煤礦機電設備

（講義）

職教中心

謝萬安

2008.9.4

本課程的特點：煤礦采煤專業(yè)具有所學課程種類多,

覆蓋面大的特點，機電內(nèi)容更是包含到煤礦生產(chǎn)的方

方面面。設備種類繁多工作原理牽連到許多相關學科,

學習上有一定難度，但大家來自現(xiàn)場、對生產(chǎn)設備有

一定了解可幫助大家學習。由于課時少內(nèi)容多對一些

內(nèi)容只能作介紹性簡介。希望大家加強預習，一加快

學習和理解。

本課程的內(nèi)容包括：煤礦電器設備和煤礦機械設備

兩大部分。

第一章礦山供電與礦用電氣設備概述

第一節(jié)煤礦企業(yè)對供電的要求

一、煤礦生產(chǎn)的環(huán)境

煤礦生產(chǎn)主要是地下開采,礦井的一些主要用電設

備,如煤礦副井的提升機、向井下供風的主通風機、井

下的主排水泵等,它們不但用電量大,而且不允許中斷

供電。因為一旦中斷供電，不僅會造成減產(chǎn)，還可能引

起人身傷亡和設備損壞的重大事故,嚴重時可能會毀

壞整個礦井。

煤礦井下生產(chǎn)場地狹小，而且又有頂板壓力的作

用，常有冒頂、片幫等現(xiàn)象發(fā)生，容易砸壞設備;有淋

水、滴水現(xiàn)象，空氣潮濕，使電氣設備受潮，侵蝕電氣設

備的金屬部件和絕緣材料。隨著采掘工作面的向前推

進，電網(wǎng)和電氣設備也需經(jīng)常移動，使電纜和電氣設備

容易受到機械損傷。

煤礦井下空氣中有瓦斯、煤塵等可燃、易爆性混合

物。當遇到地質(zhì)條件的變化（如煤巖）層硬度不均勻、

有夾肝等,采掘機械經(jīng)常有沖擊負荷,所以負荷變化大,

易引起設備過載。

二、煤礦企業(yè)對供電有如下要求。

由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境的特殊性,對供電有如下要求。

（一）、供電可靠

（二）、供電安全

（三）、供電質(zhì)量

（四）、供電經(jīng)濟

三、電力負荷的分類

電力負荷是決定電力系統(tǒng)規(guī)劃、設計、運行以及

發(fā)電、送電、變電布局的主要依據(jù)。根據(jù)對供電可靠

性要求的不同，礦山電力負荷可分成以下三類。

（一）一類負荷（一級負荷）

凡因突然中斷供電可能造成人身傷亡或重大設備

損壞,給國民經(jīng)濟造成重大損失的或在政治上產(chǎn)生不

良影響的負荷，均屬一類負荷。例如，煤礦主通風機、

主副井提升機、主水泵、井上及井下中央變電所、礦

區(qū)醫(yī)院的手術(shù)室等用戶。對這類負荷應有兩個獨立電

源供電,對有特殊要求的一類負荷,兩個獨立電源應來

自不同地點，以保證供電的絕對可靠。

（二）二類負荷（二級負荷）

凡因突然停電造成大量減產(chǎn)和較大經(jīng)濟損失的

負荷,為二類負荷。例如壓風機、采區(qū)變電所、露天礦

變電所等都屬于這類負荷。對二類負荷供電,是否需要

備用電源,應根據(jù)企業(yè)規(guī)模和技術(shù)經(jīng)濟指標決定。對于

中小型煤礦的二類負荷一般由專用線路供電，但需在

倉庫里儲備一套設備，以備故障時臨時更換；對于大

型煤礦則需要備用電源。

（三）三類負荷（三級負荷）

三類負荷是指除一類、二類負荷外的其他負荷。

例如輔助車間的用電及公用事業(yè)用電設備等都屬于這

類負荷。對三類負荷一般采用單一回路供電方式，對

這類負荷不需要備用電源。

四、供電電壓等級

電氣設備都是按照一定的標準電壓設計和制造的,

這個標準電壓稱為電氣設備的額定電壓。

為了便于批量生產(chǎn)和統(tǒng)一供電,國家規(guī)定了標準

的額定電壓等級。

煤礦企業(yè)供電電壓的選擇,取決于企業(yè)附近電源

電壓、用電設備容量、電壓及供電距離,應通過技術(shù)經(jīng)

濟比較確定。我國煤礦企業(yè)通常使用的電壓等級及用

途見表O

第二節(jié)礦山供電系統(tǒng)

一、礦山供電電源

煤礦用電來自電力系統(tǒng)或礦區(qū)發(fā)電廠。

所謂電力系統(tǒng),是指由發(fā)電廠發(fā)電機、輸電線路及

升壓或降壓變壓器所組成的整體。

圖1-1所示是一個用于煤礦供電的典型電力系統(tǒng)。

發(fā)電廠是把其他形式能量轉(zhuǎn)換成電能的場所。常

根據(jù)所用能源的不同，將發(fā)電廠加以分類。例如:使用

熱力作動力的，稱為火力發(fā)電廠;使用水力作動力的，

稱為水力發(fā)電廠等等。

在發(fā)電廠中，由發(fā)電機產(chǎn)生的電能電壓較低（10

kV或20KV）,它除供給附近用戶直接使用外,必須先經(jīng)

升壓變壓器轉(zhuǎn)換成高壓,才能送至外界的高壓電力網(wǎng)。

變電所是匯集電能、變換電壓的中間環(huán)節(jié)，它由

各種電力變壓器和配電設備組成。不含電力變壓器的

變電所稱為配電所。

礦山供、配電系統(tǒng)中的礦區(qū)變電所屬于地區(qū)變電

所，它接受樞紐（或區(qū)域）變電所送來的llOkV電能，將

之降為35kV后送至礦山地面變電所。礦山地面變電所

多屬終端或穿越變電所,它將電壓降為6?10kV后，向

額定電壓為6?10kV及以下的用電設備供電。

電力網(wǎng)主要由各種變電所及各種等級的電力線路

組成，是電力系統(tǒng)的重要組成部分,擔負著送電、變換

和分配電能的任務。

一般根據(jù)電壓等級的高低,將電力網(wǎng)分成低壓、高

壓、超高壓和特高壓幾種。電壓在lkV以下的電力網(wǎng)為

低壓電網(wǎng);3kV?330kV的電力網(wǎng)為高壓電網(wǎng);330kV?

lOOOkV的電力網(wǎng)為超高壓電網(wǎng)；lOOOkV以上的為特高

壓電網(wǎng)。

二、礦山供電系統(tǒng)

礦山供電系統(tǒng)是由煤礦內(nèi)各級變電所的變壓器、

配電裝置、電力線路以及用戶按照一定的方式互相連

接起來的一個整體。礦井供電方式取決于礦區(qū)范圍、

采用的機械化方式、礦層結(jié)構(gòu)、采煤方法、礦層埋藏

深淺、井下涌水量大小等因素。目前主要有深井、淺

井、平洞三種典型供電方式，下面分述它們的構(gòu)成和特

點。

（一）深井供電系統(tǒng)

對于礦層埋藏深、傾角小、采用立井和斜井開拓、

生產(chǎn)能力大的礦井，多采用如圖1-2所示的供電系

統(tǒng)，它屬于深井供電系統(tǒng)。

（二）淺井供電系統(tǒng)

對礦井煤層埋藏不深（距地表100~200in）,且涌

水量不大,而采區(qū)又離井底車場較遠時，出于經(jīng)濟和運

行方便的考慮,井下電力設備多用低壓供電,此時多采

用借助鉆孔或輔助風井將電能送至井下的淺井供電系

統(tǒng)，如圖1-3所示。

（三）平洞開采的供電系統(tǒng)

當?shù)V層埋藏較淺（100m以內(nèi)）、分布范圍較廣時，

往往采用平洞開采的供電系統(tǒng)。此時，對于其深部的

用電設備，可利用在小風井、斜井或鉆孔附近設置的地

面變電亭提供低壓電能。當需要向平嗣提供直流電時,

可先經(jīng)地面變電所整流，再用電纜下送。至于對平洞開

拓且井深在1501n的用電設備供電,其系統(tǒng)則與深井供

電系統(tǒng)相同,此時往往在盲井口附近沒立一個地面主

變（配）電所,其各道（段）是否設置井下變（配）電所，

需視具體情況而定。

礦山供電究竟采用哪種供電方式,應根據(jù)礦井的

具體情況經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟比較后確定。

三、礦井各級變電所及配電點

（-）煤礦地面變電所

礦山地面變電所是全礦供電的樞紐,擔負著受

電、變電、配電以及測量、保護和對主要電氣設備工

作狀態(tài)監(jiān)視等任務。圖13中的上面一部分是一個典型

的礦山地面供電系統(tǒng)圖。

礦山企業(yè)屬于一類用戶,為了保證供電的可靠性，

每個礦山必須具有兩個獨立的電源。根據(jù)具體情況，兩

個獨立電源可采用平行雙回路供電或環(huán)形供電，也可

采用其他具有備用電源的專用線供電方式。

礦山地面變電所一般設有兩臺主變壓器,分別經(jīng)

高壓開關與相應的一次母線段相連接,以保證礦山重

要用電負荷的雙電源供電。主變壓器將電壓降為6（10）

kV后,分別經(jīng)高壓開關與變電所相應的二次母線段相

連接,然后通過接于各個母線段上的成套高壓開關設

備將電能分配到地面各高壓用戶和井下中央變電所。

此外,為了防止雷電入侵對電氣設備的危害,各段

母線均裝有避雷器;為了提高功率因數(shù),在兩段6（10）

kV母線上分別裝有并聯(lián)電容器組;為了測量、保護和監(jiān)

視電力系統(tǒng)運行情況,在變壓器的兩段母線上均裝有

電壓互感器;為了限制井下短路電流,下井電纜應串接

電抗器。

（二）井下變（配）電所

井下中央變電所是井下供電的樞紐，它擔負著

向井下供電的重要任務，其主結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。

井下變（配）電所的位置應盡量靠近負荷中心，

并根據(jù)通風良好、交通方便、進出線易于敷設、頂?shù)?/p>

板條件及保安煤柱的位置等因素綜合考慮。根據(jù)現(xiàn)行

開采方法，一般設在靠副井的井底車場范圍內(nèi)。

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，對井下中央變電

所和主排水泵房的供電線路，不得少于兩個回路，

當任一回路停止供電時，另一回路應能擔負礦井全

部負荷。所以，為了保證井下供電的可靠性，由地

面變電所引自中央變電所的電纜數(shù)目至少應有兩條，

并分別引自地面變電所的兩段6(10)kV母線上。

水泵是井下中央變電所的重要負荷，應保證其

供電絕對可靠，由于水泵總數(shù)中已包括備用水泵，

因此每臺水泵可用一條專用電纜供電。

水泵、采區(qū)用電、向電機車供電的硅整流裝置的

整流變壓器、低壓動力和照明用的配電變壓器，應分

散接在各段母線上，防止由于母線故障降低供電的

可靠性和造成大范圍停電，影響安全和生產(chǎn)。

(三)采區(qū)變電所

采區(qū)變電所是采區(qū)供電的中心,其任務是將井下

中央變電所送來的高壓6(10)kV經(jīng)高壓防爆配電箱，

由礦用變壓器變?yōu)?60V(或380V)后,分配或直接

配給采掘工作面配電點或用電設備,這是一種傳統(tǒng)的

采區(qū)供電方式,即采區(qū)變電所一工作面配電點方式，

如圖1-5所示。

另外,隨著綜合機械化采煤工作面的大量出現(xiàn)單

機容量和設備的總?cè)萘慷己艽螅浠夭伤俣扔挚欤?/p>

仍采用傳統(tǒng)的采區(qū)供電方式,既不經(jīng)濟,又不易保證供

電質(zhì)量。因此必須采用移動變電站供電，以縮短低壓供

電距離,使高壓深入負荷中心,將綜采工作面供電電壓

提高到1140V,以利于保證供電的經(jīng)濟性和供電質(zhì)量。

目前我國高產(chǎn)高效工作面使用的設備,其額定電壓已

達3300V。這種采區(qū)供電方式為:采區(qū)變電所一移動變

電站f工作面配電點。

第三節(jié)礦用電氣設備概述

礦用電氣設備是指煤礦井下所使用的電氣設備。

由于煤礦井下的工作條件與地面有很大差別，因而對

礦用電氣設備的結(jié)構(gòu)有特殊要求。根據(jù)其結(jié)構(gòu)與使用

場所的不同,對礦用電氣設備進行分類。

一、對礦用電氣設備的結(jié)構(gòu)要求

(1)由于煤礦井下的空氣中含有瓦斯氣體和煤塵，在

一定條件下有爆炸的危險,所以礦用電氣設備必須具

有防爆性能。

(2)井下巷道、胴室和工作面空間狹小，為節(jié)省洞室

建筑費用且搬遷設備方便,要求礦用電氣設備體積小,

重量輕。

(3)井下存在冒頂、片幫、滴水及淋水等現(xiàn)象，所以

礦用電氣設備的外殼要有足夠的機械強度和較好的防

潮、防銹性能。

(4)井下電氣設備工作任務繁重，起動頻繁，負載變

化較大,設備易過載,因此要求礦用電氣設備應有較大

的過載能力。

(5)井下空氣潮濕,易觸電,故礦用電氣設備外殼應封

閉良好，有機械、電氣閉鎖及專用接地螺絲;對煤電

鉆、照明信號及控制電器采用127V及36V低壓，以防觸

電。

二、防爆原理

為了滿足礦用電氣設備的防爆性能,常采用如下

三種措施。

(-)隔爆外殼

隔爆型電氣設備必須具有隔爆外殼,即當殼內(nèi)發(fā)

生爆炸時,絕不會引起殼外的可燃性混合物燃燒和爆

炸,同時外殼也不會破裂或變形,即外殼必須具有耐爆

和隔爆性能。

(二)本質(zhì)安全型電路

本質(zhì)安全型電路簡稱本安型電路(亦稱安全火花

型電路)。它是指電路系統(tǒng)或設備在正常工作或在規(guī)定

的故障狀態(tài)下,產(chǎn)生的火花和火花效應均不能點燃瓦

斯和煤塵。實驗證明，當瓦斯在空氣中的濃度為

8.2%~8.5%時,最容易發(fā)生爆炸,其所需要的最小能量

為0.28mJ以下。因此恰當選擇電路參數(shù)或采取一定的

保護措施,把火花能量限制在0.28mJ以下,它就不會引

起瓦斯爆炸。

電火花分為電阻性、電容性和電感性三種。電路

開關在開、合過程中或發(fā)生短路時，均能產(chǎn)生電火花，

其能量大小取決于電源電壓和回路阻抗。對純電阻電

路,火花的能量取決于電壓和電流;對電感電路主要取

決于電流和電感;對電容電路主要取決于電壓和電

容。電火花能量是決定能否點燃瓦斯的主要參數(shù),因此

在設計本質(zhì)安全型電路時，必須限制電火花能量。其方

法主要有：

(1)合理選擇電氣元件,盡量降低電源電壓；

(2)增大電路中的電阻或利用導線電阻來限制電路中

的故障電流；

(3)采取消能措施，消耗或衰減電感元件或電容元件

中的能量。

（三）超前切斷電源和采用快速斷電系統(tǒng)

當電氣設備出現(xiàn)故障時,在可能點燃瓦斯之前，

利用自動斷電裝置將電源切斷。這種方法已用于礦用

照明燈、礦用屏蔽電纜和放炮器。現(xiàn)以屏蔽電纜為例

說明其工作原理。礦用屏蔽電纜與檢漏繼電器配合使

用，可做到超前切斷電源。當屏蔽電纜受到機械損傷時,

相間絕緣被破壞，電纜芯線首先與屏蔽層接觸造成漏

電,檢漏繼電器動作使饋電開關跳閘。這樣，在電纜內(nèi)

部還未形成短路故障之前即可切斷電源。

快速斷電系統(tǒng)的工作原理是，電火花點燃瓦斯和

煤塵需要一定的時間,其時間的長短因電路參數(shù)和故

障原因不同而異,但最短不少于51nso如果故障切斷時

間少于5ms,則無論電纜受何損傷,其電火花均不能點

燃瓦斯和煤塵。一般快速斷電系統(tǒng)的切斷時間為

2.5~3s。

三、礦用電氣設備的類型

防爆電氣設備分為兩類。I類:煤礦井下用電氣設

備,即礦用防爆型；n類:除礦井以外的場合使用的電

氣設備,即礦用一般型。

(一)礦用一般型

礦用一般型電氣設備的標志符號為“KY”，它與普

通的設備相比有以下特點：

(1)外殼機械強度較高，防滴防濺；

(2)絕緣材料耐潮性好；

(3)引人電纜的接線端子有一定的空氣間隙和漏電距

離的要求；

(4)接線盒的內(nèi)壁和可能產(chǎn)生火花的金屬外殼內(nèi)壁應

均勻地涂上一層耐弧漆。礦用一般型電氣設備是非防

爆設備,只能用于無瓦斯和煤塵爆炸危險的場所。

(二)礦用防爆型

礦用防爆型電氣設備的外殼上和銘牌上都標有

“Ex”標志。它分以下幾種：

(1)增安型電氣設備(Exel)。增安型設備在正常運行

時不會產(chǎn)生電弧、火花或可能點吁爆炸性混合物的高

溫,它不采用隔爆外殼,只是采取適當措施(包括加強

絕緣、增大電氣間隙和漏電距離)，以提高安全程度。

其標志符號為飛”。

(2)防爆型電氣設備(Exdl)。防爆型電氣設備是具有

防爆外殼的電氣設備，標志符號為“d”。這種設備將

可能產(chǎn)生電火花和電弧的元件放在外殼中,使其與外

界環(huán)境隔離。

(3)本質(zhì)安全型電氣設備(Exial或ExibI)。本質(zhì)安全

型電氣設備的全部電路均為本質(zhì)安全電路,即在規(guī)定

的試驗條件下,正常工作或在規(guī)定的故障條件下,所產(chǎn)

生的電火花和熱效應均不能點燃規(guī)定的爆炸性混合物

的電路。其標志符號為“i”(本安型又分a和b兩個

等級,a等級的安全程度高于b級)o

(4)隔爆兼本質(zhì)安全型電氣設備(Exdial或xdibl)。這

種設備是隔爆型與本安型的組合,它的非本安電路部

分置于隔爆外殼中。其標志符號為“di”O(jiān)

(5)充砂型電氣設備(Exql)。充砂型電氣設備的外殼

內(nèi)充填砂粒材料,使其在規(guī)定的使用條件下,殼內(nèi)產(chǎn)生

的電弧使外殼壁或砂粒材料的表面過熱,但均不能點

燃周圍的爆炸性混合物,其標志符號為“q”。

(6)正壓型電氣設備(Expl)。這是一種具有正壓外殼

的電氣設備,即將新鮮的空氣或惰性氣體充入密封的

電氣設備的外殼內(nèi)部,保持一定的正壓力，以阻止電氣

設備外部爆炸性混合物侵入外殼內(nèi)部,使點火源與周

圍的爆炸性混合物相隔離，以達到防爆的目的。其標志

符號為“P"o

此外,礦用防爆設備的類型還包括礦用充油型電

氣設備(Exol)、礦用無火花型電氣設備(Exnl)、礦用

澆封型電氣設備(Exml)等。

四、礦用電器設備的選用

在井下選用電氣設備的類型時，應嚴格按照《煤

礦安全規(guī)程》的有關規(guī)定選擇，各類礦用電氣設備的

使用場所見表1-5。

第二章變壓器

變壓器是電力系統(tǒng)中的一種靜止電器,它可以將

一種等級電壓變換為同頻率的另一種等級電壓,此外,

它還具有耦合電路、傳遞信號、實現(xiàn)阻抗匹配等作用,

它是電力系統(tǒng)中的重要設備。

第一節(jié)變壓器的分類和型號編制

一、變壓器的分類及用途

變壓器應用廣泛,種類繁多,從技術(shù)管理和物資管

理的角度,一般可將變壓器分為電力變壓器和特種變

壓器兩大類。

(-)電力變壓器

1.電力變壓器的用途

電力變壓器有升壓和降壓兩種,在電力系統(tǒng)中，

它的主要用途如下：

(1)在電力系統(tǒng)遠距離輸電時,當輸送的功率和負載

的功率因數(shù)一定時，電壓越高,線路的電流越小,這不

但可以減小輸電線的截面積,節(jié)省材料,而且還可以減

少線路上的功率損耗。因此，在遠距離輸電時必須利用

變壓器將電壓升高。

(2)當電能輸送到用電區(qū)后，為了合理地分配及安全

地使用電能,又必須用降壓變壓器將電壓降低后分配

給各用戶,使用戶得到他們所需要的額定電壓。

(3)電力變壓器還可以作為聯(lián)絡變壓器用，即將兩個

或多個電壓不同的電網(wǎng)連接在一起。

2.電力變壓器的分類

(1)按變壓器的用途分，有升壓變壓器、降壓變壓器、

配電變壓器、聯(lián)絡變壓器、發(fā)電廠自用變壓器等。

(2)按變壓器的結(jié)構(gòu)分，有自藕變壓器、雙繞組變壓器

和三繞組變壓器。

(3)按變壓器額定容量的大小分,有額定容量小于或

等于630kVA的小型變壓器，額定容量在

800KVA"6300kVA的中型變壓器，額定容量在

8000KVA~63000KVA的大型變壓器，額定容量在

90000KVA以上的特大型變壓器。

此外，變壓器還可以按其相數(shù)、冷卻方式、繞組使

用的導線材料及變壓器的調(diào)壓方式等進行分類。

（二）特種變壓器

特種變壓器是具有專門用途、用于特殊場合或與

其他產(chǎn)品配套的變壓器。其產(chǎn)品有礦用變壓器、整流

變壓器、試驗變壓器、電爐變壓器、船用變壓器、中

頻變壓器和大電流變壓器等。煤礦常用的特種變壓器

主要有礦用變壓器和整流變壓器兩種。

礦用變壓器是專供礦井降壓用的變壓器。我國生

產(chǎn)的礦用變壓器分為礦用一般型和礦用隔爆型兩種。

礦用一般型變壓器主要用于礦井低壓動力供電,所以

也稱為礦用動力變壓器;礦用隔爆型變壓器專供綜采、

綜掘、井下照明、信號及工作面電鉆用電。

二、變壓器的型號編制

根據(jù)國家標準GB1094-85規(guī)定，變壓器型號的基

本組成分為四部分。

第二節(jié)變壓器的額定技術(shù)參數(shù)及

煤礦常用變壓器

一、變壓器的銘牌數(shù)據(jù)

為使變壓器能正常安全地運行，制造廠家將它的

額定值標明在銘牌上。用戶必須清楚地了解銘牌上各

項內(nèi)容的含義,才能正確地選擇和使用變壓器。

（一）額定電壓（U1N/U2N）

變壓器在額定運行情況下,根據(jù)變壓器的絕緣強

度和允許溫升所規(guī)定的原繞組上應加電源電壓值叫原

邊的額定電壓,用U1N表示。當原邊加額定電壓而副邊開

路時的副邊電壓叫做副邊的額定電壓,用U2N表示。對于

三相變壓器U1N、U2N是指線電壓，單位為伏（V）o

（二）額定電流（I1N/I2N）

變壓器在額定運行條件下，原、副繞組允許長時間

通過的工作電流叫做額定電流。對于三相變壓器指的

是線電流,分別用I1N、I2N表示,單位為安（A）。

（三）額定容量（SN）

因為變壓器運行時,功率因數(shù)由負載決定,因此變

壓器用額定視在功率表示其額定容量,單位為kVAo

SN單二UINIiN/1000（kVA）

SN三=。3UINIiN/1000（kVA）

（四）阻抗電壓（U15）

阻抗電壓又稱短路電壓,它是反映變壓器內(nèi)部阻

抗大小的一個量。將變壓器的副繞組短接后,在變壓器

的原繞組加電壓,當原繞組中的電流達到額定電流時，

在原繞組上所加的電壓值稱為短路電壓,用Uis表示，

一般都用它與額定電壓UIN之比的百分數(shù)表示,Uis%二

Uls/UlNX100%o

（五）變壓器的連接組

變壓器連接組是表示變壓器各相繞組的連接方法

和電動勢相量關系的符號。根據(jù)國標GB1094-85《電力

變壓器》規(guī)定,當三相繞組或三個相同電壓單相變壓器

的繞組可連接成星形、三角形、曲折形時，高壓繞組

分別用大寫字母Y、D、Z表示，低壓繞組分別用y、d、z

表示，有中性點引出時則用YN、ZN和y及zn表示。自藕

變壓器有公共部分的兩繞組中額定電壓較低的一個用

a表示。

不同側(cè)繞組間線電壓相量有相位差,用時鐘序數(shù)

表示。高壓繞組的線電壓相量應取指定分針零點位置,

中、低壓繞組對應線電壓相量所指的小時數(shù)就是連接

組標號。連接組標號乘以30。就是高壓繞組線電壓相

量超前低壓繞組線電壓相量的相位。對于單相變壓器,

其連接組標號只有兩種：（I,I0）,0為其時鐘序數(shù),即一

次、二次電壓同相；（1,16）,6為其時鐘序數(shù)，即一次、

二次電壓相量反向。

（六）溫升

變壓器在額定狀態(tài)下運行時,指定部位的溫度與

周圍環(huán)境溫度之差叫做溫升。我國規(guī)定標準環(huán)境溫度

為40℃。溫升由絕緣材料的絕緣等級決定。

三、煤礦常用變壓器

(一)電力變壓器

目前煤礦地面使用的電力變壓器均為低損耗電力

變壓器，型號有S7、SL7、S8、S9、S11。這類變壓器的

繞組有銅線和鋁線兩種，由于其節(jié)能效果好,故得到了

普遍使用。

S系列低損耗電力變壓器,是全國統(tǒng)一設計的新

型低損耗節(jié)能產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的電力變壓器基本

相同，但有如下特點：

(1)鐵心：鐵心選用高導磁晶粒取向冷軋硅鋼片。鐵

心為心式鐵心,且為全斜接縫疊積式,其鐵心柱為多級

階梯的圓截面,鐵軟與鐵心為等截面。

(2)繞組：采用瓦楞油道，不浸漆工藝，環(huán)氧帶綁扎;繞

組均為同心式線圈。根據(jù)容量結(jié)構(gòu)的需要，高、低壓繞

組可用圓筒式線圈、螺旋式線圈或連續(xù)式線圈結(jié)構(gòu)。

高壓繞組具有對應分接電壓要求的抽頭引至分接開關

上,開關安裝在箱蓋上,且需切斷電源后方可變換分接

電壓。

(3)安全保護裝置。根據(jù)變壓器容量的不同裝有氣體

繼電器(防爆口)或壓力釋放裝置。

(4)油保護裝置。變壓器均裝有儲油柜,其一端裝有油

位計,表示變壓器投入運行時,相當于油溫為-30℃、

20℃、40℃三個油面標志;變壓器(帶充氮保護的除外)

儲油柜上應加裝帶油封的吸濕器。

(5)油溫測量裝置。變壓器裝有玻璃溫度計的管座，

管座設在油箱的頂部，伸入油內(nèi)120±lOinm;一千到一

千六KVA的變壓器裝有戶外式信號溫度計。

(6)變壓器油箱及附件。變壓器一般不供給小車;油箱

的下部壁上裝有油樣活門,變壓器油箱底部應有排油

裝置;套管接線端子連接處,在空氣中對空氣的溫升不

大于50℃,在油中對油的溫升不大于15℃;變壓器油箱

下部裝有足夠大的放油閥。

(二)礦用隔爆型千式變壓器

干式變壓器具有下述明顯特點:沒有火災和爆炸

危險;不存在變壓器油老化的問題,因而維護檢修工作

量大為減少；附屬部件簡單，沒有儲油柜、安全氣道和

油門等部件及密封問題，且體積小、重量輕。

常用的礦用隔爆干式變壓器有照明、電鉆用和動

力用三種，其技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-7和表2-8。

1、KSG型礦用隔爆干式照明變壓器

這種變壓器用于易燃或有爆炸危險的礦井中，使

用B級絕緣,可長期在各部分溫升為80℃以下的條件下

運行。它可將380V或660V電壓降為127V,作為井下照

明、信號或手持電鉆的電源變壓器。

2、KBSG型礦用防爆干式變壓器

KBSG-30~1250/6型變壓器用于有瓦斯、煤塵爆炸

危險的礦井中，作為煤礦井下綜合機械化采掘設備的

變配電設備。

3、KBSGZY型礦用防爆干式移動變電站

KBSGZY—80sl250/6型變電站，用于有瓦斯和煤

塵并有爆炸危險的礦井中，作為礦井綜合機械化采掘

設備的配電裝置。其型號含義為:K—礦用;B—防

爆;S—三相；G一干式;Z一組合;Y—移動。

移動變電站由三部分組成：

(1)隔爆型高壓負荷開關箱。此部分設有觀察孔、急

停按鈕和安全聯(lián)鎖按鈕組成的聯(lián)鎖保護裝置。

(2)隔爆型低壓饋電開關箱。此部分設有空氣、真空

管式兩種斷路器,它們均有檢漏、過載、短路、欠電壓、

延時等保護性能，另外還具有電壓、電流、漏電指示及

變壓器溫度保護裝置。

(3)隔爆型干式變壓器。其絕緣材料耐溫等級為B級或

H級,冷卻方式為空氣自冷。

2、3兩種礦用干式變壓器可跟據(jù)需要接成星型或

三角型以適應兩種電壓。

第三節(jié)變壓器的選擇

變壓器選擇包括變壓器的容量、臺數(shù)、型號、相

數(shù)、電壓比、冷卻方式和使用環(huán)境等內(nèi)容。在選擇變

壓器容量之前,必須首先統(tǒng)計出變壓器總的供電功率；

計算出變電所內(nèi)變壓器所需供電的總?cè)萘?計算容量),

然后再根據(jù)變壓器容量和臺數(shù)的選擇原則及變壓器的

使用環(huán)境等其他條件,選擇所需變壓器。

一、變電所變壓器容量的計算

(一)、地面變電所主要變壓器容量的計算

ST=Kc(KdclLPNl/COS6wml+Kdc2LPN2/COS6wm2+…

+KdciLPNi/COS4)wmi)KVA

Kc一重和系數(shù)，一般取0.9S0.95

KdciEPNi/COS6wmi一組用電設備的計算容量

EPN-—一組用電設備額定功率之和(不算備用)

Kdc——各組用電設備的需用系數(shù)

變壓器的計算容量也可根據(jù)下式近似估算：

(二)、采區(qū)變電所變壓器的計算

ST=(kckdeSPN)/cos4)wmKVA

或：ST=1.33kckdeEPNKVA(cosd)wmO.75)

二、變壓器的選擇

(一)變壓器額定容量和臺數(shù)選擇的原則

(1)變壓器額定容量選擇。根據(jù)變電所變壓器的計算

容量及電網(wǎng)的電壓等級，由變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)查選,使所

選的變壓器額定容量滿足全部用電負荷的需要，即向

SNNSToSN為變壓器的額定容量,ST為變電所變壓器的

計算容量。

(2)變壓器的經(jīng)常負荷。對小型地面變電所，應大于變

壓器額定容量的60%;對于礦區(qū)或大中型礦井的地面

變電所，應大于變壓器額定容量的75%o

(3)地面變電所一般選取兩臺變壓器。在井下中央變

電所,當有一類負荷時,至少選兩臺；采區(qū)變電所通常

選用一臺變壓器,若總?cè)萘枯^大時,可選用兩臺或多臺

變壓器。

(二)變壓器類型的選擇

變壓器類型的選擇，應根據(jù)使用環(huán)境、冷卻方式、

經(jīng)濟合理性等要求綜合考慮。對地面供、配電用的電

力變壓器，由于均安置在室外，一般選取油浸式變壓

器，油浸式變壓器規(guī)格齊全、適用面廣、價格低廉、

冷卻與絕緣性能好,可選用SL7、SFL7、S7、S9型等低

損耗電力變壓器。在煤礦井下供低壓動力用的必須用

礦用一般型變壓器；供采區(qū)照明和煤電鉆用的必須

選用隔爆干式變壓器，如KBSG型。

(三)變壓器的相數(shù)和電壓比的選擇

由于動力供電采用三相制，所以一般中、小容量的

變壓器以選用三相變壓器為宜;特大容量的變壓器，

宜選用三臺單相變壓器組成三相變壓器組來供電。

電壓比選擇要根據(jù)使用場所的高壓、低壓電網(wǎng)額

定電壓確定。

三、采區(qū)變壓器選擇舉例

某采區(qū)變電所供電負荷見統(tǒng)計表2-11o試問該

采區(qū)變電所應選用哪種型號變壓器及所需主壓器的臺

數(shù)？

變壓器的計算容量為:ST=(kckdeSPN)/cos4)wm

查表2-4取kde=O.7;cos4）wm=0.65;kc=l。礦

用變壓器的型號可查產(chǎn)品樣本。根據(jù)以上計算,該采區(qū)

總的供電容量不大,故選取一臺額定容量為315kVA,

電壓比為6/0.69kV,型號為KS7-315/6型的動力變壓

器。

第四節(jié)變壓器的訂貨、驗收與管理

一、訂貨

訂購變壓器除需提出型號外,還需寫明額定容量、

高低壓側(cè)的額定電壓、高低壓繞組接線方式、阻抗電

壓百分比、使用環(huán)境（戶內(nèi)或戶外）、是否要小車及其

輪距是多少等。對于1800kVA以上的變壓器還要提出高

壓抽頭百分比。電力變壓器的計量單位是kVA/臺。

二、驗收與保管保養(yǎng)（一）入庫驗收

變壓器在人庫時,物資管理人員一般應檢查產(chǎn)品

的外觀，有技術(shù)力量的對其性能也應進行測定。目前物

資部門的驗收有以下幾方面：

(1)按裝箱清單進行核點驗收，不得短缺。

(2)每臺變壓器應附有全套的(包括標準組件)安裝

使用說明書、產(chǎn)品合格證明書、出廠試驗記錄、產(chǎn)品

外形尺寸圖(根據(jù)情況供給)、產(chǎn)品拆卸零件一覽表、

備件一覽表和裝箱清單。

(3)變壓器不應有機械損傷，箱蓋螺栓應完整無缺,

密封襯墊要良好,無滲油現(xiàn)象,油管不應有壓扁跡象。

(4)變壓器外表漆層應光潔,色調(diào)均勻一致。不應存在

油漆流痕、氣泡、脫皮、銹蝕等現(xiàn)象。

(5)瓷套管不應有破裂或有超出規(guī)定范圍的缺陷。

(6)對變壓器的絕緣性能檢查,可用兆歐表測量高低

壓線圈之間及線圈與外殼之間的絕緣電阻,絕緣電阻

一般不作具體規(guī)定，可和出廠時測定的數(shù)據(jù)相比較,

如有明顯下降時,就需要對其他試驗項目進行全部檢

查,最后方能判斷絕緣的好壞。

(二)保管保養(yǎng)

(1)戶外使用的大型變壓器，若因庫房面積所限，不能

進庫保管時,可在露天保管，但要嚴加遮蓋。戶內(nèi)使用

的變壓器則必須存放在干燥通風的庫房內(nèi)，庫房溫度

在35℃以下,相對濕度在80%以下。

(2)變壓器不宜與酸、堿、蓄電池、化學藥品、有害

于絕緣的氣體混合儲存,并應防止煤粉侵入庫內(nèi)。

(3)油浸變壓器遇火易燃，應遠離火源，并須加強消防

安全。

(4)經(jīng)常檢查變壓器是否漏油，防止油的老化。在保管

期間,檢查所有悶頭襯墊,并擰緊螺栓,防止漏油;散熱

器的孔眼應用悶頭緊密封閉，以免潮氣、雜物浸入;冷

油器及油泵內(nèi)的油應全部放盡,冷油器及油泵的全部

進、出口法蘭均應用悶頭堵好。變壓器的充油式高壓

套管應豎立在專用的架子上保管，以免漏油、滲油。裝

有大型變壓器油的鐵桶應貯存在專用危險品庫房內(nèi)，

并應防止漏油。若變壓器中的油面降至最低油位時，

應補加同一規(guī)格牌號、電氣性能合格的變壓器油。

(5)為防止金屬件生銹,在保管期間可在金屬件上涂

上工業(yè)凡士林。如外殼漆皮發(fā)生脫落,為防止銹蝕應盡

早涂刷相同顏色的油漆。一般變壓器的鐵心硅鋼片如

有銹斑,可用砂紙或鋼刷將銹斑除盡,重新涂上絕緣

漆。

(6)變壓器上積存的干燥灰塵,應用清潔的布或紙擦

掉。如有含油質(zhì)的灰塵，可用四氯化碳濃劑去擦，嚴禁

用汽油、煤油、柴油擦洗,因它們能溶解變壓器的絕緣

材料。

(7)為防止瓷套管受到撞擊而破損,可用麻包扎或圍

以小塊木板保護。

(8)長期儲存的變壓器，應每季檢查一次。

(9)質(zhì)量It以下的變壓器，可以重疊碼垛，但其包裝材

料的結(jié)構(gòu)必須堅固,垛高以不超過31n為宜。質(zhì)量在It以

上的變壓器宜平放,如露天存放,應下墊高0.32.5m;

如在庫房內(nèi)存放,可根據(jù)地面的防潮情況適當墊高,以

便通風防潮。

第三章高壓電器

第一節(jié)概述

一、高壓電器的分類

高壓電器根據(jù)其在電力系統(tǒng)中的作用可分為高壓

開關電器、高壓保護電器測量電器等。

高壓開關電器的主要用途是通過操作機構(gòu),接通

或斷開高壓線路。它主要有高壓斷路器、高壓隔離開

關、高壓負荷開關等。操作機構(gòu)是驅(qū)動高壓開關合、

分閘的機構(gòu),通常是獨立的裝置,與相應的高壓開關組

裝在一起。操作機構(gòu)一般有手動式、電磁式、電動機、

彈簧式、液壓式、氣動式和重錘式等七種。

高壓保護電器的主要用途是當高壓線路中的電流

超過一定數(shù)值、發(fā)生了短路故障或過電壓時,能自動斷

開線路或限制短路電流和過電壓,從而保護線路設備。

高壓保護電器主要有高壓熔斷器、限流電抗器及避雷

器等。

測量電器是通過變換電路中的電壓和電流，來測

量高壓線路中電壓和電流的數(shù)值,或作繼電保護電路

中繼電器的電源,它主要有電壓互感器和電流互感器、

測量儀表、指示儀表等。

二、高壓開關電器的主要參數(shù)

根據(jù)高壓電器的基本結(jié)構(gòu),可將它分為導電和絕

緣兩部分。當電器通過電流時，由于導體本身具有電阻,

會使電器發(fā)熱,溫度升高,如果工作時間過長,絕緣部

分的溫度超過最大允許的發(fā)熱溫度,或電壓增加到某

一極限值時,都會使絕緣材料完全失去絕緣性能。為了

使電器能最經(jīng)濟合理和安全可靠地長期正常工作,保

證電器有一定的使用壽命,對每種電器都規(guī)定了它在

工作狀態(tài)下的一些額定參數(shù)與最大極限參數(shù),并將其

標注在銘牌上。其主要參數(shù)有：

(-)額定電壓(UN)額定電壓是指高壓電器在正常工

作時的標準電壓。在標準電壓下長期工作，電器設備的

絕緣不致被破壞。對于單相或兩相系統(tǒng)是指相電壓，

對于三相系統(tǒng)是指線電壓。在實際運行中，高壓電網(wǎng)的

電壓允許在額定值的±15%范圍內(nèi)波動，因此，高壓電

器還有一個可以長期工作的最高工作電壓，即高于額

定電壓15%的電壓。額定電壓的單位為kV。

我國GB156-80規(guī)定的高壓額定電壓和設備最高工

作電壓等級如表3-1所列。

（二）額定電流（IN）額定電流是指高壓電器可以長期

通過而各金屬和絕緣部分的發(fā)熱溫度不超過最大允許

發(fā)熱溫度的電流。額定電流的單位為Ao

（三）額定開斷電流（INBR）

額定開斷電流是指開關在額定電壓下能可靠開斷

的最大短路電流（有效值）。它表示開關的斷路能力。

單位用kAo

（四）極限通過電流（Ipw）

極限通過電流是指開關在合閘狀態(tài)下能承受而不

致妨礙其繼續(xù)正常工作的最大短路電流。它分最大值

和有效值,該值表示開關的動穩(wěn)定性，故也稱為動穩(wěn)

定電流。

（五）額定斷流容量（SNBR）

額定斷流容量是表示在額定情況（額定電壓和額

定開斷電流）下開關的開斷能力。它是斷路器和負荷開

關的主要參數(shù)。單位為kVA或MVAo三相系統(tǒng)的額定斷

流容量為：

SNBR二百UNINBR(MVA)

（六）額定關合電流

額定關合電流是指開關在額定電壓下所能閉合而

不致產(chǎn)生觸頭熔接及其他妨礙開關正常工作的最大短

路電流。該值一般指最大值,單位為kAo

（七）熱穩(wěn)定電流

在選擇開關時,通常要根據(jù)熱穩(wěn)定電流來校驗開

關的發(fā)熱條件。所謂熱穩(wěn)定電流是指開關在一定時間

所能通過而各部分發(fā)熱溫度不超過短時發(fā)熱的最高允

許溫度的短路電流,它表征開關能承受短路電流熱效

應的能力。按國家標準規(guī)定，開關通過熱穩(wěn)定電流在4s

時間內(nèi)溫度不超過允許發(fā)熱溫度,且無觸頭熔接和妨

礙其正常工作的現(xiàn)象,則認為開關電器是熱穩(wěn)定的。通

常熱穩(wěn)定電流等于其額定開斷電流。

此外，還有開斷時間、閉合時間、自動重合閘無電

流間歇時間、短路合閘金屬短接時間等參數(shù).這些參數(shù)

可由產(chǎn)品樣本或安裝說明書提供。

三、高壓電器產(chǎn)品的型號編制

產(chǎn)品型號代表產(chǎn)品的品種。《高壓電器產(chǎn)品型號編

制辦法》對高壓開關、操作機構(gòu)及高壓產(chǎn)品的附件產(chǎn)品

型號均做了統(tǒng)一的規(guī)定。

第二節(jié)高壓隔離開關

高壓隔離開關是一種沒有專門滅弧裝置的開關設

備。它在分閘狀態(tài)時有明顯可見的斷口，合閘狀態(tài)時

能可靠地通過正常工作電流和短路電流,但不能用來

接通或切斷負荷電流和短路電流。

(-)隔離開關的用途

隔離開關用于有電壓而無負荷時接通和開斷電路,

將需要檢修的部分與其他帶電的部分或電源可靠地分

離，另外還可用來進行電路切換。隔離開關沒有滅弧裝

置,不能用來切斷帶負荷的電路，但允許用以接通和切

斷小電流電路。如35kV、1000KVA及以下和110KV、

3200kVA及以下的空載變壓器和電壓互感器、避雷器

等。

（二）隔離開關的分類

隔離開關可按以下原則分類:按相絕緣支柱的數(shù)

目可分為單柱式（用于變壓器中性點接地），雙柱式及

三柱式三種;按裝置地點可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種;

按極數(shù)可分為單極和三極兩種;按有無接地閘刀可分

為有接地閘刀和無接地閘刀兩種;按閘刀的運動方式

可分為水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動式和插入式四

種;按操作機構(gòu)的不同可分為手動、電動和氣動三種。

二、隔離開關的結(jié)構(gòu)

隔離開關主要由絕緣材、導電系統(tǒng)、操作機構(gòu)和

底座等組成。

（-）戶內(nèi)式隔離開關

戶內(nèi)式隔離開關的外形及結(jié)構(gòu)如圖3?1所示。其三

相組裝在同一個底座上。當閘刀動作時，由轉(zhuǎn)軸6帶動升

降絕緣子9使閘刀運動，從而實現(xiàn)對電路的分合。

（二）戶外式隔離開關

戶外式隔離開關的工作條件一般都比較惡劣，所

以它除了能確保在冰、雨、風塵、嚴寒和酷熱條件下

可靠工作外，同時還應有較高的機械強度，并且有破

冰的能力。圖3?2所示為GW5型戶外隔離開關結(jié)構(gòu)圖。

它每相有兩個螺旋形棒式瓷瓶支持絕緣子，成V形布

置。閘刀做成左右兩個觸頭，如圖3?2中的4、6,操作

時兩個棒式絕緣子以相同的速度做反方向轉(zhuǎn)動90度角,

兩個閘刀也同時跟著轉(zhuǎn)動，使隔離開關接通和斷開。

三、煤礦常用產(chǎn)品簡介

(―)戶內(nèi)式隔離開關

煤礦常用的戶內(nèi)式隔離開關有GN1型、GN2型、

GN5型、GN6型、GN8型等，其中以GN6?6、GN8-6

和GN2?10型為主。在這些產(chǎn)品中除GN1型為單極外，

其他各型號產(chǎn)品均為三極式。

(二)戶外式隔離開關

煤礦常用的戶外式隔離開關有GW4型和GW5型

兩種，它們已取代了GWI型和GW2型產(chǎn)品。GW4型產(chǎn)

品采用雙柱式結(jié)構(gòu)，其長度比GW1型縮短了三分之一，

重量輕，技術(shù)性能有所提高。GW5型采用V形結(jié)構(gòu)，體積

小，技術(shù)性能優(yōu)良,轉(zhuǎn)動部分采用軸承，操作方便。

第三節(jié)高壓斷路器

高壓斷路器又稱高壓開關，它是高壓開關電器中

最重要的一種電器。高壓斷路器有比較完善的滅弧裝

置，滅弧能力強，是切斷和接通負荷電流與短路電流

的主要設備。

一、高壓斷路器的用途與分類

高壓斷路器主要用于在有負荷情況下開斷和閉合

電路，在發(fā)生短路故障時能自動跳閘切斷短路電流，

對高壓線路、設備其保護作用。

高壓斷路器按安裝場所分有戶內(nèi)式、戶外式和防

爆式等;按滅弧原理分有油斷路器、壓縮空氣斷路器、

六氟化硫斷路器、真空斷路器及磁吹斷路器和固體產(chǎn)

氣斷路器等;按額定電壓分有3kV、6kV、10KV、12kV>

35kV、60KV、110kV>220KV、330kV等多種;按操作

機構(gòu)配用方式分有單獨的操作機構(gòu)和具有附裝的操作

機構(gòu)（操作機構(gòu)為斷路器不可分割的一部分）兩種。此外,

還可以根據(jù)控制和保護的不同對

象劃分。

二、真空斷路器

真空斷路器具有以下優(yōu)點:觸

頭開距小、體積小、重量輕、操作

噪音小、所需操作功率小;動作速度快;燃弧時間短，一

般只需半個周期即可熄滅電弧，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)

恢復迅速;觸頭壽命長,運行維護簡單，特別適用于頻繁

操作。它是當前應用較為廣泛的新型產(chǎn)品，今后它將逐

步取代油斷路器而成為主流產(chǎn)品。

（一）滅弧原理

真空斷路器的主要部分是真空滅弧室，其原理結(jié)構(gòu)

右圖所示。斷路器的動、靜觸頭及屏蔽罩都密封在抽

成真空的絕緣外殼中，外殼可用玻璃或陶瓷制作。動觸

頭與真空管之間的密封問題用波紋管來解決,當動觸

頭運動時,波紋管在其彈性變形范圍內(nèi)伸縮。為了保證

外殼的絕緣性能，在動靜觸頭外面裝有金屬屏蔽罩，

用來冷凝吸收弧隙的金屬。

真空電弧與氣體中的電弧有所不同，在真空電弧中

不存在氣體游離問題，而電弧的形成主要依靠觸頭金屬

蒸氣的導電作用，造成間隙的擊穿而發(fā)弧。因此，電弧

隨觸頭材料不同而有差異，并受電弧電流大小的影響。

當分斷小電流時，由于弧柱擴散速度過快,使陰極

斑附近的蒸氣壓力和溫度驟降,電弧難以維持而突然

熄滅，這種情況叫做截流現(xiàn)象。截流現(xiàn)象易產(chǎn)生較高的

操作過電壓，所以在真空斷路器的電路中必須采取防

過電壓的措施（高壓一般采用避雷器，低壓常采用硅

堆或阻容吸收）。

（二）常用產(chǎn)品介紹

下面以ZW10型戶外高壓真空斷路器為例，詳細說

明真空斷路器的結(jié)構(gòu)及工作原理。

該斷路器是三相交流戶外高壓開關設備，主要用于

額定電壓12kV、額定電流630A、額定頻率50Hz的

工、礦企業(yè)供配電系統(tǒng)。特別適用于戶外架空線路，分

合負荷電流、過載電流及短路電流，對電網(wǎng)進行切換和

保護，是取代油浸式斷路器實現(xiàn)無油化的理想產(chǎn)品。

該斷路器可分別配置兩種操動機構(gòu)，即手動機構(gòu)

和電動機構(gòu)。手動機構(gòu)只具手動儲能合閘，手動分閘

和過流保護功能。電動機構(gòu)需要獨立電源供電（用戶

自備或加裝電力電子PT,內(nèi)置單（雙）PT）,除具有電

動儲能、電動分合閘外，同時還具有手動儲能、手動分

合閘和過流保護功能。整個結(jié)構(gòu)由合閘彈簧、儲能系

統(tǒng)、過流脫扣器、分合閘脫扣器、手動分合閘系統(tǒng)、

輔助開關及儲能指示等部件組成。

煤礦常用的戶內(nèi)高壓真空斷路器有ZN25-6、

10/630型和ZNR10/400型兩種，可用于煤礦井下頻繁

起動、停止的高壓電動機、電爐變壓器、電容器組及

其他用電負荷控制和保護的開關設備。戶內(nèi)高壓真空

斷路器除外形結(jié)構(gòu)布戶外有一定差別外,二者工作原理

基本相同。

三、空氣斷路器

空氣斷路器是利用壓縮空氣作為滅弧、絕緣和傳

熱介質(zhì)的，又稱為壓縮空氣斷路器。它靠預先貯存在斷

路器滅弧室內(nèi)的壓縮空氣流動，使觸頭處形成一股高速

氣流來吹弧和冷卻電弧，稱為常充氣結(jié)構(gòu)。只要加大壓

縮空氣的流量和動力，就可相應地開斷更大的電流，因

此開斷性能易于控制。空氣壓力越高，滅弧能力越強,

絕緣性能也越好。

對于斷路器的容量、斷路時間及自動重合閘等方

面有較高要求的電力系統(tǒng)中，一般多采用空氣斷路器。

空氣斷路器的主要缺點是結(jié)構(gòu)復雜、加工要求

高、價格昂貴，而且要求用戶有空壓設備等。

四、六氟化硫斷路器

它是在超高壓斷路器中發(fā)展最快的一種新型斷路

器，利用SF6氣體作為絕緣、滅弧和傳熱介質(zhì)。SF6氣體

具有良好的絕緣性能和滅弧特性，其絕緣性能是空氣的

2.5~3倍。壓力在0.3MPa時的絕緣強度與變壓器油相同,

因而采用SF6作為電路的絕緣介質(zhì),可以大大縮小電器

的外形尺寸。

SF6氣體具有極強的滅弧能力。首先是因為弧柱導

電率高，所以燃弧電壓低,電弧能量小，便于滅弧;其次

是電弧在電流過零后，介質(zhì)絕緣強度恢復比空氣快100

倍，因而滅弧能力比空氣高100倍。

六氟化硫斷路器是利用高壓力的SF6氣體在觸頭

間形成高壓氣流來熄滅電弧的。按壓力系統(tǒng)不同，斷路

器有雙壓式結(jié)構(gòu)和單壓式結(jié)構(gòu)兩種。雙壓式結(jié)構(gòu)復雜,

維修困難,但其斷路容量較大。單壓式結(jié)構(gòu)簡，易于制

造，可靠性高，維護容易。隨著單壓式結(jié)構(gòu)在斷路能力上

的提高，將會完全取代雙壓式結(jié)構(gòu)。

目前，常用的型號有LN2?10(K)/1250型及LN2-35L

II、111/1250、1600型等戶內(nèi)高壓SF6斷路器;LW3-10I、

E/400、630型及LW?35、LW7-35/1600型戶外高壓斷

路器等。

五、固體產(chǎn)氣斷路器

固體產(chǎn)氣斷路器是利用固體產(chǎn)氣元件在電弧作用

下,產(chǎn)生大量氣體，經(jīng)狹縫高速噴出而熄滅電弧。常用的

產(chǎn)氣元件有:有機玻璃、反白紙、胭醛樹脂制品、聚氯

乙烯、硬塑料等。產(chǎn)氣元件可連續(xù)使用數(shù)次，便于檢查

和更換，能可靠地斷開容量不很大的故障電流和負荷電

流。但在開斷電路時噪音大，故只適用于小型變電站

和配電所作為35kV側(cè)的戶外開關電器。

第四節(jié)高壓負荷開關

負荷開關的結(jié)構(gòu)與隔離開關很相似，它在斷路狀態(tài)

下，也具有明顯可見的斷開口，但負荷開關有比較簡單

的滅弧裝置,因而能夠帶負荷操作，具有切斷額定負荷

電流和一定過載電流的能力。它與斷路器的區(qū)別是其

滅弧能力有限，不能用來切斷短路電流。

一、高壓負荷開關的用途及分類

高壓負荷開關主要用來開斷和閉合線路的負荷電

流或指定的過載電流。只有當它與高壓熔斷器串聯(lián)組

成綜合負荷開關時，才能切斷短路電流及過載電流。

高壓負荷開關的分類方法很多，按裝置地點分有戶

內(nèi)式和戶外式;按結(jié)構(gòu)分有一般式（不帶熔斷器）和綜合

式（帶熔斷器）;按滅弧原理分有固體產(chǎn)氣式、壓氣式、

油浸式（油負荷開關）、真空式等。

二、煤礦常用產(chǎn)品

（-）戶內(nèi)式高壓負荷開關

煤礦常用的戶內(nèi)式高壓負荷開關有FN2-10型、

FN3-10型等。

FN2-10型及FN3-10型高壓負荷開關均為壓氣式

負荷開關，是戶內(nèi)三極聯(lián)動式。

FN2-10（R）/400型戶內(nèi)式高壓負荷開關適用于交

流50Hz、額定電壓10KV、額定電流400A的電力系統(tǒng)

中，作為分斷一般負荷電流、變壓器空載電流、長距離

空載架空線路或電纜線路、電容器組的戶內(nèi)開關設備

使用。該產(chǎn)品短路電流與熔斷器配合還可以作為分斷

的戶內(nèi)開關設備。

FN4?10/600型是戶內(nèi)高壓真空負荷開關，可用于額

定電壓10kV、額定電流600A的電力系統(tǒng)中，作為正常或

頻繁開斷和閉合負荷及過負荷電流的開關設備使用。

與熔斷器配合，還可作為短路或過負荷保護使用。

性能更為優(yōu)良的FN6-10RD/400、630型及

FN7-IORD/400>630型高壓負荷開關，可用于額定電壓

10KV、額定電流400、630A的電力系統(tǒng)中，作為配電

室、高壓開關柜、箱式變電站負荷開關柜中開斷和閉

合電路的開關設備使用。其主要有以下特點:操作機構(gòu)

可根據(jù)需要裝于開關的右側(cè)、左側(cè)和背后，安裝適應性

強;具有輕巧的合閘儲能裝置，合閘速度不受人為因素

的影響;具有特殊結(jié)構(gòu)的高效滅弧管，滅弧性能好；維

修簡單，更換方便;具有斷相保護功能，當熔斷器任意一

相熔斷時，其撞擊器撞擊脫扣裝置，使之迅速分閘，避免

了缺相運行（所配熔管為SDLAJ、SFLAJ、SKLAj

型）O

（二）戶外式高壓負荷開關

目前生產(chǎn)的戶外式負荷開關除多油式負荷開關外,

還有高壓真空負荷開關。

第五節(jié)高壓熔斷器

高壓熔斷器是一種簡易的高壓保護器。當高壓電

力系統(tǒng)中通過短路電流或長期過載電流時，熔斷器的熔

件被熔斷,從而切斷電流，起到保護用電設備的作用。

高壓熔斷器按安裝地點分為戶內(nèi)式和戶外式;按

滅弧方法分為角形、固體產(chǎn)氣式和填料式；按開斷電

流的工作性質(zhì)分為有限流作用和元限流作用兩種。

一、戶內(nèi)式高壓熔斷器

戶內(nèi)式高壓熔斷器使用于3~35kV的供電系統(tǒng)中，

屬于限流式。RN3型限流式熔斷器，其結(jié)構(gòu)主要由熔

管、觸頭座、接線板、支柱絕緣子、底板等部件組成,

熔管內(nèi)裝有熔絲和石英砂。

當短路或過載電流通過熔斷器時，熔絲立即熔斷,

同時產(chǎn)生電弧。電弧受到高溫高壓的作用，使電弧與石

英砂緊密接觸，被石英砂壓縮并冷卻，使電流在還未達

到短路電流的最大值之前,電弧就很快地被熄滅，切斷

電路，從而起到保護限流作用。

二、戶外式高壓熔斷器

戶外式高壓熔斷器的型號較多，除了極少數(shù)產(chǎn)品如

RW10-35型屬于限流式熔斷器外，多數(shù)為跌落式熔

斷器。圖3?10所示是常用跌落式熔斷器的結(jié)構(gòu)圖，

它由瓷絕緣子、熔管和接觸導電系統(tǒng)等三部分組

成。

在正常工作時，熔絲使熔管上的活動關節(jié)鎖緊，故

熔管能在上觸頭的壓力作用下處于合閘狀態(tài)。當熔絲

熔斷時，在熔管內(nèi)產(chǎn)生電弧，熔管內(nèi)襯的消弧管在電弧

的作用下分解出大量氣體，在電流過零時產(chǎn)生強烈的去

游離作用而熄滅電弧。由于熔絲熔斷，繼而活動關節(jié)釋

放使熔管下垂，并在上下觸頭的彈力和熔管自重的作用

下迅速跌落，形成明顯的分斷間隙O

由于跌落式熔斷器不會出現(xiàn)截流,故其過電壓較

低。這種熔斷器開斷大電流的能力較強，一般燃燒時間

約為10mso當其滅弧時，由于會噴出大量游離氣體并伴

有很大響聲，故一般只在戶外使用，比如在10kV及以下

的配電系統(tǒng)中用作變壓器和配電線路保護。

國產(chǎn)的6~35kV熔絲額定電流等級分別規(guī)定為

2A、3A、5A、7.5A、10A、15A、20A、30A、40A、

45A、75A、100A、150A200A等。選用時應按標準選

擇原則是IN21RDNWIXLMAX。

第六節(jié)高壓開關的選擇與管理技術(shù)

一、高壓開關的選擇

高壓開關（斷路器、隔離開關、負荷開關和高壓熔

斷器）選擇的原則：

（一）按使用環(huán)境和用途選擇高壓開關的類型

根據(jù)使用環(huán)境，按照各種開關在供電系統(tǒng)中的作用

選擇其類型。如戶內(nèi)使用的高壓隔離開關可選用GN6

型;戶外使用的高壓熔斷器可選用RW8型;煤礦井下

使用的隔爆型高壓負荷開關可選用FB6型等。

（二）按正常工作條件選擇高壓開關的技術(shù)參數(shù)高

壓開關技術(shù)參數(shù)的選擇,要求開關的額定電壓UN或最

高工作電壓Um（Ll~L15UN）及額定電流IN應分別大

于或等于開關控制線路的正常工作電壓U及長時最大

工作電流I,即Um》U,IN》Io

（三）按短路條件進行斷流容量及動、熱穩(wěn)定性校

驗

開關額定斷流容量SNBR或開關額定開斷電流

INBR應大于或等于三相次暫態(tài)短路容量S〃或次暫

態(tài)短路電流1〃，即SNBR2S〃，:INBR2I〃。開關極

限通過電流峰值應大于或等于三相短路沖擊電流。

開關應滿足熱穩(wěn)定要求。

二、高壓開關的管理技術(shù)

（一）高壓開關的訂貨

訂貨時需提出型號、額定電壓、額定電流、操

作機構(gòu)型號等，對斷路器還要提出額定斷流容量及分合

閘電壓。計量單位是“臺”。對隔離開關還必須注明

操作電壓、輔助開關極數(shù)、接地刀閘及數(shù)量，其計量單

位是“組”。對負荷開關還必須注明脫扣器的電流性

質(zhì)，是否帶熔斷器及熔斷器的規(guī)格,其計量單位是

“臺”。

（二）驗收

高壓斷路器驗收時,要求瓷套管絕緣子無破損、裂

紋等現(xiàn)象;對油斷路器應無漏油、滲油現(xiàn)象；配套部件

動作要靈活,合分閘應無停滯阻塞現(xiàn)象。對隔離開關還

要檢查閘刀和接地閘刀的聯(lián)鎖裝置是否齊全可靠，對負

荷開關除檢查以上各項外,如果是綜合負荷開關，其所

帶熔斷器必須附有熔絲管。（三〉保管保養(yǎng)

戶內(nèi)式高壓隔離開關、斷路器、負荷開關及熔

斷器必須存放在通風良好、空氣干燥的庫房內(nèi),并防止

水汽和腐蝕氣體侵蝕。庫內(nèi)溫度應在35℃以下（油斷

路器應在30℃以下)，相對濕度在80%以下，要防止震動

和撞擊;要注意保護瓷瓶絕緣子、瓷套管，以免碰傷或破

碎。戶內(nèi)式高壓開關電器可放在料棚內(nèi)，但應避免日曬,

存放和移動時要防止損傷及有害氣體的腐腐蝕等。

對外露的接觸表面應涂工業(yè)凡士林。當觸頭導電

部分氧化變質(zhì)時，應拆下酸洗，將氧化皮除去，再用清水

洗凈吹干，并涂上一層無酸潤滑油。發(fā)現(xiàn)鐵件脫漆生銹

時，應刮凈舊漆，清除銹跡,并用沾有松節(jié)油的紗布擦凈

后重新涂漆。

隔離開關、負荷開關儲存期一般不超過L5年；斷

路器、高壓熔斷器不超過1年。

第七節(jié)互感器

互感器又稱為儀用互感器，是電力系統(tǒng)中使用的測

量設備，專門向測量儀表、保護繼電提供電源或信號。

一、互感器的用途

(1)與測量儀表配合，對線路的電壓、電流、電能

進行測量;與繼電保護裝置配合，對電理系統(tǒng)和設備進

行保護。

(2)使測量儀表、繼電保護裝置與線路高壓隔離,

以保證操作人員和二次裝置的安全。

(3)將線路電壓與電流變換成統(tǒng)一的標準值，以利

于儀表和繼電保護裝置的標準化。

二、互感器的類型

根據(jù)用途,互感器可分為電壓互感器和電流互感器

兩類。

(-)電壓互感器

1.電壓互感器的工作原理

電壓互感器高壓繞組的匝數(shù)較多，并聯(lián)在被測線路

上;低壓繞組的匝數(shù)較少，與高阻抗的測量儀表或繼電

器的電壓線圈并聯(lián),由于二次繞組的負載阻抗大，電流

很小,因此電壓互感器實際上相當于一臺空載運行的降

壓變壓器，它的高、低壓繞組的電壓之比稱為變

比:U1/U2=N1/N2二Ku

Ul=N1/N2*U2=Ku*U2

電壓互感器有多種規(guī)格和型號。其高壓側(cè)的額定

電壓U1N取決于高壓線路的電壓等級，低壓側(cè)的額定電

壓U2N都統(tǒng)一設計為100V(或100/百)。使用電壓互感器

時，其鐵心和副繞組一定要接地,以防止高壓繞組的絕

緣損壞時，在低壓側(cè)出現(xiàn)高電壓。使用電壓互感器時,

低壓繞組絕對不允許短路。

2.電壓互感器的分類

(1)按相數(shù)可分為單相式和三相式兩種。單相式可

用于各種電壓等級線路，而三相式只用于6(10)kV

以下的裝置中。

(2)按絕緣結(jié)構(gòu)可分為干式、環(huán)氧樹脂澆注式和油

浸式三種。

(3)按裝置地點可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。

(4)按線圈可分為二線圈和三線圈兩種。

(二)電流互感器

1.工作原理

電流互感器一次線圈匝數(shù)很少，一般只有1

到幾匝，與被測線路串聯(lián)，二次線圈匝數(shù)較多，

并接阻抗很小的電流線圈，其接線有單相測量保

護、三相測量保護（有三相星型、V型、兩相差）

O由于二次線圈的負載阻抗很小，所以它的工作

狀態(tài)相當于變壓器的短路運行。

電流互感器的一、二次線圈電流的關系為：

Ii/l2=Ni/N2=Ki

電流互感器均為單相。二次可有單繞組和雙繞

組。

需要特別注意的是，電流互感器在運行中切忌

二次回路開路，否則，二次線圈將產(chǎn)生很高的過

電壓，運行時如需拆換電流表、繼電器時，可將

二次線圈與電流表并聯(lián)的開關接通，將二次線圈

短路，拆換后再將開關斷開。

2.電流互感器的分類

（1）按用途可分為測量級（測量用）和保護級

（供繼電保護器用）兩類。

（2）按絕緣結(jié)構(gòu)可分為干式和澆注式兩種。

（3）按一次線圈結(jié)構(gòu)形式可分為單匝和多匝。單

匝又分為貫穿式、母線式和套管式。

武術(shù)教案

班級人數(shù)日期課次第1次

一、學習基本手型、手法、步型、1、使學生初步了解武術(shù)的基本練習功

目

課的步法等法，并掌握練習的技術(shù)要領。

的

基本二、學習三路長拳第一段1-4動2、通過長拳學習，了解套路動作結(jié)構(gòu)、

任

內(nèi)容路線及特點。

務

3、提高學生柔韌、靈敏、平衡素質(zhì)。

重點重點：手型、步型、手法、腿法

難點難點：三路長拳中的虛步亮掌

課的時

課的內(nèi)容組織教法

部分間

1、體育委員集合整隊，報告人數(shù)隊形：△△教師

開

2、師生問好

始

5，3、宣布本次課的內(nèi)容及要求XXX。＞體育委員

部

4、安排見習生XXXXXXXXXXXXXX

分

教法：宣講法

1、繞田徑場慢跑二圈（2X400m）組織：1、成兩列縱對慢跑，隊伍整齊，

準2、徒手操（4X8拍）速度適中

備（1）頭部運動（2）四肢運動2、成廣播體操隊形散開

8'

部（3）俯背運動（4）弓步運動

分（5）仆步壓腿（6）正壓腿（7）膝教法：教師口令指揮，學生練習。

關節(jié)運動（8）踝、腕關節(jié)運動要求：準備活動充分

一、基本手型、手法、步型、步法等組織：集體練習

36'1、手型：教法：

基拳：拳握緊，拳面平、直腕1、簡介本課程基本功練習內(nèi)容

本掌：四指并攏伸直，拇指彎屈緊扣于2、詳細講解手型、步型等的動作要點及

部虎口處演練技巧并示范

分勾：五指第一指節(jié)捏攏在一起，屈腕

步型：弓、馬、仆、虛、歇、丁步，

坐盤，插步，蓋步

武術(shù)教案

課的時

課的內(nèi)容組織教法

部分間

2、手法：3、學生模仿，教師糾錯

沖拳：出拳快速有力，寸勁做好擰腰、4、學生練習基本功法，教師指導

順肩、急旋前臂的動作1、糾正易犯錯誤，繼續(xù)練習

架拳：松肩、肘微屈，前臂內(nèi)旋2、學生再練習

推掌：挺胸、收腹、立腰、出掌快速要求：仔細觀察記憶，認真練習

基