煤矿井下电工基础知识

第一章电工基础知识
1.电路是电流流经的通路，是由某些电工设备或元件按一定的方式连接起来的。

电路包括电源、负载、和中间环节三个组成部分。

电源就是输出电能，像电池等。

负载就是将电能转换为其他能的设备，像灯泡、电动机、电热器等。

中间环节就是连接电源和负载，传输、变压和配电的电气设备，像变压器、导线、开关等。

2.电路的基本物理量包括电流、电压、导体（容易导电的物体叫导体、电荷很难流过的物体叫绝缘体、介于导体与绝缘体之间的物资叫半导体）、欧姆定律（举例：一根电线，电阻值为0.3Ω,流过20A 电流,求电线两端的电压。

U=IR=20×0.3=6V，反过来I=U/R）
3.在日常生活和工业生产中，所使用的电大多数都是交流电。

直流电电流的大小和方向都不随时间变化。

如果电流的大小和方向都随时间变化，就叫做交流电。

（发电厂不发直流电，咱们所使用的直流电一般都是通过整流变的）三相负载的连接方式有星形连接和三角形连接。

（画图介绍接线方法结合实际讲解连接片并解释线电压和相电压U线=3U相）
4.井下电工最常所使用的仪表有接地电阻测试仪、万用表、兆欧表（瓦斯浓度在1%以下方准使用。

）接地电阻测试仪使用时将E 接到接地体上，P 、C连接到探针上，相距20米，尽量按直线布置。

使用万用表测量电阻、电压、接通等。

测电压要注意档位，否则易烧
坏，尽量不测电流。

兆欧表又叫摇表，是用来测量电线、电缆和变、配、用电设备绝缘电阻的仪表，井下经常使用的有500V、1000V、2500V、5000V等，使用时应注意选择合适的电压等级，摇完注意放电。

(E接地，G接保护环，L接被测件。

保护环避免绝缘物的表面漏电流影响测量结果。

摇测速度120r/min)
第二章矿井供电系统
1.矿井用户和用电设备按其重要性不同分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。

一级负荷即为保安负荷。

凡因供电突然中断，可能造成人员伤亡或使重要设备损坏并在较短的时间内难以修复，给企业造成很大的经济损失的用户和用电设备，称为一级负荷。

如主要通风机、副井提升设备、主排水设备等。

造成大量减产或较大经济损失的称为二级负荷，如采区变电所、主井提升设备、空压机等。

凡突然停电对煤矿生产没有直接影响的用电设备和用户划为三级负荷。

2.矿井供电系统。

（画图说明矿区的整个供电系统，体现出双回路、35KV,10KV,6KV,380V,660V,127V,36V）
3.《煤矿安全规程规定》采掘工作面的供电需满足三专两闭的要求，三专即专用变压器、专用开关、专用线路，两闭即瓦斯电闭锁、风电闭锁。

第三章矿用电缆
1.矿井用电缆在井下由于受到井下环境的影响容易受到碰撞、挤砸，
是矿井供电系统中的最薄弱环节，为了确保采区供电系统的安全运行，就必须对电缆进行正确的选择、安装和使用管理，对矿井的供电安全尤为重要。

2.井下常用电缆分为铠装电缆、塑料电缆、和矿用橡套软电缆。

铠装电缆分为铝芯和铜芯两种，塑料电缆其芯线和外护套都是用塑料制成的，有有铠装的和没有铠装的两种。

塑料电缆具有重量轻、护套耐腐蚀、绝缘性能好、敷设的水平差不受限制等优点，所以在条件适合时应优先采用。

矿用橡套电缆在井下使用最多的，具有柔软性好，便于弯曲，运输和敷设方便的特点。

又分为可延燃橡套电缆、不延燃橡套电缆和屏蔽电缆三种。

（200*10试件，水平燃烧20S，1分钟内熄灭为不延燃电缆也叫阻燃电缆）屏蔽电缆在每根主芯线的绝缘护套外包有由导电橡胶或导电金属网制成的屏蔽层（举例说明接线工艺）。

3.电缆截面的选择：⑴电缆主芯线的选择，电缆正常运行时，其实际温升应不超过绝缘所允许的最高温升，否则电缆绝缘老化加快，降低电缆的使用寿命。

为满足这一原则，电缆的实际长时负荷电流应小于或等于电缆的长时允许负荷电流。

电缆长时允许负荷表：
主芯线截面（mm2） 4 6 10 16 25 35 50 70 95 橡套电缆长时允许电流
36 46 64 85 113 138 173 215 270 （A）
单台设备可以按照其额定电流选取，简要介绍经验取用额定电流法。

多台设备的干线电缆电流确定：I g=P1000/3V e cosφ，P=K X∑Pe
用户名称需用系数Kx 平均功率因数cosφ
采煤工作面缓倾斜煤层0.4-0.5 0.6
急倾斜煤层0.6-0.65 0.7
掘进工作面0.3-0.4 0.6
运输机、提升机0.7 0.7
井底车场无主排水泵0.6-0.7 0.7
井底车场有主排水泵0.75-0.85 0.8
(2)按电缆线路工作时的允许电压损失进行选择。

单台设备最末端的端电压不得低于额定电压的95%，多台设备最大一台电动机启动时不得低于30%，否则，将因电压过低而影响其他设备的正常运转。

4.电缆的连接，严禁出现“鸡爪子，羊尾巴，明接头”。

电缆的敷设，在300以上的井巷中应使用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。

水平或倾斜井巷敷设电缆受到外力时能自由坠落，高度超过矿车，避免矿车掉道时挤压电缆。

过巷道或皮带机要采取特殊措施，避免电缆坠落时落在轨道或皮带机上。

悬挂的间距水平巷道3m,井筒内不得超过6m。

电缆尽量不与风水管路一起悬挂，受条件限制时，要悬挂在管路上方0.3m以上的地方，高低压电缆悬挂间距大于0.1m。

井筒中的电缆不得有接头，必须设接头时，应将接头设在水平巷道内，或放在托架上。

电缆过墙应使用套管保护，并用黄泥封堵。

第四章井下电气保护
1.提起井下电气保护，我们首先想到的应该是“三大保护”（漏电保护、过流保护、接地保护）。

2.对于井下电气保护装置的要求：有选择性（上级比下级滞后0.5s-0.7s）快速性、灵敏性、动作可靠性。

3.过电流整定Iz≤Ie
4.漏电保护的故障处理方法
5.在井下变压器中性点不接地供电系统中，用导体把电气设备中所有正常不带电金属外壳、构架与埋在地下的接地极连接起来，称为保护接地。

井下保护接地网包括主接地极（0.75m2，5mm，观察绳）、局部接地极（0.6m2，3mm，钢管35 mm，1.5m钻孔）、接地母线（裸50mm2）、连接地线（裸25mm2）、辅助接地母线（10mm2）、接地导线和连接导线
第五章矿用电气设备
1.煤矿井下使用的电气设备分为矿用一般性电气设备（KY）和矿用防爆型电气设备（Ex）。

2.检修和搬迁井下电气设备（包括电缆和电线）前，必须切断电源，并用与电源电压相适应的验电笔检验。

检验无电后，必须检查瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度在1%以下时，方可进行导体对地放电。

控制设备内部安有放电装置的不受此限。

所有开关把手在切断电源时都必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”的标识牌，只有执行这项
工作的人员才有权取下此标识牌送电。

若遇特殊情况，必须带电搬迁设备时，应制定安全措施，报矿总工程师批准。

操作井下电气设备必须严格遵守下列规定：非专职或值班电气人员，不得擅自操作电气设备。

操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并须穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。

手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部分，一定要有良好的绝缘。

3.隔爆型电气设备具有一个坚固的隔爆外壳，这种外壳除了可将其内部的火花、电弧与隔爆外壳环境中的混合爆炸物隔开以外，还有一定的机械强度。

隔爆原理就是隔爆性和耐爆性。

一台已经失去了防爆性能的防爆型电气设备，若其内部发生爆炸，就会因为外壳的损坏而直接引起壳外的爆炸混合物质的爆炸，或者是内部发生爆炸的生成物通过各部分或局部间隙仍然点燃壳外的爆炸性气体的爆炸，这将是十分危险的甚至是及其致命的。

因此，已经失爆的任何防爆型电气设备都必须禁止使用，并不得在井下长时存放。

4.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。

其原理为：根据安全火花原理，通过合理选择电路中的电气参数，使系统在正常或故障状态下，产生的电火花能量相当小，不能点燃爆炸混合物的爆炸。

显然这种电路是一种非常安全的电路，也就是说电路本身就具有防爆性能。

本质安全型顾名思义从本质上就是安全的。