新第三章矿山供电设备.pptx

• 井下散热条件差，有些机电硐室和巷道 的温度较高，电气设备容易过热损坏， 这就要求矿用电气设备应尽量用耐热性 能好的铜材作导电体，并采用较高的绝 缘等级。
• 井下电气设备起动频繁，尤其是采掘 工作面的电动机，一般为全压直接起动， 电网电压波动范围大，负荷变化大，容 易过载，所以矿用电动机等拖动设备应 有较大的起动力矩和较强的过负荷能力。
２、高电场发射：触头开断初，电场强度大，触头表面电子被
强行拉出。
３、碰撞游离：高速电子碰撞中性质点，使中性质点变成正离
子和自由电子，当离子浓度足够大时，介质击穿产生电源自文库。
４、热电游离：电弧中心温度高达10000摄氏度，电弧中的
中性质点游离为正离子和自由电子
二、电弧的熄灭与重燃
1、电弧的熄灭 在中性质点发生游离的同时，还存在着使带电质
造检验规程》的要求。 • (5)应有内、外接地螺栓。 ， • (6)接线盒的内壁和可能产生火花的金属外壳内壁应
均匀地涂上一层耐弧漆。
2.矿用隔爆型电气设备
• 考虑防爆性能而采取了一定的特别措施后， 能在具有爆炸危险环境场所正常、安全使 用的矿用电气设备，叫矿用防爆型电气设 备。
• 它与矿用一般型电气设备相比较，关键是 增加了防爆性能，因而能在井下任何有沼 气、煤尘爆炸危险的场所使用。
• 耐爆性亦称爆炸稳定性，即外壳要有足够 的机械强度。在外壳内爆炸性混合物的爆 炸压力作用下，外壳不致于被破坏，因而 爆炸所产生的火焰不能直接去点燃壳外的 爆炸性混合物。
• 试验证明，当爆炸性混合物爆炸时，外壳 内产生的最大压力为0.73MPa，设备外壳 净容积不同，所产生的最大压力也不同， 一般都较此值为小。外壳净容积是多大， 其外壳均要求能承受0．8MPa的压力。
二、矿用电气设备的类型及防爆原理
• 采取一定措施或改进后，能在矿井井下正常使用的电 气设备叫矿用电气设备。 矿用一般型电气设备 矿用 防爆型电气设备
1.矿用一般型电气设备的基本要求是： • (1) 外壳有一定的防水、防外物的要求。 • (2) 引入电缆的接线端子有一定的空气间隙和漏电距
离的要求。 • (3) 有良好的耐潮性能。 • (4)进线装置应符合GBl336—77《防爆电气设备制
• 目前，这种防爆结构主要适用于井下异步 电动机、照明灯、接线盒等固定式电气设 备。
2．矿用隔爆型电气设备(EXd I)
• 具有隔爆外壳的矿用电气设备。
• 隔爆外壳是利用间隙防爆原理设计制造的， 它应具有足够的机械强度，能耐受内部爆 炸性混合物可能产生的最大压力，并严格 控制接合面的间隙、宽度及加工光洁度， 使电气设备外壳内部发生的电火花及爆炸 不致引燃外部爆炸性混合物。这就是说隔 爆外壳必须具有耐爆和隔爆性能。
第三章 矿山供电设备
第一节 开关电弧
开关设备在开断电路时，开关弧隙中的气体由 绝缘状态变为导电状态时有电流通过这种现象称为 放电。电弧时气体放电的一种形式。
电弧，从本质上说，是一种极强烈的电游离现 象，其特点是光很强和温度很高
一、电弧的产生
１、热电发射：触头分断电流时，阴极表面由于大电流收缩集
中，出现炽热光斑，触头表面电子吸收热能发射到触头间隙，形 成自由电子。
点不断减少的去游离。去游离的主要形式是复合与扩散。 复合是异性带电质点彼此的中和。
扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介质中的现象。 扩散的结果将会使弧柱内的带电粒子有部分扩散倒弧柱 外，从而降低了弧柱中带电粒子的浓度。
2、交流电弧的重燃
交流电弧电流每周自然过零两次。在电流过零时，电 弧暂时熄灭。因此熄灭交流电弧，就是让交流电弧过 零后电弧不重燃。
• 设计隔爆外壳时，应尽量避免具有多个连 通空腔的结构，这种结构由于爆炸有先后 之分而极易产生压力叠加现象，使外壳不 能承受而损坏。
• 隔爆性亦称不传爆性，即当爆炸性混合物 在外壳内爆炸所产生的高温气体与火焰， 通过外盖与壳体的接合面喷向壳外时，受 到足够的冷却，使之不能将壳外爆炸性混 合物点燃。
交流电弧过零时自然熄灭，过零后是否重燃，取决于 电源加在弧隙上的恢复电压与弧隙介质强度的耐压能 力的恢复情况。
交流电弧的熄灭条件是，交流电弧过后，弧隙介质强 度恢复过程永远大于弧隙电压恢复过程。
三、灭弧方法
1.气吹灭弧:多用在高 压开关设备中，它利用 压缩空气吹弧，也可利 用电弧高温使油或固体 有机物分解出的气体吹 弧。
•防爆电气设备按防爆结构的不同可以分为10 种类型。矿用防爆型电气设备一般又6种，见 表3－1
1．矿用增安型电气设备(EXe I)
• 对于正常运行时不产生电弧、火花或危险 高温的电气设备或部件，采取适当措施(包 括加强绝缘、增大电气间隙和漏电距离)， 以进一步提高安全程度，防止内部发生短 路及接地故障，并严格控制外壳的表面温 度，以达防爆的目的，这种类型的设备就 叫做矿用增安型电气设备。
• 由于环境恶劣，井下供电系统及设备 容易发生漏电、人身触电、短路、过负 荷、电火灾、电雷管提前引爆等电气事 故，所以必须采用各种预防措施和设置 必要的保护装置，以防止各种电气事故 的发生。一旦发生电气事故，保护装置 应迅速切断故障部分的电源，防止事故 的扩大和恶化，这样才能确保人员、矿 井和设备的安全。
(a)
(b)
吹弧方式 (a)横吹；(b)纵吹
2.金属栅片灭弧
3.狭缝灭弧
4.绝缘油灭弧： 在绝缘油中开断电路时，电弧将 被其他分解成气体，形成电弧的气 泡，电弧便在气泡中燃烧。
5.真空灭弧 6.六氟化硫灭弧
第二节 电气设备防爆原理
• 一、煤矿井下的环境特点及对矿用电气 设备的要求（7）
• 煤矿井下的空气中含有瓦斯和煤尘， 在一定的条件下可以被点燃燃烧甚至发 生爆炸，所以矿用电气设备必须具有防 爆性能。
• 井下巷道、硐室、采掘工作面等需要 安装电气设备的空间都比较狭窄，这就 要求矿用电气设备体积小、重量轻。
• 井下常会发生冒顶片帮事故，使电气 设备(特别是电缆)易受掉矸石的砸压， 这就要求矿用电气设备不仅应有坚固的 外壳，而且内部元件还应有较强的抗震 能力。
• 井下空气潮湿，相对湿度在90～95％ 以上，有时可达100％，而且机电硐室和 巷道常有滴水或淋水，电气设备容易受 潮，故对矿用电气设备的防潮性能和绝 缘水平有更高的要求。