电路基本知识.docx

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电路基本知识

一、电路基本知识

1、支路：

①每一个元件就是一条支路②串联的元件我们视它为一条支路③流入等于流出的电流的支路。

2、节点：

①支路与支路的连接点②两条以上的支路的连接点③广义节点（任意闭合面）

3、网孔：

①其内部不包含任何支路的回路②网孔一定是回路但不回路不一定是网孔。

4基尔霍夫电流定律（KCL）：

对于任意一个集中参数电路中的任意一个结点或闭合面，在任何时刻通过该结点或闭合面的所有支路电流代数和等于零。

I3直流的情况下则有：

∑I入=∑I出

I4如图一：

I2+I4=I1+I3+I5

I2

I1I5

图一

I3

I3I4

I2I4I2

I5I1I5

I1如图二：

I4+I2=I1+I5

5、基尔霍夫电压定律：

对于任意一个集中参数电路中的任意一个回路，在任何时刻，沿该回路的所有支路电压代数和等于零。

（在一瞬间沿电路中的任一回路绕行一周，在该回路上电动势之和恒等于各电阻上的电压降之和。

即：

∑E=∑U电压降）

①对于电压或电流的参考方向与回路绕行方向相同时取正号，反之取负号。

U1+U2=U3+U4

②并未构成回路的有：

Uab=U1-U2

U1=Uab+U2

由此可见：

电路中ab两点的电压Uab等于以a为原点，b为终点，沿任意路径绕行方向上各段电压的代数和。

其中ab可以是某一元件或之路上的两端，也可以是电路中的任意两点。

6、凡是随时间按正弦规律变化的电压、电流或电动势都叫正弦交流电。

7、只要方向不随时间变化的电压、电流、电动势都成为直流电。

iii

I

II

ttt

直流电交流电脉冲电

7、正弦交流电包含三个要素：

频率、幅值、和初相位。

周期T：

变化一周所需的时间相互间的关系：

频率f：

每秒变化的次数f=

ω

角频率ω：

每秒变化的弧度

8、节点电位法：

在电路中任选一个节点，设其电位为零，此点称为参考点。

其他各节点对参考点的电压，便是该结点的电位。

9、支路电流法：

先将各节点用字母标上，判定各支路元件的电流方向（若无电流可假设在总电流两端加上电压）按电流方向，自左往右将各元件节点，分支逐一画出来，加工整理即可。

10、电路简化原则及方法：

①无电流的支路除去②电势相等的各点合并③理想导线可任意长短④理想电流表电阻为零，理想电压表电阻无穷大⑤电压稳定时电容器可以认为短路。

11、欧姆定律：

①并联电路中总电阻小于任何一个支路的电阻②当电路中任何一个电阻的阻值增大时，电路的总电阻增大，反之则小。

12、支路法加欧姆定律计算举例：

如图所示电路中R1=2R2电路两端电压恒定，当K断开时，电流表读数为0.5A，电压表的示数为4V；则当K闭合时，电流表和电压表的示数分别为多少？

如图

分析：

①当开断开时，电压表电阻视为无穷大，属两个电阻串联电路。

电流表读数即为总电流I总=0.5A

R2=

=8ΩR1=2R2=2×8=16Ω

②当K闭合时属两个电阻并联，电路简化为：

则R1﹥R2故电流表读数为0；

U=I总×（

）=0.5A×（

）=12V，故电压表读数为12V。

二、矿井供电系统及井下供电安全知识

1、矿井供电系统是指由矿井地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、工作面配电点按一定方式相互连接起来的一个整体。

2、矿井供电的基本要求：

①安全性②可靠性③技术合理性④经济性。

3、煤矿电压等级：

①交流电：

36V、127V、380V、660V、1140V、3300V、6000V、10000V、35000。

②直流电：

250V、550V。

4、为保证煤矿井下供电安全，《煤矿安全规程》对井下各级电压等级进行如下规定：

①高压不超过10000V②低压不超过1140V③信号照明手持电器不超过127V④控制线路电压不超过36V。

5、煤矿井下供电系统的三大保护：

漏电保护、过流保护、保护接地。

是保证井下供电安全的可靠措施。

（1）电气保护的类型：

①漏电保护：

包括非选择性漏电和选择性漏电、漏电闭锁。

②电流保护：

包括短路保护、过流（过负荷）保护。

③保护接地：

包括系统保护接地、局部接地、辅助接地。

④风电与瓦斯电闭锁。

⑤单相断线保护。

⑥电压保护：

包括欠压保护、过电压保护。

⑦综合保护，有电动机综合保护和煤电钻（照明）综合保护等。

（2）、漏电保护：

当电气设备或导线的绝缘损坏或人体触及一相带电体时，电源和大地形成回路，有电流流过的现象称为漏电。

井下常见的漏电有集中性漏电或分散性漏电两种。

①漏电的危害：

人接触到漏电的设备或电缆时会造成触电伤亡事故；漏电回路中碰地碰壳的地方可能产生电火花，引起瓦斯煤尘爆炸；漏电回路上各点存在电位差，若电雷管引线两端接触不同电位两点，可能使电雷管爆炸。

电气设备漏电时不及时切断电源会扩大为短路故障，烧毁设备，引起火灾。

（3）、过流保护：

是指流过电气设备和电缆的电流超过了它的额定值。

过流保护包括短路保护、过负荷保护和断相保护。

（4）、短路是指电流不经负载，而是两根或三根导线直接短接形成回路。

井下中性点不接地的供电系统中分为三相短路和两相短路。

短路故障产生的原因：

带电检修电气设备；带电搬迁电气设备；误接线、误操作；受机械性破坏；线路与电气设备绝缘被破坏；有鸡爪子、羊尾巴、明接头等严重隐患。

（5）保护接地：

6、电气设备防爆知识

（1）、隔爆电气设备的类型（d）：

①隔爆电气设备具有隔爆外壳的防爆电气设备，该外壳能承受其内部爆炸性气体混合物引爆产生的爆炸压力，又能防止爆炸产物穿出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性混合物。

（2）、增安型电气设备（c）：

在正常运行条件下不会产生电弧、火花或者可能点燃爆炸性混合物的高温设备结构上，采取措施提高安全程度，以避免在正常和认可的过载条件出现这些现象的电气设备。

（3）、本质安全型电气设备（i）：

全部电路均为本质安全电路的电气设备。

所谓本质安全电路，是指在规定的试验条件下，正常工作或规定的状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。

7、防爆标志：

隔爆型电气设备的防爆标志为“Exdi”、本质安全型标志为：

“ExibI”。

8、电气设备失爆的事故的原因及预防：

（1）隔爆电气常见的失爆现象有①隔爆外壳严重变形或出现裂缝，焊缝开焊，连接螺栓不齐全，丝扣损坏或拧入深度少于规定值，隔爆壳内外有锈皮脱落，至使机械强度达不到耐爆性的要求。

②隔爆结合面严重锈蚀、机械划伤、凹坑间隙过大，连接螺栓没拧紧等，使接合面达不隔爆的要求。

③电缆进出线口没有使用合格的密封圈和堵板，或者安装不合格。

④在设备外壳内随意增加电气元部件，使某些电气设备的爬电距离和电气间隙小于规定值，或绝缘损坏，销弧装置失效造成相间经外壳弧光接地短路，使外壳被短路电弧烧穿面失爆。

⑤外壳内两个隔爆空腔由于接线柱、接线套管烧毁而连通，内部爆炸时压力形成叠加，导致外壳失爆。

⑥开关的联锁装置不全、变形、损坏起不到联锁作业。

⑦隔爆的观察窗松动、破裂或机械强度不符合规定。

9、电气设备失爆的的预防措施：

①搬运隔爆电气要轻装轻放②保持良好的使用环境③加强备用设备的管理④必须严格检查检修⑤设备使用要合理，保护要齐全⑥备用品配件要齐全合格⑦配备和使用专用工具，严格按规定操作。

10、电缆的类型：

铠装电缆、橡套电缆（普通型、阻燃型、屏蔽型）、塑料电缆。

11、电缆的选择与供电的可靠性、经济合理性、安全性为依据。

（1）、电缆铺设地点的水平差要与规定的电缆允许敷设水平差相适应。

（2）、电缆应带有供电保护接地用的足够截面的导体。

（3）、严禁采用铝包电缆

（4）、必须选用取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。

（5）、电缆主线芯的截面应满足供电负荷的要求。

12、“三专”供电　　

“三专”供电的作用：

通过对掘进工作面局部通风机实行“三专”供电，保证供电的连续性、可靠性，可以不间断地向掘进工作面通风。

①、风电闭锁　　

风电闭锁是用控制局部通风机的电磁启动器闭锁掘进工作面电气设备的供电，实现先通风后送电，风机停转时，掘进工作面电源也同时被切断。

②、瓦斯电闭锁　　

瓦斯电闭锁由瓦斯探头、监控系统、断电仪和高压开关构成。

当瓦斯浓度达到1%时，瓦斯监控器发出报警；当瓦斯浓度达到1.5%时，立即切断掘进工作面的电源并闭锁，以免因电火花、机械火花引起瓦斯爆炸。

《煤矿安全规程》第138条规定：

采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0％时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0％时，严禁爆破。

　　采掘工作面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5％时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。

　　采掘工作面及其他巷道内，体积大于0.5m³的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时，附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。

13、三无”、“四有”、“两齐”、“三全”、“三坚持”的含义是什么?

煤矿井下常见的各种电气事故，主要有短路、漏电、过负荷、断相、失爆和人身触电等。

煤矿井下供电如果能做到“三无”、“四有”、“两齐”、“三全”、“三坚持”这几项要求，上述各种电气事故便可防止或不致扩大。

    三无：

即无“鸡爪子”，无“羊尾巴”，无明接头。

这“三无”对防止短路、漏电和人身触电事故是十分有效的措施。

    四有：

即有过电流和漏电保护装置，有螺钉和弹簧垫圈，有密封圈和挡板，有接地装置。

这“四有”对防止短路、过负荷、漏电故障范围的扩大，防止人身触电、防止失爆是十分有效的。

    两齐：

即电缆悬挂整齐，设备硐室清洁整齐。

这“两齐”是防止各种电缆引起的电气事故、防止硐室内电气设备发生故障的有效措施。

    三全：

即防护装置全，绝缘用具全，图纸资料全。

这“三全”是防止发生人身触电等意外事故，加强电气设备管理和电气技术管理，正确指挥生产，防止各种电气事故的重要措施。

有了这“三全”，万一发生电气事故，也能正确、迅速地判断和进行处理。

    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，坚持使用瓦斯电和风电闭锁。

只要做到“三坚持”，不仅可防止因漏电引起的人身触电，而且可防止因漏电等引起的瓦斯爆炸。

14、井下安全用电十不准：

①不准带电检修②不准甩掉无压释放器、过电流保护装置；③不准甩掉漏电继电器、煤电钻综合保护装置和局部通风机风电、瓦斯电闭锁装置；④不准明火操作、明火打点、明火放炮⑤不准用铜铝铁丝代替保险⑥停风停电的采掘工作面未经检查瓦斯不准送电⑦有故障的供电线路不准强行送电⑧电气设备的保护装置失灵后不准送电⑨失爆电气、失爆设备不准使用⑩不准在井下拆卸矿灯。