有电源处测试，证明验电器确实良好。（5）人体与高压带电体之间应保持足够的安全距离，10KV高压的安全距离为0.7m以上。（6）每半年作一次预防性试验。二、旋具电工常用的旋具有螺钉旋具和螺母旋具两类。螺钉旋具是一种紧固和拆卸螺钉的工具，按其头部形状又可分成一字形和十字形两种。螺母旋具是一种紧固和拆卸螺
5、母的工具，电工常用的螺母旋具是活络扳手，其扳口大小可以调整。三、电工刀电工刀是用来剖削电线线头，切割木台缺口，削制木榫的专用工具。使用时，应将刀口朝外剖削，剖削导线绝缘层时，应使刀面与导线成较小的锐角，以免割伤导线。使用电工刀时应注意：（1）应注意避免伤手。（2）电工刀用毕，随即将刀身折进刀柄。（3）电工刀刀柄是无绝缘保护的，不能在带电导线或器材上剖削，以免触电。四、电工用钳电工用钳包括钢丝钳、剥线钳、尖嘴钳等。钢丝钳是一种钳夹和剪切工具，由钳头和钳柄组成。钳头上的钳口用来弯纹或钳夹导线线头，齿口用来旋动螺母，刀口用来剪切导线或剖切软导线绝缘层，铡口用来铡切较硬的线材。剥线钳是用来剥除小直径导
6、线绝缘层的专用工具。尖嘴钳的头部尖细，适用于在狭小的空间夹接较小的螺钉、垫圈、导线及将导线弯成一定的形状供安装时使用。1.2 常用电工仪器仪表的使用电工仪器仪表可以分为指示仪表、比较仪表和数字仪表三大类。一、万用表万用表是一种常用的、多用途的便携式仪表，它可以测量直流电压、直流电流，交流电压、交流电流以及电阻，有的还可以测量电感和电容，而对每一种测量又有几档不同的量限，所以常称它为万用表或万能表。由于它基本上是测量电流、电压和电阻的仪表，所以它的刻度盘上常标以“AV”符号。万用表虽然可以测量电流、电压、电阻等多种参量，但从其实质上看，根据欧姆定律的关系式，这些电气参量的测量均可转化为电流的测量
7、。所以万用表的结构除由公用的磁电式电流表头、电阻元件以及作为欧姆表电源用的干电池等组成外，还需要由整流元（供测量交流时用）和转换线路用的转换开关组成。如图所示为万用表的电路示意图。当转换开关K置于“”位置时，万用表可作为欧姆表来测量电阻（将被测电阻接于端钮“+”和“-”表笔之间）。当K旋转到“mA”位置时，万用表成为毫安表，用来测直流电流。当K转到“V”时，万用表可测量直流电压。同样K转到“V”时，利用半导体整流管D将交流电压变换为直流电压，可以测量交流电压。 在实际应用中，万用表规格很多，线路结构各异，而且都比较复杂。但万用表的基本原理大致相同。但需注意表的正确使用。现以500型万用表为例，
8、介绍其使用方法及使用时的注意事项。（1）测量时先将万用表放平，将指针调整到零位或位。（2）将选择开关转到待测电量，量程区间选择要与待测量的估计数值相适应。如不知待测量电压、电流大小时，应将选择开关先置于最大量程，然后根据情况逐渐减小。（3）红表笔插入“+”插孔，黑表笔插入“-”插孔。测量高压时，应将红表笔插入2500V插孔，黑表笔仍旧插入“-”插孔。（4）测量交流电压时，将万用表右边的转换开关置于“”电压位置，左边的转换开关选择到交流电压所需的某一量限位置上。读数时，量限选择在50V及50V以上各挡时，读“”标度尺；量限选择在10V时，应读交流10V专用标度尺。（5）测量直流电压时，将万用表右
9、边的转换开关置于“”电压位置，左边的转换开关选择到直流电所需的某一量限位置上。用红表笔金属头接触被测电压的正极，黑表笔金属头接触被测电压负极。读数与交流电压同读一条标度尺。（6）测量直流电流时，将万用表左边的转换开关置于“A”位置，右边的转换开关置于所需的某一直流电流量限。再将两表笔串接在被测电路中，串接时注意按电流从正到负的方向，读数与交流电压同读一条标度尺。（7）测量电阻时，将左边的转换开关置于“”位置，右边的转换开关置于所需的某一“”挡位。再将两表笔金属头短接，使指针向右偏转，调节调零电位器，使指针指示在欧姆标度尺“0”位置上。欧姆调零后，用两表笔分别接触被测电阻两端，读数标度尺指示值，
10、再乘以倍率数就是被测电阻值。（8）测量完毕后，要拔下表笔，并将量程选择开关置于最大交流电压挡位上。（9）特别注意的是，表笔在电流档及欧姆档位置，误测电压时就会烧坏表头或内部元件，所以一定要在确知选择开关位置正确无误后再用表笔进行测量，不要不看开关位置拿起表笔就接向电路。（10）万用表在测试时，不能旋转转换开关。（11）测量电阻必须在断电状态下进行。（12）为提高测试精度，倍率选择应使指针指示值尽可能在标度尺中间段。（13）为确保安全，选择交直流250V及以上量限时，应将一个测试表笔一端固定在电路的地线上，另一测试表笔去接触被测电压电源。测试过程中应严格执行高压操作规程。二、兆欧表兆欧表又叫摇表
11、，是用来测量大电阻和绝缘电阻的，它的计量单位是兆欧，用符号“M”表示。1、兆欧表的选用测量额定电压在500V以下的设备或线路的绝缘电阻时，可选用500V或1000V兆欧表；测量额定电压在500V以上的设备或线路的绝缘电阻时，应选用1000V或2500V兆欧表。2、兆欧表的接线和使用方法兆欧表有3个接线柱，上面标有线路（L）、接地（E）和屏蔽保护环（G）。（1）测量照明或电力线路对地的绝缘电阻。将兆欧表接线柱（E）可靠接地，接线柱（L）与被测线路连接。按顺时针方向由慢到快摇动兆欧表的发电机手柄，大约1min，待兆欧表指针稳定后读数。这时表针指示的数值就是被测线路对地的绝缘电阻值，单位是M。（2）
12、测量电机的绝缘电阻。将兆欧表接线柱（E）接机壳，接线柱（L）接电机绕组。（3）测量电缆的绝缘电阻。将兆欧表接线柱（E）接电缆外壳，接线柱（G）接电缆线芯与外壳之间的绝缘层，接线柱（L）接电缆线芯。3、使用注意事项（1）测量设备的绝缘电阻时，必须先切断设备的电源。对含有较大电容的设备（如电容器、变压器、电机及电缆线路），必须先进行放电。（2）兆欧表应水平放置，未接线之前，应先摇动兆欧表，观察指针是否在“”处，再将（L）和（E）两接线柱短路，慢慢摇动兆欧表，指针应指在零处。经开、短路试验，证实兆欧表完好可以进行测量。（3）兆欧表的引线应用多股软线，两根引线切忌绞在一起，以免造成测量数据不准确。（4
13、）摇动发电机手柄要由慢到快，不可忽慢忽快，转速以120r/min为宜，持续1min后读数较准确。（5）摇测完后应立即对被测物放电，在摇测过程中和被测物未放电前，不可用手触及被测物的测量部分或拆除导线，以防触电。三、钳形电流表的使用方法钳形电流表用于不断开电路而测量电流的场合，钳形电流表是根据电流互感器的原理制成的。1、钳形电流表的使用方法 使用时将量程开关转到合适位置，手持胶木手柄，用食指勾紧铁芯开关，可打开铁芯，将被测导线从铁芯缺口引入到铁芯中央，然后，食指放松铁芯开关，铁芯就会自动闭合，被测导线的电流就在铁芯中产生交变磁力线，表上就感应出电流，可直接读数。2、钳形电流表使用时的注意事项（1
14、）钳形电流表不得测量高压线路的电流，被测线路的电压不能超过钳形电流表所规定的使用电压，以防止绝缘被击穿，造成人身触电。（2）测量前应先估计被测电流的大小，以选择合适的量限。或先用较大的量限测一次，然后根据被测电流的大小调整合适的量限。（3）每次测量只能钳入一根导线，测量时应将被测导线置于钳口中央部位，以提高测量准确度，测量结束应将量程调节开关扳到最大量程挡位置，以便下次安全使用。（4）钳口相接触处应保持清洁，如有污垢应用汽油洗净，使之平整、接触紧密、磁阻小，以保证测量准确。任务二 矿井供电系统2.1 矿井供电概述电力是现代化矿井的主要动力，由于矿井的特殊条件，首先应该保证供电的可靠和安全，并做
15、到在技术和经济方面合理以满足矿井生产的需要。煤矿企业是电力的主要用户，由于用电量大，井下生产环境特殊，条件恶劣。因此，对井下使用的电器设备在结构、电器保护方面提出一些特殊要求，才能保证煤矿企业安全生产。一、井下电器设备的特殊工作条件及要求1、煤矿井下的空气中含有易燃易爆的瓦斯以及漂浮在空气中的煤尘。在含量达到一定量时，如遇到电弧、一定温度的电火花和高温就会燃烧爆炸。要求电器设备具有防爆性。2、井下巷道、硐室和工作面空间狭窄。因此，一方面要求电器设备具有足够的容量又要有最小的尺寸；另一方面人员接触电气设备的机会多，要求设备具有漏电保护装置。3、采区设备移动频繁。如采煤机、运输机、装岩机及其他电器
16、设备，必须随工作面推进而移动。因此，要求电器设备在结构上应便于移动。4、井下巷道、硐室由于矿压作用，岩石和煤块可能塌落，易砸坏设备。要求电器设备应有坚固的外壳。5、井下有淋水、积水，潮气大，电器设备易受潮，造成绝缘电阻下降，易发生触电事故。因此，要求电器设备外壳应做成封闭式或涂以防锈防腐油漆，并且电器设备应用防潮的绝缘材料。6、井下电器设备起动频繁、负荷变化大、设备易过载。因此，要求煤矿井下必须根据煤矿安全规程的规定，采用相应的矿用电器设备和适当的保护措施。7、井下由于岩石中有溶洞水、老孔水及断层水、地面渗水等，易造成突然出水现象，要求排水设备不能断电。8、井下不能停风，停风后易使瓦斯积聚，造
17、成瓦斯煤尘爆炸事故。要求通风设备不能停电，保证安全生产。二、煤矿企业对供电的基本要求煤矿企业是重要的用电用户。由于井下生产条件和作业环境比较恶劣，对供电有如下要求：1、可靠性供电的可靠性是指供电系统不间断供电的可靠程度。煤矿供电一旦中断，不仅会直接影响产量，而且会使水泵停止排水、通风机停止运转，造成矿井被淹、瓦斯积累、设备损坏或人身事故，甚至可能毁掉矿井。为了保证煤矿供电绝对可靠，供电系统应采用两回路独立的电源线路。正常时采用一回路运行，另一回路应带电备用，当运行回路因故障或检修而停止供电时，另一回路就能可靠地投入运行，以满足矿井在生产过程中供电的连续性。2、安全性由于煤矿井下的特殊工作环境，
18、任何供电作业的疏忽大意都容易引起触电、电火灾和瓦斯煤尘爆炸等危险，因此，必须采取技术防范措施，严格遵守煤矿安全规程中的有关规定，确保安全供电。3、技术合理性供电的技术合理性是指电能的电压、频率、波形等质量指标达到一定技术标准。频率、波形的偏差会影响到某些电器设备的正常工作。良好的电能质量是指电压偏移不超过额定值的5%；频率偏移不超过（0.20.5）Hz。4、经济性在满足以上要求的条件下，应力求供电系统简单，安装、运行操作方便，使建设投资小和运行费用低。三、煤矿电力负荷分级电力负荷分级是根据负荷的重要性以及供电中断后造成的危害程度来划分的。一般煤矿电力负荷分三级。1、一级负荷：突然停电会造成人身
19、伤亡事故、设备损坏、长期不能生产或给国家造成重大经济损失者，为一级负荷。如煤矿的主通风机、井下主排水泵、竖井载人提升机、空压机和瓦斯抽放机等。这类用户必须具备两个独立电源，以保证不间断供电。2、二级负荷：突然停电后会造成大量产品和原材料报废、产量显著下降、在经济上造成较大损失者，为二级负荷。如井下采区变电所、选煤厂等。这类用户要设专用供电线路，通常采用双回路供电。3、三级负荷：凡不属于一、二级的负荷均为三级负荷。如修配厂、辅助车间、学校和生活区等与生产无直接关系的用户。这类用户不设专用供电线路，只采取单一回路供电。对煤矿企业用电负荷进行分级管理，便于合理地进行供电，以确保重要负荷的可靠性和安全
20、性。当供电系统发生故障或检修而限制用电时，可根据具体情况先压三级负荷，必要时再压二级负荷，以确保一级负荷的不中断供电。四、煤矿安全规程对矿井供电的规定矿井电源线路是指由区域变电所或发电厂引到矿山变电所的输电线路。因为煤矿属于一类用户，所以矿井电源线路的设置应保证对矿井的可靠供电。按照煤矿安全规程的规定，矿井电源线路应符合以下要求。1、矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。年产60000t以下的矿井采用单回路供电时，必须有备用电源；备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。这一规定的实质是要求矿井的电源线路有100的备用。但是，如果两回路引自同
21、一区域变电所或发电厂，一旦区域变电所或发电厂因故障而停止供电，则矿井的两回路电源线路也将停止供电。为避免这种情况，应使两回路电源线路分别来自不同的区域变电所或发电厂。2、矿井的两回路电源线路上，不得分接任何负荷。这一规定的目的是为了防止在分接负荷发生故障时，影响矿井电源线路的正常供电。3、正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式，一回路运行时另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性。正常运行时，为了减小线路上的电能和电压的损失，通常多采用两回路电源线路同时送电的运行方式。但是，有时因为受到条件的限制，正常时只能由一回路电源线路供电，另一回路线路起备用作用。这时如果备用线路不带电，即电源线路电源端
22、的控制开关(在区域变电所或发电厂中)处于分断状态，一旦需要投入备用线路，必须通过电力调度向供电部门申请，往往需要很长时间才能恢复送电。不带电备用的电源线路，即使线路完好，也有可能会因倒换线路操作程序复杂而延误送电时间。但按煤矿安全规程的规定，矿井备用通风机必须能在10min内开动。也就是矿井停止通风时间不得超过10min，否则要采取停止生产或全部撤出井下工作人员等安全措施。不运行的备用线路，如果不带电备用，就不能连续监视供电线路是否处于完好状态。备用线路在备用期间发生短路、漏电、接地或断线故障时，此时需要备用线路送电运行，就无法保证煤矿供电，起不到备用电源线路的作用。采用带电备用方式时，备用电
23、源线路可在系统额定电压下进行连续性监视，发现故障可及时处理，使备用线路经常处于良好状态。当运行线路发生故障时，即可在很短时间内，由变电所值班人员完成倒闸操作，迅速恢复供电，确保起到备用电源的作用。4、对井下各水平中央变(配)电所、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房的供电线路，不得少于两回路。当任一回路停止供电时，其余回路应能承担全部负荷的供电。主通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵房等主要设备机房，应各有两回路直接由变(配)电所馈出的供电线路；在受条件限制时，其中的一回路可引自上述同种设备房的配电装置，上述供电线路应来自各自的变压器和母线段，线路上不应分接任何负荷。上述设备的控制回路和辅助设
24、备，必须有与主要设备同等可靠的备用电源。5、10kV及其以下的矿井架空电源线路不得共杆架设。这是因为共杆架设，如果任意一根电杆遭到破坏，都会导致两回路电源线路同时中断供电。不仅如此，在一回路遭到损坏，由于两回路线路相距较近，有可能波及另一回路，导致两回路同时停电；即使未波及到另一回路，也可能由于检修被损坏的线路时，被迫中断另一回路的正常供电。由此可见，两回路架空电源线路共杆架设，不能保证矿井的可靠供电，因此不允许采用。6、矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。负荷定量器也叫电力定量器，它是一种超负荷自动报警并断电的自动装置。如果矿井电源线路上装设负荷定量器，一旦矿井用电负荷超量，就会造成突然停电，
25、不能保证矿井供电的可靠性，对矿井安全和矿工生命造成威胁。因此矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。7、直接向井下供电的高压馈电线上，严禁装设自动重合闸。手动合闸时，必须事先同井下联系。井下低压馈电线上有可靠的漏电、短路检测闭锁装置时，可采用瞬间一次自动复电系统。8、矿井高压电网，必须采取措施限制单相接地电容电流不超过20A。9、井上、下必须装设防雷电装置，并遵守下列规定：经由地面架空线路引入井下的供电线路和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装置。由地面直接入井的轨道及露天架空引入(出)的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于两处的良好的集中接地。通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。五、煤矿
26、企业常用的电压等级（1）交流35千伏作为矿山地面变电所电源进线电压。6千伏（或10千伏）矿山大型设备以及采区变电所供电电压，如：主扇风机、提升机、井下排水水泵等。1140伏作为综合采掘工作面成套设备的用电电压。660伏井下一般采掘机的用电电压以及装和运等机械设备的用电电压。380伏地面工厂或井下低压动力用的电压。220伏地面照明等用的电压。127伏井下照明、信号及手持式电器设备用的电压。36伏井下电器设备控制回路及信号回路或局部照明用的电压。（2）直流250伏（500伏）作为架线式电机车的用电电压。110伏（220伏）作为变电所的直流操作、继电保护的电源和大型提升机的控制系统电源。2.2矿井供
27、电系统矿井供电系统的选择，取决于矿井范围，煤层倾角、埋藏深度、设计年产量、开采方法、涌量大小、以及机械化、电气化程度等因素。主要由煤矿地面变电所、井下中央变电所、采区变电所和工作面配电点等组成。一、地面变电所1、地面变电所作用地面变电所是全矿供电的总枢纽，担负受电、变电、配电的任务。地面变电所接受电网馈来的35千伏电压，经变压器降压至6千伏后，把6千伏电能分配给矿山地面上的用电设备（如主通风机、提升机、空压机）及井下中央变电所等；再通过变压器把6千伏变成380/220伏供给地面低压动力及照明设备。2、地面变电所的位置地面变电所的位置一般设在负荷中心，其地理位置应避免风沙吹袭、空气污染和化学腐蚀
28、，以防止损坏金属结构和电器绝缘，并且进出线方便，高压架空线不跨越人行道。3、地面变电所主接线系统图11表示的是矿山地面变电所典型主接线系统。电源电压从发电厂或矿区变电所的35千伏母线上取得，用两台变压器将35千伏电压降至6千伏。通过单母线分段方式配给地面和井下高压电器设备，如主、副井提升机、压风机、主通风机等。这种供电方式具有较高的可靠性和灵活性。两段母线的联络开关，由两只隔离开关和一只油断路器组成。联络开关的安装便于检修母线，倒换负荷、加装电容器。用油开关对母线进行分断，可以保证在任何情况下都有一段母线正常工作，使矿山一、二类用户可靠供电。开关在负荷倒换及停送电操作过程中，一定要注意隔离开关
29、和负荷开关的操作图11 地面变电所及主接线系统图顺序，送电时，要闭合电路，应先合隔离开关，后合负荷开关；反之，停电时，要断开电路，应先分负荷开关，后分隔离开关。4、地面变电所供电特点为了保证向第一、二类用户供电不中断，将主井提升机、下井电缆、地面低压变压器、风井等主要设备都采用专用双回路分段单母线供电，分别接于6千伏母线的两端上；工人村和农业用电等三类用户仅用单回路供电。两段母线均装置避雷器，防止感应雷击损坏电器设备。电压互感器作计量保护用。静电电容器用于补偿电网电容，提高电网的功率因数。地面变电所内，另设有两台低压变压器，采用三相四线制接线，将6千伏电压降至380(或220)伏，向地面低压动
30、力及照明设备供电。图12井下中央变电所的高、低压主接线二、井下中央变电所1、井下供电系统组成矿井地面变电所进入井筒的供电设备与供电电缆所组成的电网都属于矿井供电。供电系统是由下井电缆、各水平的中央变电所、采区变电所、防爆移动变电站、工作面配电点、各处的电器设备及联接电缆等组成。2、井下中央变电所的作用井下中央变电所是全矿井下供电中心，接受从地面变电所送来的6千伏高压电能后，一方面向主排水泵等高压设备及牵引变流设备供电；另一方面通过变电所内的矿用变压器将6千伏电压降为660伏供给井底车场附近的低压设备，如推车机、翻车机、小水泵、小绞车及照明变压器供电；同时用高压电缆，将6千伏电能送到采区变电所。
31、3、井下中央变电所的接线系统到井下中央变电所的下井电缆，按规定应不少于两条，并分别接在两段母线上。井下中央变电所的接线是根据负荷的大小分不同段供电，如图12所示的变电所接线系统，采用了两根进线单母线分段式的运行方式与地面变电所母线运行方式相适应。正常供电时，两条电缆同时使用，所有负荷应均匀地分布在两段母线上。在事故的情况下，如一条电缆损坏时，另一条应能负担井下全部负荷，用一台高压配电箱作为分段母线联络开关。例如图12中，右侧供电电缆线路发生故障，则应立即分断右侧电缆进线高压开关的负荷开关，再分断右侧高压开关的隔离开关；然后先合上中间联络用高压开关的隔离开关，再合上负荷开关。则两段母线上所有负荷
32、都由左侧电源供电。硐室内的低压接线，要设置总开关和漏电保护装置，并要有符合规定的接地装置。4、井下中央变电所的供电特点为了保证供电可靠，井下中央变电所也采用专用双回路分段单母线供电。高低压供电系统图如图13所示（下半部分为井底车场供电系统图），所有主要用电设备均与两段母线连接，当任意一段母线发生故障或检修时，主要用电设备均可由另一段母线获得电能。5、井下中央变电所设备及安装位置变电所的位置应设于负荷中心，与水泵房建在一起，该地点地质条件要好，顶、底板稳定，无淋水。通风良好，便于运输和进、出电缆。硐室的两端各设一个独立的通风出口，出口应设双重门（铁板门与铁栅栏门），正常时铁板门打开，以保持硐室通
33、风良好；发生火灾时关闭铁板门隔绝通风。井下中央变电所的主要设备有：高压开关柜、整流设备、低压配电装置、动力和照明变压器等。配电设备应采用成套配电装置，其平面布置如图14所示，布置原则为：（1）变电与配电部分应用防火门或防火墙分成两个间隔，带油设备不设集油坑。（2）高压与低压配电装置应分开布置，高压集中在一侧，低压布置在高压的对侧或一侧的另一端，但它们之间应留有0.8m以上的通道，如果设备不需要从两侧或后面检修时，设备之间或与墙壁之间可不留通道。（3）考虑到负荷的增加，变电所内设备的布置应留有20%的备用位置。2.3 综采工作面供电系统一、综采工作面供电系统的要求综合机械化采煤工作面的用电设备多
34、，单机容量和设备的总容量都很大，加之回采速度快，如果仍采用固定的采区变电所和660V电压供电，不仅不经济，而且不能保证用电设备所需的端电压。为此，对综采工作面的供电除将供电电压提高到1140V外，还必须采用移动变电站供电，以缩短电压供电距离。提高供电电压可以减少电动机的工作电流，从而减少电缆上的压降，保护电气设备能够正常运行，但须提高电缆、电动机、控制开关等设备各部分的绝缘。另外，为提高和改善电气设备及供电系统电气保护性能，除加强电缆橡套的强度外，还必须有屏蔽层。要求电气方面应具有良好的防爆性能，绝缘具有防潮性能，大修周期和工作寿命长，便于安装运输等。在供电系统保护装置方面，过载、短路、漏电等
35、保护装置应广泛采用性能良好的电子插件。综采工作面供电系统必须满足以下要求：(1)采用移动变电站的供电方式，以缩短低压1140V供电电缆的长度，减小压降，提高供电质量。(2)为保证大容量电动机启动和正常工作，要求提高采区的供电电压。(3)电气设备应有良好的保护装置和指示装置，如设置过载、短路、欠电压、漏电保护等保护装置和电流、电压、故障等指示装置。(4)采用安全性能较高的屏蔽电缆和双屏蔽电缆。(5)配电点应设有一定数量的备用启动器和开关，以便开关损坏后随时更换。(6)真空磁力启动器的控制回路采用安全火花电路。(7)电气设备的安装、移动和拆卸应迅速方便。二、移动变电站的作用、特点目前经常使用的KS
36、GZY型隔爆移动变电站，作用是把井下中央变电所或采区变电所引来的6千伏高压变为1140伏或660伏电压，直接向采区设备供电。由于移动变电站采用了隔爆结构，所以可用于瓦斯矿井的采区。随着采煤机械化水平的不断提高，现代化矿井的大量建设，采区走向越来越长，生产能力越来越大，工作面及其附近的机电设备容量逐渐增大。为了适应大容量、远距离的供电要求，一方面提高电压等级；另一方面把千伏级高压引入工作面附近。这就需要经常移动采区变电所的位置，显然这需要较高的开拓硐室的费用，且变电所迁移时的停电时间长。因此，对机械化程度较高的采区，特别是综合机械化采区，设备多、用电量大、采区范围广、回采速度快，使用固定变电所既
37、不经济又满足不了技术上的要求，所以，必须采用移动变电站。三、综采工作面供电系统及其设备布置移动变电站的供电系统及其设备布置见图110。移动变电站在工作面附近一般有两种布置方式。一是运输巷内在运输机侧敷设一条专供变电站移动的轨道，这种方式一般把移动变电站放在距工作面50100米处。另一种方式是为了缩小巷道断面，不设专用轨道， 经过工作面运输巷道与下一工作面的回风巷的联络巷，把移动变电站设在未进行回采的下一工作面的回风巷内（该巷有运输轨道）。移动变电站主要向综采工作面的高档设备供电，它与综采工作面的其它设备布置如图111所示。图110综采工作面设备布置1-输送机，2-采煤机，3-破碎机，4-转载机
38、，5-胶带输送机，6-液压支架，7-轨道，8-乳化液泵站，9-配电开关，10-移动变电站图111综采工作面的供电系统图2.4 掘进工作面的供电系统一、供电特点掘进工作面的一个特点是要使用局部通风机供风。一旦因中断供电而使局部通风机停止运转，则会导致掘进工作面及其附近巷道瓦斯和有害气体积聚而超限，增大瓦斯爆炸的危险性。为防止这一情况，局部通风机都必须设“三专两闭锁：“三专”是指在有瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中，掘进工作面的局部通风机实行专用变压器、专用开关、专用线路供电。“两闭锁”是指风电闭锁和瓦斯电闭锁。为了保证掘进工作面的连续通风，可以使用两台对旋式局部通风
39、机，一台作为主要通风机，另一台备用。两台局部通风机都必须实现风电闭锁和主、备局部通风机闭锁。二、掘进工作面的供电系统图112是某矿掘进工作面供电系统的实例。该供电系统分为两部分，一部分由采区变电所高压配电箱PGB6-6一干式变压器KSGB5006(6kV降为380V)一馈电开关DW一350、DW一200磁力开关QC83-80向局部通风机和信号综合保护器一监控分站KJFl94供电。另一部分由采区变电所高压配电箱PGB6-6一移动变电站KSGZY5006(将6kV降为660V)分三路输出。第一路通过QC83-225磁力开关向掘进机供电。第二路通过QC83-80、QC83120、QC83225磁力开
40、关向刮板输送机、皮带式输送机、绞车和煤电钻供电。第三路通过QC8380N磁力开关向调度绞车供电。控制局部通风机的QC83-80磁力起动器和控制工作面动力设备的两台QC83-225磁力起动器之间安设有风电闭锁装置。监控分站和BGP66高压配电箱之间设有瓦斯电闭锁。三、风电闭锁风电闭锁是用两台磁力起动器进行连锁控制，其中一台接通风机，另一台接掘进工作面电气设备，实现先通风后送电，风机停转时，掘进工作面电源也同时被切断，如图112所示。风电闭锁的工作原理是把QC8380起动器的辅助常开触点CQ2通过电缆串接于QC83120起动器的控制回路中，只有局部通风机运转后其触点CQ2闭合，QC83120起动器
41、的控制回路才接通，并使接触器吸合，才能给掘进工作面供电；若局部通风机停止运转，CQ2常开触点断开，从而切断QC83120起动器的控制回路，达到切断掘进工作面电气设备的目的，如图113所示。四、瓦斯电闭锁瓦斯电闭锁是由探头、监控系统、断电仪和高压开关组成。瓦斯电闭锁工作原理是由瓦斯探头测得CH4浓度信号送给监控分站，当瓦斯超限时，监控分站显示CH4为1.5，其常开触点K1闭合，接通断点仪电路；其常开触头K2闭合，接通高压开关内的脱扣线圈TQ电路使高压开关跳闸，从而切断了掘进工作面电气设备的电源，实现了瓦斯电闭锁，如图114所示。图112“三专两闭锁”电气系统图图113风电闭锁工作原理图图114瓦
42、斯电闭锁原理图五、作用和使用范围三专的作用：对局部通风机实行专用变压器、专用开关、专用线路供电来保证供电的连续性，实现不间断地向掘进工作面通风。风电闭锁的作用：掘进动力设备工作前应先通风稀释瓦斯，当瓦斯浓度达到l以下时，再开动掘进动力设备；由于故障原因局部通风机停止通风时，掘进动力设备也同时停电，这样可防止由于电火花或机械火花引起的瓦斯爆炸事故。瓦斯电闭锁的作用：当瓦斯喷出量大、局部通风机不能将其吹散或稀释时，则由瓦斯监控系统对掘进工作面的动力电源实行闭锁。当瓦斯浓度达到1时，瓦斯监控装置发出警报；当瓦斯浓度达到1.5时，则立即切断掘进工作面的动力电源，防止电火花和机械火花引起瓦斯爆炸。任务三
43、 低压防爆磁力起动器防爆磁力起动器主要用于控制交流频率为50HZ的三相异步电动机的启动和停止（可逆式亦可以控制换向），被广泛应用于井下空气中含有爆炸性气体的工业企业中。起动器工作时应满足下列要求：（1）可供远距离启动和停止电动机，不带负载时可改变电动机的方向。可逆式磁力起动器，应具有远距离直接启动、停止三相鼠笼型感应电动机及其换向的功能。（2）具有低压和失压保护性能，即当线路电压降到一定值或失压时，能自动分断线路，而且线路电压恢复时，起动器不能直接自动接通。（3）具有过载和短路保护装置。（4）控制线路采用36V及以下电压，保证操作人员的安全。（5）接地芯线作控制线用时，能自动检查连接电动机外壳
44、间的接地芯线有无故障。（6）可以进行集中和联锁控制。（7）具有供给局部照明及发送信号的电源。3.1 QBZ80/660（380）、QBZ120200660（380）型矿用隔爆真空磁力起动器（一）型号的含义（二）结构特点1.QBZ80/660（380）型矿用隔爆真空磁力起动器主要结构（1）起动器主要由隔爆外壳和本体两大部分组成，隔爆外壳由主腔、接线腔和隔爆盖子组成；本体主要由真空交流接触器、隔离换向开关、控制变压器、控制按钮、熔断器、ABD880数字式电动机综合保护器等组成。（2）起动器的盖子与隔离开关的手柄互相联锁，必须用专用工具拧动联锁杆，才能将盖子打开，此时本体正面所有元件均不带电，保证操
45、作安全。（3）起动器的额定电压整定、额定工作电流整定及漏电闭锁电压整定都在本体的正面进行。（4）起动器具有机械联锁和电气联锁，从而保证两台接触器不能同时闭合。2.QBZ120/660（380）型矿用隔爆磁力起动器主要结构图11 QBZ80/660（380）型隔爆磁力起动器图（1）起动器主要由隔爆外壳和本体两大部分组成，隔爆外壳由主腔、接线腔和隔爆盖子组成；本体主要由真空交流接触器、隔离换向开关、控制变压器、控制按钮、继电器、熔断器、阻容吸收装置、JDB电动机综合保护器等组成。（2）起动器的盖子与隔离开关的手柄互相联锁，必须用专用工具拧动联锁杆，才能将盖子打开，此时本体正面所有元件均不带电，保证
46、操作安全。（3）起动器的额定电压整定、额定工作电流整定及漏电闭锁电压整定都在本体的正面进行。（4）起动器具有机械联锁和电气联锁装置。3.内部结构QBZ80/660（380）型磁力起动器与QBZ120/660（380）型磁力起动器内部结构一样，现以QBZ120/660（380）型磁力起动器内部线路板为例说明其结构原理图12 QBZ120/660（380）型隔爆磁力起动器外形图QBZ120/660（380）型磁力起动器，是为了适应控制较大容量设备而在原产品结构基础上进行技术改造的一种真空磁力起动器。改造的核心是将空气接触器改成真空接触器，同时增加了JDB综合保护器。它具有控制容量大、分断能力强、使
47、用寿命长、保护齐全和安全可靠等优点。如图1-3所示为QBZ120/660（380）型磁力起动器电气原理图。QBZ120/660（380）型磁力起动器。一般在外壳上涂黄色以示与改造前开关区别，内部电路仍由主电路和控制电路两部分组成。主电路：QBZ120/660（380）型磁力起动器主电路由换向隔离开关QS、真空接触器主触头KM。和阻容吸收器R1R6，C1C3组成。通过电流互感器TA接入JDB型电动机综合保护器。阻容吸收器是为了在内部过电压时吸收尖峰电压的保护装置，它不仅可以降低过电压的陡度，而且还可以消耗过电压的能量，减少电弧重燃和对感性负载绝缘的影响。此外，在真空接触器主触头上还镶有低熔点合金，形成低截流触头，从而使过电压大为减小。控制电路：QBZ120/660（380）型磁力起动