煤矿电工学章-精
矿山电工学复习知识点资料
矿山电工学复习资料第一章矿山供电系统与设备1.电力负荷分级与对供电的要求：（1）安全性；〔2〕可靠性；〔3〕良好质量；〔4〕技术经济合理2.电力负荷分级：（1）一级负荷：凡因突然中断供电,将造成生命危害；导致重大设备破坏且难以修复；打乱复杂的生产过程并使大量产品报废,给国名经济造成重大损失者,均属一级负荷.采用两个独立电源的双回路供电〔煤矿：通风、排水、提升〕.（2）二级负荷：凡因突然中断供电,将造成大量减产,产生大量废品,大量原材料报废,使工业企业内部交通停顿的,均属二级负荷.采用双回路供电〔煤矿：井底车场整流设备、采区变电所、井筒防冻设备〕.（3）三级负荷：其他属三级负荷.采用单一回路供电.3.保证电能的良好质量：主要是指应将供电系统中交流电的电压幅值和频率保持在一定允许变动范围内,并使其波形畸变在允许的范围之内.4.系统或网络结构的基本方式：放射式、干线式、环状式.5.桥式结构：内桥式、外桥式、全桥式.请大家参照书本P13图 1-7.内、外桥的特点：外桥导变压器,内桥导线路.6. 供电系统：〔1〕深井供电系统特征：高压电能用电缆送到井下,并直接送到采区.供电模式：地面变电所——井下中央变电所——采区变电所——移动变电站（2）井下供电系统特征：采区用电是直从地面向井下钻眼提供的.供电模式：哪里用电大,哪里就用高压变电所.（3）平硐开采供电系统第二章安全用电与保护1.煤矿井下最重要的电气保护：漏电保护、保护接地、过流保护.2.矿井瓦斯爆炸条件：（1）瓦斯浓度达到5%～16%；〔2〕温度达到650℃～750℃的点火源.井下瓦斯、煤尘最下点燃能量：0.28 mJ3.矿用防爆电气设备的类型：（1）矿用增安型电气设备〔Exe I〕；〔2〕矿用隔爆型电气设备〔Exd I〕；〔3〕防爆油浸型电气设备〔Exo I〕；〔4〕本质安全型电气设备〔Exib I〕；〔3〕防爆正压型电气设备〔Exp I〕；〔3〕防爆特殊型电气设备〔Exs I〕；Exd I:指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.隔爆外壳必须具有耐爆性和隔爆性.耐爆性：亦称爆炸稳定性,即外壳有足够的机械强度.隔爆性能主要靠〔隔爆三要素〕隔爆面长度、间隙厚度和隔爆面光洁度来保证.Exib I：在规定的实验条件下,正常工作或规定的故障条件下,所产生的电火花和热效应,均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路,叫本质安全电路,全部电路为本质安全电路的电气设备,叫本质安全型电气设备.4.标准值（1）人体电阻：1000欧；〔2〕安全电流：30mA；〔3〕允许按秒值：30mA·s5.计算：井下低压电网的人身触电电流I ma的计算〔第一次课堂作业的第一题〕.书本P95.〔请大家务必参照书本,仔细琢磨,记住公式！〕6.漏电保护原理：（1）附加电源直流检测式漏电保护〔书本P110：计算动作电阻值R se,第一次课堂作业的第二题〕（2）利用三个整流管的漏电保护；〔3〕零序电压漏电保护；〔4〕零序电流式漏电保〔5〕零序功率方向式漏电保护；〔6〕旁路接地式漏电保护7. 实验题JY82型矿用隔爆型检漏继电器.请大家参照书本P117图2-18.弄懂发生漏电故障直流检测回路与防止发生人身触电原理.8.保护接地：就是用导体把电气设备中所有正常不带电,当绝缘损坏时可能带电的外露金属部分,和埋在地下的接地极连接起来.它是预防人身触电的一项重要措施.9. 电气上的"地"：在20m以外的土壤中几乎没有电压降,因而认为该处的电位为零,这就是通常所说的电气上的"地".10. 对地电压：接地回路中任何一点对电气上的"地"的电位差,称为对地电压.11. 跨步电压Vss:当人的两脚站在这种带有不同电位的地面上时,两脚间的电位差叫做跨步电压Vss.计算时一般取步距0.8m,即取0.8m间的电位差为跨步电压.12. 井下保护接地一定要构成系统.要求从任意一个局部接地装置处所测得的接地系统总接地电阻不得超过20欧.每个移动式电气设备与接地系统或局部接地极之间接地芯线的电阻不得超过1欧.13. 短路计算的目的：〔1〕计算最大三相短路电流的目的在于检验电气设备的分断能力与动稳定和热稳定〔开关设备的出口处〕.〔2〕计算最小两相短路电流用于检验〔开关设备〕短路保护的灵敏度〔短路点应该选在被保护线路的最远端〕.14. 计算：高压电网短路电流参数的计算.书本P141.〔第二次课堂作业〕.15. 什么叫动稳定？供电系统中的电气设备和载流导体,当电流流过时相互间存在作用力,即一相电流所产生的磁场对其他相电流的作用力,称为电动力.正常时因负载电流不大,所以电动力很小.当系统某处发生短路时,特别是流过冲击电流的瞬间,产生的电动力最大,可能导致导体永久变形或设备破坏.所以,要求电气设备和载流导线必须具有足够的承受短路电动力的能力,即动稳定性.16. 什么叫热稳定？如果导体与设备在短路的最高温度不超过设计规程的允许温度〔120℃～400℃〕,则认为该导体与设备对短路电流是热稳定的.17. 假想时间t ph:是指在此时间内短路稳态电流Iss所产生的热量等于短路全电流is在实际短路时间st内所产生的热量.18. 对过流保护的要求：〔1〕动作迅速；〔2〕动作有选择性；〔3〕可靠性；〔4〕动作灵敏.19. 熔断器：额定电流：熔断器的额定电流与熔体的额定电流是有区别的.（1）熔断器的额定电流是铭牌上规定的长时间通过熔断器的最大电流.（2）熔体的额定电流是指允许长时间通过而熔体不熔断的最大电流.额定电压：反映的是灭弧能力,而不是绝缘问题.较低电压的熔断器不能用于较高电压回路,因为灭弧能力不够；较高电压的熔断器也不能用于较低电压回路,因为灭弧能力过大,使电流变化率过大而产生过电压.极限分断能力：是指它最大能力切断多大的短路电流,也就是灭弧能力.20. 对煤矿井下电网的过流保护,有几点要求：〔1〕确保可靠性和快速性,兼顾选择性.〔2〕各级保护应有一级后备保护.〔3〕采用熔断器保护时,熔体必须与保护的电缆截面相配合.。
煤矿电工学之井下供电安全技术
煤矿电工学之井下供电安全技术第二章井下供电安全技术 1第一节电火灾及瓦斯煤尘爆炸的预防 1第二节矿用电气设备的分类、特点、及其适用范围 4第三节井下过流保护装置 7第四节触电的危险性及其预防方法 13第五节井下电气设备的保护接地 17第六节井下漏电保护装置 21本章小结 25复习题 26第二章井下供电安全技术井下供电安全所涉及到的技术问题，一般与煤矿井下的特殊工作环境有关系，井下作业环境的特点及其供电安全要求可以归纳如下：(1) 矿井中的瓦斯和煤尘等易燃易爆物体含量达到一定时，遇到的电火花或电弧和局部高温时，容易引起火灾和爆炸，造成人员伤亡和矿井损坏，为此电气设备需要有防爆性能。
(1) 由于有地下水，井下空气比较潮湿，湿度一般在90%以上，而且巷道、硐室经常有淋水、滴水，电气设备比较容易受潮而出现漏电现象，因而电气设备的绝缘材料应该是防潮的。
(2) 井下有时会发生冒顶和片帮事故，加之机电设备经常移动，电缆和电气设备容易被砸伤、挤压，造成短路和漏电。
短路电流又会烧毁电机设备，短路电火花会引燃或引爆瓦斯、煤尘。
因此电气设备的外壳必须非常坚固，并设置短路保护、电缆绝缘监视装置。
(3) 井下硐室、巷道、采掘工作面的空间狭小，又需要安装电气设备，人体接触电气设备的机会较多，如上所述电气设备容易发生漏电现象，所以造成触电事故的可能性较大;此外漏电电流可能会引燃引爆瓦斯，在某些条件下还可能引起放炮用的电雷管先期爆炸。
因此要求井下设置漏电保护和接地保护装置。
(4) 采掘工作面的电气设备经常启动，由于受自然条件变化的影响，用电设备的负荷变化很大，有可能产生过载和过热，加之有些硐室、巷道的通风不良，使电气设备的散热条件较差、温度较高，因此电气设备绝缘要有较高的耐热等级，并具有过载或过热保护。
第一节电火灾及瓦斯煤尘爆炸的预防一、电火灾产生的原因电火灾是指由于电气的原因引起的火灾。
电网过流是电火灾的主要原因。
过流时电气设备的温度很高，特别是短路电弧温度更高，从而点燃绝缘或瓦斯、煤尘。
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第四章 矿井供电设备
按芯线的材料不同可分为： 铜绞线：导电性能、韧性和强度均好于铝绞线，但价格较高； 铝绞线：价格虽低，但由于铝的化学性能活泼，接头容易氧化造成接触不良，产生 断续电弧高温，尤其在短路时电弧产生的铝粉温度远远高于铜，易引燃引爆瓦斯 和煤尘。井下限用。 《煤矿安全规程》规定：在进风斜井、井底车场及其附近、中央变电所至采区变电所 之间，可以采用铝芯电缆；其它地点必须采用铜芯电缆。
BS504柔性拖拽 电缆
BS504柔性拖拽 电缆
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第四章 矿井供电设备
2.电缆的额定电压、型号及使用场所
1)电缆的额定电压
• 电缆的额定电压用Uo／U表示，单位为kV
• Uo―表示任一主导体和“地”之间的电压有效 值;
• U ―表示多芯电缆或单芯电缆系统任意两相导 体之间的电压有效值。
内衬层-保护内护层
钢铠和铅包可兼作接地线，其电缆省去接地芯线 外被层-保护钢铠层
黄麻层-易燃，井下禁用 塑料带-不易燃，井下用 无妨带-不易燃，井下用
钢铠层
钢带铠装-抗压，用于＜45°井巷 钢丝铠装-抗拉，用于≥45°井巷
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第四章 矿井供电设备
4 电缆的屏蔽层 导线屏蔽。包在电缆导线表面外的半导电材料，用于大
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第四章 矿井供电设备
)电缆的绝缘层 ①按作用不同分为
芯线绝缘：分包在每个导电芯线外，以防止相间短路； 统包绝缘：统包在所有相间绝缘的外面以防止对地短路。
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第四章 矿井供电设备
②按绝缘材料不同可分为 橡胶绝缘。橡胶绝缘分为天然丁苯橡胶、乙丙 橡胶两种。天然橡胶易燃，已被耐高温、耐高 压耐潮性好的乙丙橡胶取代. 塑料绝缘。塑料绝缘又分为聚氯乙烯绝缘、交 联聚乙烯绝缘。聚氯乙烯绝缘具有耐油、耐酸 碱耐腐蚀、阻燃、敷设高差不限等;交联聚乙烯 绝缘电缆还耐高压，并且耐热性及耐溶剂性能 都有所改善，故应优先选用。塑料绝缘电缆已 取代油浸纸绝缘。
煤矿电工学第1章
度超过6m时，应在硐室两端各开设一个便
于通风的出口，保证硐室内的温度不能超过
附近巷道5℃。
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3)井下主变电所硐室的防水
（1）为了防止井底车场或大巷向主变电所 和主排水泵房倒灌水，井下主变电所和主排 水泵房的地面应比其与井底车场连接处的底 板高出0.5m。
（2）硐室内不应有滴水现象。
掘 进
材料平巷
回 采
工
工
作
作
面
面
运 输
联络巷
轨 道
斜
斜
巷 采区变电所 巷
运输平巷
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2.采区变电所的主接线
1)采区变电所的高压接线
⑴ 单电源进线 ⑵ 双电源进线
2)采区变电所的低压接线
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2)采区变电所的高压接线
⑴ 单电源进线
①无高压出线且变压器不超过两台可不设电源进线开关。见图（a） ②有高压出线，一般设电源进线开关和高压出线开关 。见图（b）
2.电缆进出线和设备运输要方便，以便安装敷设电气设备。
3.变电所通风要良好，以便散热和降低瓦斯浓度。
4.变电所顶底板要坚固，无淋水，以防电气设备受损、受
潮。
一般井下主变电所设置在井底车场附近，并与中央水泵房相
邻。
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一般主变电所设置在井底车场附近， 并与中央水泵房相邻。
图1-4 井下主变电所的位置示意图
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3.井下主变电所的硐室与设备 布置
井下主变电所的硐室布置应符合《煤矿安
全规程》中有关井下机电硐室的规定，满足
防火、防水和通风的要求。
设备布置应满足“两分开”“三留有”要
青工培训矿井维修电工培训教材
321青工培训矿井维修电工培训班培训教材第一部分初级矿井维修电工知识要求第一章电工基础第一节电路的基本知识和基本定律电路：是电流通过的路径。
根据电流的性质分：交流电路和直流电路。
电流：是在电场的作用下，电荷作有规则的定向运动。
I=Q/t。
单位为安。
电压；电场力把单位正电荷从电场中a点移动到b点所做的功称为a、b两点的电压，用Uab表示。
电阻：导体对电流的阻碍作用。
R=ρL/S欧姆定律：I=U/R全电路欧姆定律：I=E/（r+R）第二节磁和电磁的基本知识磁力线具有的性质：1、磁力线的方向总是有N极指向S极；2、磁力线互不相交；3、磁力线具有缩短的趋势；4、磁力线上任意一点的方向，就是该点的磁场方向。
电动机左手定则：伸开左手，拇指与其余四垂直，使磁力线穿入手心（既手心向着N极），用四指指向电流的方向，则拇指所指的方向就是载流导体受作用力（运动）的方向，通用表达式为F=BILsina。
第三节单相交流电正弦交流电：指大小和方向随着时间按正弦规律变化的电流（含电压、电动势）。
三要素：周期、频率、和角频率。
f=1/T ω=2π/T功率因数：COSφ=P/S顺时功率P=UI=I2R=U2/I电感U L=ωLI X L=ωL=2πf L电感线圈具有“通直阻交”的性质。
第四章三相正弦交流电路相序U—V—W 三相相差1200电源供电有两种连接：一种是星形，一种是三角形连接。
三相电路的功率：P=3U相I相COSφ=√3 U线I线COSφ第二章电工专业知识第一节常用电工仪表电气工程上配用的电流互感器量程通常是5A，电压互感器量程是100V，并单端接地。
万用表使用注意量程和测量功能的选择，任何一个测量错误都会是万用表损坏。
测量时将红表笔杆插入“+”插孔，将黑表笔杆插入“-”插孔。
测量高压时，应将红表笔杆插入500V插孔，黑表笔杆仍旧插入“-”插孔。
第二节变压器变压器主要有铁芯和绕组两大部分组成。
按用途分：电力变压器、特殊用途变压器、仪用变压器、实验变压器、控制变压器。
煤矿井下电工基础知识
第一章电工基础知识1.电路就是电流流经得通路,就是由某些电工设备或元件按一定得方式连接起来得、电路包括电源、负载、与中间环节三个组成部分。
电源就就是输出电能,像电池等。
负载就就是将电能转换为其她能得设备,像灯泡、电动机、电热器等。
中间环节就就是连接电源与负载,传输、变压与配电得电气设备,像变压器、导线、开关等。
２.电路得基本物理量包括电流、电压、导体(容易导电得物体叫导体、电荷很难流过得物体叫绝缘体、介于导体与绝缘体之间得物资叫半导体)、欧姆定律(举例:一根电线,电阻值为0。
3Ω,流过20Ａ电流,求电线两端得电压。
U=ＩR=2０×０、3=6V,反过来I＝U／R) ３、在日常生活与工业生产中,所使用得电大多数都就是交流电。
直流电电流得大小与方向都不随时间变化。
如果电流得大小与方向都随时间变化,就叫做交流电。
(发电厂不发直流电,咱们所使用得直流电一般都就是通过整流变得)三相负载得连接方式有星形连接与三角形连接。
(画图介绍接线方法结合实际讲解连接片并解释线电压与相电压U线＝U相)4、井下电工最常所使用得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,就是用来测量电线、电缆与变、配、用电设备绝缘电阻得仪表,井下经常使用得有500V、１０00V、2500V、50０0Ｖ等,使用时应注意选择合适得电压等级,摇完注意放电。
(E接地,Ｇ接保护环,Ｌ接被测件。
保护环避免绝缘物得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.矿井用户与用电设备按其重要性不同分为一级负荷、二级负荷与三级负荷。
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得时间内难以修复,给企业造成很大得经济损失得用户与用电设备,称为一级负荷、如主要通风机、副井提升设备、主排水设备等。
(矿山电工学)4安全89页
第四章 安全有电及保护
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
漏电与触电 井下变压器中性点禁止接地的分析 漏电保护 接地与接零 井下电网过流保护 过电压保护(补充）
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4-1 漏电与触电
一、漏电：
1、什么是漏电：广义上讲，漏电是一种电网对地发生电能泄漏的 现象，特征是电网对大地的绝缘阻抗降低，流入大地的电流增大， 该现象称为漏电。(该电流为漏电电流)
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4-1 漏电与触电
3、安全电流、安全电压及安全值： ①安全电流：也就是人体触电后不会使人致死、致伤的最 大电流，称为安全电流。根据上述的因素分析，触电危 险性取决于通过人体的电流与作用时间的乘积。通过对 动物的实验，我国提出发生心室颤动的电流50mA与时间 乘积的安全值为50mA·S，取1.67倍安全系数，规定为 30mA、美国为10 mA、英国为50mA等。 ②安全电压：安全电流和人身电阻的乘积，称为安全电压。 经常接触的电气设备，在没有高度危险的条件下，采用 65V电压，有高度危险的条件，采用36V，在特别危险的 条件下，采用12V。 ③安全值：安全电流与触电时间的乘积，称安全值。我国 为30 mA·S。
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1-3 井下供电的变压器中性点接地方式分析
二、中性点接地方式分析:
1、中性点接地系统： 当人触及一相带电导体时（忽略分布电容）：
如图1-18所示P26，这时人体承受电网相电压，通过人体的电流
可根据欧姆定律求出：
Ima
Ua Rma
Ux 3Rma
当取Rma=1000Ώ，线电压为660V时，通过人体的电流为：
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4-1 漏电与触电
EXITBiblioteka 4-1 漏电与触电二、触电：
煤矿电工学
第四百八十四条 所有电气设备的保护接地装置（包括电缆的铠 装、铅皮、接地芯线）和局部接地装置，应与主接地极连接成1个 总接地网。主接地极应在主、副水仓中各埋设1块。主接地极应用 耐腐蚀的钢板制成，其面积不得小于0.75m2、厚度不得小于 5mm。
解: 电流回路：
电网 →人体 →大地→ 接地极 →电网
Ima =
VCL 380 660
3RMa = 3 1000
= 220(380)mA > 30 (mA) 不安全
2).当电网一相落地（单相短路）：情况很危险，产生 短路电流IS，引发火灾，瓦斯、煤尘爆炸等事故。
南桐技工学校
3.接地和接零《煤矿安全规程》第六节 井下电气设备保护接地 482~487）
图2.23 保护接地作用 b有保护接地
南桐技工学校
3.2.无保护接地的情况：
当有人触电时流过人身电流
I = Vl1
ma
Rma
1 r(r 6Rma ) 9Rm2a (1 2C 2r 2
)
（2-6 ） P95
380V 660V
变压器
流过人身触电电流 （mA）
可靠接地系统 220
380
禁止接地系统 88.7 154
井下保护接地的侧重点，在于限制裸露漏电 电流和人身触电电流的大小，最大限度地降低 故障的严重程度。漏电保护的侧重点是故障发 生后的跳闸时间，一旦发生漏电或人身触电， 应尽快切断电源，将故障存在的时间减少到最 短。两种保护在井下电网中相辅相成，缺一不 可，对井下电网的安全运行有重要作用。