321青工培訓礦井維修電工培訓班培訓教材
321青工培訓礦井維修電工培訓班培訓教材
第一部分 初級礦井維修電工知識要求
第一章電工基礎
第一節 電路的基本知識和基本定律
電路：是電流通過的路徑。根據電流的性質分：交流電路和直流電路。
電流：是在電場的作用下，電荷作有規則的定向運動。I=Q/t。單位為安。
電壓;電場力把單位正電荷從電場中a點移動到b點所做的功稱為a、b兩點的電壓，用Uab表示。
電阻：導體對電流的阻礙作用。R=ρL/S
歐姆定律：I=U/R
全電路歐姆定律：I=E/(r+R)
第二節 磁和電磁的基本知識
磁力線具有的性質：1、磁力線的方向總是有N極指向S極;2、磁力線互不相交;3、磁力線具有縮短的趨勢;4、磁力線上任意一點的方向，就是該點的磁場方向。
電動機左手定則：伸開左手，拇指與其餘四垂直，使磁力線穿入手心(既手心向著N極)，用四指指向電流的方向，則拇指所指的方向就是載流導體受作用力(運動)的方向，通用表達式為F=BILsina。
第三節 單相交流電
正弦交流電：指大小和方向隨著時間按正弦規律變化的電流(含電壓、電動勢)。
三要素：周期、頻率、和角頻率。 f=1/T ω=2π/T
功率因數： COSφ=P/S
順時功率P=UI=I2R=U2/I
電感 UL=ωLI XL=ωL=2πf L
電感線圈具有“通直阻交”的性質。
第四章 三相正弦交流電路
相序 U—V—W 三相相差1200
電源供電有兩種連接：一種是星形，一種是三角形連接。
三相電路的功率：
P=3U相I相COSφ=√3 U線I線COSφ
第二章 電工專業知識
第一節常用電工儀表
電氣工程上配用的電流互感器量程通常是5A，電壓互感器量程是100V，並單端接地。
萬用表使用注意量程和測量功能的選擇，任何一個測量錯誤都會是萬用表損壞。測量時將紅表筆杆插入“+”插孔，將黑表筆杆插入“-”插孔。測量高壓時，應將紅表筆杆插入500V插孔，黑表筆杆仍舊插入“-”插孔。
第二節 變壓器
變壓器主要有鐵芯和繞組兩大部分組成。按用途分：電力變壓器、特殊用途變壓器、儀用變壓器、實驗變壓器、控製變壓器。
變壓器工作原理：U1/U2=N1/N2=I2/I1。
第三節電動機
直流電動機可分為他勵、並勵、串勵、複勵4種。
交流電動機：f=pn/60。
第四節 常用低壓控製電器
按鈕開關組成：按鈕帽、複位彈簧、常開觸頭，常閉觸頭、接線柱、外殼等組成。
低壓刀開關和轉換開關可用做5。5KW電動機的直接啟動和停止控製。
接觸器主要有電磁係統、觸頭係統滅弧裝置等部分組成。
常用滅弧方法：電動力滅弧、雙斷口滅弧、縱縫滅弧、柵片滅弧。
第五章 井下低壓供電設備
起動器工作時應滿足要求：
1)、可供遠距離啟動和停止電動機;
2)、具有低壓和失壓保護性能
3)、具有過載和短路保護裝置;
4)、控製線路采用6V及以下電壓，保證操作人員的安全;
5)、接地芯線作控製線時，能自動檢查連接電動機外殼間的接地芯線有無故障;
6)、可以進行集中和連鎖控製;
7)、具有供給局部照明及發送信號的電源。
第六章 供電係統
礦山企業對供電的要求：可靠性、安全性、技術合理性、經濟性。
電力用戶的分級有三級：一級用戶、二級用戶、三級擁護。
供電係統中性點接地方式：不直接接地方式、直接接地方式、電阻接地方式、消弧線圈接地方式。
保護接地：將金屬外殼通過接地裝置與大地相連，稱保護接地。
保護接零：當電氣設備外殼與接地的零線連接時稱為接零。
重複接地;在沿零線上把一點或多點再引入接地。
漏電保護要求：
1)能不間斷的監視電網的絕緣狀態;
2)、動作迅速，總分斷時間不應超過0.2秒。
3)、動作電阻值不變;
4)、檢漏繼電器本身的內部電阻應足夠大;
5)、檢漏繼電器動作必須靈敏可靠，具備自檢功能;
6)、對電網對地的電容電流，能夠進行有效的補償;
7)、漏電保護應有選擇性，以縮小故障時的停電範圍。
熱繼電器組成部分;熱元件，常閉觸頭，傳動機構，複位按鈕，調整電流裝置。是一種利用電流的熱效應工作的過載保護電器。
第七章 電氣防爆知識
防爆電氣設備的標誌EX。
電氣間隙：是指兩個落露導體之間的最短空間距離。
爬電距離：是指兩個導體之間沿絕緣材料表麵的最短距離。
第八節 礦井提升機控製電器
高壓換向接觸器作為高壓交流提升電動機的接通、切斷和換向之用。
低頻電源的作用：利用低頻3~5赫茲交流電源直接送入主電動機使低速爬行。可實現低頻拖動。
低頻電源有：低頻發電機組、晶閘管交—直—交變頻裝置、晶閘管交—交變頻裝置。
第三章 相關知識
三視圖投影規律：長對正、高平齊、寬相等。
配合類別分為：間隙配合、過盈配合、和過渡配合。
觸電是指電流通過人體時對人體產生的生理和病理傷害，可分為電擊和電傷。
常見的觸電方式有：單相觸電、兩相觸電。
我國煤礦井下取30mA為人身觸電時的極限安全電流。電流的大小和持續的時間長短是主要因素。
在低壓供電係統中，脫離低壓電源可用拉、切、挑、拽、墊5個字來概括。
第二部分 初級礦井維修電工技能要求
第四章 常用電工工具、電工儀表的使用
第一節 常用電工工具的使用
驗電器分低壓驗電器和高壓驗電器。
電工常用的旋具有螺釘旋具和螺母旋具。
第二節 常用電工儀器儀表的使用
兆歐表的選用：測量額定電壓在500V以下的設備或線路的絕緣電阻時，可選用500V或1000V兆歐表;測量定電壓在500V以上的設備或線路的絕緣電阻時，可選用1000V或2500V兆歐表。其中上麵標有(L)接地(E)和屏蔽保護環(G)。應以120r/min為宜。
第五章 基本技能操作
電動機的界線分為星形連接和三角形連接兩種方式。
掌握異步電動機三相繞組首尾的辨別方法。
電氣設備停送電時應注意以下要求：1)、非專職電氣人員，嚴禁擅自操作電氣設備。2)、操作高壓電氣設備回路時操作人員必須戴絕緣手套，穿電工絕緣靴或站在絕緣台上。3)、停電4)、驗電。5)、放電。6)、掛警告牌。
第三部分 中級礦井維修電工知識要求
第六章 電工基礎
第一節 磁場對載流導體的作用力及電磁感應
根據左手定則可知：當兩根平行導體中的電流方向相同時，兩導體相互吸引，當兩根平行導體中的電流方向相反時，兩導體相互排斥。
右手定則：伸開右手，拇指與其餘四垂直，使磁力線穿過手心(既手心向著N極)，拇指指向導體運動方向，那麼四指所指方向就是感應電動勢的方向。
第二節 電容器
並聯電容器接在同一對接點的連接方式稱電容器的並聯。並聯電容器的電容量是各個電容器的電容量之和。將幾隻電容依次相連，構成中間無分支的連接方式，稱為電容器的串聯，串聯電容器的電容量的倒數是各個電容器的電容量倒數之和。
電容抗計算公式：Xc=1/ωc=1/2πfc
電容元件具有“隔直阻交”的作用。
RLC串聯正弦交流電路
有功功率： P=URI=I2R
無功功率： Q=QL-QC=I2XL-I2XC=ULI-UCI
視在功率： S=UI
功率因數： COSφ= P/ S=UR/U= R/Z
提高功率因數的意義：可以充分利用電源設備的容量，減小輸電線路上的能量損失。
中性點位移：三相負載不對稱時，如果沒有中線或中線阻抗較大，就產生中性點電壓，這時負載中點的電位與電源中點的電位不相等，這種現象叫中性點位移。為防止中線斷開，規定在中線上不允許裝設開關和熔絲，而且中線連接要可靠，並具有一定的機械強度。
第七章 電子基礎知識
第一節 常用半導體器件
二極管
半導體具有PN結，大多數半導體分矽管和鍺管兩大類。
矽管的死區電壓為0.5V，鍺管的死區電壓為0.2V。矽管的正向壓降約為0.7V，鍺管的正向壓降約為0.3V。二極管具有單向導通性。
三極管
三極管有PNP型和NPN型兩種組合形式。具有放大性質。
穩壓管工作在反向擊串狀態。
發光二極管通常用砷花镓、磷化镓半導體材料製成，通過電流時會發光，發光的顏色取決於所用的材料。
第二節 共發射極放大電路的03manbetx
靜態工作點的計算公式：UCC=IBQRB+UBEQ
共發射極低頻電壓放大電路rbe
可用公式求出：rbe=300+(1+β)26/IEQ
第三節 放大電路中的負反饋
反饋類型：正反饋和負反饋;直流反饋和交流反饋;電壓反饋和電流反饋;串聯反饋和並聯反饋。
負反饋的四種基本形式：電壓並聯負反饋;電壓串聯負反饋;電流並聯負反饋;電流串聯負反饋。
負反饋對輸入和輸出電阻的影響是;電阻增大。
射極輸出器的特點：1)、反饋係數為1;2)、電壓放大倍數近似於1;3)、輸入電壓與輸出電壓相同;4)、輸入電阻大，輸出電阻小。
第四節 單相整流電路
常用的單相整流電路有單相半波整流電路、單相全波整流電路和單相橋式整流電路。其中單相半波整流電路輸出的電壓是0.45倍的電源電壓。單相全波整流電路和單相橋式整流電路輸出的電壓是0.9倍的電源電壓。
第八章 電工專業知識
第一節 礦井高壓供電係統的運行和保護
電力係統中的電力設備和線路應有主保護和後備保護，必要時可增設輔助保護。
繼電保護裝置的任務：1)、當被保護係統發生故障時，保護裝置迅速動作，有選擇地將故障部分切斷，以減輕故障危害，防止02manbetx.com 蔓延。2)、當設備出現不正常運行狀態時，保護裝置可用於信號，也可以用於動作。
繼電保護基本要求：1)、選擇性;2)、快速性;3)、靈敏性;4)、可靠性。
第二節煤礦井下低壓漏電保護
低壓漏電保護有：附加直流電源的漏電保護;零序電流保護;零序功率保護。
第三節電氣防爆
煤礦電氣設備常用的3種典型隔爆結構是：平麵、圓筒隔爆結構;螺紋隔爆結構和片式隔爆結構。結合麵的長度：一般有6.0、12.5、25、40mm。
隔爆型電氣設備的防爆性能是由外殼的耐爆性和隔爆性共同保證的。
第四節 礦用電纜
礦井所使用的電纜，一般分為凱裝電纜、橡套電纜和塑料電纜。采區低壓電纜嚴禁采用鋁芯電纜。
第五節 固定設備的控製
電力拖動裝置一般由電動機、生產機械的工作機構、傳動機構、控製設備以及電源五部分組成。現代化生產中，多數生產機械都采用電力拖動，其主要原因是：1)、電能的傳輸和分配非常方便。2)、電機的效率高。3)、電動機的種類和規格很多，能很好的滿足大多數生產機械的不同要求。4)、電動力拖動係統的操作和控製都比較方便，可以實現自動控製和遠動操作等等。
根據三相異步電動機轉子的轉速公式
n=n0(1-s)=60f(1-s)/p
由上可知人為調節三相異步電動機轉子轉速的方法有三種：改變轉差率調速、改變磁極對數調速和改變定子電源電壓頻率調速。
第六節 可編程控製器基礎
可編程控製器特點：(1)、可靠性高;(2)、編程方便;(3)、對環境要求低。
可編程控製器的結構組成;(1)、中央處理器CPU;(2)、存儲器(3)、輸入接口電路;(4)、輸出接口電路(5)、電源。
一般小型PLC的電源輸出分兩部分：一不分供PLC內部電路工作，另一部分用於向外提供現場傳感器等工作。
PLC對電源的基本要求如下：1)、能有效控製、消除電網電源帶來的各種噪聲。2)、不會因電源發生故障而導致其他部分產生故障。3)、能在較寬的電壓波動範圍內保持輸出電壓穩定。4)、電源本身的功耗應盡可能低，以降低整機的溫升。5)、內部電源及PLC向外提供的電源與外部電源間應完全隔離。6)、有較強的自動保護功能。
根據PLC控製方式的工作過程，PLC工作過程周期須要個階段：輸入采樣階段、程序執行階段、輸出刷新階段。
可編程控製器最常用的編程語言是梯形圖和指令語句表。
可編程控製器若按輸入輸出點數不同可分為小型、中型和大型3類，按PLC的結構分為單元式、模塊式和疊裝式3類。
PLC中的單片機包含了中央處理器、隨機存儲器、隻讀存儲器、串行接口SIO、時鍾CTC等，是PLC的指揮。
FX2係列PLC基本單元和擴展單元均采用開關電源。5V的一路供IC用，12V的一路用以驅動輸出繼電器，24V的一路提供給用戶用作傳感器的電源。PLC輸入接口電路內部約有10ms的響應滯後。
PLC的輸入用X表示，輸出用Y表示，輔助繼電器用M表示，時間繼電器用T表示，狀態元件用S表示。
第七節 機械基礎
磨檫輪傳動是利用兩輪直接接觸所產生的磨檫力來傳遞運動和動力的一種機械傳動。與其他傳動相比較，磨檫輪傳動具有以下特點;1)、結構簡單，使用維修方便，使用於兩軸中心距較近的傳動。2)、傳動時噪音小，並可在運行中變速，變向。3)、過載時，兩輪接觸會產生打滑，因而可防止薄弱零件的損壞，起到安全保護的作用。4)在兩輪接觸處產生打滑的可能，所以不能保持準確的傳動比。5)、傳動效率低。
齒輪傳動和鏈傳動可以保持穩定的傳動比。I=n1/n2=z2/z1
第四部分 中級礦井維修電工技能要求
第九章 千分尺和遊標卡尺的使用
當千分尺的測量麵剛接觸到工件表麵時，再用棘輪微調，待棘輪開始發出“嗒嗒”聲，既可讀數。活動套筒上的刻度每一小格為0.01mm。遊標卡尺一般精度為一小格為0.02mm。
第十章 基本技能操作
第一節 識圖繪圖
電氣原理圖一般分電源電路、主電路、控製電路、信號電路、及照明電路。
看控製線路圖是，先看主電路，後看輔助電路。了解各種電器的構造和動作原理。
第二節 電氣設備的安裝
變壓器的氣體繼電器應有1%~1.5%的升高坡度，其目的是使油箱內產生的氣體易於流入氣體繼電器。
高壓開關櫃安裝應穩固，垂直誤差應不大於開關櫃高的0.2%。
第三節 電氣設備的試驗和測定
對電動機進行直流泄露電流和直流耐壓試驗時，泄露電流測試的試驗電壓一般為電動機額定電壓的1.5倍，直流耐壓試驗為電動機額定電壓的3倍。
第四節 機電設備檢修
變壓器的幹燥方法很多，常用的有下列兩種：1)、感應加熱法，器身鐵芯溫度不應超過90~95℃;2)、烘幹箱幹燥法，控製內部溫度為90~95℃。幹燥過程要有專人看管，要特別注意安全，防止發生火災。
第五節 電子元件的焊接
實際操作(實習)
第六節電氣故障處理
短路：是指電流不流經負載，而是經電阻很小的導體直接形成回路。其特點是電流很大，電壓降低。
井下漏電故障按性質可分為集中性漏電和分散性漏電兩種。
第五部分 高級礦井維修電工知識要求
第十一章 電工基礎
第一節 電路中個點電位的計算
電路中電位相同的點稱為等電位點或同電位點。等電位之間的無分支純電路可有可無，對整個電路無影響。也可將零電位點之間用導線直接連接，也不影響整個電路的工作狀態。
電路中兩點間電壓計算：一種是有電位求電壓，一種是分段法。
第二節 複雜支直流電路的計算
有支路電流法、戴維南定理、疊加原理、節點電壓法。
第三節直流電橋平衡條件
計算公式為： RX=R1R3/R2
第四節 鐵磁物質的磁化
原來沒有磁性的物質，在外磁場作用下產生磁性的現象叫做磁化。凡是鐵磁物質都能被磁化。
鐵磁物質從完全無磁狀態到進行磁化的過程中，磁感應強度將按照一定的規律隨外磁場強度的變化而變化。
鐵磁材料分成三大類：軟磁材料 ，硬磁材料 ，矩磁材料。
第五節 磁路及磁路定律
磁路歐姆定律 φ=Um/Rm
磁路的基爾霍夫第一定律：進入閉合麵的磁通，必定等與穿出閉合麵的磁通。Σφ=0
磁路的基爾霍夫第二定律：磁場中的普遍規律，在磁路中任意取一閉合回線，沿此回線的總磁壓等於此回線相交鏈的全部電流的代數和。
第六節 電磁鐵
電磁鐵的形式很多，但基本組成部分相同，一般由勵磁線圈、鐵芯和銜鐵3個主要部分組成。交流電磁鐵和直流電磁鐵不能互換。若將交流電磁鐵接在直流電源上使用，因線圈中的感抗為零，隻有很小的電阻，這時勵磁電流要比接在相同電壓的交流電源上的電流大許多倍而燒壞線圈。反之，若將直流電磁鐵接在交流電源上，則因線圈本身阻抗太大，勵磁電流過小而吸力不足，導致銜鐵不能正常工作。
計算電磁鐵的電磁吸引力的基本公式是： F=107B2S/(8Π)
第七節 諧振電路
在RLC串聯電路中，當電路總電壓與電流同向時，電路呈純阻性，電路的這種狀態叫做串聯諧振。
發生諧振的條件：
ω0=2πf0=1/√LC
串聯諧振的特點：1)、電路阻抗最小;2)、電路中電流最大;3)、電阻兩端電壓等於總電壓。
電路中品質因數，其值為Q=1/(2πfCR)
在供電係統中，由於電源本身電壓很高，所以不允許電路發生諧振，以免在線圈或電容器兩端產生高電壓，引起電器設備損壞或造成人身傷亡02manbetx.com 。
對電阻、電感串聯再與電容並聯的電路，感性支路的無功電流和容性支路的無功電流相互抵消，電路呈阻性。這種情況稱為電路發生並聯諧振。
發生諧振的條件：
ωL∕[R2+(ωL)2]=ωC
並聯諧振電路的特點：1)、電路的阻抗最大，總電流最小。2)諧振時兩支路可能產生過電流。
並聯諧振時，感性無功電流和容性無功電流可能比總電流大許多倍，所以，並聯諧振也叫電流諧振。
第十二章 電子技術
第一節 集成運算放大器簡介
集成電路的分類：
1)、按功能分;模擬集成電路和數字集成電路。
2)、按導電類型分：單極型、雙極型和二者兼容型3種。
3)按製造工藝分類：半導體集成電路，薄膜集成電路和厚膜集成電路等。
4)按集成度分類：小規模集成電路，中規模集成電路，大規模集成電路，超大規模集成電路。
集成運算放大器的分類
集成運放分為通用型和特殊型兩大類。集成運放的組成通常包括輸入級、中間級、輸出級和偏置電路。
集成運算放大器的主要技術指標：
1)、開環差模電壓放大倍數AU0越高，構成的電路運算精度越高，工作越穩定。
2)、輸入失調電壓Ui0越小越好。
3)、輸入失調電流Ii0越小越好。
4)、輸入偏置電流IiB越小越好。
5)、最大差模輸入電壓Uidm
6)、最大共模輸入電壓Uicm
7)、差模輸入電阻rid越大，集成運放向信號源索取的電流越小，運算精度越高。
8)最大輸出電壓Uopp。
第二節 晶閘管及觸發蒸餾回路
晶閘管有3個電極;陽極A、陰極K和控製極G。
晶閘管具有單向導電性，當UAK>0，同時在控製極和陰極間加正向觸發信號時，晶閘管導通;當UAK<0或使陰極電流減小到維持電流以下時，晶閘管關斷。
晶閘管的選用
一般可按下麵公式進行電壓等級估算
URRM≥(1.5~2)URM
一般可按下麵公式進行電流等級估算
IT(AV)≥(1.5~2)It(AV)
第三節集成邏輯門電路
TTL與非門電路：電路由輸入級、倒相級和輸出級組成。其輸入端和輸出端都是三極管結構。
COMS集成邏輯門電路
由金屬-氧化物-半導體場效應管構成的集成電路COMS電路。與TTL集成電路相比較，靜態功耗低，電源電壓範圍寬，輸入阻抗高，扇出能力強，抗幹擾能力強，邏輯擺幅大，溫度穩定性好，工作速度低於TTL電路，功耗隨頻率的升高顯著增大。
第四節 基本門電路
“與”門電路;能”與”邏輯功能的電路稱與門電路，簡稱與門。
邏輯表達式為：
Y=A*B
“或”門電路：是或者的意思。隻要有一個或一個以上條件具備時，結果就會發生，這種因果關係稱“或”邏輯關係。
邏輯表達式為：
Y=A+B
“非”門電路;是否定的意思。表明事件的結果和條件總是呈相反的狀態。
邏輯表達式為：
Y=ˉAˉ
複合邏輯門
與非門 邏輯表達式為;Y=ˉA*Bˉ
或非門 邏輯表達式為;Y=ˉ(A+B)ˉ
異或門 邏輯表達式為;Y=A(+)B
第五節 集成觸發器
基本RS觸發器 邏輯表達式為;Q=ˉSQˉ和Qˉ=SQ
基本RS觸發器的R=S=1時，觸發器保持原狀態不變，而當R=S=0時，將不能確定觸發器是處於1態還是0態。
時鍾脈衝控製RS觸發器也稱同步觸發器。
時鍾脈衝控製RS觸發器特征方程式為Qn+1=S+ˉRQn SR=0既不允許將R和S同時取為1。
D觸發器是由6個與非門組成。其特征方程為：Qn+1=D
第十三章 電工專業知識
第一節 電力拖動與自動控製基礎知識
電動機的機械特性按硬度分類有;
1)轉矩增加而轉速保持不變的機械特性，稱為絕對硬特性;
2)轉矩增加轉速略有下降的機械特性，稱為硬特性，
3)轉矩增加轉速下降幅度較大的機械特性，稱為軟特性。
按照運行條件分類，機械特性可分為固有特性和人為特性。
電動機的運行狀態可話分為穩定狀態和不穩定狀態兩種。
穩定運行條件：
M(n)=ML(n)
電動機的調速：
直流電動機的調速方法有;降低電源電壓調速、電樞串電阻調速和減弱磁調速3種。
三相異步電動機調速方法有;改變供電電源的頻率，進行調速。改變定子極對數，進行變極調速。改變電動機的轉差率，進行調速。如定子調壓調速、繞線轉子異步電動機轉子串電阻調速，串級調速及電磁離合器調速等。
電動機製動運行：製動就是使拖動係統從某一穩定轉速很快減速停車，或是為了限製電動機轉速的升高，使其在某一轉速下穩定運行，以確保設備和人身安全。
製動方法有機械製動、電氣製動和自由停車3種。而電氣製動方法又分為能耗製動、反接製動和回饋製動3種。
為了易於控製，電動機在減速階段仍給出一定的拖動力，拖動力一般不小於0.3~0.5Fe。
主提升機供電方案：礦井主要提升機一般采用雙回路供電，一回路發生故障時，可換接到另一回路進行供電。
提升機後備保護，以徐州卓爾電腦研究所生產的M12-3B提升機後備綜合裝置，它具有以下作用;
1)、提升容器位置檢測及數字顯示;
2)、提升機速度檢測及數字顯示;
3)、最大速度超速保護;
4)、減速段限速保護;
5)、接近井口限速2m/s保護;
6)、兩次過卷安全保護;
7)、卡箕鬥或鬆繩保護;
8)、深度指示器失效保護;
9)、減速點保護;
10)、故障類顯示及聲光報警;
11)、鼓掌記憶和複為;
12)、提升勾數記憶等。
提升係統的故障監視分為，一類是電氣設備的故障監視，另一類是機械設備的故障監視。
提升機的安全保護裝置;
1)、防止過卷裝置;
2)、防止過速裝置;
3)、過負荷和欠電壓保護裝置;
4)、限速裝置;
5)、深度指示器失效保護裝置;
6)、閘間隙保護裝置;
7)、鬆繩保護裝置;
8)、滿倉保護裝置;
9)、減速功能保護裝置。
防止過卷裝置、防止過速裝置，限速裝置和減速功能保護裝置應設置為相互獨立的雙線型式。
第二節 鉗工相關知識
通風設備
離心式通風機
離心式通風機由葉輪、軸、進風口、螺旋線形機殼、前導器、擴散器等組成。風流有軸向進，徑向出。
離心式通風機裝有前導器，通過前導器可使通風機葉輪進口出產生氣流的扭曲，用來改善通風機的工作性能。
軸流通風機
軸流式通風機由葉輪、軸、集流氣、整流器、外殼、擴散器等組成。風流有軸向進，軸向出。
礦井壓氣設備
礦井空氣壓縮機的主要組成部分：拖動部備、空氣壓縮機及附屬裝置(濾風器、冷卻器、儲氣罐和輸其等組成)。活塞式空氣壓縮機中，空氣的壓縮是由在氣缸內做往複運動的活塞來完成的。有吸氣過程、壓縮過程、排氣過程和膨脹過程，這四個叫一個循環過程。
自動停機保護有水溫保護(40℃)、風包溫度保護(120℃)、一級排氣溫度過高(160℃)、二級排氣溫度過高(160℃)、一級排氣壓力過高(額定壓力±0.02MPa)、二級排氣壓力過高(額定壓力±0.02MPa)、斷水保護。
自動停機或報警有：潤滑油壓力過高(0.3MPa)、潤滑油壓力過低(0.05MPa)。
報警保護：潤滑油溫度過高(60℃)。
礦井排水設備
離心式水泵
離心式水泵主要由葉輪、葉片、軸、螺旋狀泵殼等組成。
離心式水泵的工作參數：流量、揚程、功率、效率、轉速等。離心式水泵主要部件的作用：
1)、葉輪：通過它把電動機輸出的機械能傳遞給水，包水送的一定高度和距離。葉輪有閉式和開式兩種。
2)、泵軸：是安裝葉輪並帶動葉輪旋轉的部件，一般用碳素鋼製成，泵軸與水接觸的部分裝有軸套。
3)、泵殼：是把葉輪推出的水收集起來，由一個圓形斷麵的出口送出。
4)、導向器：在多級離心式水泵中，在葉輪的外圓周上安裝有帶導葉固定的圓圈，叫導向器，也叫導水圈。作用：一是引導水流的運動方向;二是降低水流速度，將動壓變為靜壓。
5)、返水道：作用是包高壓水以最小的損失引入下一級葉輪進口。
離心式水泵啟動要求：
1)、檢查水泵等設備是否有機械故障。
2)、向泵腔及吸水管內注水，並把腔內氣體全部排出。
3)、關閉水泵出口閘閥。
4)、送電，使水泵運轉。
5)、水泵達到額定轉速後，逐漸將閘閥開啟，直到適當的開度。
礦井提升機
使用中的鋼絲繩做定期試驗時，如果安全係數小於係列數字，必須更換：
1)、專為升降人員用的小於7。
2)、升降人員和物料用的鋼絲繩：升降人員時小於7;升降物料時小於6。
3)、專為升降物料用餓和懸掛吊盤用的小於5。
鋼絲繩的安全係數定義為：鋼絲繩各鋼絲拉斷力的總和與鋼絲繩計算的最大靜拉力之比。
液壓傳動是借助於處在密封容器內的液體的壓力能來傳遞能量或動力。液壓傳動是借助於液體的動能來實現能量或動力的傳遞。
液壓傳動係統的組成：液壓動力元件、液壓執行元件、液壓控製元件、液壓輔助元件和工作液體5個部分。
第三節 礦井高壓供電係統
礦井供電係統
由礦山電源、各級變電所、礦山各種電壓等級的配電線路及各類用電設備組成的整體，稱之為礦山供電係統。
礦山井下的供電一般有兩種:形式深井供電係統和淺井供電係統。具體的供電方式取決於礦井年產量、開采方式、井下湧水量以及開采的機械化程度等多種因素。其中淺井供電係統又可分為兩種不同的供電方式。1)、井下負荷不大時，采用低壓向井下供電。2)、井下負荷較大時采用高壓向井下供電。
地麵變電所可分為兩種類型：一種是35KV受電，設有35/6KV變壓器，稱為35KV變電所，另一種是6KV受電，不設主變壓器降壓隻設高壓配電裝置，稱之為6KV配電所。
礦山企業屬於一類用戶，必須具有兩個獨立電源。兩個獨立電源可采用平行雙回路供電或環行供電方式，也可采用其他具有備用電源的專用線供電方式。變電所的主線可分為一次接線、二次母線和配出線三個部分。
一次接線
一次接線是指變電所的受電線路與主變壓器之間的接線。
一次接線可分為線路變壓器接線、橋式接線和單母線分段接線等幾種。
橋式接線又分為：內橋、外橋和全橋三種接線方式。
二次母線
二次母線是與變壓器二次側聯接的母線稱為二次母線。二次母線的形式有三種：單母線接線、雙母線接線、單母線分段接線。
井下中央變電所
井下中央變電所是井下供電的中心，它直接由地麵變電所供電。對井下中央變電所供電的線路不得少於兩回路，當任一回路停止供電時，其餘回路應能擔負井下全部負荷的供電。
采區變電所的高壓接線
采區變電所是采區供電的中心，其任務是將井下中央變電所送來的6KV高壓電能降為380~660V低壓，向采掘工作麵配電點及其他電氣設備供電。采區變電所一般屬於二類負荷。
電流保護裝置的接線方式
電流保護裝置的接線方式有3種方式：完全星形接線方式;不完全星形接線方式;差接接線方式。
繼電保護的種類：有時限的電流保護;電流速斷保護;三段式電流保護。
電力變壓器保護
電力變壓器的故障分為內部故障和外部故障。內部故障主要有：繞組的相間短路，匝間短路和單相接地短路等;外部故障有絕緣套管和引出線的相間短路和單相接地短路等。根據變壓器的故障性質，變壓器應裝設瓦斯保護、速斷保護、差動保護、過流保護、過負荷保護和溫度保護。
第四節 采區供電
采區供電是否安全、可靠和經濟合理，將直接關係到人身、礦井和設備的安全及采區生產的正常進行。目前我國綜采工作麵用電設備的電壓等級已提高到1140V甚至3300V。除在供電上采取可靠的防止人身觸電危險的措施外，還必須正確地選擇電氣設備的類型及參數，並采用合理的供電、控製和保護係統，加強對電氣設備的維護和檢修，以確保電氣設備的安全運行和防止瓦斯、煤塵爆炸。
采區電氣設備使用的高壓配電箱應具有短路、過負荷和欠電壓釋放保護，控製回路還應具備有選擇性咯漏電保護、高壓電纜監視保護。按額定斷流容量和短路時的動穩定性、熱穩定性進行校驗。
高壓開關櫃應具有完善的“五防”功能：1)、防止誤合、誤分斷斷路器;2)、防止帶負荷分、斷隔離開關;3)、防止帶電掛接地線;4)、防止帶接地線合閘;5)、防止誤入帶電間隔。
井下保護接地
保護接地：在中性點絕緣係統中，為防止漏電危及人身安全，要求電氣設備的金屬外殼通過接地裝置與大地連接，稱為保護接地。如果線路絕緣水平較低，電網對地分布電容較大，通過人體的電流可能達到或超過安全極限值，即30mA。為使流過人身電流在安全值以下，必須將接地電阻限製在一定範圍內。井下接地網上任一保護接地點測得的接地電阻值不得大於2Ω。
煤礦井下保護接地係統是由主接地極、局部接地極、接地母線、輔助接地母線和接地線組成。其中，主接地極是在主副水倉內各放置一個厚度不小於5mm的鋼板製成。局部接地極一般采用長1.5m，直徑為35mm以上的渡鋅鋼管，也可用麵積不小於0.6m2，厚度不小於3mm的鋼板或采用長1m，直徑不小於22mm的雙根渡鋅鋼管，並聯後相距5m以上，垂直埋入底板，深埋大於0.75m。接地母線的作用是將所有接地線連接到它的上麵，一般采用渡鋅扁鐵或銅線。
電壓畸變的影響劃分為三個大的範疇：熱應力，絕緣應力，負載設備應力。
諧波會增加設備的銅耗、鐵耗和介質損耗，進而加劇設備的熱應力。
節約用電的措施：1)、加強煤礦節電工作的技術管理。2)、提高現有設備的工作效率，減少間接能量損耗。3)、減少輸電線路的能量損耗。4)、正確選擇和使用電氣設備，提高係統的功率因數。5)、改造老設備，推廣新技術。6)、變壓器的經濟運行。7)、提高功率因數。
提高功率因數的方法有如下3種：提高負荷的自然功率因數、人工補償法提高功率因數、補償電容器的補償方式和聯接方法。
第五節 可編程控製器
定時器FX2係列PLC沒有100ms定時器200點(T1~T199)時間設定值為0.1~3276.7s;10ms定時器46點T200~T245，時間為0.01~327.67s;1ms積算定時器4點T246~T249，時間設定為0.1~3276.7s。
計數器有兩種類形一種是通用計數器C0~C99公100點;一種是失電保持計數器C100~C199公100點，其設定均為K1~K32767。失電保持計數器C100~C199即使停電，其當前值和輸出觸點的位置/複位狀態也能保持。
高速計數器在FX2係列PLC中共有21點。元件號為C235~C25。在PLC中共享6個輸入端X0~X5。
LD和LDI指令的操作元件可以是輸入繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M、狀態繼電器S、定時器T和計數器C。
LD指令稱“取指令”。其功能是使常開觸點與左母線連接。
LDI指令稱“取反指令”。其功能是使常閉觸點與左母線連接。
OUT指令可以是輸出繼電器Y、輔助繼電器M、狀態繼電器S、定時器T和計數器C。
OUT指令稱“輸出指令”或“驅動指令”。其功能是輸出一個結果，也就是根據邏輯運算結果去驅動一個指定的線圈。
AND指令和ANI指令的操作元件可以是繼電器X、輸出繼電器Y、輔助繼電器M、狀態繼電器S、定時器T和計數器C。
AND指令又稱“與指令”。其功能是使繼電器的常開觸點與其他繼電器的觸點串聯。
ANI指令又稱“與非指令”。其功能是使繼電器的常閉觸點與其他繼電器的觸點串聯。
OR指令和ORI指令指繼電器的常開觸點或常閉觸點與其他繼電器的觸點組成混聯電路並聯時可以使用。
OR指令又稱“或指令”。其功能是使繼電器的常開觸點與其他繼電器的觸點並聯。
ORI指令又稱“或非指令”。其功能是使繼電器的常閉觸點與其他繼電器的觸點並聯。
ANB指令和ORB指令是隻在梯形圖中，可能出現電路塊與電路塊串聯或者並聯的情況用，
ANB指令有稱“電路塊與指令”，其功能是使電路塊與電路塊串聯。
ORB指令有稱“電路塊或指令”，其功能是使電路塊與電路塊並聯。
MC指令“主控指令”和MCR指令“主複位指令”;MPS指令又稱“進棧指令”、MRD指令又稱“讀棧指令”、MPP指令又稱“出棧指令”。SET指令又稱“置位指令”，RST指令又稱“複位指令”，PLS指令又稱“上升沿脈衝微分指令”，PLF指令又稱“下降沿脈衝微分指令”。STL指令又稱“步進接點”指令，RET指令又稱“步進返回”指令。
第六部分 高級礦井維修電工技能要求
第十四章 基本操作能力
第一節 計算能力
三相短路電流計算公式：
Id3=
兩相短路電流計算公式：
Id2=
電阻忽略不計三相短路電流和兩相短路電流計算公式為：
Id3=
Id2=
高壓電機的過流保護的計算及整定
電機速斷保護
異步電動機應躲過啟動電流 IZ=KKKCIst/Ki
KK—可靠係數;采用GL型繼電器取1.6~14.8，DL型取1.4~1.6;
KC—接線係數;接在相上為1，接相差上為
;
Ki—電流互感器變比;
Ist—電機啟動電流。
過載保護
動作時間應躲過啟動時間。
過載保護動作電流
IZ=KKKCIN/Kf Ki
KK—可靠係數;動作於信號取1.1，動作於跳閘取1.2~1.4。
KC—接線係數;接在相上為1，接相差上為
;
Ki—電流互感器變比;
Kf—返回係數，取0.85;
IN—電動機額定電流。
變壓器電流保護的整定計算
電流速斷應按躲過變壓器二次三相短路電流計算保護動作電流
IZ=KKKCId3/Ki
KK—可靠係數;采用GL型繼電器取1.4，DL型取1.2。
KC—接線係數;接在相上為1，接相差上為
;
Ki—電流互感器變比;
Id3—變壓器二次最大三相短路電流。
過流保護
動作電流
IZ=KKKCI1/Kf Ki
KK—可靠係數;取2~3;
Kf—返回係數，取0.85;
I1—變壓器一次額定電流。
靈敏度校驗
速斷保護靈敏係數
Km=
ⅰ>2
過流保護的靈敏係數
Km=
>1.5
單相短路靈敏係數
Km=
>1.5
I
--變壓器一次最小兩相短路電流;
I
--變壓器二次最小兩相短路電流;
I
--變壓器二次最小兩單相短路電流;
Ki—變壓器一次電流互感器變比;
Ku—變壓器變比;
Kmx—單相短路的相對靈敏係數。
高低壓電纜截麵選擇計算
高壓電纜的截麵一般按兩種方法選擇：
1、按持續允許電流 ：
KIp≥Ia
Ip—電纜允許載流量;
K—環境溫度校正係數，25℃時為1;
Ia—通過電纜的最大持續工作電流。
2、按經濟電流密度： S=IN/J
S—電纜截麵;
IN—電纜的持續工作電流;
J—經濟電流密度。
J的取值決定於電纜的年運行小時，一般年運行小時在3000~5000小時，J值對銅芯電纜取2.25，對鋁芯電纜取1.73。若年運行小時小於3000小時，J分別取2.5和1.93。若大於5000小時，J分別取2.0和1.53。
低壓電纜
電纜工作時的負荷電流應小於電纜所允許的持續電流，所選電纜應保證距離最遠，容量最大的采掘設備在重載啟動是的端電壓不低於額定電壓的75%。電動機正常運行時端電壓不得低於額定電壓的95%。
1、按持續允許電流選擇截麵 ：
KIp≥Ia
Ip—電纜允許載流量;
K—環境溫度校正係數，25℃時為1;
Ia—通過電纜的最大持續工作電流。
先計算出功率P=KX∑PN
在計算幹線電纜通過的工作電流
I=P×103/
UNCOSΦ
第二節 組織能力
提升機控製設備的安裝
主電機的安裝步驟如下進行：電動機底盤的安裝和調整;軸承座的安裝和調整;定、轉子的安裝調整，電動機軸找中心，軸和軸瓦配合;緊固地腳螺釘等;安裝潤滑係統，通風係統，接地裝置;安裝刷架和電刷，進行外部接線;二次澆灌。
高壓開關櫃的安裝
開關櫃安裝需用的基礎型鋼應平行，並在同一水平麵內，接地應良好，底腳螺栓應垂直、牢固。
換向器的安裝：
1)、換向器的固定、找正。2)、換向器各接觸器間控製連線。3)、換向器周圍裝圍柵及柵欄門閉鎖開關。4)、換向器的調整5)、換向器的試驗。
提升設備保護裝置試驗一般包含以下主要內容：
1)、過卷保護;2)、過素保護3)、限素保護4)、過流保護5)、過、欠電壓保護6)、滑繩保護7)、鬆繩保護8)、急停開關功能9)、深度指示器失效保護10)、反轉保護11)、提升機與井筒信號係統的閉鎖功能12)、主軸承溫度保護13)、製動器監測保護14)、減速功能保護15)、製動油過壓監測16、滿倉保護。
第三節 識圖能力
電氣線路圖種類繁多，再複雜的電路土，總是可以分解為幾個功能部分，即單元線路。對各個元件的功能有所了解，便可把一個複雜的線路圖分解為許多簡單的線路。整個線路問題就解決了。(識圖)
第四節 智能測量儀器的使用
目前在一些短暫而變化迅速信號的測試中已逐步的采用有數字存儲功能的數字存儲示波器和瞬態波形存儲器以替代光線示波器和機械掃描示波器。
數字存儲示波器的工作原理是輸入的模擬信號竟直流選擇開關、衰減器和放大器後，輸入到模擬量/數字量(A/D)轉換器，快速地將變化中某一瞬間的模擬量轉換為所對應變化的數字量後，輸入到存儲器上存儲下來。存儲下來的數字量經過數字量/模擬量(D/A)轉換器轉換成對應的一係列模擬量輸出顯示。
暫態波形存儲器有兩種輸出方式，一種是有存儲器(RAM)中讀出的數字量通過轉換器轉換成相應的模擬量，用外接陰極示波器顯示被記錄的波形。另一種是送入微型計算機內存，以便微機處理。
智能化儀表的使用
智能化儀表就是將計算機技術應用於儀器儀表的一種新型測量儀表，它在某些方麵具有模仿人工智能的特性，使儀表內的各個環節自動地協調工作，並具有數裾處理和故障診斷的功能。
智能化儀表的基本類型
儀器儀表一般由檢測元件和顯示儀表組成。智能化儀表是指檢測元件為智能型或顯示儀表為智能型或者二者均為智能型的儀器儀表。
智能檢測元件一般在普通檢測元件的基礎上，配以相應的電子線路和其他傳感器，實現自動溫度補償、自動線性化補償、自我保護以及自動信號變換等功能，從而提高了檢測元件的穩定性和測量的準確度。具有較高的抗幹擾性能。
智能型顯示儀表
智能型顯示儀表發展速度較快，最常見的智能型測量儀表是那些多功能的綜合測量儀表。一般可以同時測量多個參數。智能化儀表的發展依賴於電子技術的發展，隨著電子技術的發展，智能化儀表在體積較以前大為減小，使用儀表的能耗越來越低。並且能測量高速變化的量。
智能化儀表的使用應根據實際測量要求來選擇，應特別注意儀表的量程範圍和準確度以及顯示位數。智能儀表的測量誤差主要是四舍五入所產生的。智能儀表與其他普通儀表一樣，一般在最大量程的2/3處其測量準確度最高。
智能化儀表在使用中要注意防塵、防潮和防腐，因為智能儀表的線路板布線都比較細且線間距都比較小，微小和塵粒和水珠都可能造成短路，輕微的腐蝕也有可能造成斷路，輕者影響測量的正常進行，重者可能損壞儀表。
