《电气控制电路》教学（精选8篇）
《电气控制电路》教学 篇1
摘要：针对传统《电气控制技术》课程的教学模式及教学方法, 将高职院校与本科院校进行对比, 阐明高职课程改革的必要性。本文从教学内容安排、改进教学方法、教学模式改革和考试考核方法改革等方面介绍《单元电气控制电路》的教学改革。
关键词：电气控制技术,单元电气控制电路,教学改革
《单元电气控制电路》课程是电气自动化专业的一门专业基础课程, 该课程根据传统的《电气控制技术》课程改革而来。为适应高职人才培养需要, 现将《电气控制技术》分解为电工器件基础、单元电气控制电路和机床电气控制等三部分组成。其中, 单元电气控制电路作为承上启下的中间环节其重要性不言而喻。
一、课程改革的必要性
现阶段, 《电气控制技术》在本科及高职院校的电气类专业均有开设, 绝大多数高职院校采用与本科院校相似的教学方法, 从人才培养的目标而言, 该教学方法已经不适应高职该专业发展的需要。就授课对象而言, 适合本科院校的教学方法不一定适应高职学生。其次, 传统的教学方法重理论轻实践, 对于高职院校的学生如果仍采用传统教学方法, 将会导致学生的实践能力无法得到提高。故而, 对高职的教学不能再沿用本科的教学模式, 应就高职学生自身的特点及人才培养的目标寻求新的教学方法。从教材方面而言, 本课程所选的教材也沿袭本科教材。通常本科教材理论性强, 实践教学内容不足。从课时数方面来说, 传统《电气控制技术》课时数少, 为完成教学内容不得不将实践内容缩短, 从而造成理论课时与实践课时比例偏差过大。改革后, 在教学过程中给更多的时间让学生自己动手接电路、检查电路故障、维修等, 大大提高了学生的识图、动手能力以及对原理图深层次理解。从专业设置上讲, 电气专业的《电气控制技术》、《电机与拖动》和《PLC控制技术》有很多知识点重复。例如:电动机控制部分、低压电气、PLC等内容。如果以上几门课程重复开设会造成课时浪费。若有一门或几门不开设, 就会缺少知识点。从教学方法而言, 传统的教学采用理论加实验的方法, 学生大部分时间在教室学习理论课, 学生没有兴趣, 学习效果不佳。改革后采用一体化教学, 配备专业的教学工具及器材, 老师边讲学生边做, 学生的学习兴趣明显提高, 学生真正将知识吸收。
二、本课程教学改革的几点尝试
1. 课程教学内容的安排。
为避免不同课程的内容重复, 现将传统《电气控制技术》课程分成三大部分:低压电气、单元电气控制电路和机床电气控制电路。这样在课程设置时, 既可以避免课程内容的重复, 又能加强实践教学部分的内容的学习。本课程主要介绍简单的单元电气控制电路部分, 如:点动控制、长动控制、多点控制、正反转控制、星三降压起动、往返控制和顺序控制等。要求学生学会看懂原理图, 根据原理图绘制电气元件布置图和电气安装接线图, 学会分析电路工作原理, 能根据原理图接线并对电路进行检测与维修, 以及简单的电路设计。
2. 改进教学方法。
多媒体教学在现代教学中已普遍存在, 采用多媒体教学可以使课堂教学内容丰富、形象, 大大增强了信息量, 有效缓解了课时缩减和教学内容增加的矛盾, 可以取得较好的教学效果[1]。将多媒体作为教学的辅助手段, 与传统的教学手段相结合, 在多媒体教学中合理配合板书来调整教学的直观性, 同时给学生思考的时间。在教学中要注意教师与学生之间的互动, 采用提问、思考题、小设计、学生上台讲解、讨论等吸引学生的注意力, 激发学生思考问题。每个项目对应的电路图以FLASH方式呈现给学生, 既可以让学生更生动形象地了解电路的工作过程, 又能提高学生的学习兴趣。每上一次新课, 教师将上次课的主要内容先进行回顾, 并在每个项目接线结束后进行总结, 让学生自己分析每个项目出现的问题并说出自己的解决方法。利用网络资源进行交流。本课程申报了院级精品课, 将所有教学资源传到互联网, 供同学课后学习交流和提交作业。这样学生出现的问题能及时反馈, 能为学生解决很多实际的问题。在课堂教学中, 结合生活实例讲解教学内容。例如, 用油泵电机给主轴电机加油的过程讲解顺序控制电路及联锁的概念。用机床加工零件讲解电机正反转控制电路及互锁。在教学中, 学生从未接触过电路接线及工艺要求, 所以在教学中, 先老师演示一遍, 再让学生自己接线, 出现问题再一对一解答。这样学生既能通过教师的演示从中掌握工艺要求, 又能自己探索出接线的技巧和方法。
3. 教学模式改革。
积极构建“教、学、做”一体化教学模式[2]。本课程在一体化教室进行教学, 根据班级实际情况, 将学生进行分组。每3名同学分为一组, 并设一名组长, 采用组长负责制。主要负责每组成员的安全和对实训器材管理。一体化教室同时配备有多媒体设备和黑板, 在讲解了理论知识后, 指导学生分组进行接线, 争取在“做中学、学中做、学中教”的情境中实现理实融合, 学生既学会了知识的应用, 也得到了技能的训练。
4. 改革考试考核方法。
本课程采用平时成绩+过程考核+期末考核。平时成绩包括:课堂提问、考勤、课堂表现等, 占总成绩20%。过程考核包括对每个项目进行考核, 要求学生以小组为单位接线并通电试车, 完成各项目任务工单, 绘制电路原理图等, 小组成绩即为个人成绩。过程考核占总成绩40%。期末考核分笔试和操作部分。考试开始前5分钟进行抽题, 学生根据自己所抽到的题目在40分钟内完成笔试部分, 然后每个学生单独接线, 完成后老师检测并打分。
三、教学改革中的几点体会
1. 在动手操作前, 须安排安全知识教育课, 提高学生的安全意识。注意学生在实验时的安全, 强调在电路通电前一定要经过教师的检查和确认方可以通电。
2. 每一部分课程内容的讲解应尽可能多地引入工程实践应用的内容, 明确学习目的, 激发学习兴趣, 鼓励和培养学生的创新思维, 重视学生对电路接线、故障排除和维修能力的培养, 提高学生独立工作的能力和动手能力。
3. 采用分组教学, 培养学生团队协作精神。分组教学时每组人数不能太多, 最多不能超过三人, 否则, 教学效果很差。项目操作中如果有成员不做就会影响小组工作进度, 也会使本小组操作分受影响。将个人贡献与小组的成绩挂钩, 会让学生懂得集体合作的重要性。
4. 在课程设计、毕业设计, 以及各种形式的创新比赛中, 尽可能鼓励和指导学生自主开发与教学和工厂实践紧密结合的实验项目和装置。这样不仅可以最大限度地锻炼学生的综合能力, 而且可为课程进一步开展提供了有力的保证。
通过对两届学生的教学, 并且对改革班的学生学习情况调查, 调查结果表明与非改革课程相比, 学生更倾向于改革后的教学。学生认为主要是改革后的教学模式更能吸引学生, 学生学习兴趣得到了提高, 所学的知识更牢固。课堂上有更多的时间让学生自己动手做, 而不是一味地听老师讲理论。总体而言, 此次改革非常成功。但仍然有需要改进的地方, 比如在与前续课程的衔接中, 特别是交流电动机的控制这部分的介绍时, 内容有重复的嫌疑, 这也是后续改革中需要注意的地方。
参考文献
[1]束长宝, 李新兵, 王永华“.电气控制及可编程控制器”教学改革初探[J].南京:电气电子教学学报, 2005, 27 (6) :82-85.
[2]何朝阳.高职《电气控制与PLC》课程教学改革与实践[J].中国科教创新导刊, 2013 (19) :137.
《电气控制电路》教学 篇2
关键词： 电路原理 教学理念 实践教学
1.电路原理课程改革原因
电路原理是电路理论的入门课，是后续课程及相关专业的“专业基础课”，是一门理论性和实践性很强的课程。该课程的作用是培养学生分析问题的能力和解决问题的能力。在实际授课过程中，追求理论完整性、严密性和先进性的倾向明显超过对工程实践的关注；在教学中只注重培养学生分析问题的能力，较少考虑对解决问题能力的培养。
另外，理论教学中课时严重不足，内容多、学时少的矛盾越来越突出，学生学习该课程难度增大，如何在有限的学时内完成教学任务，使学生更好地掌握电路的基本知识、基本方法是课题组全体老师必须思考的问题。我主要从教学理念、教学内容上进行了整合，教学手段、教学方法上进行了研究，实验环节上进行了改革。
2.电路原理课程改革的理念
课程改革的理念贯穿每个教学环节，使“电路原理”课程本身具有工程性，让学生知晓实际电路到电路模型的建立过程，并让他们了解同一实际元件在不同的工程背景下，需要建立不同的电路模型，使得“电路原理”课程具备工程的特点。我们在讲授电路原理课程的基本元件时，必须突破传统的二端理想元件的局限性，讲授有源三端元件和多端元件；突破传统的强电、弱电的相互独立的局面，通过工程实例，让学生用电路分析方法分析实际电路，对电路能量处理和信号处理两方面的功能有所了解，并兼顾模拟和数字系统，培养出具备学科交叉的创新人才。
3.“电路原理”课程改革的实践
3.1教学内容改革
本校教材采用的是邱光源编著的“电路（第5版）”，把教学内容分为三大模块：电阻电路稳态电路模块、动态电路模块（包括时域分析，复频域分析）和正弦交流电路模块。在讲授该课程时，可以从知识点的组织方式、新元件的讲授方法、例子的选取等方面进行改革。
为了加深学生对电路基本概念和分析方法的掌握，可以大量引入工程实例。朱桂萍、于歆杰编著的《电路原理导学导教及习题解答》提供了工程性鲜明的例子，如：无线通信系统的基本要素、模拟数字转换器、半波和全波整流电路、限幅电路、稳压电路、检波电路、各种滤波器、收音机RLC带通滤波器等，这些工程实例紧密结合的“电路原理”课程的基本知识点兼顾数字系统和模拟系统，兼顾能量处理和信号处理。相对传统电路教材而言，更能反映电路在信号处理方面的工程应用。
教学内容尽可能同时体现电路能量处理和信号处理两方面的功能。在讲授线性电阻电路这部分内容的时候，串联电路具有分压特点，并联电路具有分电流的特点，戴维南定理对输入输出电阻的要求；讲授非线性电阻的时候，二极管、三极管线性化条件，以及在信号处理的应用；在讲授正弦稳态电路分析部分时，有功功率、视在功率及功率因素的引入，功率因素的提高方法，谐振在无线电技术中的应用。在讲授三相交流电路的时候，三相交流电的相序问题联想到三相电机的转动方向与三相定子电流的相序，旋转磁场方向的关系，都体现了电路能量处理和信号处理的功能。
遵循认知规律，系统地安排“电路原理”课程的知识点。在讲电路元件的时候，引入二端口的概念，帮助学生尽快建立抽象的概念。在非线性电阻电路部分突出强调分段线性法和微变等效电路分析方法，有利于掌握实用的工程分析方法；在分析动态电路的全响应时，把全响应分解为零输入响应和零状态响应的叠加，有利于降低难度。讲授元件约束时，引入对偶的思想，找到元件参数中的对偶关系，找到KVL，KCL定律的对偶关系，网孔电流法与节点电压法的对偶关系，有助于学生对定理的理解和记忆。
3.2教学手段的改革
多媒体教学手段的应用是教学改革的重要方式之一。多媒体教学的应用增大了信息量，大大丰富了课堂教学的内容，使教师授课的内容更规范，减少教师上课时的板书时间，使得教师有更多的时间详细地讲解难点等。多媒体电路教学存在一些不足：由于信息量过大，信息呈现速度较快，超过一般学生的信息接收能力，学生普遍反映上课速度快，思路跟不上，无法获得传统板书按推理或演绎思路进行逐步教授的效果。
把多媒体技术与传统的“讲台、黑板、粉笔”教学手段相结合，多媒体和传统板书相结合的教学手段，针对不同的教学内容，采取不同的教学手段，实现教学手段和方式多元化。讲课时，主要的推理和演绎仍通过板书形式，这样老师的速度有所减慢，但方便学生边听边记边思考，使学生自然而然地从传统学习方式向现代学习方式过渡，使上述存在的问题得到一定的解决。把两者的优势有机地结合，最大限度地发挥多媒体教学的优势，是一个值得长期探索和不断完善的过程。
3.3实验改革
实验教学改革首先要改革传统的实验指导书的形式，把重点放在自行设计实验线路及实验步骤上；逐步减少对理论的验证，增加综合性和开拓性实验；积极发散学生的创新思维。让学生克服对教师的依赖性，培养学生的独立性。
其次采用实验手段进行改革，实验课引入计算机辅助分析技术。电路仿真实验不受实验仪器设备的限制，为学生成功地验证自己的设计方案提供了有力的保障。我们采用启发式教学方式，改变以前的包办代替方式，在实验过程中对学生遇到的疑难问题仅作启发性、提示性解答，不直接指出问题所在，采用逐步提示查找问题的方法。另外，老师把好考核关，避免学生抄袭实验结果。这就需要提高实验管理人员的素质，熟知实验内容，提高自身的业务素质。
4.结语
本文从电路原理课程的教学理念、教学内容、教学手段、教学实践环节进行了改革与实践，突出了对学生工程观念的培养，提高了学生对实践环节的重视程度，密切了理论分析与实际工程的联系。学生在整个学习过程中处理实际问题的能力必将大大提高，这对教学质量的提高和应用型人才的培养都十分有益。
参考文献：
[1]邱关源，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2]于歆杰，朱桂萍，等.电路原课程教学改革的理念与实践，电子教学学报[J].南京：2012，34（1）：2-5.
《电气控制电路》教学 篇3
一、教材分析
笔者所在学校使用的教材是“十二五”立项校本教材《电机与电气控制》。本教材是配合维修电工中级考工要求所编写的,内容以实训项目为主,旨在培养学生实践动手能力。课程内容选自该教材项目二正反转控制电路的任务一———三相异步电动机电气互锁正反转控制电路。
三相异步电动机正反转电气互锁控制电路是实际已应用的独立正反转电路,也是“双向起动反接制动控制电路”、“双重联锁正反转能耗制动控制电路”等电路的组成部分。只有会识读该电路原理图,理解其工作原理,会接线、检测、通电调试,才能为后续电路的学习作铺垫。
依据课程标准及学生的认知特点,拟定以下教学目标:
1.知识目标
(1)能识读三相异步电动机正反转电气互锁控制线路图
(2)理解三相异步电动机正反转电气互锁控制电路的工作原理
(3)掌握电气互锁的概念、构成及作用
2.能力目标
(1)培养学生的识读原理图能力
(2)学会三相异步电动机正反转电气互锁控制电路的接线,并能达到正确、合理、经济及美观的效果
(3)掌握该电路的检测及通电调试方法
3.情感目标
(1)培养学生严谨认真的学习态度
(2)培养安全规范操作的职业习惯,提高安全意识
依据课程标准的要求,本次课是要让学生明白电气互锁的概念及特点,会识读三相异步电动机正反转电气互锁控制电路图,同时三相异步电动机正反转电气互锁控制电路布线检测及通电调试,对于学生掌握该类电路的实际应用起着至关重要的作用,因此列为重点。控制电路接线部分较为繁琐,学生往往容易出错。经过前期的训练工艺学生基本能达到要求,因此在对学生的要求上从工艺要求转变为接线技巧的要求。因为考工是有时间限制的,如何才能在有限的时间内,完成整个电路的接线,其接线的技巧性就显得尤为重要,所以在接线时,如果能正确掌握技巧,也就是用线越短、越少,分布越合理,那么接线速度就越快。因此将接线设计设为难点。
二、学情分析
本课程的授课对象是应用电子技术专业二年级学生,初步具备了专业课程的学习能力,实践主动性较高,但理论学习积极性不高;在知识储备上,知道常见低压电器的功能、符号,有一定的识图能力;在动手能力上,因之前通过为期一周的照明电路实训并已完成三相异步电动机单向旋转控制电路实训,已基本熟悉电工线路板的接线模式,但在控制电路的接线设计能力上,显得灵活变通性不够。
三、教学策略
1.教学模式
采用理实一体化的教学模式,教师主导,学生主体。同时根据中级维修电工的考核要求,采用一人一工位的形式。
2.教学方法
(1)实物演示:借助于自制的示教板,使学生对于该控制电路的控制效果及接线效果有感性认识。
(2)仿真演示:在分析电路工作原理时,借助CAD仿真软件,使学生能够直观的理解各按钮与接触器之间的控制关系,进一步掌握各元器件在电路中所起到的作用,真正做到抓住重点,突破难点。
(3)活动探究:设置情境,引导学生进行探究活动,培养独立思考能力和合作能力。
(4)总结归纳:在所有学生通电成功之后,进行总体评价,使学生形成统一认识,从而实现由感性到理性的升华。
3.学法指导
(1)小组合作学习法:在实物演示及CAD仿真以后,相互讨论,直观认识电路的控制关系及作用,从而提高学习兴趣。
(2)自主探究法:对同一张控制原理图,鼓励学生按照自己的理解,接出最为合理、经济的电工板。
(3)反思评价法:每做完一个实训项目,其知识储备、操作技能都要有所提高。
【设计依据:在教学中以任务为驱动,老师为主导,学生为主体,采用老师讲,学生看,学生想,学生做,最终一起总结的模式,使学生边学边做,在学中做,在做中学,教师在传授知识的同时,更重要的是培养学生的自主学习能力。】
四、教学过程
教师课前准备:
1、在自制电工板上接出该控制电路;
2、在CAD仿真软件上,画出该控制电路原理图,进行仿真设计;
3、在PROTEL软件上,画出该控制电路的接线图;
4、自制PPT课件
学生课前准备:电工工具
(一)创设情境、导入新课
1. 回顾自锁概念、三相异步电动机单向旋转控制电路原理图及工作原理。
2. 视频展示伸缩门前进与后退、升降机上升与下降等过程,引入本课内容任务———三相异步电动机正反转电气互锁控制电路。
【设计意图:复习三相异步电动机单向旋转控制电路,即复习了上节课主要知识点,为引出三相异步电动机正反转电气互锁控制电路作铺垫,起着桥梁和纽带的作用。知识源于生活,服务于生活,密切联系学生的生活实际,使学生体验电动机正反转知识在生活中的广泛应用,理解电机正反转控制的应用价值,激发学习兴趣,从而培养学习能力。】
(二)理论分析,准备任务
1. 讲解主电路换向原理
老师借助自制PPT课件,在原来单向连续旋转控制电路主电路图上进行改进,引导学生观察主电路部分相序特点并记录规律。
学生观察发现:主电路:KM1:L1-U1、L2-V1、L3-W1,
KM2:L3-U1、L2-V1、L1-W1
即KM1、KM2主触头来改变电动机上电源的相序
2. 讲解控制电路工作原理
(1)老师引入电气互锁概念,利用电子CAD仿真软件在原来三相异步电动机单向旋转控制电路基础上改变控制电路,要求学生观查控制电路图变化,会识读该电路图;
(2)老师仿真运行此电路,并引导学生观察电流走向及触点动作情况;
(3)老师讲解正转起动与停止的工作原理,安排学生小组讨论,启发学生利用正转停止知识分析反转起动与停止工作原理。
【设计意图:电子CAD仿真软件能形象的演示电路中电流走向及触点动作情况,老师借助于电子CAD仿真软件,能使学生更直观的发现电路图的变化及电路运行情况,更利于电路原理图及工作原理的掌握。】
(三)理实结合,实施任务
1. 讲解主电路的接线设计、接线
老师补充:可通过交换三相电源任意两相来改变电源相序。但为了最直观地观测电路走向且节省用线材料,最好采用交换三相电源两边相线,而保持中间相线位置不变。
老师———示范
2. 学生主电路接线
老师———示范、巡视、个别指导
学生——主电路接线
3. 检测主电路
老师———讲解主电路检测方法,并巡视、个别指导
学生———用万用表检测主电路,判断是否正确换相。
4. 讲解控制电路接线设计、接线(难点)
(1)老师讲解控制电路接线设计部分,注重灵活性思维,即在保证电路功能不变的前提下,改变某些触点的位置,会使得接线用料大大缩减,大大提高接线的速度。那么改变哪些触点的位置会有这样的作用,我会在接线图上进行仿真,同时借助于自制电路示教板向学生进行讲解,在关键点创设情境,引导学生灵活思维,从而达到突破难点的效果;
(2)老师示范其中一个复杂节点的接线,留下其它节点由学生自己思考接线,从而加深理解,进而形成接线本能的效果。
【设计意图:利用接线图和电工示教板讲解控制电路的接线技巧,学生更加容易掌握。课堂上老师以启发、分析、总结为主线,做好学生的领路人,让学生小组讨论问题,提出解决办法,是让学生融入课堂,成为课堂的主人,培养学生团结协作精神。】
5. 学生控制电路接线
老师———巡视、个别指导
学生———控制电路接线
6. 检测控制电路
老师———讲解控制电路检测方法,并巡视、个别指导
学生———用万用表检测线路是否接错,如有问题及时修改
7. 通电调试
老师———讲解通电注意事项,并巡视、个别指导
学生———接入电动机,通入三相电源,观察电动机运行情况,若发现故障
对电路进行调试
(四)引导评价,总结提高
教师主导,学生交流讨论,分析总结。
学生的自评、互评和老师的过程评价构成对学生的总体评价。
【设计意图:教师引导学生发现该电路工作特点及控制缺陷,并总结该电路工作原理,为下个任务机械互锁控制电路的引入作铺垫,同时在整个任务中对学生各环节的完成情况,对本任务的掌握情况进行阶段性评价,能及时发现学生出现的问题和不足,并及时纠正。学生发现该电路工作特点,总结该电路工作原理,并做好记录。】
(五)布置作业
1. 画出三相笼型异步电动机电气互锁正反转控制电路原理图、接线图
2. 写出三相笼型异步电动机电气互锁正反转控制电路工作原理
五、教学反思
本次任务借助了丰富的多媒体教学资源,像动画、视频、PPT课件、CAD软件等资源,使学生在突破重难点,理论上升到实践上有很大帮助。同时在教学过程中采用做中学、做中教理实一体的教学模式,提高了学生的学习兴趣和积极性,达到了预期的教学目标。
在实训过程中发现,操作结束后工具摆放不够整齐。在工作习惯养成教育方面需要加强,同时教师要树立“以能力为本位,以就业为导向”的教育思想来引导学生。
以上是笔者在多年从事电机与电气控制这门课教学的基础上,对三相异步电动机正反转电气互锁控制电路的教学设计,欠缺之处,请批评指教。
摘要：正反转电气互锁控制电路是电机继电器控制电路的核心内容,其理论性强,内容抽象。为了提高教学效果,教学设计打破传统的教学模式,采用理实一体化的教学模式,让学生在教中学,学中做,并借助相关的多媒体教学资源,帮助学生突破重难点。本文阐述的是三相异步电动机正反转电气互锁控制电路的教学设计。
电气控制电路检修的一般方法 篇4
维修人员技术水平的高低, 最能在故障点的查找上体现出来。故障的维修并不困难, 难就难在故障的查找上。如何对控制电路的故障进行查找呢?一般来说, 可以分为“看”、“问”、“闻”、“查”几个步骤。
(1) “看”:
(1) 观察熔断器内的熔体是否熔断; (2) 其他电器元件有无烧毁、发热、断线、导线连接螺钉是否松动 (3) 触点是否氧化、积尘等。对于高电压以大电流的区域、活动机会多的部位、容易受潮的接插件等, 要给予特别的注意。一旦发生故障, 要进行及时检查与修复。检查的内容包括:系统外观是否完整, 有无明显的操作损伤, 各部分连接线是否连接正常。
(2) “问”:
维修人员应及时和机床操作人员沟通, 了解故障发生前后设备运转状况如何, 这样做有利于检查人员根据电气设备的工作原理, 准确判断发生故障的部分, 及时找出故障原因, 进行维修。一般, 都需要询问以下几方面:系统的主要功能、操作方法、故障现象、故障过程、其他异常情况、有无故障先兆等。
(3) “闻”:
听一下电路工作时有无异常响声, 如振动声、摩擦声及其他异常声音。
(4) “查”:
即检查电路, 按以下几个步骤进行。
第一步:保养性例行检修。主要包括以下内容: (1) 清理污垢, 消除漏电隐患; (2) 检查各元件导线的连接情况及端子排的锈蚀情况; (3) 对于已经被人维修过的控制器件, 应检查新换上元器件的型号和参数, 保证新器件的各项指标符合原电路的要求。第二步:首先排除比较明显的故障。例如电源故障、导线断线、继电器损坏、触头烧损等。这样做有利于更快的找到事故发生点, 减少时间排查时间, 易于观察和测量。第三步:对于多故障并存的电路, 应分清主次, 找到发生事故的主要问题, 再按步检修。检修时, 应注意遵循分析─判断─检查─修理的基本规律, 及时纠正分析和判断的结果, 按照实际情况一步一步地进行, 逐个排除存在的故障。第四步:根据控制电路的工作原理, 判断故障范围。按照可调部分是否有效、调整范围是否改变、控制部分是否正常、互相之间联锁关系能否保持, 大致确定故障范围。再根据关键点的检测, 逐步缩小故障点。最后找出故障元件。
2 检修电路时的常用方法
利用万用表对电路进行测试, 进行故障判断的检修方法。
2.1 电阻检查法
利用万用表的电阻档, 对控制线路进行断电测量, 安全、有效。
(1) 电阻分阶测量法。
首先断开主电路电源, 把万用表置于倍率适当的电阻档, 接通控制电路电源。若按下启动按钮时接触器不吸合, 则说明控制电路有故障。检测控制电路之前, 应切断控制电路电源, 然后一人按下启动按钮不放, 另一人用万用表依次测量0-1、0-2、0-3、0-4各两点间电阻值, 根据测量结果可找出故障点。
(2) 电阻分段测量法。
首先切断电源, 然后一人按下启动按钮不放, 另一人把万用表的转换开关置于倍率适当的电阻档, 用万用表的红、黑两根表棒逐段测量相邻两点1-2、2-3、3-4、4-0之间的电阻, 如果测得某两点间电阻值很大, 则说明该两点间接触不良或导线断;如果测得某两点间电阻值很小, 则说明该两点间短路。使用电阻隔分段测量法时, 应注意以下几点: (1) 电阻分段测量法检查故障时, 一定要先切断电源; (2) 测量高电阻电器元器件时, 先将万用表的电阻档转换到适当档位; (3) 若所测量电路与其他电路并联, 必须先断开其他并联电路, 再测电阻值。
2.2 电压检查法
分为电压分阶测量法和电压分段测量法。
(1) 电压分阶测量法。
首先把万用表置于交流电压500V的档位上, 然后按图1所示的方法进行测量。断开主电路, 接通控制电路的电源。若按下启动按钮SB2时, 接触器KM不吸合, 则说明控制电路有故障。检测时, 需要两人配合进行。一人先用万用表测量0和1两点之间的电压。若电压为380 V, 则说明控制电路的电源电压正常。然后由另一人按下启动按钮不放, 一个用黑表棒接到0点上, 用红表棒依次接到4、3、2、1各点上, 分别测量出4-0、3-0、2-0、1-0之间的电压, 根据测量结果找出故障点。
(2) 电压分段测量法:
简述。检测时, 把万用表的转换开关置于交流电压500V的档位上, 按图1所示的方法进行测量。首先用万用表测量0和1两点之间的电压, 若电压为380 V, 则说明控制电路的电源电压正常。然后, 一人按下启动按钮SB2不动, 若接触器KM不吸合, 则说明控制电路有故障。这时, 另一人可用万用表的红、黑两根表棒逐段测量相邻两点1-2、2-3、3-4、4-0之间的电压, 根据其测量结果即可找出故障点。
电压检查法, 优点是排查故障准确, 缺点是带电测量不安全。
3 经验法
(1) 黑暗观察法:电路存在接触不良故障时, 在电源电压的作用下, 常产生火花并随伴着一定的声响。应在比较黑暗和安静的情况下, 观察电路有无火花产生, 聆听是否有放电时的“嘶嘶”声或“啪啪”声。产生火花的地方存在着接触不良或放电击穿的故障。 (2) 弹压法:主要用于活动部件。如接触器的衔铁, 行程开关的滑轮臂、按钮、开关等。通过反复弹压活动部件, 使活动部件动作灵活, 同时也使一些接触不良的触头得到摩擦, 达到接触导通的目的。 (3) 替换法:对值得怀疑的元件, 可采用同型号的新元件, 替换的方法进行验证。如果故障依旧, 说明该元件没有问题。但如果故障排除, 则说明该元件存在故障。
经验法一般作为故障查找时的辅助手段, 最终确定故障点时, 仍需使用检测法进行确认。
摘要：在电气控制线路故障的维修过程中, 好的维修方法, 能帮助维修人员从复杂的电气控制线路中, 快速地查找出故障点。本文根据实践经验, 总结了电气控制电路故障检修的一般步骤和方法, 希望对广大电气维修人员有所帮助。
煤矿电气控制电路的检修方法 篇5
电能是一种不可或缺的能源之一, 关系到人们饮食起居的每一个环节, 且随着科技技术的快速发展, 电气化水平也随之提高, 电气化的应用范围也越来越广, 其中, 煤矿电气控制电路应用正是我国电气化应用的一个重要方面。煤矿电气控制系统每一个部分的功能都与控制系统相互对应。其主要操作部件为煤矿用电气设备, 它具有体积小、方便移动和外壳坚硬等特点, 因此, 有利于煤矿的开采。煤矿电气控制电路设备一般可分为两种:即一般电气设备和防爆型电气设备。其中, 一般电气设备的外壳比较坚硬, 能够保护设备的内部结构。它一般采用插销装置与电缆相连。而防爆型电气设备其外壳具有抗压和防爆能力。以使其能够抵抗外界的爆破以及设备内部的瓦斯爆炸产生的压力。
2 煤矿电气控制电路的常见故障
煤矿电气控制电路故障涉及整个电路系统, 通常来说, 常见的故障类型包括参数匹配故障、接线故障及电接触故障等, 多表现为短路故障、断路故障、连接故障以及参数匹配故障等。其中, 短路故障是指电位中心点绕过电损设备和导线相连接, 进而导致电路停止运转的情况, 短路故障易导致设备出现烧损的风险;断路故障是指由于设备或者线路接触不良、断线等原因导致回路出现异常断开的现象, 进而导致电流无法流通的情况;连接故障是指电路连接顺序出现错误、原件多接或者漏接, 从而导致电路出现异常情况, 易引起设备严重损坏;参数匹配故障是指由于电路部件的参数匹配错误导致的故障现象。
在煤矿开采中, 煤矿电气控制电路是矿工在井下安全作业的重要保障。煤矿的供电系统可能会出现杂散电流, 进而引起以下问题: (1) 电控系统失控。在煤矿电气控制电路使用过程中, 若缺乏常规性的检测, 则煤矿电气控制电路就容易出现瘫痪, 从而使煤矿电控系统失控, 危及安全生产和煤炭开采。 (2) 电缆与管线出现腐蚀。由于井下的工作环境较为潮湿且水多为酸性, 致使金属物品易被腐蚀。 (3) 雷管的引爆。雷管多放在即将开采的工作面周围。其开采面的道轨、钢丝绳、电缆和管道等导体中有杂散电流时, 当电流大于300 m A时, 易引爆雷管, 导致安全事故的出现。
3 煤矿电气控制电路检修的常用方法
当电路出现故障时, 其一, 需要仔细地观察, 了解电路的一些基本信息, 包括型号及功能等。接着, 再查看触头有无烧灼、熔化的痕迹, 线圈是否正常等。对各个部件检查完毕后, 再检查系统各元件是否有烧焦或者松脱的现象等。其二, 可以仔细询问操作人员系统故障发生时的出现的迹象, 比如说较大的振动、气味和烟雾, 以及系统的操作方法等。其三, 当电路出现故障后, 通过会产生一些异常的噪音和气味, 因此, 可以通过闻有无烧焦或者其他异味来进行判断。若产生故障后, 电气控制电路系统仍然在运作, 可以进行短时间的通电, 听一下有无异常的声音, 从而判断声音发出的部位并进行下一步的检修工作。比较常用的检修方法如下。
3.1 经验法
1) 元件替换法:对于可能存在问题的元件, 可以采用元件替换的方法来进行检测。若替换了新的元件后, 系统仍然存在故障, 那么就可以排除是这个元件出了问题。若故障排除, 那么就可以对故障做下一步的确认和检修。此外, 还可以通过测温法、加热法和对比法等进行故障确认。
2) 弹压活动部件法:对于一些活动部件, 如接触器上的各种部件, 可以通过反复弹压活动部件的方法, 使活动部件能够相互触碰, 达到导通的效果。
3.2 检测法
检测法即是采用仪器仪表对煤矿电气控制电路故障进行判断并检修的方法。近年来, 随着仪器仪表的不断发展和改进, 检测法的准确率也有了很大的提高。但最为常用的方法是利用欧姆表、电压表或者电流表对电路故障进行检测。具体而言: (1) 电阻法:即在被测线路两端加上一个合适的电源, 那么此时线路中就有电流通过。当被测线路的电阻越大时, 其电流越小;若被测电阻越小, 则电流越大。将电流表串接时, 可根据电流表电流计算出电阻大小。 (2) 电压法:当电路有电流通过时, 线路中的各个节点的电压也不同。此时, 若接入一个支路, 支路中有电流通过, 通过电流可以计算出电压值。 (3) 电流法:当电路在正常运行时, 导线中有电流通过, 因此, 通过测量电流大小可以检测电路的工作状态。
4 结语
随着我国煤炭产业的发展, 煤矿开采的安全问题也越来越引起人们的关注和重视, 国家对煤矿开采安全性的监管力度也在逐步加大。为保障煤炭事业的进行, 必须首先保证煤矿电气控制电路的平稳运行。因此, 应该熟练掌握煤矿电气控制电路的各种特点, 电气管理人员必须对煤矿电气控制电路进行定期检查, 准确地检修煤矿电气控制系统电路, 不断总结经验, 深入地分析故障产生的原因, 尽早地排除故障, 从而使煤矿电气控制系统得以正常工作。
摘要：在煤矿开采过程当中, 其电气控制电路对其顺利开采起着关键性的作用, 煤矿电气控制电路一旦出现故障, 将会影响整个煤矿的正常作业。介绍了煤矿电气控制系统的主要特点, 并详细分析了煤矿电气控制电路的常见故障, 最后, 分析了煤矿电气控制电路检修的常用方法, 以期为煤矿电气控制电路的检修工作提供一定的参考价值。
煤矿电气控制电路的检修方法 篇6
1 煤矿电气特点
电能是我们生活中的重要能源, 涉及人们的正常生活和工业发展, 随着我国科技的不断发展, 电气化水平也逐渐提高, 电能应用范围也逐渐增加, 煤矿电气控制电路应用, 体现了我国电气化发展。煤矿电力控制系统主要分为执行部分、判断部分以及受令部分, 各个部分具有与控制系统相对应的功能, 该系统可分为交磁放大机、编程顺序控制系统、继电器控制系统、接触器控制系统等。电力控制电路可以按照功能进行划分, 主要分为控制回路和主回路, 组成部件包括电路受令、命令下达、测量、执行、控制、辅助保护、电源等部分。
2 煤矿电气控制电路主要故障
在电路运行过程中, 排除元器件及电源问题, 电路突然出现无法运转的情况, 称为电路故障[1]。电气控制电路故障涉及整个电路系统, 常见故障类型为参数匹配故障、电接触故障以及接线方式故障等, 主要表现为断路、短路、连接故障及参数匹配故障等。断路故障指的是电力电路运行时, 回路出现异常断开现象, 导致电流无法正常流通, 故障原因通常为设备接触或线路接触不良、断线等原因。短路故障指的是电位中心点绕过电损设备与导线直接连接, 导致电路无法运转, 也称为短接故障, 容易导致设备烧损。连接故障指的是电路未按照元件的正负极进行连接, 或连接顺序错误, 导致电气设备异名端、同名端或正负极被接反, 原件多接、漏接导致电路异常。连接故障可造成较大危害, 容易引起设备损坏。参数匹配故障指的是由于电路元件参数匹配不正确引起的故障现象, 是电路并联、串联常见故障。
3 煤矿电气控制电路故障排除法
3.1 原理排除法
煤矿电气控制电路元件主要由通过指令执行动作, 并经过机械系统完成指令, 当机械传动装置或连锁机构出现故障情况时, 电路仍然可以正常运转, 表现为电气设备异常。在进行检修时, 可仔细观察机构故障表现和特点, 根据故障规律找出故障具体部位, 快速排除故障。由于煤矿电气控制电路相关设备较多, 且设备型号各不相同, 电路设计具有一定的复杂性, 电路线路铺设纵横交错, 因此, 在设备和线路中找出故障位置的难度较大。应采用灵活的检查方式, 快速确定故障部位, 排除其他故障可能, 确保煤矿生产的安全运行[2]。在进行故障检修时, 应进行检修记录, 总结检修方法, 提高检修速度。
3.2 排除程序故障
在检修过程中, 若通过直观检查方式无法确定故障位置, 断电也无法找出故障原因, 可以进行电气设备通电检查。先切断主电路电源, 停止电动机运行, 并对电动机传动装置和电动机进行分离, 断开转换开关和控制器, 对行程开关进行还原, 通过万用表检查电源及电压有无异常, 并对电压进行缺相测试, 检查电压是否平衡。应严格按照检查要求进行通电检查, 并仔细检查相关设备, 包括电路程序顺序, 检查元件是否异常, 切断电路开关, 拆出熔断器, 并按照正确顺序装上熔断器, 然后合上开关, 仔细观察元件动作是否异常。
3.3 排除设备原因
出现电气控制电路故障时, 应先检查电路设备运行状态。可以先检查主电路, 观察电动机工作状态是否正常, 检查主电路附件元件及触头系统工作状态, 并检查线路、隔离开关、熔断器、热元件等是否出现异常现象, 并以控制电路和主电路的关系为依据, 检查电磁线圈、线路接头等回路器件是否正常, 找出传动装置及制动装置的故障线路, 缩小故障范围, 从而找出故障点[3]。也可以采用直观检查方式, 观察电气控制电路运行状态是否异常, 提高检修速度。
4 煤矿电气控制电路主要检修方式
4.1 采用设备进行控制电路检测
在未明确故障点的情况下, 可以通过检测设备, 对煤矿电气控制电路进行检测, 检查电路是否存在故障。随着检测技术的不断发展, 检测仪器也越来越多, 检测设备更新速度越来越迅速, 检测准确率也逐渐提高。电路板测试仪是一种新型检测仪器, 可以用于线路板检测中, 对故障具有较高的特异性, 检测效果较好, 电压表、电流表以及欧姆表等均是电路常见检测方式, 可以根据电路实际情况, 选择合适的检测设备, 确保故障检测的准确性。
4.2 根据煤矿工作性质进行检修
可以通过对活动部件进行弹压, 确定活动部件是否存在故障问题, 如接触器开关故障、按钮故障以及衔铁故障等, 对这些活动部件进行反复弹压, 可以增加活动部件的灵活性, 通过摩擦, 改善触头接触不良情况, 提高接触触头的导通性。也可通过元件替换, 找出故障部件, 排除其他故障原因。存在故障可能的元件, 应用新的元件替换原来的元件, 确定元件是否存在异常情况, 若更换原件后, 故障情况未得到改善, 则可排除元件故障的可能性, 说明元件正常。若更换原件后, 故障消失, 则可判断为元件故障问题, 也有可能为元件相关电路故障, 可逐一检查, 明确故障原因。
5 结束语
综上所述, 应全面掌握煤矿电气控制电路的特点, 对故障原因进行深入分析, 尽快找出故障位置和原因, 采取对应措施解决故障问题, 为煤矿作业提供保障。煤矿电气控制电路检修人员应在工作中不断总结工作经验, 归纳好的检修方法, 在故障发生时, 快速找出故障点, 减少检修时间, 确保煤矿生产安全。
摘要：在煤矿作业过程中, 电气控制电路常出现一些故障, 影响煤矿正常作业。如电路断路故障、短路故障、连接故障以及参数匹配故障等, 对煤矿作业造成不利影响。可以根据煤矿电气运行的特点, 确定故障位置, 找出故障原因, 选择有效的检修方法解决故障问题, 确保企业的正常运行。本文主要阐述了煤矿电气控制电路的检修方法, 以期作为煤矿电气检修工作的参考资料。
关键词：煤矿,电气控制电路,故障,检修
参考文献
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解析煤矿电气控制电路检修的方法 篇7
煤矿井下的特殊工作环境, 使电气控制电路检修和故障排查工作变成了一项技术性很强的工作, 也成为了矿区井下安全施工工作中非常重要的一项工作。故障的具体检修排查工作也会因为矿区井下环境及作业时间的不同而不同, 在不同的控制系统中, 不同故障的排除检修方法也不同。当控制系统出现故障, 一时之间要找不到问题所在时, 可以先查找故障点, 故障点的找寻是有规律可循的。
1 电气控制电路的相关特点
电能作为一种传输方便、无污染、控制方便的能源, 已经深入到社会发展和人们生活的各个领域。科学技术水平以及生产力的发展水平, 在日常生活的电气化水平上得到了最直观的体现。
电气控制系统由系统的受令部分、分析判断部分以及系统相关执行部分构成, 电气控制系统各部分的功能与控制系统功能相同。依据逻辑判断部分的具体结构, 电气控制系统可分为接触器控制系统, 继电器控制系统, 可编程的顺序控制系统以及交磁放大机等。随着技术的不断改进, 不同类型的电气控制系统之间是可以并存的, 它们之间的划分依据及界限已经不是非常明显了, 综合优点的交叉系统的研发进度及深度在不断增加。
就具体的电路, 按照功能的不同, 电气控制电路可分为主回路以及控制回路两部分。一般情况下, 电气控制电路的组成部件有:电源部分、电源辅助保护部分、电路控制部分、命令执行部分、电路相关数据的测量部分、电路命令的下达部分、电路受令部分等。
2 电气控制电路的常见故障
电路故障是指在一个有效电路之内, 除了电源和元器件本身出现故障以外的使电路无法投入正常工作的其他一切故障。因此, 电气控制电路故障是一个电路整体方面的故障, 它包括接线方式故障、电接触故障、电路参数匹配故障等。电气控制电路常见的故障分类有: (1) 断路故障。电路的断路故障是指有效电路的某一回路发生不正常断开, 使电流不能在电路的回路中实现有效流通的故障。常见的断路故障有断线、线路与设备接触不良等。 (2) 短路故障。电路的短路故障是指在有效电路中, 不同电位的两点中间不经过电损设备, 直接被导线等连接起来, 造成电路无法正常工作的故障。短路故障也叫短接故障, 这类故障容易造成被短接设备被烧坏。 (3) 连接故障。将电路中需要的各元件按照一定的顺序和正反极, 有序地连接到一起就形成了一个有效电路。但在连接过程中, 如果连接顺序被打乱, 电气设备的正负极或者是同名端、异名端被接反, 一些控制原件出现漏接或者是多接等, 都会造成电路不能正常使用, 这种故障叫连接故障。连接故障的发生, 危害也是很大的, 一旦出现设备的两个极性端被接反, 往往会造成设备击穿。 (4) 电路的参数匹配故障。电路中各种元件参数匹配才能使电路运行在正常的状态, 元件参数的不匹配会造成电路的参数匹配故障。这种故障常常发生在电路串联与并联的使用上, 原本在并联电路上可正常使用的原件, 一旦换到串联电路上, 就有可能引发故障, 串联与并联之间的切换也是如此。
3 煤矿电气控制电路故障检查原理
3.1 依据电路设备工作原理查找故障
了解检修电路、设备的结构和相关工作原理, 是实现故障快速检修和排除的前提。检修故障过程中, 要先从主电路入手, 看带动该设备的电动机是否正常, 然后检查主电路的触头系统及附件相关元件状况, 看热元件、熔断器、隔离开关及线路本身是否有故障;然后根据主电路与控制电路之间的控制关系, 检查控制电路的回路的线路接头、电磁线圈是否正常, 确定制动装置、传动装置中处于非正常工作状态的线路范围, 不断缩小查找范围, 最终确定故障发生的具体位置。如果能通过直接的观察办法, 检查出电气控制电路的故障点, 则故障的排查检修速度将会提高, 检修工作的效率也会相应得到提高。
3.2 依据控制电路动作程序查找故障
检修人员如果通过直观观察没有办法找到故障点, 而采用断电检查办法也未能找到故障发生点时, 可对电气控制电路上的电气设备进行通电检查。在进行通电检查之前要先切断主电路, 让电路上的电动机停止运转, 尽量分离电动机和电动机所传动的机械部分, 关闭控制器和转换开关, 还原行程开关到正常位置, 然后使用万用表等测量装置检查电源电压是否正常, 在确定电源电压是否正常的同时, 还要测试电压有没有缺相现象, 或者是电压有无严重不平衡的现象。
通电检查的具体操作有一定的顺序和检查原则, 要遵照检查顺序及检查原则, 对电气控制电路上的相关设备进行逐一检查。通电检查整个控制电路的前后动作顺序, 观察线路上各元件的动作情况, 断开线路上所有开关, 取下电气控制电路涉及的所有熔断器, 然后按顺序, 逐一插入要检查部位的熔断器, 插上后合上开关, 检查电气元件是否按要求发生相应的动作。
3.3 依据机械故障发生原理检查电路故障
在煤矿电气控制电路中, 电气元件的有些动作是由电信号发出指令, 由机械系统执行驱动的。有些时候机械部分的连锁机构、传动装置等部分发生故障, 电路却呈现正常的状态, 可电气设备却不能正常运行。在故障的巡查和检修中, 要注意机构故障发生时的相关特征和故障表现, 找出故障发生的内在规律, 从而尽快地找出故障点, 实施故障的快速准确排除。在煤矿电气控制电路中, 因其设备数量比较多, 型号比较多, 整个电路的设计及铺设也比较复杂, 因此可能出现故障的线路和设备也会增多。在检修故障的过程中, 要灵活使用相关的检修方法, 及时准确地查找到故障, 并快速地进行排除, 确保矿井生产工作的正常进行。在实施故障检修的过程中, 应注意故障检修排除的相关书面记录, 不断总结经验, 提高故障检修能力。
4 煤矿电气控制电路检修的常用方法
4.1 结合煤矿的具体工作经验检修控制电路
利用弹压活动部件的办法, 检修故障电路。这种故障检测方法主要用于活动部件的故障检测, 如接触器的衔铁、按钮、开关等。反复弹压这些部件, 使部件更加灵活, 使接触不良的触头得到有效的摩擦, 实现接触导通。
利用元件替换方法, 检测故障排除中有可能存在故障问题的部件。对于被故障排查人员怀疑的元件, 可采用元件替换的方法进行故障验证, 如果在元件更换之后故障依然存在, 则说明对故障点的判断不准确, 元件本身并没有问题。如果故障在更换元件之后排除, 则可断定该元件或者是与该元件有关的电路部分存在故障, 应该进行进一步的排查确认等。
4.2 依靠相关检测设备检修控制电路
检测设备检测法是指采用一些检测仪器、仪表作为辅助检测工具, 对煤矿电气控制电路的故障进行排查检修。仪器仪表种类的增多, 更新换代速度的加快, 使检测设备检测法发展迅速, 检修排查的准确率大大提高。例如市场新近出现的电路板测试仪, 它可以不用知道电路原理利用仪器对线路板进行检测, 且故障查找的准确率很高, 但常用的方法有利用欧姆表、电流表以及电压表对电路进行测试。
5 结语
本文通过对煤矿电气控制电路相关特点、常见故障以及故障查找和排除原理的分析, 归纳总结了煤矿电气控制电路检修的一些办法。相关煤矿企业的工作人员要将电气控制研究中取得的新的科研成果与现有的检修办法相结合, 不断提高煤矿电气控制电路检修工作效率, 提高煤矿生产经营过程中的安全效益。
参考文献
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《电气控制电路》教学 篇8
煤矿用电气设备是电气控制电路主要操纵的部分, 也是实现煤矿内各项工作有序进行的先决条件之一。煤矿用电气设备是指使用在煤矿井下的各种电气设备。由于井下的特殊工作条件, 煤矿用电气设备的构造特点如下:a.体积小。因为井下工作空间狭窄, 要求电气设备在保证足够容量的情况下体积尽可能小;b.便于移动。由于采区设备移动频繁, 必须随工作面的推进而移动;c.坚固的外壳。由于工作面爆破以及岩石、煤块塌落容易砸坏设备, 因此井下电气设备应有坚固的外壳。
我国生产的矿用电气设备可分为矿用一般型和矿用防爆型电气设备。
1.1 矿用一般型电气设备
矿用一般型电气设备是专为煤矿井下生产的不防爆的电气设备, 与地面使用的普通型电气设备不同。矿用一般型电气设备外壳坚固以保护内部机构;与电缆的连接要用电缆接线盒或插销装置, 杜绝明接头, 有机械闭锁及电气闭锁装置, 保证在设备带电情况下不能打开外装置或插销以及防止在外装置未盖好时送电。
1.2 矿用防爆型电气设备
矿用防爆型电气设备的特点是有隔爆外壳, 隔爆外壳具有耐爆和隔爆的性能, 能承受内部瓦斯爆炸的压力, 保证外壳在内部瓦斯爆炸时不被破坏, 并不致引起外部瓦斯燃烧和爆炸。为了保证隔爆外壳的耐爆性, 隔爆外壳要有足够的机械强度。
2 煤矿电气控制电路常见问题
煤矿电气控制电路是保证矿区内各项用电设备安全运行的基础条件, 也是保障矿工井下作业安全的防火措施之一, 必须得到高度的重视。在煤矿井下供电系统中, 有供动力、照明用的交流供电系统, 也有供电机车用的直流供电系统。在这两个供电系统中, 凡是不经过规定的回路导线或回归线 (如轨道) 而分散地流经水管、电缆外皮、瓦斯管、岩石、煤层、水沟及接地闷等的电流叫杂散电流。杂散电流的存在, 严重时会给煤炭生产带来很大的威胁, 使井下的人身和设备材料等安全出现很多问题, 带来一些意想不到的危害。由于直流杂散电流造成的危害比较严重, 而交流杂散电流除电缆芯线结构不对称这个不太重要的因素外, 其余的因素主要是三相对地阻抗不平衡, 但这是瞬时的, 对煤矿影响不大, 因此这里主要讨论直流杂散电流的危害。根据目前对杂散电流的研究, 煤矿电气控制电路常见问题主要有以下几个方面:
2.1 引爆雷管
目前, 井下采掘工作面需要放炮, 因此必须用雷管引爆。这些雷管当班都放置在采掘工作面附近。采掘工作面的道轨、带式输送机的钢丝绳、电缆及各种管道等沿巷道敷设的导体中有杂散电流通过时, 它们与大地及接地网中的接地体之间就有一定的电位差, 这个电位差叫杂散电压。当采掘巷道内轨道与有架线电机车运行的运输大巷的轨道不完全绝缘时, 杂散电压就比较高。若此时雷管的两根脚线触及存在着杂散电压的两极, 就会有电流通过雷管。当此电流大于300m A时, 就会将雷管引爆造成事故。
2.2 电控系统失控
煤矿电气控制电路的安全运行与管控, 是保障煤矿井下作业顺利完成的基础, 也是对于井下作业人员的基本人生安全保护。如果在长期的使用过程中, 不能及时对煤矿电气控制电路对性系统的检查与检测, 极有可能引发煤矿电气控制电路的全线瘫痪, 进而导致整个矿区的电控系统失控。煤矿电气控制电路是电控系统进行远程操作的连接载体, 如果一旦发生线路故障或问题, 电控系统的操作命令也就难以及时传达到电气设备, 进而有可能引发全区电控系统的失控, 严重危及到生产安全和煤炭开采工作的顺利开展和进行。
2.3 腐蚀电缆外表及金属管线
在运输巷道中, 除了架线与轨道之外, 还铺设有高压电缆和风管、水管, 这些管线都是杂散电流的良好通道。在回电点附近, 电流从管线中流出, 电流的流出点使管线受到腐蚀。井下运输巷道非常潮湿, 井下水又多为酸性, 由于电解作用而腐蚀金属。电流从正电源流到正极, 在电解槽中电流从正极板流出, 而电子流恰恰相反, 从正极板流向直流电源的正端。正极板失掉电子而带正电, 与电解液中的硫酸根离子结合而变成硫酸盐, 因此, 带正电的金属脱落于电解液中, 运输巷道中的电缆外皮有电流流出, 如同电槽中的正极, 因此被腐蚀。
3 煤矿电气控制电路问题的解决策略
面对煤矿电气控制电路常见问题, 矿井安全及生产主管人员一定要高度重视, 并且积极组织专业人员寻求有效的解决策略, 以实现煤矿电气控制电路的安全运行。
3.1 低压电网的“全方位”防爆
传统的电气安全措施属于局部的各自独立的“点”式防爆, 没有形成整体防火防爆能力, 不能有机地结合在一起形成整个低压电网的“全方位防爆体系。“七五”期间, 国家组织了“井下低压供电系统快速断电安全技术”攻关, 研制出了具有国际先进水平的快速断电装置, 如各种快速断电移动变电站、快速断电真空馈电开关等电源开关组合装置, 井逐步推广。利用快速断电安全技术, 可以在电气明火外露以前切断电源, 也就是使电网故障的断电时间小于故障电流明火的形成时间保证了整个低压供电网络的防火防爆安全。由于电网中储能元件的存在, 当电源切断后, 故障点仍有可能产生电火花或电弧。因此, 为进一步完善快速断电安全技术, 需要探索电动机反电势的产生、衰减规律、解决好能量的吸收问题。
3.2 漏电保护性能的完善
在井下低压电网中, 漏电故障占电气故障的70%左右, 因此, 漏电故障是影响供电可靠性的主要因素。选择性漏电保护可以缩小漏电故障的停电范围, 缩短寻找和消除漏电故障的时间, 可以提高供电的可靠性。另外, 选择性漏电保护中旁路接地分流技术的应用, 可以在较大程度上减小因电动机反电势和电网分布电容所形成的故障点电流, 提高了电气安全程度。实践证明, 选择性漏电保护在提高井下低压电网的安全性和可靠性方面具有重要的地位。因此, 深入地研究电网漏电机理, 不断完善漏电保护性能, 提高漏电保护的技术水平, 对保证井下低压电网的安全运行具有重要的意义。
3.3 保护系统的智能化
随着微电子技术的蓬勃发展, 井下低压电网的监测与保护正走向微机化、智能化。利用微机可靠性高、功能多、易扩张、能记忆的优势, 可以构成6-10kv电网和低压电网的微机综合保护系统。它集短路、漏电、过负荷、断相、过电压等故障保护于一体, 除了具有各支路的电压、电流、功率因数以及耗电量等工况显示外, 增加故障时间、电网对地绝缘电阻和分布电容、相间绝缘的显示, 另外增加定时打印取样, 全面实现矿井各级变电所与井下低压供电单元的微机监测与保护。
结束语
近年来, 我国煤炭产业协会及安全生产管理部门都适时的加强了煤矿的安全监管工作。煤矿电气控制电路的平稳运行是保障煤炭开采与运输工作顺利开展与进行的基础, 也是煤矿安全生产管理工作中存在问题与弊端最多的部分。在煤矿电气控制电路安全管理中, 电气管理人员一定要深入分析引发此类问题的主要因素, 并且积极寻求科学、合理、有效的解决策略。
参考文献
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