综采电气设备原理及故障排除培训资料(共148页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上综采电器设备原理及故障排除法目录第一章、 井下低压电气故障的起因及查找方法第一节、 井下低压电气故障的起因第二节 井下低压电器故障排除方法及步骤 第二章、如何看懂井下低压电器设备原理图第一节 井下低压电器设备原理图的组成第二节 井下低压电器设备原理图的识图方法第三章 操作线路故障的查找第一节 工作面照明灯操作线路故障的查找第四章 磁力起动器的原理及故障排除第一节 QJZ2400/1140S型矿用真空电磁起动器第五章 采煤机电器控制原理与故障排除第一节 变频器、第二节 MGTY300/7101.1D电牵引采煤机第三节 电牵引采煤机故障类型与分析 第一章 井下低压电气故障
2、的起因及查找方法第一节 井下低压电气故障的起因井下低压电器设备的发热、电动力、电弧、电接触、电压和频率的变化、三相交流电运行的对称度、电器接地状况、电机的频繁起动、保护功能失灵、电路切换、电缆管理不规范、电器组件损坏等不正常,都会产生某种电器故障。一、温升引起的电器故障井下低压电气设备在运行中如果温升或温度超过允许极限值时,则产生电气设备故障。1、温度升高对金属材料的影响。 温度升高,金属材料软化。应力变形,机械强度明显下降,母线板、接线柱都采用铜材料铜金属材料长期工作温度超过200时,机械强度明显下降,短时工作温度超过300时,机械强度也明显下降。铝金属材料只用在铠装电缆,铝金属材料的机械强
3、度也与温度密切相关,通常,铝的长期工作温度不宜超过90度,短时工作温度不宜超过120度。2、温度升高对两电导体接触的影响。 两导体电接触不良是导致许多电气设备故障的主要原因,而电接触部分的温度,对电接触的良好性影响极大。温度过高电接触两导体表面会热氧化,接触电阻明显增加。造成导体及其附件温度升高。甚至可能使触头发生熔焊。由弹簧压紧的触头,在温度升高后,弹簧压力降低,两导体电接触稳定性更差,更容易造成电气事故。3、温度升高时绝缘材料的影响。 温度过高,有机绝缘材料将会变脆老化,绝缘性能下降,甚至击穿。材料的使用寿命也将缩短,绝缘材料在一定范围内。温度每增加8材料的使用寿命将缩短50%。所以,温度
4、每增加8,电气设备的使用寿命将减少一半,这就是所谓的8规则。绝缘等级与允许温升绝缘等级AEBFHC绝缘材料()105120130155180180以上电动机允许温升()607580100125125以上4、 电子元器件的影响井下各种电气设备的所有保护功能,都是通过保护插件、PLC可编程控制器、单片机等技术来实现的,它们又是由各种电子组件组成。高温是许多电子元器件的大敌,如高温可使半导体组件热击穿,因为温度升高,电子激活程度加剧,使本来不导电的半导体层导通;高温使电子元器件的性能变低,如在偏高的温度下,电子组件的反向导电电流增加,放大倍数减小等。保护插件不起作用或误动作,使保护功能失灵,电气设备
5、不能正常运转。二、 电动力引起的电器故障电动力与电流大小密切相关。在小电流情况下,电动力对电气装置的正常工作没有什么影响。然而,在大电流情况下,尤其在短路电流作用下,所产生的电动力是很大的。因此,电气装置必须具备在短路电流作用下,有关部分不至损坏的稳定性。这种稳定性称为电动稳定性。超过这种稳定性,电气装置将产生故障。电动力引起的电器故障主要表现以下几个方面:1、 电动力可能使导体变形 井下各种电气设备采用三根平行导体(母线扳或软连接),在短路电流作用下,导体受到吸力或斥力。当这种力超过某一程度时,就会使导体变形接头松脱、支撑固定件损坏。2、 电动力可能使开关误动作 当流过开关的电流很大(过载或
6、短路)时,其电动力可能使刀开关自动打开。此时刀开关灭弧装置不起作用,不具备断开短路及过载故障的功能。因此这种自动打开属于一种误动作。在电弧作用下,触头可能被烧毁,甚至形成火灾。为了防止这类事故的发生,刀开关的触头必须夹紧。3、 触头接触处的收缩电动力可能使触头烧损正常供电时,当载流导体截面沿导体长度(轴向)发生变化时,在截面变小处会产生轴向电动力。这种电动力称为收缩电动力。触头接触处的电动力有使触头受到排斥的趋势。所以,收缩电动力使触头接触紧密程度便劣,甚至断开,触头烧损。三、 电接触引起的电器故障电接触不良是造成电路和电器设备故障的重要原因。1、 电接触不良的基本原因(1)、电接触材料的改变
7、:电接触材料,尤其是开关触头的材料,对其导电性、硬度等有着较严格的要求。如果不适当地更换了原有的电接触材料,势必影响到电接触的性能。其次,为了弥补某些电接触材料的缺陷,常常在电接触材料表面镀上一层其它的金属,如银、锡、金等。在修理过程中或经过长时间的磨损,使镀层损伤或消失,必然使电接触性能变劣。(2)、电接触形式的改变:由于修理或其它原因,是电接触表面平整或接触面发生位移及方向的变化,从而导致电接触形式的改变,如将面接触、线接触变成了点接触,都可能使电接触不良。例如:现在井下使用的真空馈电开关和磁力起动器的芯体与腔体的连接,采用插接装置。由于操作不当或其它原因,使芯体的插头没有全部进入腔体的加
8、紧装置,至使接触面积改变,造成电器事故。(3)、电接触压力的降低:多年变形,传动机构不到位等,使电接触压力降低。这是电接触不良的重要原因之一。(4)、铜铝导体直接联起来的化学腐蚀:铜铝导体相互直接联接构成铜离子铝离子的高电位差的电化学对,必然引起电化学腐蚀。在实际工作中,井下固定电气设备的供电有采用铝芯电缆的,但也比较少见。运行时间一长,必然产生电接触故障。(5)、电接触表面性能不良:电接触表面上,由于某种原因,覆盖着一层导电性很差的物质。例如金属氧化物,硫化物等。其电阻率远大于电阻,也可能是覆盖在接触面上的灰尘、污物或夹在接触面间的油膜、水膜等。由此形成了表面膜电阻。它的存在使接触电阻值增大
9、或引起接触电阻不稳定,甚至破坏电接触联接的正常导电。(6)、环境因素的影响:潮湿,温度偏高,酸、碱、氧化硫、氧气等环境因素的影响。加速了电接触材料的化学腐蚀,电化学腐蚀及其它变化。(7)、电接触在安装工艺不符合要求:对不同的电接触类型,有不同的安装工艺要求,达不到规定的工艺要求和标准,就会使用使电接触不良。、电接触不良导致电路不通电接触是电路中最簿弱的环节。电接触不良是导致电路不通的重要原因。触头振动,触头未接触或接触面积不够;电缆与接线柱没压紧或接触面积不足,螺丝或螺母松动或滑扣;锡焊点断开等,常常导致电路不通造成故障。某些接触点从外表看似乎已接触好,而实际没有联接好,在电气设备维修中,常将
10、这种似接非接的电接触点称为“虚点联接”。查找“虚联接点”是查找电气设备的难点之一。如:对于某些低压回路,控制回路,本安回路,如果电接触电阻大于负载电阻,则负载两端的电压远低于工作电压,负载不能正常工作,从而导致电气设备不能正常运转。3、接触不良导致电接触处严重发热:电接触不良导致的发热,一是由于接触电阻大发热,二是接触不良发生电弧产生的发热,电接触发热进一步导致电接触不良的恶化,使电路不通。4、电接触不良导致电弧的产生:电接触处的一层绝缘薄膜(如水分,灰尘,氧化膜等)在一定电压下,在接通电路的瞬间,可能被击穿。因而会产生火花和电弧,从而导致更严重故障的发生。5、电接触电阻的增加使某些电路不能正
11、常工作:电接触电阻很小时,对于某些电路则是不可忽视的因素。取过载、短路信号的电流互感器等。电流互感器二次回路,其负载阻抗是极小的电阻,测量仪表电流线圈或继电器电流线圈等。所以,电流互感器运行状态是短路运行状态,如果该回路接触电阻过大,将导致正常短路运行状态被破坏,造成电测仪表、取样信号的误差加大,保护功能,继电器误动作等故障的发生。四、电弧引起的电气故障 电弧广泛用于焊接,熔炼,电点火装置及作强光源等技术领域。但是,如果在开关电器中不能迅速将电弧熄灭,将会造成严重的电气故障或人身事故。 电弧的高温效应,强光效应和导电效应是造成电气故障的直接原因。1、电弧是引起瓦斯煤尘事故原因之一。电弧的温度高
12、达数千度,在电弧产生的一定范围内如果存在瓦斯,瓦斯的浓度达到1.5%以上(瓦斯的点燃温度为650-750度)就会引起瓦斯、煤尘的爆炸事故。2、电弧危胁人身安全:电弧中含有大量的金属离子,当电弧喷向人的皮肤时,高温的金属离子,可使皮肤灼伤,留下金属化烙印。另外,电弧光极强,这些强光直接照射到人的眼睛,轻则眼睛红肿流泪,疼痛,重则双眼失明。3、电弧的可导电性是造成电气短路事故的重要原因:电弧的弧柱是一柱导电的离子流质量轻,可迅速移动和接长。因此,在三相导体中,若其中一相因某种原因发生电弧,这一相电弧,可能吹向另一相,造成相间短路,二相短路,将导致三相短路。若导体对地放电形成电弧,这个电弧又不能迅速
13、熄灭,则会造成相对地短路。4、电弧引起开关电器故障:开关在断开电路(尤其是高电压,大电流电路)时,电弧持续时间长,甚至不能熄灭,就会酿成严重事故。电弧可加速触头烧损,造成严重电接触不良;强烈高温电弧,可使电器设备的绝缘降低,电弧的飞溅易造成两相、三相短路故障。五、 湿度引起的电气故障每年在6-9月份,随着气候的变暖雨水的增多。井下的潮湿相当严重.从事机电工作的人都知道,这四个月是每年事故率的高峰期。在检修、安装配电工作中,发现电缆芯线有白色绒毛,电缆芯线和接线柱或开关内腔母线板有绿垢。由潮湿引起的电缆、电气设备放炮着火事故时而发生。严重危胁矿井的安全,故障的主要原因就是因为湿度造成的,因此对湿
14、度的理解应当上升到理性认识,正确运用到实际工作中。湿度:表示空气中水气含量多少的物理量。湿度有两种表示方法:绝对湿度:是指单位体积湿空气中含有的水气量,即空气中的水气密度。相对湿度:是指空气中实际的水气压与同温度下的饱和水气压之比,用百分数表示。 在一般情况下,人们习惯于采用相对湿度表示空气的潮湿程度。电器工程中,大于80%称为高湿;相对湿度小于40%称为低湿或干燥。湿度对电气设备的影响主要是,绝缘强度,霉菌生长,金属腐蚀与磨损等。1、湿度偏高,空气的湿度增加, 降低了电气设备的绝缘强度,一方面使空气的绝缘强度降低;另一方面,空气中的水分附在绝缘材料的表面,使电气设备的绝缘电阻降低,特别是当空
15、气中的水分,渗透到绝缘材料内部或溶解到绝缘油(变压器油)时,材料的绝缘性能大大降低。设备的泄漏电流大大增加,甚至造成绝缘击穿,产生电气故障。2、湿度与长霉。 潮湿的空气有利于霉菌孢子发芽生长。实践表明,温度为2530,相对湿度为75%95%,是霉菌繁殖的良好气候条件。如果空气不对流将使霉菌生长大大加快。因此,在湿度相同,气温相等的条件下。室内设备长霉比室外设备要严重得多。电工产品中有机纤维制品,皮革胶木制品,某些油漆等长霉最严重,橡胶与聚氯已烯塑料,甚至一些无机材料长霉现象,因为这些材料本身或者表面脏污,可以提供霉菌生长所必须的养料。 霉菌对电工产品影响主要以下几个方面:(1)、霉菌细胞中含有
16、大量的水分。当菌丝呈网状布满绝缘体的表面时,产品的绝缘性能将大大降低。对一些多孔性绝缘材料。霉菌根部还能深入到材料的内部。导致绝缘击穿。(2)、霉菌的生长使电工产品生成霉纹毛,甚至长出绒毛,影响产品的外观和标志。(3)、霉菌在代谢过程中,往往会分泌出酸性物质,二氧化碳、醋酸、柠蒙酸等。这些物质与绝缘材料相互作用后会与致绝缘性能下降,特别是对印制电路板和精密仪表等影响较大。(4)、霉菌分泌出的一些酸性物质,对金属起腐蚀作用。一些极细的导线,如仪表、继电器的线圈等。在井下潮湿地区常因长霉而被腐蚀,造成断线故障。 在井下湿度空气不对流。霉菌对电气设备的影响比较严重。如果在井下存放设备平均湿度为76%
17、,温度为32。通风条件差,井下存放电气设备因为潮湿而长霉,胶木类电器平均每年损坏30%以上。绝缘电线损坏达到15%左右。胶木电器的使用寿命一般只为3-5年。3、湿度与金属腐蚀。 金属腐蚀是一种常见的现象。电气设备中的导电金属、导磁硅钢片、金属外壳受到损失后,将严重降低设备的性能和使用寿命,甚至造成电气故障。电工产品中的金属腐蚀除引起一般作用外,另一方面是使导电金属和电接触材料产生一层暗膜。大气湿气形成的水膜和腐蚀生产的晦暗膜,是导致接触电阻增大的重要原因之一。六、电压偏高或偏低引起的电气故障 当电源电压比电气设备额定电压偏高或偏低时,电气设备因此而受到影响,其影响程度取决于偏移值的大小和持续时
18、间的长短,在严重情况下,电气设备将因此而产生故障。 井下供电电压允许波动10%。超出这个范围,异步电动机、电气设备,不能正常工作。1、对异步电动机的影响:电动机主要来自电压偏低。由于电动机的起动转矩和最大转矩与电压U成正比,电压下降,转矩大大下降。电动机有可能不能正常起动,且电动机起动电流很大。持续时间较长,电动机因发热而烧毁。2、对电气设备的影响 电气设备中的低压电器组件和保护插件,都是工作在额定电压状态下。 当电压偏高时,低压电气组件和保护插件将被损坏;如有过压保护,过压保护动作,使电器设备正常断电,以免故障进一步扩大。 当电压偏低时,低压电器组件和保护插件将不能工作,保护起不到作用,低压
19、电器不能维持正常工作,电气设备也不能正常供电。七、电源不对称引起的电气故障 由于某种原因使三相电源缺少一相造成严重的不对称。例如:变压器高压侧一相熔断器的熔丝熔断,或高压侧真空管一相断,或是断路器开关一相触头未接触好,或断线等都使三相电源不对称。 在这种情况下,电气设备将不能正常工作。造成三相异步电动机不能正常起动。八、负载不对称引起的电气故障 井下低压供电系统中,三相负载不对称的情况经常发生,即使三相电源对称,各相电压不相等,电流也不相等,引起负载不对称。在这种情况下,电气设备将不能正常工作,造成三相异步电动机不能正常起动。九、温度引起的电气故障 如果周围环境温度偏高,或者流动性差,使得电气
20、设备的热量不能尽快散发到空气中或其它介质中(如水),必将使电气设备温升超过其允许的程度。对电气设备的正常运行,产生许多不利的影响,导致电气故障。 例如:井下电气设备的环境温度为40,电动机的散热有风冷,有水冷。电动机工作时间较长,如果不急时将热量释放掉,电动机的绝缘材料,绕组,电机的使用寿命将严重损坏,甚至电机烧毁。变压器,分油浸变压器和干式变压器。是长期不间断供电设备。变压器正常工作温度为85,变压器的极限温度为105,如果超出这个值,对变压器的绝缘材料和绝缘油等质量都会受到影响,使变压器不能可靠的运行。十、电缆引起的电气故障及故障点的处理方法电缆长期工作在等于或小于持续电流、额定电压状态下
21、,如果线路过长,线路电阻增大。电机的频繁起动,起动电流是额定电流的几倍。过负荷、断相等都将使电缆温度增加。温度增加,电缆的绝缘遭到严重破坏,应力变形,机械强度都变小。温度超过一定数值将造成电缆或电气设备短路故障。引起瓦斯煤尘的爆炸。综上所述,电缆的常见故障为短路、接地、断线共三种,这三种故障将引起电器设备出现短路故障、漏电故障和缺相故障。为了保证安全可靠的供电,对选择电缆种类及型号的原则和电缆故障点的处理方法应掌握,必须使它们的实际工作条件符合规定的使用条件。1、矿用电缆的型号意义(1)、铠装电缆的型号意义:Z纸绝缘 Q铅包 L铝芯(无L时为铜芯) P干绝缘 D不滴流 20裸钢带铠装 30裸细
22、钢带丝铠装 50裸粗钢带丝铠装 0裸铠装(不含0的,为有外黄麻护层) 无P、D油浸(2)、橡套电缆的型号意义:U矿用 Z电钻用 PT金属屏蔽 P非金属屏蔽 Y移动G高压 H普通 B编织加强 G高压 H普通 SP双屏蔽F不延燃 M帽灯用 Q千伏级型号后面数字表示电压(V)(3)、塑料电缆的型号意义:VV塑料绝缘、塑料护套、铜芯VLV-塑料绝缘、塑料护套、铝芯2、矿用电缆的要求(1)必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用安全标志的阻燃电缆。(2)严禁采用铝包电缆。(3)接地不得使用铝芯电缆。(4)低压电缆不得采用铝芯,采区低压电缆严禁采用铝芯。(5)固定敷设的高压电缆,在立井井筒或倾角为45及其以上的
23、井巷内,应采取用聚氯乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆或交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚乙烯护套电力电缆;在水平巷道或倾角在45以下的井巷内,应采取聚氯乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆、交联聚乙烯绝缘钢带或细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆。(6)、固定敷设的低压电缆,应采用MVV铠装或非铠装电缆,或对应电压等级的移动橡套软电缆。(7)、非固定敷设的高、低压电缆,必须采用符合MT818标准的橡套软电缆。(8)、在进风斜井、井底车厂及其附近、中央变电所至采区变电所之间,可以采用铝芯电缆,其它地点则必须采用铜芯电缆。(9)、移动式和手持式电器设备应采用专用橡套电缆。(10)、照明、通信、信号
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- 电气设备 原理 故障 排除 培训资料 148
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