浅析矿井安全供电技术的应用
浅析矿井安全供电技术的应用
**煤矿机电队***
摘要:近年来,矿井的安全供电问题渐趋成为民众关注的焦点。矿井的安全供电技术要点中的供电设备、供电距离及管理人员的管理操作方式等众多因素都影响着供电安全。加大供电安全管理,推进供电安全技术开发,已经成为煤矿企业及社会关注的重要课题。本文着重阐述了矿井安全供电技术的应用现状及其应用管理措施。
关键词:矿井;安全供电;技术;管理措施
伴随着科技的发展,煤矿开采行业对煤矿开采技术及相关的管理模式提出了更高的要求。矿井的安全供电技术也急需改进与升级以充分保障矿井作业的供电安全。矿井的供电安全直接关系到煤矿的正常作业,也影响到煤矿企业的经济效益,笔者认为矿井供电系统需要从设备、供电线路等技术加大全方面的供电安全管理,本文便基于煤矿的供电安全现状探讨了煤矿安全供电技术的升级及措施加强要点。
一、矿井供电安全的现状及其重要性分析
近年来,矿井的安全供电事故不断增加,加大安全供电技术的应用,保障矿井的安全供电安全已经成为煤矿企业管理工作的重点。矿井的安全供电首先应该配置有效的供电设备及系统,还要着重加大技术研发,提升供电技术的自动化水平,进而保障供电系统的安全性能。
现阶段,煤矿企业的矿井作业中供电安全管理水平并不高。煤矿企业安全供电工作管理中存在技术管理薄弱及设备落后等问题,严重影响着煤矿企业的安全管理水平,而且供电安全事故频发。矿井的安全供电事故主要表现为人身事故与机械设备事故两种。矿井的安全供电水平不高造成的人身事故主要源于矿井人员触电、矿井供电系统引发火灾及矿井中的电力引发的瓦斯爆炸事故等;而设备事故则是供电系统断电引发的设备损毁、设备短路与跳闸及设备漏电等造成的事故。矿井中的供电安全事故不仅会造成人员的伤亡及煤矿企业的经济损失,还会
产生不良的社会影响,损毁企业形象,甚至会影响社会的稳定。这些都要求煤矿企业重视矿井的供电系统管理及供电技术的应用。煤矿企业加大矿井安全供电技术开发,并不断加强企业的安全供电管理是减少矿井供电安全事故的有效途径。
矿井安全供电虽然上存在一定的问题,但是已经有不少企业已经开始重视安全供电技术的应用,并着力加强了安全供电技术管理,其中包括技术标准的制定、不同矿区的供电系统的管理技术设计等,这些管理技术的初步投入使用已经起到了明显的积极作用。二、矿井安全供电技术应用
当前,矿井安全管理的技术应用及管理方面主要进行供电技术指标的制定、采取供电技术设计、加大供电技术的开发及技术实际管控措施等。1.技术标准的制定
矿井安全供电技术应用中首先制定了技术标准,并实行十二项指标管理。安全供电技术主要有十二项技术标准,在进行安全供电技术应用时注意参考,以提升矿井的供电安全。
安全供电技术标准概括起来便是“一坚持、二齐全、三无、四有”等几项标准。在进行安全供电系统中要着重进行井区数量控制,并严格检验供电系统中继电器的安装使用性能指标,保证验电器的安全使用;矿井的安全供电技术应用及管理中还要注重供电设备的继电保护装置,以提升设备的安全运作;还要进行供电系统中接地装置系统的安装,并配置专业的供电电联锁;在供电安全系统运营中还需进行不定时的信号系统运营检测;矿井的设备开应该适时检验电气设备的防爆率及矿井内小型防爆设备的防爆率;在安全供电技术中还需要对机电峒室的状态、电缆吊挂状态及橡套电缆接头的合格率进行检查。在安全供电技术应用中要进行设备数量的计算与控制,以保证供电安全为前提,着力降低安全供电系统的成本。
2.矿井采区供电技术设计及其管理
当前,一些煤矿企业在加强安全管理的同时着力进行技术层面上的经济设计,以合理降低企业安全运营的成本。技术设计需要基于矿井采取的实际进行各采区的安全供电设计,设计完成后要着力进行技术设计审核。矿井的井区技术设计及管理内容主要包括:采区中资源、瓦斯及煤尘分布等自然状况的数据记录,
并进行数据分析制定专门的供电管理预案及措施;采取技术设计中还制定了供电系统图,系统图中着重就供电设备进行了编号,以便于管理,还着重就常见的安全供电问题进行了总结;采区技术设计中还制定了电气设备相关运作参数数据表,以及时进行设备性能的检修;安全供电系统的电缆还需要进行专门的计算与校验。采取供电技术及管理中的相关设计着重增加了设备的性能验收、审核,极大地改进了矿井设备安全水平。3.矿井安全供电技术应用中技术的研发
当前矿井安全供电技术应用中还着重加大了技术研发,以提升矿井安全供电的可靠性。煤矿企业在安全供电技术应用中着重进行的技术研发主要包括:加大PB3-6GA高压开关的研发,以减少高压故障,降低供电系统的维修成本;还进行了JDB-120及JDB-225等电机综合保护器的性能升级,以加强供电系统的时限保护,还有助于提升供电系统的供电性能;矿井的安全供电系统还进行了防爆开关性能升级,着重进行了小型防爆器的刷镀处理,刷镀处理中需要在防暴器表层涂抹防锈油,以保证防爆装置的灵活运行;安全供电系统的信号系统也着重进行了技术研发,对供电系统中的36及127伏信号系统安装了具有隔爆性能的安全火药信号装置,并进行了装置的火药感应参数设置,该装置在感应瓦斯密度及瓦斯爆炸事故方面作用突出;矿井的橡套电缆还进行了应急冷补,一般在矿井区内作业会采用矿用橡套电缆供电,但是矿井内空间有限,最易引起境内设备性能的发挥,甚至会造成设备损毁,影响矿井的安全生产及运营,在进行矿井供电技术研发时,煤矿企业着重进行了电缆设备的冷补措施制定,以及时应对矿井内发生的设备损毁及电缆损坏等应急事件,及时保证了矿井的安全生产。
在煤矿企业进行安全供电技术研发的环节还着重进行了新技术的宣传、培训应用,着重就改进的技术环节进行了技术管理员工的技术管理培训及矿井区内作业人员的技术应用培训。技术的有效培训可以帮助员工加强技术应用,有效降低了技术安全事故的发生,还着重就技术的故障进行了应急处理措施的培训及演练。
4.实行专业的技术管理
矿井的安全供电管理主要包括四个方面的管理,分别是防爆检查专业管理、电气管理专业管理、电缆专业管理及小型防爆装置专业管理。这四方面的管理工
作直接参照技术规范及标准进行维护及管理。有效的专业管理直接推进了安全供电技术的应用,也有助于降低安全供电事故的发生,所以说技术应用中必要的技术监督管理是十分必要的。
结语:
本文着重介绍了煤矿企业中矿井内部安全供电技术的应用及管理,煤矿安全供电技术的应用包括供电设备的应用、供电线路的应用及电流电压等外部环境技术因素等,这些环节的技术应用直接关系到矿井的安全生产及运营,加强安全供电技术的应用关乎煤矿企业的生存与发展。
参考文献:
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[4]唐健.浅析矿井安全中的计算机监控信息技术应用[J].煤炭技术,201*(5)[5]陶学仪,尚药世.现代化矿井安全高效综采工作面供电技术[J].煤炭技术,201*(15)
扩展阅读:煤矿供电技术及安全管理
煤矿供电技术及安全管理
煤矿供电必须作到安全可靠、经济合理,为此201*年1月1日实行的新版《煤矿安全规程》(以下简称规程),对煤矿供电作了相应更改和更严格的规定。
一、煤矿供电电源
规程441条规定:矿井应有两回回路电源线路。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6万吨以下矿井采用单回路供电时,必须有备用电源;备用电源的容量应满足通风、排水、提升等一类负荷的要求。
矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。
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。
规程442条规定: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供电的线路,不得少于两回路。当任一回路停止供电时,其余回路应能担负全部负荷。
主要通风机、提升人员的立井绞车、抽放瓦斯泵等主要设备房,应各有两回路直接由变(配)电所馈出的供电线路;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。
本条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。
本条上述设备的控制回路和辅助设备,必须有与主要设备同等可靠的备用电源。
二、煤矿电能质量1、电能足够:变压器容量足够
规程441条最后规定:矿井电源线路上严禁装设负荷定量器。2、电压稳定:
各级电压波动不能超过±5%。
升高不超过400V(380V)、690V(660V)、1200V(1140V)、6.3KV(6KV)、10.5KV(10KV)、37KV(35KV);
最低不超过361V(380V)、630V(660V)、1083V(1140V)、5.7KV(6KV)、9.5KV(10KV)、33.25KV(35KV)。
电压超过额定电压,需采用降压措施,例如:串联电抗器或调节变压器的调压分接头的开关。
电压过低应采用相应措施使电压符合要求,例如:调节变压器的调压分接头开关、加大供电电缆线路截面、对负荷实行分流、采用移动式变电站让高压深入负荷中心,减少低压供电距离。
规程448条规定:井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级,应符合下列要求:
(1)高压,不超过10000V(新版规程将井下供电电压由6KV提高到10KV的原因是因为工作面负荷越来越重;供电距离越来越长;绝缘材料性能有所提高;安全技术有很大改进;管理越来越严。)
(2)低压,不超过1140V。
(3)照明、信号、电话和手持式电气设备的供电额定电压,不超过127V。
(4)远距离控制线路的额定电压,不超过36V。
采区电气设备使用3300V供电时,必须制定专门的安全措施。3、频率稳定:国家规定工业频率为50赫兹,正负不得超过3%。若低于48.5赫兹,低周波继电保护将会跳闸。
4、规程449条同时规定:井下低压配电系统同时存在2种或2种以上电压时,低压电气设备上应明显地标出其电压额定值。
三、煤矿井下配电变压器中性点禁止直接接地
规程443条规定:严禁井下配电变压器中性点直接接地。严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向井下供电。
中性点直接接地系统又称大接地电流系统。若中性点直接接地,当电网一相绝缘破坏,而使一相导体接地时即为单相短路(这在井下岩石砸破电缆时经常发生),电网单相金属性接地电阻Rz很小,一般为10欧。中性点接地极和大地电阻更小,可忽略不计。在380伏电网中,经故障点入地的单相接地电流为
IUxaRz380/31022(安培)
式中,Uxa为a相相电压,380为线电压。
如此大的接地电流将在接地故障点产生一个很大的电弧,足以引起瓦斯、煤尘爆炸,十分危险。
如此大的入地电流在地中形成流散的电位分布,如不小心使电雷管掉在单相接地点附近,将有可能造成电雷管先期爆炸,很危险。
当人触及一相带电导体时,设人体电阻最小为Rr=1000欧(若忽略很小的接地极电阻),在380伏电网中,则流过人体的触电电流为
IrUxaRr380/310000.22(安培)=220(毫安)远远大于人触电危险电流30毫安,所以是很危险的。因此这种供电系统只能用于地面,而不能用于井下。因为地面供电系统大都是固定敷设,绝缘不易破坏,单相接地及人触电机会较少,又无瓦斯、煤尘燃烧爆炸危险(煤气泄漏除外),即使单相接地也可利用其很大的短路电流使电源侧的保护装置动作(例如保险丝烧断)来切断故障线路。
在中性点禁止接地系统中,一相绝缘破坏,如a相接地,造成单相接地时其接地电流
Iz3Uxr
式中,Ux为相电压;而r则为另两相导体对地绝缘电阻,即r=rc=rb,若rb、rc未破坏,正常值为几百万欧姆,所以此时入地电流很小,电火花能量也小,不会引燃瓦斯、煤尘爆炸燃烧(此处忽略电容电流的影响)。
当人触及一相时,经推算,经过人体的触电电流为
Ir3Ux3Rrr
式中,Ux为相电压,Ux=Uax=Ubx=Ucx,380伏电网为220伏;Rr为人体最小电阻,取1000欧;r为另两相对地绝缘电阻值。
可见,当另两相对地绝缘电阻r保持正常几百万欧姆的数值,流过人体的触电电流将大大小于使人触电身亡的危险电流30毫安。可以推算出在380伏供电系统中,只要保证电网对地绝缘电阻值r不小于19千欧,就可使人触电流小于30毫安(660伏电压下每相最低允许漏电电阻值为35千欧,3相动作电阻计算值11.7千欧,1140伏电压下每相最低允许漏电电阻值63千欧,三相动作电阻计算值21千欧)。
因此,中性点禁止直接接地系统在煤矿井下使用要安全得多。这种供电方式因其单相接地电流小,所以又称小接地电流系统。其缺点是:出现单相接地故障,不易发现,另外,当电网对地电容较大时,人触及一相仍有触电危险。现在已广泛使用检漏继电器对该系统相对地的绝缘进行监视,绝缘降到危险值,检漏继电器将使电源开关自动跳闸,以保证安全。此外,检漏继电器还能对人身触电电流中的电容性电流进行补偿(即用电感性电流加以抵消)。因此《规程》第四百四十三条规定:向井下供电的变压器(发电机)中性点禁止直接接地。
国外进口的综采设备中有供电变压器中性点经过消弧线圈(电抗器)间接接地的供电系统。
采用供电变压器中性点经消弧线圈间接接地供电系统的主要目的是线路短路时产生的电容性电流由消弧线圈产生的感性电流来予以补偿(抵消)。
通常采用过补偿方式:即使消弧线圈产生的感性电流大于线路电容性电流。这种方式不会因为部份线路退出运行而出现全补偿现象。因为全补偿时电感电流等于电容性电流,即消弧线圈的感抗与其它非故障相的电容容抗二者相等,正好构成串联谐振关系。由于系统在运行时并不严格对称(如三相对地电容不完全相等,断路器三相触头不同时闭合,以及存在单相负载等),使电源中性点存在一定的位移电压,它将在串联谐振回路中产生谐振过电压,危及电网及设备的绝缘,安全性极差,所以一般不采用全补偿。
四、矿用电缆
煤矿井下空气潮湿,巷道狭窄,有岩石冒落危险,为了保护供电可靠与安全,井下供电线路必须使用电缆(架线式电机车使用的架线除外)。
矿井地面工业广场内各主要设备厂房供电以及这些设备厂房内的高低压配电也都使用电缆以保证安全用电。
矿用电缆是矿井供电系统的大动脉,由于大量使用电缆,电缆受潮、受机械损伤造成漏电、短路等故障经常发生,是矿井供电安全方面一个最薄弱的环节,必须正确选择、安装、使用并精心维护好电缆。
(一)矿用电缆的分类1、铠装电缆:
铠装电缆结构如图4-1所示。
图4-1矿用低压铠装电缆的一般构造示意图1-导电主线芯;2-相间油浸纸绝缘;3-黄麻衬芯填料;4-统包油浸纸绝缘;5-铅包层;6-防腐带;7-黄麻保护层;
8-金属铠装层
(1)芯线:有铜芯和铝芯两种。常用多股铜丝或细铝丝绞合而成,以增加可弯曲度。三相供电用三根导电芯线。
(2)分相绝缘:每相导电线外缠上绝缘油浸纸绝缘,电缆额定电压等级越高,分相绝缘层就越厚。
(3)统包绝缘:三相芯线加了浸渍了电缆绝缘油的麻芯(绳),既增加了相间绝缘,又减少了弯曲时相间芯线的摩擦。然后再将分相绝缘后的三相芯线外面再缠绕油浸纸绝缘,称统包绝缘。
(4)铅护套:在统包绝缘外面再加一层无缝的铅皮,称铅护套,它既可防止绝缘油外泄,又可防止井下水气侵入而保护绝缘强度,铅包层和外面的钢带或钢丝铠装层一起还用作铠装电缆的接地线。地面还使用铝包层,但铝具有极强氧化性,一旦电缆短路,溅射出高温铝颗粒会和周围氧气剧烈反应而燃烧,极易引燃瓦斯煤尘爆炸,加之矿井酸性水(碱性水)对铝产生强烈的腐蚀作用,铝包会很快锈蚀,而使绝缘外露受损。所以“煤矿安全规程”467条规定,井下电缆严禁采用铝包电缆。就是铝芯电缆也只能用于进风斜井、井底车场及其附近,中央变电所至采区变电所之间通风良好的区域,其它地点必须采用铜芯电缆,尤其是采区低压电缆严禁采用铝芯。
(5)铠装层:在内护层外再缠绕钢带或钢丝,以提高其电缆承受外力冲击和承受拉力的机械强度。
(6)外护套:为防铠装层锈蚀,外部再缠一层浸油的黄麻外护层。但黄麻是易燃物,一旦电缆着火,会使火势蔓延,因此只使用于非燃性材料支护的巷道,且进入机电峒室时,要将黄麻外护层剥去。对可燃性材料支护的巷道则使用不带黄麻外护层的裸钢带铠装(或稞钢丝铠装)电缆。铠装层外刷防锈油或涂以沥青防锈。
(7)矿用铠装电缆型号举例
ZQ201*×35500
长500米3根35mm主芯线耐压1KV
20裸钢带铠装,有“0”不带黄麻外护层,无“0”带黄麻外护层2钢带铠装,承受水平冲击力,用于45°以下巷道敷设
3单层细钢丝铠装,可承受拉力,用于45°以上巷道,但垂直高小于
100米
5单层粗钢丝铠装,垂直井筒敷设铜芯(不标注字母);若标“L”则为铅芯Q铅包层
Z油浸纸绝缘矿用塑料电缆其分相绝缘和统包绝缘都采用聚氯乙烯塑料或交联聚氯乙烯塑料,外部有铠装的,使用条件与油浸纸绝缘铠装电缆相同,但垂直落差不受限制。
外部没有铠装的,与橡套电缆的使用条件相同。
塑料电缆重量轻,护套耐腐蚀,绝缘性能好,敷设高差不受限制,条件适合时可优先选用。
塑料电缆型号标注方法如下:VLV30-—-6——3×35----600
长600米
3根35mm2主芯线
耐压6KV
30为裸钢丝铠装;29为内钢带铠装
V聚氯乙烯护套
L铝芯,无“L”为铜芯V聚氯乙烯绝缘
VV、VLV型电缆,因护套未采用铅包,又无铠装(或内铠装)要专门增设一根接地芯线,以便在井下构成保护接地网,统称为四芯电缆。3、橡套电缆:
(1)矿用橡套电缆分相绝缘和统包绝缘均采用不延燃的氯丁橡胶,当该电缆短路或其它原因着火时,氯丁橡胶将分解出氯气而使着火点与氧气隔绝而不会继续延燃,因此“煤矿安全规程”467条规定,煤矿井下必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。矿用橡套电缆柔软性好,便于弯曲、运输和敷设,它大都是铜芯,以适合采掘工作面使用。
(2)橡套电缆标注方法
U1---3×25+1×10---200
长200米
1根10mm2接地芯3根25mm2主芯线,铜芯耐压1KV矿用橡套电缆
其余字母含义相同
UCPUZUM
P屏蔽矿灯用橡套电缆,特别柔软C采掘机用煤电钻用橡套电缆(加强型)U矿用橡套电缆
(二)新型矿用电缆
按照新的矿用电缆管理规定,目前煤矿使用的电缆必须具有煤矿矿用产品的安全标志,因此,有以下的新型矿用电缆被煤矿广泛采用。
1、煤矿用额定电压10KV及以下铜芯固定敷设阻燃电力电缆(1)产品命名
①电缆的命名由六部分组成:
第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分第六部分芯数×截面
额定电压U0/U(KV)
外护层
护套(内衬层)材料代号绝缘材料代号
系列代号
其中:第一、第二、第三、第四、第五部分构成电缆的型号;第六部分构成电缆的规格。
⑵命名标记
第一部分:用大写字母M表示煤矿用阻燃电缆的系列代号。第二部分:用大写字母V表示聚氯乙烯绝缘材料代号;用大写字母YJ表示交联聚氯乙烯绝缘材料代号。
第三部分:用大写字母V表示聚氯乙烯护套(内衬层)材料代号。当电缆有外护层时,本部分表示内衬层的材料特征。第四部分:电缆外护层型号,应按铠装层和外被层的结构顺序用阿拉伯数字表示。每一数字表示所采用的主要材料。在一般情况下,型号由2位数字组成。
标准中所涉及的铠装层和外被层所用材料的数字及含义符合表4-1的规定。
表4-标记234铠装层双钢带细圆钢丝粗圆钢丝外被层或外护层聚氯乙烯外套第五部分:额定电压等级,用U0/U表示,单位为KV。第六部分:用阿拉伯数字分别表示电缆芯数及标称截面积,二者之间以“×”连接。标称截面积为mm2。
2、产品标志
⑴绝缘线芯识别标志。绝缘线芯识别标志应符合GB6995的相应规定。
⑵成品电缆的护套表面应用压印方式或颜色明显区别于护套颜色的油墨印制产品标志。产品标志应包括如下内容:
1)制造厂名称;2)电缆型号及规格;
3)质检中心颁发的产品合格证号。印字必须清晰、耐擦,印字间隔不超过1m。
⑶在电缆内部或外部,允许制造厂设置其它标志,但其它标志的使用不得损害规定印字的明显性和清晰度。
⑷包装标志
每卷或每盘电缆上应附标签,标明如下内容:1)制造厂名称;2)产品型号及规格;3)长度(m)及毛重(kg);4)制造年月或生产批号;5)产品标准编号;
6)质检中心颁发的产品合格证号。3、煤矿用聚氯乙烯绝缘电力电缆⑴型号
电缆型号见表6-2
表62
型号MVVMVV22MVV32MVV42MVV52名称煤矿用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆煤矿用聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆煤矿用聚氯乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆煤矿用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆⑵规格
电缆规格应符合表63规定表63
型号MVVMVV22MVV32MVV42MVVMVV22MVVMVV2233333+13+1441.5~3001.5~3004~3004~3004~1854~185芯数0.6/1额定电压(KV)1.8/33.6/6、6/6、6/102标称截面(mm)10~30010~30010~30010~3004~1854~18510~30010~30016~30016~3004、煤矿用交联聚乙烯绝缘电力电缆⑴型号
电缆型号见表64
表64
型号MYJVMYJV22MYJV32MYJV42MYJV52名称煤矿用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆煤矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆煤矿用交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆煤矿用交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆⑵规格电缆规格应符合表65规定
表65
型号芯数MYJVMYJV22MYJV32MYJV4233331.5~3004~3004~3004~3000.6/1额定电压(KV)1.8/33.6/6、6/66/10、8.7/10标称截面(mm2)10~30010~30010~30010~30025~30025~30025~30025~30025~30025~30025~30025~300一、煤矿用移动类阻燃软电缆1、命名内容
电缆的命名由八部分组成:
第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分第六部分第七部分第八部分辅助线芯数×标截面积
地线芯数×称截面积动力线芯数×标称截面积额定电压U0/U(KV)材料特征代号E结构特征代号使用特征代号系列代号M
其中:第一、第二、第三、第四、第五部分构成电缆的型号;第六、第七、第八部分构成电缆的规格。
2、命名标记
第一部分:用大写字母M表示煤矿用阻燃电缆的系列代号。第二部分:使用特征代号反映电缆所使用的场合,用表45所示的大写字母表示。
第三部分:用表46所示的大写字母表示电缆的结构特征。
表45
代号CDMYZ电钻用使用特征采煤机用低温环境用帽灯用采煤设备(移动)用表代号结构特征B编织加强J带监视线芯P非金属屏蔽PT金属屏蔽Q轻型R统包加强第四部分:用大写字母E表示绝缘或护套采用弹性体材料。第五部分:用阿拉伯数字表示额定电压U0/U,单位为KV。第六部分:用阿拉伯数字分别表示动力线芯数及标称截面积,二者之间以“×”连接。
第七部分:用阿拉伯数字分别表示接地线芯数及标称截面积,二者之间以“×”连接。
第八部分:用阿拉伯数字分别表示辅助线芯数及标称截面积,二者之间以“×”连接。
第四部分和第五部分之间用“-”连接,第六、第七、第八部分之间用“+”连接。1、电缆识别标志
⑴井下用不同电压等级电缆的护套宜采用不同的识别颜色,见表67。
表47
U0/U(KV)护套颜色3.6/6红1.9/3.3黑0.66/1.14黄0.38/0.66及以下黑⑵电缆护套表面应用压印方式或颜色明显区别于护套颜色的油墨印制产品标志。产品标志应包括如下内容:
a)制造厂名称;b)电缆型号及规格;
c)质检中心颁发的产品合格证号;
d)印字必须清晰、耐擦,印字间隔不超过1m。
⑶包装标志。每卷或每盘电缆上应附标签,且标明如下内容:a)制造厂名称;b)产品型号及规格;c)长度(m)及毛重(kg);d)制造年月或生产批号了;e)标准编号;
f)质检中心颁发的产品合格证号。
2、额定电压0.66/1.14KV采煤机屏蔽监视加强型软电缆⑴型号。电缆型号见表48
表48
型号MCPJB-0.66/1.14采煤机屏蔽监视编织加机及类似设备的电源连接,电缆可强型橡套软电缆直接拖拽使用MCPJR-0.66/1.14采煤机屏蔽监视绕包加额定电压0.66/1.14KV及以下采煤强型橡套软电缆机及类似设备的电源连接,,但电名称用途额定电压0.66/1.14KV及以下采煤缆必须在保护板内使用⑵规格。电缆规格应符合表49的规定。
表49
芯数×导体标称截面(mm)2绝缘标称厚度(mm)护套标称厚度(mm)内电缆外径(mm)动力线芯地线芯控制线芯动力线控制和外护套MCPJR-0.66/1.14MCPJB-0.66/1.1442.0~47.047.5~51.052.0~56.558.0~63.0芯监视线芯护套3×353×503×703×951×161×251×351×502×2.52×2.52×2.52×2.51.41.61.61.80.60.60.60.61.82.02.02.43.03.53.54.040.0~44.545.5~50.051.5~55.056.0~61.5注:监视线芯导体标称截面积应不小于1.5mm,控制线芯和监视线芯的绝缘厚度不作考虑21、定电压0.66/1.14KV及以下移动软电缆⑴型号。电缆型号见表410。
表410
型号MY-0.38/0.66名称煤矿用移动橡套软电缆用途额定电压为0.38/0.66KV各种井下移动采煤设备的电源连接MYE-0.38/0.66煤矿用移动弹性体软电缆额定电压为0.38/0.66KV各种井下移动采煤设备的电源连接MYP-0.38/0.66煤矿用移动屏蔽橡套软电缆额定电压为0.38/0.66KV各种井下移动采煤设备的电源连接MYPE-0.38/0.66煤矿用移动屏蔽弹性体软电缆额定电压为0.38/0.66KV各种井下移动采煤设备的电源连接MYP-0.66/1.14煤矿用移动屏蔽橡套软电缆额定电压为0.66/1.14KV各种井下移动采煤设备的电源连接MYPE-0.66/1.14煤矿用移动屏蔽弹性体软电缆额定电压为0.66/1.14KV各种井下移动采煤设备的电源连接⑵规格。电缆规格应符合表411、表412、表413的规定。
表411
芯数×导标称厚度(mm)电缆外径(mm)体标称截绝缘护套面(mm)1×501×701×951×1201×1501.61.61.81.82.02.42.62.83.03.22芯数×导标称厚度(mm)电缆外径(mm)体标称截绝缘护套MY-0.38/0.66面(mm)1×1851×2401×3001×4002.22.42.62.83.43.53.63.82MY-0.38/0.66MYE-0.38/0.6618.7~20.520.9~23.024.2~26.626.4~29.030.1~33.1MYE-0.38/0.6632.7~35.935.3~38.840.0~43.343.4~47.7表412
芯数×导体标称截面(mm)动力线芯地线芯2标称厚度(mm)动力线芯绝缘护套电缆外径(mm)MY-0.38/0.66MYP-0.38/0.66MYE-0.38/0.66MYPE-0.38/0.663×41×41.43.520.9~22.9~25.3×63×103×163×253×353×503×701×61×101×101×161×161×161×251.41.61.61.81.82.02.03.54.04.04.54.55.05.022.9~27.8~30.3~36.4~40.5~45.5~51.5~24.7~27.229.7~32.732.2~35.438.3~41.042.4~46.647.4~51.052.4~57.1表413
芯数×导体标称截面(mm)动力线芯地线芯2标称厚度(mm)动力线芯绝缘护套电缆外径(mm)MYP-0.66/1.14MYPE-0.66/1.143×103×163×253×353×503×703×951×101×101×161×161×161×251×251.81.82.02.02.22.22.44.54.55.05.05.55.56.031.7~34.934.2~37.640.3~44.344.4~48.851.5~54.653.9~59.362.1~68.11、额定电压3.6/6KV及以下屏蔽软电缆⑴型号。电缆型号见表414。
表414
型号MYPT-1.9/3.3名称煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆用途额定电压1.9/3.3KV井下移动采煤设备的电源连接MYP-3.6/6MYPT-3.6/6煤矿用移动屏蔽橡套软电缆煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆额定电压3.3/6KV移动式地面矿山机械的电源连接,环境温度下限为-20℃MYDP-3.6/6MYDPT-3.6/6煤矿用移动屏蔽橡套软电缆煤矿用移动金属屏蔽橡套软电缆额定电压3.6/6KV移动式地面矿山机械的电源连接。环境温度下限为-40℃⑵规格。电缆规格应符合表415、表416、表417的规定。
表415
芯数×导体标称截面(mm)动力线芯3×353×503×703×95地线芯3×16/33×25/33×35/33×50/32标称厚度(mm)动力线芯绝缘2.82.83.03.0护套6.06.06.06.0电缆外径(mm)MYPT-1.9/3.351.5~55.152.0~56.856.5~62.162.0~68.2表416
芯数×导体标称截面(mm)动力线芯3×163×253×353×50地线芯1×161×161×161×252标称厚度(mm)动力线芯绝缘4.04.04.04.0护套5.55.55.55.5电缆外径(mm)MYP-3.6/6,MYDP-3.6/650.0~53.054.3~59.758.5~63.062.5~67.7表417
芯数×导体标称截面(mm)动力线芯地线芯2标称厚度(mm)动力线芯绝缘护套电缆外径(mm)MYPT-3.6/6,MYDPT-3.6/3×163×253×353×503×16/33×16/33×16/33×25/34.04.04.04.05.55.55.55.548.8~53.052.5~57.856.1~61.758.7~63.0(三)矿用电缆的选择1、型号选择
煤矿必须按“煤矿安全规程”467条的相关规定来选用电缆;
(1)、电缆实际敷设地点水平高差应与规定的电缆允许敷设水平高差适应。
(2)、电缆应带有供保护接地用的足够截面的导体。(3)、严禁采用铝包电缆
(4)、必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。
(5)、电缆主芯线的截面应满足供电线路负荷的要求。(6)、对固定敷设的高压电缆:
a.在立井井筒或倾角为45°的井巷内,应采用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆,交联聚氯乙烯绝缘,粗钢丝铠装聚氯乙烯护套的电力电缆。
b.在水平巷道或倾角在45°以下的井巷内,应采用聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆,交联聚氯乙烯钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。
c.在进风斜井,井底车场及其附近,井下中央变电所至采区变电所之间,可以采用铝芯电缆;其他地点必须采用铜芯电缆。
(7)、固定敷设的低压电缆,应采用MVV铠装电缆或对应电压等级的移动橡套软电缆。
(8)、作固定敷设的高低压电缆,必须采用符合MT818标准的橡套软电缆,移动式和手持式电气设备使用专用橡套电缆。
(9)、照明、通信、信号和控制用的电缆,应采用铠装或非铠装通信电缆、橡套电缆或MVV型塑力缆。
(10)、低压电缆不应采用铝芯,采区低压电缆严禁采用铝芯。2、电缆芯线截面的选择。
一定截面的芯线对应一定的长时允许负荷电流,以保证其实际温升不超过其绝缘所允许的最高温升,否则电缆绝缘老化加快,将大大降低电缆的使用寿命。
因此电缆芯线截面选择首先要满足其长时允许负荷电流(查电工手册或电缆样本)必须大于负荷的长时工作电流。
其次应按电缆线路工作时允许电压损失不超过规定要求选择校验电缆截面。
电缆截面还应满足机械强度的要求和其末端最小两相短路电流满足过流保护装置灵敏度的要求。(四)电缆的连接、敷设、维修和检查
1、电缆的连接
电缆的连接分为电缆与电缆、电缆与设备的连接,无论那种连接都应避免出现因明接头、“鸡爪子”和虚接线而引起的电火花和电弧,引发漏电和短路故障。所以井下电缆的连接应符合以下要求:
(1)、电缆与电气设备的连接,必须用与电气设备性能相符合的接线盒。一个电缆引入装置只允许连接一条电缆。
电缆芯线与接线盒或设备接线腔内接线端子应正确连接。导线芯线必须使用齿形压线板(爪子)或线鼻子与接线端子连接;导电芯线应无毛刺;连接线上的垫卡、弹簧垫圈应齐全并依次压紧,但不得压住绝缘材料;连接屏蔽电缆时,屏蔽层必须随同绝缘层一起剥除,剥除长度一般可以和外护套的剥除长度相同;腔内的接地芯线要比导电芯线长一些,一旦导电芯线被拉脱时,地线仍能保持连接。
(2)、不同型电缆之间严禁直接连接,必须经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。铜、铝芯电缆必须经带有铜铝过渡接头的防爆电缆接线盒连接。
(3)、电缆进入引入装置,必须按接线工艺标准要求整体进入;电缆的一端在接上带电设备时,其另一端不可以什么也不接,应接入封闭的接线盒内,避免出现“羊尾巴”。
(4)、同型电缆之间直接连接时,必须遵守下列规定:①橡套电缆的修补连接(包括绝缘、护套已损坏的橡套电缆的修补),必须采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补。在地面热补或冷补后的橡套电缆,必须经浸水耐压实验,合格后方可下井使用,在井下冷补的电缆必须定期升井进行耐压实验。
②塑料电缆连接的机械强度及电气、防潮密封、老化等性能,应符合该型矿用电缆的技术标准。
(5)、对电缆接头的要求:
①芯线连接良好,接触电阻、接头处的温度均不大于电缆的阻值和电缆的最高允许温度。
②接头处有足够的抗拉强度,其值应不低于电缆芯线强度的70%。
③两根电缆的铠装、铅包、屏蔽层和接地芯线都应有良好连接。(五)、电缆的敷设
为了尽量减少和防止电缆事故(漏电、短路)的发生,保证供电线路的安全运行,现将敷设电缆应遵循的要求和注意事项介绍如下:
(1)电缆必须悬挂在水平巷道或倾角30°以下的井巷中,电缆要用帆布木楔等做的钩悬挂;禁止用铁丝吊橡套电缆,在立井井筒或倾角30°及其以上的巷道中,电缆应用夹子、卡箍或其他夹持装置进行敷设。夹持装置应能承担电缆重量,并不得损伤电缆。
(2)水平巷道或倾斜井巷中悬挂的电缆应有适当的弛度,并能在受外力时自由坠落。其悬挂高度应保证电缆在矿车运行或矿车掉道时不受撞击,在电缆坠落时不落在轨道或输送机上。
(3)电缆悬挂点的间距,在水平巷道或倾斜井巷内不得超过30m,在立井井简内不得超过6m.
(4)沿钻孔敷设的电缆必须绑紧在钢丝绳上,钻孔必须加装套管。
(5)电缆不应悬挂在风管或水管上,不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物件。电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时,必须敷设在管子上方,并保持0.3m以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道内,电缆(包括通信、信号电缆)必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。盘圈或盘“8”字形的电缆不得带电,但给采、掘机组供电的电缆不受此限。
(6)井筒和巷道内的通信和信号电缆,应与电力电缆分挂在井巷的两侧,如果受条件所限,在井筒内,应敷设在距电力电缆0.3m以外的地方;在巷道内,应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。
(7)高、低压电力电缆敷设在巷道的同一侧时,高、低压电缆之间的距离应大于0.1m;高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm。
(8)井下巷道内的电缆,沿线隔一定距离、拐弯或分支点以及连接不同直径电缆的接线盒两端、穿墙电缆墙的两边都应设置注有电缆型号、用途、电压和截面的标志牌,
(9)立井井筒中所用的电缆中间不得有接头。因井筒太深需设接头时,应将接头设在中间水平巷道内。运行中因故障需要增设接头而又无中间水平巷道可利用时,可在井筒中设置接线盒,接线盒放置在托架上,不应使接头承力。
(10)在机电峒室内和木支架支护的井巷中敷设电缆时,必须将电缆的黄麻外皮剥除,并定期在铠装层上加涂防锈油,电缆穿过墙壁部分应用套管保护,并严密封堵管口。
(六)、电缆敷设应注意的问题
(1)敷设电缆的巷道应支护完好,便于电缆的运输和敷设。(2)在设置电缆连接处,不应有淋水,否则,应采取相应措施。(3)当电缆敷设需要横过巷道时,应保证电缆横过巷道时既不影响运输,也不会危及电缆运行。
(4)为避免电缆运行中受到外力的冲击,发生漏电、短路等故障,下列地点不应敷设电缆:
在总回风巷和专用回风巷中不应敷设电缆,在机械提升的进风倾斜井巷(不包括运输机上、下山)和使用木支架的立井井筒中敷设电缆时必须有可靠的安全措施。溜放煤、矸、材料的溜道中严禁敷设电缆。
(5)敷设的电缆需弯曲时,为防止纸绝缘的撕裂,铅包的损坏、电缆内拉力过大,使电缆受伤,电缆和电缆芯线弯曲时,不得小于其最小的弯曲半径。
(七)、井下电缆的日常维护和检查
电力电缆和其他主要电气设备一样,它运行中的绝缘状况会直接影响到供电系统的安全。对电缆进行日常维护和检测,可及时发现问题,保证其安全工作。
1、建立必要的电缆运行维护制度1)定期预防性实验制度
对运行中的高压电缆进行定期预防性实验,可以发现电缆的受潮、脏污、局部缺陷及缺陷的性质等情况,对实验中不合格的电缆进行及时的更换,电缆的绝缘是电缆运行状态的反映,作好绝缘的测量是十分必要的。但电缆的绝缘电阻与电缆的长度和测量时的温度有关,为便于比较,应换算成温度为20℃时每公里的阻值。电力电缆的绝缘电阻规定有明确的标准数值,铠装电缆每一缆芯对外皮的绝缘电阻一般不低于下列数值:
(1)额定电压1KV~3KV:粘性浸渍电缆或不滴流电缆,50MΩ;干绝缘电缆,100MΩ。(2)额定电压为6KV~10KV:粘性浸渍电缆或不滴流电缆,100MΩ;干绝缘电缆,200MΩ。
(3)井下千伏级以下的橡套、塑料电缆电路,其绝缘阻值不得小于1000乘以工作电压值(单位是Ω)。例如,电压为660V时,阻值为660000Ω,即0.66MΩ。
2)电缆的防护与裸铠装电缆的防腐制度
在对井下巷道进行整修、粉刷和冲洗作业时,必须对电缆线路进行保护,整修结束以后要重新将电缆悬挂好。
采煤,掘进工作面放炮时,应有防止崩坏电缆的措施。铠装电缆应定期进行涂防腐油,其周期可根据实际情况决定。
3)井下供应电缆审批制度
井下采掘工作面应预先作出供电设计,经程序审批后配给电缆与设备,安装完毕进行验收,合格后方可供电。对已拆除或不再使用的电缆要限期出井。
4)电缆的日常维护和定期巡视检查制度电缆的日常维护和定期巡视检查制度的主要内容有:
(1)定期检查电缆运行和悬挂情况。日常维护的专责人要每天检查一次,发现问题及时处理。
(2)线路及线路中的连接器(件)温度。例如,接线盒、辅助接地极,线路温度,专责人每班应检查一次。线路表皮的最高允许温度一般是:6KV,35℃~40℃;低压橡套电缆,50℃~55℃;连接器(件)接线处的温度也不得超过同级电压电缆。
(3)移动设备的电缆,应由移动设备专责人(移动设备的操作者)班班检查。掘进巷道或工作面附近电缆余下的部分,应呈“S”形悬挂,不准在带电的情况下盘圈。电缆应严防炮崩、其他外力冲击或用力拖拽。
(4)矿高、低压电缆管理专职人员,根据电缆管理要求实行全面管理,定期检查出的问题及时书面通知使用单位,并限期处理与复查。
(5)高压电缆的铠装层,若出现断裂、松动应及时绑扎,立井井筒的高压电缆应由两人同时进行检查维护。每月至少检查一次,如发现问题应及时组织或更换。
矿用UGSP高压双屏蔽电缆,分相绝缘和统包绝缘都加有屏蔽层。若电缆破损,将使屏蔽层和接地监视芯线接通,而使漏电闭锁和漏电保护动作跳闸或不能合闸。
五、矿用防爆电气设备
煤矿井下存在瓦斯,煤尘,为了防止瓦斯,煤尘发生爆炸事故,根据瓦斯,煤尘爆炸的基本条件,除完善和强化通风,减少瓦斯聚积和煤尘在空气中的含量(限制其浓度),还必须杜绝一切能点燃瓦斯煤尘爆炸的点火源和危险温度。电气设备正常起动、停止时开关触头或在事故状态下设备内部都会产生电火花、电弧和热表面,这都可以成为点燃井下瓦斯煤尘爆炸,点燃可燃物质引发电气火灾的点火源。因此,煤矿井下使用的电气设备大都要用防止电火花引爆瓦斯、煤尘造成群死群伤特重大事故的防爆电气设备。
(一)井下电气设备的选用
按“煤矿安全规程”444条规定,煤矿井下所用电气设备除低瓦斯矿井通风良好的矿井井底车场、总进风巷和主要进风巷可选用矿用一般型设备外,其余地点,特别是采掘工作面,煤(岩)与瓦斯突出矿井和瓦斯喷出区域等地必须选用矿用防爆型电器设备。
地面上的一般电气设备是不可以随便在矿井下使用的,就是工人用的矿灯,也必须使用经过安全检测鉴定,并取得煤矿矿用品安全标志的矿灯。
(二)矿用防爆型设备的类型和标志
1、按国际电工委员会规定。防爆类电气设备总标志是“Ex”。我国已采用这种标志代替以前汉语拼音的“KB”标志。
2、分类标志:
按国标GB3836-201*规定防爆电气设备分为十类:
1)、隔爆型电气设备:代号为“d“,能承受内部爆炸冲击力,又能防止爆炸产物穿出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性混合物。2)、增安型电气设备:代号为“e”,在正常状态下不产生火花、电弧、或可能点燃爆炸性混合物的高温的电器设备。
3)、本质安全型电气设备:代号为“i”,无论在正常状态下或规定的故障状态下,产生的电火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物。
4)、正压型电气设备:代号为“p”,新鲜空气或惰性气体充入密封的外壳内部,并保持一定的正压,以防止壳外的爆炸性混合物进入壳内的电器设备,达到防爆目的。
5)、充油型电气设备:代号为“o”,将可产生火花、电弧或危险高温的带电部件浸在绝缘油中,使其不能点燃油面以上的爆炸性混合物。
6)、充砂型电气设备:代号为“q”,外壳的充填砂粒材料,电弧火焰通过壳内砂粒窄缝时,电弧被拉长,变细和冷却,使壳壁、砂粒材料都不能产生危险高温的电器设备。
7)、无火花型电器设备:代号为“n”,在正常情况下,不会点燃周围爆炸性混合物,且一般不会有点燃作用故障的电气设备。
8)、浇封性电气设备:代号为“m”整台设备或其中部分浇封在浇封剂中,在正常运行和认可的过载或短路故障下,不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。
9)、气密型电气设备:代号为“h”,凡具有气密封外壳的电气设备。气密封外壳是用融化挤压或胶粘的方法进行密封的外壳。这种外壳能防止壳外气体进入壳内。
10)、特殊型电气设备:代号为“s”,采取其他防爆措施的电器设备。
所以矿用防爆电气设备的防爆标志是:矿用隔爆型防爆电气设备的防爆标志为ExdI;矿用本质安全型电气设备的防爆标志为ExibI(或ExiaI);矿用隔爆兼本质安全型电气设备的防爆标志为Exd[ib]I或(Exd[ia]I);矿用增安型防爆电气设备的防爆标志为ExeI;矿用增安兼本质安全型电气设备的防爆标志Exe[ib]I。
三、使用环境分类标志:
Ⅰ类:煤矿井下用防爆电气设备,主要针对甲烷(沼气)环境Ⅱ类:工厂用防爆电气设备,用于有爆炸性气体或可燃物的化工厂、石油炼制厂、舰船等。
煤矿常用的隔爆型电气设备必须在其外壳上铸(焊)明显的“EXdI”标志,不得脱落。
(三)隔爆原理
所谓隔爆,是指当电气设备外壳内部发生可燃性混合物爆炸时,绝不会引起壳外的可燃性混合物燃烧和爆炸。
隔爆型电气设备具有隔开爆炸的性能,主要在于它的外壳具有耐爆性和不传爆性两大特征。
1、外壳的耐爆性
当外壳内部可燃性气体混合物发生爆炸时,会产生很高温度和爆炸压力。在此高温高压爆炸混合物的作用下外壳不能出现严重变形和损坏,以防止内部的爆炸火焰冲出壳外,点燃外部的瓦斯煤尘引发爆炸。
对容积在2公升以上的隔爆外壳,必须能承受0.8Mpa试验压力。(兆帕、压强单位即百万帕斯卡,0.8Mpa相当于8公斤/厘米2的压强单位)。因此外壳一般都用铸钢、不含镁的合金铝以及工程塑料来制造。
2、外壳的不传爆性
内部爆炸产生的高温高压气体经过隔爆结合面(简称隔爆面)缝隙向外释放时,经与隔爆面紧密接触,而发生热传导降温,缓释降压。当其温度降至650℃以下时将不会点燃外部瓦斯煤尘爆炸,隔爆面的这种熄火降温和降压释放作用,保证了外壳的不传爆性,为此,隔爆面必须满足以下三个要求:
1)、宽度:隔爆面必须有一定的宽度,例如容积≥0.5升以上的隔爆面电气设备,其转盖式隔爆面宽度应大于或等于25毫米,保证内部爆炸的高温高压气体沿此通道外泄时,有足够长度的热传导降温路径。2)、间隙:隔爆接合面间隙不能超标,容积≥0.5升的隔爆电气设备,隔爆面间隙应≤0.5毫米,以保证内部爆炸的高温高压气体沿此通道外泄时与冷却的隔爆面紧密接触,提高熄火降温的效果,同时实现缓慢降压释放。日常检查是用塞尺,其每片上标有相应厚度插入隔爆面间隙以判定间隙是否超标。
3)、粗糙度:隔爆面必须保持一定的光洁度,现在用粗糙度这个指标来衡量,即表面粗糙度不大于,以保证内部爆炸产生的高3.2温高压气体沿此通道外泄时,与隔爆面是面接触而不是点接触。面接触的熄火降温效果要好得多。
(四)隔爆电气设备的维护和检测
“规程”452条规定:防爆电气设备入井前,应检查其“产品合格证”“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能,检查合格并签发合格证后方准入井。同时“规程”490条规定:使用中防爆电气设备的防爆性能检查每月进行一次。每日由分片负责电工检查一次外部。“规程”489条还规定:井下防爆电气设备的运行维护和修理,必须符合防爆性能的各项技术要求。防爆性能遭受破坏的电气设备,必须立即处理或更换,严禁继续使用。由此可见,煤矿井下使用的防爆电气设备要求是很严格的,为此我们要做到
1、防爆电气设备要轻抬轻放,严禁敲砸,要防止冒顶、片邦和放炮飞石砸坏防爆外壳。
2、检修开盖后,防爆面要向上放,严禁与岩石或其他物体接触:如果隔爆面上有宽度和深度超过0.5毫米且长度超过隔爆面宽度1/3的机械伤痕时,将判定设备失爆。
3、隔爆面要防锈蚀,可涂防锈油或进行磷化处理,条件不具备时,至少要均匀涂抹薄薄一层医用凡士林;但严禁涂刷油漆。若有轻微锈蚀,可用最细的零号砂纸或油石进行擦拭。处理后隔爆面间隙用塞尺测试时不能超过规定标准。
隔爆面局部出现砂眼和锈坑直径不大于1毫米,深度不超过2毫米,在15毫米宽度以上的隔爆面上每1厘米2面积上不超过2个,否则将判定该设备失爆。
4、隔爆电气设备不用的接线喇叭口一定要用实心橡胶密封圈和厚度2毫米与喇叭口等直径的圆形钢板封堵。钢板置于密封圈外面,直径与进线装置内径差要符合密封圈使用规定。
5、进出电缆线外径小于接线喇叭口内径时,一定要套上橡胶密封圈封堵。
(1)橡胶密封胶圈硬度在邵尔式硬度45~55之间,不能失去弹性。
(2)橡胶密封圈内径与电缆外径差应小于1毫米。橡胶密封圈外径与接线喇叭口内径之间间隙要求是:橡胶密封圈外径D小于20mm时,其间隙≤1.0mm,当20煤矿井下使用的隔爆型高压配电装置,俗称高压开关有多种型号,如PB型、8SN2型、EOD2型、SF6型等多种系列。其中前两种为国产,但PB系列已停止生产,新型的GBP系列已达30多个品种,它具有失压、过电压、过载、短路、选择性漏电及绝缘监视等保护功能,绝大部份采用真空断路器,其通过的极限峰值电流、最大闭合峰值电流,额定断开电流等参数均比已淘汰的产品明显提高,是煤矿普遍选用、性能优良的高压配电装置。
现以BPG26型高压开关为例简介如下:
BPG26型高压开关是隔爆并安全火花型配电装置,适用于有瓦斯煤尘爆炸危险的场所,可作高压配电、控制使用。其断路器采用真空管式断路器,不必维修,更换简单,整体体积小和重量轻,是一种理想的新型开关。
1、BPG26型高压开关的主要技术参数
表51BPG26型高压开关的主要技术参数
额定工作电压最高工作电压额定电流额定开断电流额定断流容量4s热稳定电流断路器开断额定负载次数6KV6.9KV5A、100A、200A、300A、400A9.6KA100MVA9.6KA10000次分闸时间通过极限峰值电流<0.05s25KA2、结构及其特征和电气保护装置BPG26型配电箱结构如图51所示。
1)、安全闭锁装置BG26型高压开关,在断路器、隔离开关和外壳门之间设有安全闭锁,其作用是:
(1)隔离开关分闸时,外壳门拆下螺钉后也不能打开。外壳门打开后,隔离开关不能分闸。只有当外壳门关闭好后,隔离开关才能分闸。
(2)断路器分闸后,隔离开关不能分断负荷电流,只有当断路器断开后,隔离
开关才能分断;反之,只有先合上隔离开关,断路器才能合闸。2)、真空断路器
真空断路器的结构如图52所示,它是一种手动储能弹簧分闸机构。分部操作时,将操作手柄按顺时针方向旋转,压缩储能弹簧,当接近分部闸位置时,分闸弹簧能量释放,使断路器快速分闸。断路器的人工分闸与保护分闸有下列形式:
(1)人工分闸。将操作手柄按逆时针方向转约20°~30°,操作机构脱扣分闸。
(2)过电流保护动作分闸。过流或短路时,过流继电器输出动作信号,使机构下部的电磁铁断电,实现断路器分闸。
(3)欠电压保护动作分闸。当线路电压降低到额定值的35%~65%时,装在机构下部的欠电压脱扣器动作,使断路器分闸。
(4)漏电及监视保护动作分闸。在线路出现漏电及监视回路断线或地线短路时,漏电及监视保护装置的动作信号切断分闸电磁铁的电源,使断路器分闸。
3)真空管及其特点
真空管的结构如图53所示。
高压真空管有一个严密的玻璃外壳,壳内装有屏蔽罩,圆盘形的动、静触头经导电杆的连接置于屏蔽罩内,静触头固定不动,动触头的密封用波纹管来解决。动触头运动时,波纹伸缩,并且波纹管外部罩有屏蔽罩。
真空管的玻壳内形成了真空灭弧室,室内的屏蔽罩具有吸收金属蒸气的作用,以防止其凝结在绝缘外壳上,降低真空间隙的绝缘强度。因此,采取这种结构以后,有助于保持真空间隙的绝缘强度,提高灭弧能力。真空断路器具有以下特点:
(1)断路器在密封的容器中熄弧,电弧和高温的金属蒸气不会泄漏,触头部分也不会因潮气、灰尘和有害气体的影响而降低其性能。
(2)断路器熄弧时间短、弧压低、电弧能量小、触头损耗小,在规定开断次数内,基本不需要维修和更换。
(3)分合闸操作动作声音小,无噪声。
(4)断路器断流能力强。但在分断小电感电流时易产生较高的过电压。因此,为提高BPG型高压配电装置的适应性,在其装置内加有阻容吸引或压敏电阻保护装置,以防止过电压。
3、电气保护装置
BPG26型高压配电装置的保护功能有以下四种:(1)过电压保护,由过电压保护装置实现。
(2)漏电保护和绝缘监视保护,采用BLD2型电子线路和实现漏电及监视。
(3)欠电压保护,电T14型欠电压脱扣器实现。(4)反时限过电流保护和短路速断保护,由BL140型电子过流继电器实现。
现在井下推广使用的高压防爆真空开关,除上面提到的BPG26以外,还有BGP436、BGP4465和BGP9L6等型号,而多油式的PB26、PB36GA等正逐渐淘汰。
(六)KBSGZY矿用隔爆型移动变电站1、使用环境条件1)、海拔不高过1000m;
2)、环境气温最高气温:+40℃;
最高日平均气温:+30℃;最高年平均气温:+20℃;最低气温:-5℃;
3)、空气相对湿度不超过95%(+25℃时);
4)、在有甲烷混合气体和煤尘,且有爆炸危险的矿井中;5)、无强烈颠簸、震动和与垂直面的倾斜度不超过15°的环境;
6)、无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸汽;7)、无滴水的地方;
8)、电源的波形近似于正弦波;9)、三相电源电压近似对称。2、型号的组成及其代表意义1)、移动变电站
KBSGZY□─□/□
电压等级(KV)额定容量(KVA)设计序号移动变电站组合式干式三相隔爆矿用注:矿用隔爆型干式变压器型号为KBSG,其含义相同。
2)、高压配电装置
PBG1─额定电压设计序号高压隔爆型配电装置
3)、低压侧保护箱XBD1─□/□
额定电压(KV)额定电流(A)设计序号低压侧隔爆型保护箱图5-4移动式变电站外形图
4)、保护箱安装
变压器内部六芯信号线的布线:(见图5-4)3、结构特征及工作原理1)整体结构
KBSGZY矿用隔爆型移动变电站由矿用隔爆型高压开关、矿用隔爆型干式变压器、矿用隔爆型低压开关组成,干式变压器与高、低压开关用螺栓连接。当拆下高、低压开关,分别装上高、低压电缆出线盒,可组成KBSG矿用隔爆型干式变压器使用。KBSG矿用隔爆型干式变压器由箱壳、箱盖、铁芯装配、绝缘装配、高压引线、低压引线及铁路轨道用小车等组成。
(1)、变压器箱壳有两种结构。一种为顶开盖的隔爆型结构,用于800KVA及以上产品,箱壳两侧为波纹钢板,箱底采用厚钢板,高、低压出线盒均焊于箱壳两端。另一种为两端开盖的隔爆型结构,用于630KVA及以下产品,箱壳两侧为波纹钢板,顶部及底部为弧形钢板,顶部高、低压侧均设有接线法兰。两种箱壳上均有两个大吊拌,供变压器整体起吊之用;箱壳两端焊有接地螺栓及接地标志,供连接外接地线之用。
(2)、顶开盖的隔爆型结构,顶部为一个弧形箱盖,在箱盖上设有四个小吊拌,用于箱盖拆卸时的起吊,箱盖高压侧设有分接法兰。两端开盖的隔爆形结构,两端各装有一个箱盖,在每个箱盖上有两个小吊拌,用于箱盖拆卸时的起吊,高、低压出线盒分别焊于两个箱盖上。
(3)、高、低压开关或高、低压电缆出线盒分别装于箱壳两端,变压器内部有高低压连锁线及温度控制线分别与高、低压开关连接;温度控制采用PT100铂电阻或温度继电器,当变压器内温度过高时,发出超温型号。
(4)、变压器铁芯装配由铁芯、夹件、绝缘件等组成。铁芯采用优质30Q130或30Q120冷轧取向硅钢片、多级步进式全斜接缝叠片结构,以降低空载损耗和空载电流;铁芯片切口涂防锈液,铁芯柱及下铁轭表面涂耐高温防锈防潮漆。夹件采用槽钢,上下拉紧采用拉螺杆结构,并采取措施防止铁芯和夹件产生相对位移,以免影响产品质量。铁芯绝缘件采用国产优质H级绝缘材料。
(5)、变压器绝缘装配包括主纵绝缘、高低压线圈、线圈压紧等结构。主纵绝缘采用国产优质H级绝缘材料;高低压线圈采用紧绕工艺,提高了线圈的机械强度;高低压线圈采用C级绝缘的Nomex纸包无氧铜导线,Nomex纸与空气的介电常数非常接近,线圈周围的电场均匀,局部放电小。线圈紧压采用压钉和瓷压块结构,并采取措施防止松动。
(6)、高压引线采用电缆引出,低压引线采用电缆或铜母线引出,爬电距离及空气间隙大于GB3836.3─201*中有关规定,在正常运行条件下不会产生火花、电弧和危险温度,使用安全可靠。
2.工作原理
1)、变压器工作原理
变压器是利用电磁感应作用工作的,它的结构原理是:两个(或两个以上)互相绝缘的线圈套在一个共同的铁芯柱上(三相变压器由三个铁芯柱组成),它们之间有磁的偶合,但没有电的直接联系。当高压通以工频三相额定电压,线圈中电流在铁芯中产生交变磁场,其频率和外施电压的频率一样,根据电磁感应定律,交变磁场在高、低压线圈中感应出同频率电势,低压线圈中有了电势,便可向负载供电。
2)、高压开关工作原理
①电气原理(参见图5-3和附录5-1)
当6KV电源接入入线腔后,通过隔离开关的分合可控制高压电压互感器(PT)及断路器上触头的得电与失电,操作隔离开关必须首先按下闭锁按纽以防止断路器未分断时带电拉开;同时断路器处于合闸位置时,自身也具有与隔离开关的机械闭锁。
电压互感器(PT)二次输出AC100V作为综合保护及断路器分合驱动的工作电源,电源失压时,断路器交流电磁铁处于释放状态,从而闭锁断路器不能合闸。当配电装置投入运行后,配用的GZBY作为综合保护装置对配电装置的线路电压、电流、分合状态进行动态监控及显示,对系统的过载、短路、断相、漏电、绝缘监视、过压、欠压等故障以及低压侧反馈来的故障,通过驱动断路器上的脱扣器动作实现保护。
通过配电型硅橡胶氧化锌压敏电阻实现对真空断路器的操作过电压保护,同时消除了普通压敏电阻的爆炸隐患。
图5-5高压开关工作原理
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