煤矿电工学复习范围

煤矿电工学复习资料

第一章：煤矿供电安全

1.对煤矿的供电要求？

答：应满足供电安全、供电可靠、供电质量好、供电经济的四个基本要求。除外还应该遵守以下要求。“三无”“四有”“两齐”“三全”“三坚持”的内容：“三无”：即电缆的连接应无鸡爪子；无羊尾巴；无明接头。“四有”：即有过流和漏电保护装置；有螺钉和弹簧垫圈；有密封圈和挡板；有接地装置。“两齐”：即电缆悬挂整齐；设备硐室清洁整齐。“三全”：即防护装置全；绝缘用具全；图纸资料全。“三坚持”：即坚持使用检漏继电器；坚持使用煤电钻、照明和信号综合保护；坚持使用风电和瓦斯电闭锁。

2.不同类型的煤矿负荷应采用的供电方式?

答: 煤矿电力用户可分为三类。一类用户(一类负荷)：凡是突然停电，可能造成人员伤亡事故或损坏重要机电设备的用户，均属于一类用户。一类用户应有两个独立的电源供电，以保证供电的可靠性。二类用户(二类负荷)：凡是突然停电，可能造成较大减产的用户，均属于二类用户。中小型煤矿企业的二类用户一般由单回路专线供电，但必须有一定数量的供电设备备用，以减少长时间停电造成的影响。大型煤矿企业的二类用户也应有两个独立的电源供电，以保证供电的可靠性。三类用户(三类负荷)：也就是一、二类以外的用户均属于三类用户。对于一、二类负荷要更多的关注供电的安全，对于三类负荷关注更多的是供电的经济，在运行中一旦出现故障，需要切除部分负荷时，首先应该切除的是三类负荷，必要时再切除二类负荷，以确保一类负荷的供电安全。

3.煤矿井下预防触电的措施。答：一是尽量避免触电的措施；二是减少触电危险的措施。 4.电气火灾的预防措施及扑灭电气火灾时的注意事项。

答：预防矿井电气火灾的措施主要有：(1)严格按负荷量选择相应截面的电缆及电气设备，防止过载。同时校验高低压开关设备及电缆的动稳定性及热稳定性。(2)对输电线路和用电设备必须设短路、过负荷、断相保护，并按《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则》进行整定和校验灵敏度。(3)在煤矿井下必须采用经检验合格并取得煤矿矿用产品安全标志的矿用阻燃l生橡套电缆。(4)在煤矿井下，带式输送机、风筒采用矿用阻燃性、抗静电的输送带及风筒。(5)为防止接触不良，加强高低压电缆接线盒的检查，同时在接线盒处不得有可燃物。(6)定期对电气设备进行绝缘试验。

5.“三专两闭锁”的内容、作用及适用范围。

答：三专即专用开关、专用电缆、专用变压器。高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦旒涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须采用三专供电。两闭锁即风电闭锁、瓦斯电闭锁。其具体要求是局部通风机停止运转时立即切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源；局部通风机起动前，若供风区域内瓦斯超限，局部通风机不会起动；解除闭锁，人工起动局部通风机排放瓦斯后才能正常运转；局部通风机起动，工作面风量符合要求后，才可向供风区域内送电；正常工作中，当供风区域检测点瓦斯超限切断相应控制区域内的动力电源时，局部通风机仍照常运转。每10天至少进行一次甲烷风电闭锁试验，每天应进行一次正常工作的局部通风机与备用局部通风机自动切换试验，试验期间不得影响局部通风，试验记录要存档备查。

6.煤矿安全作业制度。

答：1、工作票制度；2、工作许可制度；3、停、送电制度；4、高压倒闸、试验操作票制度和工作监护制度。

第二章：煤矿供电系统

1.深井供电系统的特征及典型深井供电系统。

答：深井供电系统的特征是由地面变电所、井下中央变电所和采区变电所构成三级高压供电。煤矿供电系统一般由各电压等级的相互供配电用的各类电缆、地面变电所、中央变电所、采区变电所、移动变电所、工作面配电点等组成。目前，煤矿采用的供电系统有深井供电系统和浅井供电系统两种。煤矿供电系统到底选用深井供电系统还是浅井供电系统，决定于井田范围、煤层倾角、煤炭埋藏深度、矿井负荷、矿井产量、开采方法、矿井用水量大小及机械化程度。

2.井下中央变电所、采区变电所、移动变电站和工作面配电点的设置地点。

答：1、井下中央变电所一般设置在井底车场附近，并与中央水泵房相邻。2、采区变电所的位置由供电

1

电压等级、供电距离、采煤方法及机械化程度、采区巷道的布置方式、采煤机组的容量大小等因素决定。3、移动变电站是由特制的高压配电箱及矿用隔爆变压器及其低压配电装置组成的整体。将其放在平车上，随着工作面的推进在平巷的轨道上移动。4、工作面配电点的位置，由于经常需要随工作面移动而移动，一般工作面配电点不设专用硐室。回采工作面配电点常设在邻近一侧的平巷内，距工作面50—100m。掘进工作面配电点设在掘进巷的一侧的壁洞里，距掘进工作面80—100m。采掘工作面配电点的位置和空间必须能满足设备检修和巷道运输、矿车通过及其他设备安装的要求，并用不燃性材料支护。

第三章：煤矿供电三大保护

1.保护接地的作用。

答：1、有了保护接地装置，降低了对人体的触电危险。2、有了保护接地装置，减少了电火花引爆瓦斯、煤尘的可能性。3、有了保护接地装置，对无选择性的漏电保护装置，保护接地使得单相接地故障易于查找。

2.《煤矿安全规程》对井下保护接地网的规定。

答：(1)电压在36V以上和由于绝缘损坏可能带来危险电压的电气设备的金属外壳、构架，钢丝等必须有保护接地；(2)接地电阻一般不进行计算，但必须每季度至少测定一次，并满足下面要求：接地网上征一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值，不得超过1Ω。(3)新安装的电气设备，在投入运行之前，要对接地电阻进行一次测定。

3.煤矿井下保护接地网主接地极、局部接地极、接地母线、辅助接地母线、连接导线和接地导线各部分的设置要求。

答：煤矿井下保护接地网的主接地极、局部接地极、接地母线、辅助接地母线、连接导线和接导线均应该采用符合《煤矿安全规程》要求的材料及规格尺寸在指定地点设置。l、主接地极。(1)设置地点：井下中央水泵房主、付水仓中各设1块。以便于—块检查时，另一块可以起保护。在钻孔中敷设的电缆不能与主接地极连接时，应单独形成一分区接地网，其接地电阻值不得超过2Ω。(2)材料及规格尺寸：采用符合规程要求的镀锌钢板做成。2、局部接地板。(1)设置地点：《煤矿安全规程》规定应该单独设置局部接地极的地点附近的水沟或就近潮湿处。(2)材料及规格尺寸：采用符合规程要求的镀锌钢板或等效钢管做成。3、接地母线。采用符合规程要求的铜线、镀锌铁线及扁钢。设置在井下中央变电所，与主接地连接。4、辅助接地母线。采用符合规程要求的铜线、镀锌铁线及扁钢。设置在采区变电所及各个配电点。5、连接导线和接地导线。采用符合规程要求的镀链钢绞线或裸铜线。连接电气设备的金属外壳的导线为连接线，由局部接地极引出的导线为接地导线。

4..漏电保护装置的作用。

答：1、安全性，漏电保护装置能保证一旦流过人体的电流达到30mA，即迅速切断电源。2、可靠性，漏电保护装置应该不拒动、不误动作并有自检功能。3、选择性，为使停电范围小，易于查找故障，要具有选择性。4、灵敏性，漏电保护装置对临界漏电故障应具有较强的反应能力。5、全面性，漏电保护装置所保护的范围应无动作死区。

5.不同电压等级的电网中，漏电保护动作、闭锁电阻值的整定值。

答：我国规定：1140V供电系统的漏电保护动作电阻值为20KΩ，闭锁电阻值为40KΩ；660vg供电系统的漏电保护动作电阻值为11KΩ；闭锁电阻值为22KΩ；380v供电系统晶漏电保护动作电阻值为3.5KΩ，闭锁电阻值为7KΩ；127v供电系统的漏电保护动作电阻值为1.5 KΩ；闭锁电阻值为3KΩ。

6.短路、过负荷、断相及预防措施。重点掌握检漏继电器的作用；井下保护接地网的组成及组成井下保护接地网的好处。

答：1、预防短路的措施。1)正确选择电气设备和电缆的额定电压，使之大于等于所在电网的工作电压，避免工作时击穿绝缘。2)坚持使用检漏继电器和阻燃性屏蔽电缆。3)加强对电气设备及电线电缆的安装、使用、维护、检查及管理。4)装设短路保护装置：熔断器、磁电一过流断电器等。2、预防过负荷的措施。1)正确选择电气设备和电缆，并使其具有一定的过负荷能力。2)避免频繁启动、重载启动设备。3)加强对电气设备及电线电缆的使用、维护、检查及管理。4)装设过负荷保护装置：热继电器等。3、预防断相的措施。1)严格电缆与电缆、电缆与电动机或开关的接线工艺。2）加强维护，避免机械伤害，敷设和搬移过程中，弯曲半径不要小于电缆最低允许弯曲半径。3)加强对电气设备及电线电缆的使用、维护、检查及管理。4)装设断相保护装置。

2

第四章：矿用电缆的敷设、连接

1.不同类型电缆的类型、型号。

答：矿用电缆的分类方法很多，按照外护套来分，有铠装电缆、橡套电缆和塑料电缆三种；按照电压等级可分为高压电缆(大于I200V)和低压电缆两种；按用途可分为动力电缆及照明、控制、通信等电缆；按照导电芯线来分，可以分为铜芯电缆和铝芯电缆。

2.矿用电缆的敷设路径、敷设方式及要求。

答：1、路径应尽可能短，以降低电缆的投资和线路上的电压损失及功率损失；2、电缆的敷设要确保供电线路安全，在总回风巷和专用回风巷中，由于瓦斯和煤尘浓度较高不应敷设电缆；在溜放煤、矸石、材料的溜道中严禁敷设电缆；在机械提升的进风斜井(不包括输送机上、下山)和使用木支架的立井井筒中，敷设电缆时为防提升机械掉道车E伤电缆和电缆引燃木支架，必须有可靠的安全措施；电话线下井要从不同井筒下井，且为两条以上。

电缆敷设方式及要求。1、水平巷道和倾角在30°以下井巷中电缆应用吊钩悬挂(与手持式和移动式设备连接的电缆除外)。2、立井井筒和倾角在30°及其以上的井巷应用夹子、卡箍或其它夹持装置固定电缆，夹持装置应承受电缆的重量，不得损伤电缆。3、电缆上严禁悬挂任何物件，电缆不得遭受淋水，应悬挂在风管和水管的上方，并保持0.3米以上的距离。4、为防止瓦斯管路破损时电缆故障产生的屯火花引爆瓦斯，电缆必须与瓦斯抽放管路—在巷道两侧。5、通讯和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷两侧，以防止电力电缆的强磁场对通讯信号产生干扰造成通讯不畅通。如果受条件限制，敷设在同一侧时，在井简内，应将通讯和信号电缆敷设在电力电缆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。6、高、低压电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆之间的距离应大于0.1m，高压电缆之间、低压电缆之间不得小于50毫米。7、井下巷道内的电缆，沿线每隔一定距离、都应设置注有编号、用途、电压和截面大小的标志牌。

3.矿用电缆与电气设备、电缆与电缆之间的连接要求。

答：电缆与电气设备的连接，必须用与电气设备性能相符的接线盒。电缆与电缆之间连接。(1)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。(2)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，必须经浸水耐压试验，合格后方可下井使用。硫化热补是用热补器加热生胶，使之与护套胶合。冷补法工艺简单，不需要特殊的设备和加热，适合井下作业。在井下冷补的电缆必须定期升井试验。2)塑料电缆连接处的机械强度以及电气、防潮密封、老化等性能，应符合该型矿用电缆的技术标准。塑料电缆之间的连接可采用热收缩型中间连接盒和预制件装配式接线盒。(3)高压电缆之间或与真空配电装置和移动变电站之间的连接应采用预制型电缆终端盒连接。纸绝缘电缆之间必须使用符合要求的电缆接线盒，高压铠装电缆之间的连接主要采用浇蹲式接线盒，也可采用热缩型中间连接盒，接线盒两端电缆的铅包、钢铠必须用导线连接并与接地极相连。

4.常见的电缆故障。答：单项接地故障，断相故障，短路故障，电缆的绝缘主线芯之间或线芯对地绝缘电阻降低。

5.处理电缆故障注意事项。

答：当电缆发生故障后，判断出故障类型及故障相，查找出电缆故障点后，应根据故障的类别立即处理，对不能立即处理的故障，应立即汇报有关部门，迅速组织有关人员进行处理。1、用普通型携带式电气测量仪表测量电缆故障或采用在地面测试的方法测试井下进风巷中铠装电缆的故障时，必须首先检查故障电缆附近巷道的瓦斯浓度，瓦斯浓度在1％以下可以进行，并在测试过程中，实时监测周围环境的瓦斯浓度。2、电缆因故障引起火灾时，应立即切断电源，用砂子，干粉灭火器等灭火器材灭火，并及及时汇报。3、处理故障时必须将故障电缆与其他电缆完全隔开。4、当瓦斯浓度在1％以下时，方可对故障电缆进行试送电来判断电缆故障,但对故障有煤与瓦斯突出的矿井和瓦斯喷出区域内的故障电缆，严禁用试送电的方法判断电缆的故障点。5、用仪器、仪表及人工敲打等方法判断电缆故障点时，故障电缆必须切断电源，并与其他网完全隔开后方可进行。

6.矿用隔爆型变压器的使用要求。

答：矿用隔爆型变压器使用要求：(1)矿用隔爆型变压器应遵循合闸时要先合高压，后合低压；停止送电时要先断低压，后断高压的送、停电操作程序。(2)当需要改变变压器低压侧的接线方式时，必须先切断低压负荷，后切断高压侧电源，然后打开低压侧联接组变换法兰盒，变换低压侧联接组标号。(3)矿用隔爆

3

型变压器严禁超铭牌数据运行，当电网电压波动值超出允许范围时，为保证设备的安全运行，必须调整电网供电电压。在使用中应根据井下电网电压的波动进行高压电压分接抽头变换。分接抽头变换时，要先切断低压负荷，然后切断高压侧电源，打开箱体的分接变换法兰盒盖，变换分接抽头的连接片。(4)矿用隔爆型变压器在运行中如出现紧急情况或负荷侧发生故障来不及按照高压的送、停电操作程序处理时，可按下其高压侧急停按钮，使高压配电装置迅速跳闸。(5)变压器在运行中因温度升高而引起温度继电器报警时，应立即切断电源，查明原因并排除故障后，方可合闸送电。报警后，变压器温度下降到一定值，温度继电器才能停止报警，否则，即使排除故障，合闸后仍然会二次报警。

7、矿用隔爆型变压器型号含义。 1、KBSG—630／6矿用隔爆变压器

其中：K — 矿用；B — 隔爆型；S — 三相；G — 干式；630 — 额定容量，630KVA；6 — 变压器一次侧额定电压，6 KV。

KBSG一630／6矿用隔爆变压器用于有甲烷、煤尘等爆炸混合气体的煤矿井下环境中，可供矿井电力运输及综合机械化采煤机电源使用。

2、KSG — 4.0／0.66矿用干式变压器其中：K — 矿用；S — 三相；G — 干式；4.0一额定容量，4.0KVA；0.66 — 变压器一次侧额定电压，0.66kV。

KSG矿用干式变压器用于煤矿井下有甲烷、煤尘等爆炸混合气体的煤矿井下环境中，在交流50Hz，电压至660V的供电线路中为煤电钻提供127V电源。

第五章：煤矿低压电气设备

一.矿用隔爆型电磁启动器近控、远控的实现。

答：BQD5系列型真空电磁启动器能实现就地控制(近控)、远方控制(远控)、联锁控制三种控制，下面分别介绍其工作原理。

l、就地控制(近控)对于不经常启动且距电磁启动器并不远的设备，可使用启动器本身的启动、停止按钮进行就地操作。

2、远方控制(远控)对于电磁启动器无法安于靠近生产设备的地方如采区工作面，可在生产设备处设置远方控制按钮，采取外接的这一组启动和停止按钮对电磁启动器进行控制。

3、连锁控制，用于几台设备的电机联合工作时，因生产需要为实现一定的顺序进行启动和停止的控制。 二.常用矿用隔爆型电磁启动器及自动馈电开关结构。 答：1、隔爆真空型电磁启动器结构

1、外壳。QBZ型系列隔爆真空型电磁启动器结构见图5—12所示，由隔爆外壳和壳内电路板装配组成。隔爆外壳的上方为隔爆接线盒，内设接线端子，接线盒的两端分别设有两个大接线嘴(俗称大喇叭嘴)，用来固定电源侧、负荷侧的进出线电缆，接线盒的前方设有远方控制接线用的小接线嘴(俗称小喇叭嘴)。隔爆外壳下方为隔爆主腔，隔爆主腔的前面为隔爆前盖。隔爆外壳的右侧为隔离开关操作手把，手把的上方为启动按钮和停止按钮，手把的前方是与隔爆外盖闭锁的螺栓，由于隔离开关没有灭弧装置，只能在负荷断开时进行操作，为此，隔离开关手把与停止按钮问设有机械闭锁装置，只有按下停止按钮即断开负载后才能操作隔离开关；只有隔离开关断开电源后，才能将闭锁螺栓退入，转动并打开前盖，这就保证了只有断电以后，才能开盖进行检修、维修及整定等。隔爆外壳的底座为两端翘起的拖架，以便移动，拖架上设有接地螺栓。

2、电路板。电路板前方装有主接触器、中间继电器、电动机综合保护、熔断器、阻容过电压吸收保护、电源电压选择及远近控钮等。电路板后方装有换向隔离开关、控制变压器、启动和停止按钮等。

2、自动馈电开关结构

答：开关的隔爆外壳呈方形，隔爆体外壳分为上下两部分，上方为隔爆接线室，下方为隔爆主腔体，各种接线通过接线柱和接线室相接。上盖为平面止口式隔爆盖，用螺栓固定。下方主腔体由空腔和前门组成，前门板面装有试验开关及机械脱扣按钮，开门前，将控制电源开关打在停止位置，将闭锁杆退出，闭锁住真空断路器和控制电源合闸手柄，即可打开前门。

三.矿用电磁启动器常见故障及处理。

答：常见故障处理可通过菜单查询故障，按“菜单”键，进入主菜单选择操作，将光标移至“4故障查询”，按“确定”键，显示屏显示：故障类型，故障时间、故障电流和故障时的系统电压。故障类型有：过载、短路、漏电闭锁、欠压、三相不平衡等。然后，根据所显示的故障进行相应处理。

4

第六章：煤矿高压电气设备

一.高压隔离开关、高压断路器、高压负荷开关、高压熔断器的作用。 答：(一) 高压隔离开关主要作用：

1、根据运行的需要，换接线路实现电路转换。2、为保证检修人员和设备的安全，隔离开关分闸后，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开。3、由于当电路中电流很小时，触头上不会产生强烈的电弧，所以可用来分、合线路中一定容量的小电流电路，如开关的电容电流，双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等。

（二）高压断路器主要作用：

高压断路器是电力系统中主要的控制设备，它具有断流能力强的特点，不仅可以可靠的接通和断开负荷电路，而且还可以作为保护装置的执行机构，用来切断强大的短路电流。

（三）高压负荷开关主要作用：

答：高压负荷开关对保护要求不高或不太重要的10KV及以下配电线路上电源开关用。 （四）高压熔断器的作用：

答：高压熔断器是供高压线路和设备的短路过载保护作用。

二.矿用隔爆型移动变电站各部分的作用及具有的保护及型号的含义。

答：矿用隔爆型移动变电站是一种可移动的成套供、变电装备，它适用于有瓦斯、煤尘等有爆炸危险的矿井中使用，能够将高压6、10KV电源转换成煤矿井下所需的电源向综合机械化采掘工作面供电。由于采掘工作面的用电量随着采掘机械容量的增加而不断增大，为了缩短低压的供电距离，减少电能损耗，保证供电质量，在煤矿井下常采用移动变电站，将高压深入工作面附近，并随工作面的推进而移动。

一、型号含义。

矿用隔爆型移动变电站常用型号有KBSGZY、KSGZY、KBSGZY—T和KSGJY型。 其中：K —“矿用”；B — 隔爆”；S — “三相”；G — 干式’’；Z — “组合式”； Y — “移动’’；J —“掘进专用；T — “筒式外壳”。

第七章：矿用电气设备防爆

一．矿用电气设备的类型及标志；

答：矿用电气设备分为：矿用一般型和矿用防爆型。

矿用一般型电气设备，使用在无瓦斯、煤尘爆炸的场所。外壳有永久红色凸纹“KY”标志。

矿用防爆型电气设备，在煤矿井下有爆炸危险的场所必须使用，分为甲烷爆炸环境下用和非甲烷爆炸环境用两类，均有永久红色凸纹“Ex”标志和煤矿矿用产品安全标志“MA”字样。

二．矿用隔爆型电气设备的常见失爆现象。

答：1、因矸石冒落砸伤，支架变形挤压，搬运过程中严重碰撞等而使外壳严重变形或出现裂纹、焊缝开焊；因隔爆外壳上连接螺钉折断，螺扣损坏，连接螺钉不全等，致使其机械强度达不到耐爆性的要求而失爆。 2、在隔爆外壳内随意增加元件或部件，使某些电气距离小于规定值，造成经外壳相间短路，使外壳被电弧烧穿而失爆。

3、隔爆结合面严重锈蚀、机械损伤，造成间隙超过规定值、有凹坑，或者连接螺丝没利玉紧等，导致隔爆型爆失去而失爆；

4、电缆进、出线口没有使用合格韵密封圈或未用密封圈，不用韵电缆接线嘴没有使用合格的挡板封堵或根本没有密封挡板而失爆。

5、两个隔爆腔由于接线柱、绝缘座管烧毁而连通，两腔连续爆炸时产生压力叠加造成外壳炸坏而失爆。 6、用螺栓固定的隔爆接合面在下列情况下使间隙过大面失爆，1)缺螺栓、弹簧垫圈等防松装置。2)弹簧垫圈未压平或螺栓松动者。3)螺栓或螺孔滑扣，未采取规定措施者。

5