煤礦特殊工種(信號)培訓(xùn)課件二

1、 第一節(jié) 井下電氣保護(hù) 第二節(jié) 煤礦井下電氣防爆 第三節(jié) 雜散電流 第四節(jié) 靜電及防治第四章 井下電氣安全本章主要內(nèi)容： 第二節(jié)煤礦井下電氣防爆 一.礦用電氣設(shè)備防爆的基本措施： 就是在電氣設(shè)備上采取一定的安全技術(shù)措施，保證其在具有爆炸危險環(huán)境中安全運行，其基本措施有： 1.采用間隙隔爆技術(shù)：使用防爆外殼，一般用于“強(qiáng)電” 系統(tǒng)。 2.采用本質(zhì)安全技術(shù)：限制熱源能量，一般用于“弱電”系統(tǒng)，一般輸出功率小于25W，其能量小于0.28MJ。 3.采用增強(qiáng)安全強(qiáng)度技術(shù)：提高安全程度，配合有效保護(hù)實現(xiàn)防爆。用于正常不會產(chǎn)生點燃作用的設(shè)備如：燈具。 4.采用快速斷電技術(shù)：超前切斷電源技術(shù)如：真空開關(guān)。

2、二.防爆電氣設(shè)備 1.防爆電氣設(shè)備分類：二類。 類：煤礦用防爆電氣設(shè)備，主要使用含有甲烷混合物爆 炸 的環(huán)境。 類：工廠用防爆電氣設(shè)備，主要用于含有除甲烷以外其他 各種爆炸性混合物環(huán)境。 2.煤礦安全規(guī)程規(guī)定：防爆電氣設(shè)備人井前，應(yīng)檢查其“產(chǎn)品合格證”“.防爆合格證”.煤礦用 “安全標(biāo)志 ”及安全 性能，檢查合格并簽發(fā)合格證方可入井。 3.防爆標(biāo)志Ex ,煤安標(biāo)志MA ,防護(hù)等級IP（例如:IP43 防外物4防水3）. 4.環(huán)境溫度及設(shè)備表面溫度要求： .環(huán)境溫度為2040oC;防爆設(shè)備允許最高表面溫度為150oC，當(dāng)采取 防煤粉和木屑堆積措施時為450oC。 5.提示：1）當(dāng)煤粉等堆積達(dá)到一

3、定后度時，設(shè)備表面溫度超過200oC易燜燃。 2）規(guī)定設(shè)備表面溫度應(yīng)比允許最高值低20%。 三.防爆電氣設(shè)備的基本類型 1.隔爆型電氣設(shè)備：標(biāo)志“d” 1）耐爆性：應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能承受住瓦斯爆炸的最壓力（當(dāng)濃度達(dá)到9.5%左右時，爆炸壓力最大可達(dá)8個大氣壓） 2）隔爆型：不使爆炸物（瓦斯）通過連接縫隙引爆周圍環(huán)境中的爆炸性氣體混和物。 3）隔爆面的“三要素”： 隔爆結(jié)合面的長（寬）度“L”：從隔爆腔內(nèi)部通過隔爆接合面到外殼外部的最短通路。（注意：隔爆面是指成對的有效長度，其有效長度有隔爆空腔凈容積決定，快動式的門和蓋其接合面的最小有效長度（L）須不小于25mm。 隔爆結(jié)合面的間隙（W）：

4、指結(jié)合面的相對表面間隙的距離。 注意：由于不平度的關(guān)系，結(jié)合面各處間隙不等，各個國家的長度和間隙的允許值有所不同 。我們國家一般不超過50絲。 隔爆結(jié)合面的表面粗糙度（H）：主要是影響其間隙的最大值，用微米表示。隔爆結(jié)合面的表面粗糙度不大于6.3操縱桿的不大于3.2，注意過去的老標(biāo)準(zhǔn)用光潔度表示。 隔爆面的防腐措施：一般用磷化 電鍍 涂防銹油脂等方法，禁用油漆。2.增安型電氣設(shè)備 1）概念及原理： 是對于在正常情況下，不產(chǎn)生電弧.火花危險的設(shè)備上，為了提高其安全強(qiáng)度，在設(shè)備的結(jié)構(gòu).制造工藝.技術(shù)條件等方面采取措施，避免在正常和過載的情況下產(chǎn)生火花和危險溫度的可能，從而實現(xiàn)防爆。 2）增安型設(shè)備

5、的標(biāo)志及使用： 標(biāo)志：“e” 表示。一般使用在變壓器，電動機(jī)，燈具等方面。 注意：增安型電氣設(shè)備的防爆能力不如隔爆型 因此在瓦斯爆炸危險性較大的場所不準(zhǔn)使用增安型電氣設(shè)備。如：采煤掘進(jìn)工作面。 3.本質(zhì)安全型電氣設(shè)備 1） 概念及原理： 全部電路均為本質(zhì)安全電路的電氣設(shè)備。所謂本質(zhì)安全電路，是指在規(guī)定的實驗條件下，正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不能點燃爆炸性混合物的電路。(熱量小于0.28MJ) 2) 本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的標(biāo)志及等級： 標(biāo)志“i” 按其使用場所和安全程度不同有分為： ia等級：電路在正常工作.一個故障點或兩個故障點時 均不能點燃爆炸性氣體混和物的設(shè)備。 ib等級

6、：電路在正常工作和一個故障點時，不能點燃 爆炸性氣體混和物的設(shè)備。 注意：ia等級的安全程度高于ib等級， ia 等級使用于連續(xù)存在爆炸性氣體混和物的場所。4.澆封型電氣設(shè)備 1）概念及原理： 將電氣設(shè)備或其部件澆封在澆封劑中，使它在正常運行和認(rèn)可的故障下，不能點燃周圍爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。 2）澆封型電氣設(shè)備標(biāo)志：用“m”表示 常用的澆封型電氣設(shè)備或部件如：電池.蓄電池.熔斷器.互感器.電機(jī).變壓器.電纜頭等。 5.氣密型電氣設(shè)備 其原理是將電氣設(shè)備或電氣部件放入有氣密保護(hù)的外殼內(nèi)，其外殼能防止可燃性氣體進(jìn)入殼體內(nèi)，氣密型電氣設(shè)備的標(biāo)志為“h”. 6.充砂型電氣的設(shè)備 1）防爆原理：

7、是在電氣設(shè)備的外殼內(nèi)充填石英沙粒，將電氣設(shè)備的導(dǎo)電部件或帶電部分埋在石英防爆填料層下，使在規(guī)定的使用條件下，殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧.傳播的火焰.外殼壁或沙粒材料表面的溫度均不能點燃周圍爆炸性混合物的設(shè)備。 2）充砂型電氣設(shè)備的標(biāo)志及使用范圍： 標(biāo)志用“q”表示， 其使用范圍用于在使用時活動零件不直接與填料接觸的 額定電壓不超過6千伏的電氣。7.正壓型電氣設(shè)備 1）防爆原理：是將電氣設(shè)備置入外殼內(nèi)（殼內(nèi)無可燃性氣體釋放源），將殼內(nèi)充入保護(hù)氣體，使殼內(nèi)壓力高于周圍爆炸性環(huán)境的壓力，以阻止外部爆炸性混合物進(jìn)入殼內(nèi)，實現(xiàn)防爆。 2）正壓型電氣設(shè)備防爆標(biāo)志用“p”表示。 8.充油型電氣設(shè)備 1）防爆原理：全部或

8、部分部件侵入絕緣油內(nèi)使設(shè)備不能點燃油面以上或外殼外的爆炸性混合物的設(shè)備。 2）充油型電氣設(shè)備防爆標(biāo)志用“O”表示。 3）使用于變壓器.油開關(guān)等9. 無火花型電氣設(shè)備 1）防爆原理：指在正常的運行條件下，不會點燃周圍爆炸性混合物，且一般不會發(fā)生有點燃作用故障的電氣設(shè)備。 2）無火花型電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志用“n”表示。 3)注意：無火花型電氣設(shè)備 一般使用于第二類設(shè)備。 10.特殊型電氣設(shè)備 1）防爆原理：凡結(jié)構(gòu)上不屬于上述基本防爆類型及類型組合的電氣設(shè)備，但經(jīng)實驗又充分證明具有防止引燃設(shè)備周圍爆炸性氣體混合物能力的設(shè)備 2）特殊型電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志用“s”表示。 3）注意：該設(shè)備須經(jīng)過國家安檢部門

9、檢驗合格后，并上報國家標(biāo)準(zhǔn)局備案。 四、什么叫隔爆設(shè)備失爆； 凡電氣設(shè)備的隔爆外殼失去了其耐爆性或隔 爆性。五.常見的失爆現(xiàn)象 1.用螺栓固定的隔爆結(jié)合面： 缺螺栓、彈墊、螺母、滑扣 、不滿扣， 彈墊失去彈性、斷裂，螺栓松動 斷裂等。 2.電纜引入裝置： 1）密封圈老化失，去彈性起不到密封作用。 2)密封圈的外徑與進(jìn)線裝置的內(nèi)徑不符和規(guī)定： D小于20毫米時 ? D 大于20毫米小于60? D大于60毫米? 3)密封圈的內(nèi)徑與電纜外徑差大于1mm以上。 4）密封圈的單孔穿進(jìn)多根電纜。 5）密封圈刀削后凹凸不整齊不圓滑，鋸齒直 徑大于2mm。 6）電纜上套多個密封圈或把密封圈割開套在電纜上。 7

10、）密封圈沒有完全套在電纜護(hù)套 。 8）線嘴壓緊沒有余量有親嘴現(xiàn)象或線嘴與密封圈之間 沒有加金屬墊圈的。 9）進(jìn)線嘴內(nèi)緣壓不緊密封圈，密封圈與器壁接觸不 嚴(yán)使密封圈能活動的。10）壓線板沒有壓緊電纜或用單手扳動喇叭口時有明顯晃動的。 11）在引入裝置處能輕易來回抽動電纜的。 12）高壓電纜 接線盒沒有灌絕緣膠或沒有灌到電纜三叉口以上或絕緣膠有裂紋電纜松動。2.電纜引入裝置 3.隔爆型插接裝置： 1）電源側(cè)接插座，符合側(cè)接插銷出現(xiàn)反接的。 2）低于1440伏的插接裝置，缺防拔脫裝置的。 3）高于1440伏的插接裝置，沒有電氣連鎖裝置的。 4）插銷在觸頭斷開電源的瞬間，外殼防爆結(jié)合面達(dá)到規(guī)定要求的。

11、 4.隔爆電氣設(shè)備內(nèi)外殼： 1）使用未經(jīng)國家法定檢驗發(fā)證的防爆部件。 2）有裂紋.開焊.嚴(yán)重變形超過50mm,同時凹坑超過5mm。 3）隔爆殼內(nèi)外有銹皮脫落的。 4）機(jī)械閉鎖不符和規(guī)定.不健全.變形損壞起不到閉鎖要求的。 5）電氣閉鎖不起作用的。 6）隔爆腔的觀察孔透明板松動.破裂，使用普通玻璃強(qiáng)度達(dá)不到要求的。 7）螺紋隔爆的螺距少于規(guī)定扣數(shù)擰入深度不符和要求，擰進(jìn)程度用手正向擰入半全的。（最低不少于6扣） 8）喇叭嘴缺損影響防爆性能的。 9）未用喇叭口沒有用密封圈.擋板.金屬圈依次裝入并壓緊的。 10）擋板直徑與進(jìn)線裝置內(nèi)徑差2mm厚度2mm.厚度1mm或開口的。 5.防爆面的失爆現(xiàn)象：

12、1）隔爆結(jié)合面的間隙.最小有效長度等不符合規(guī)定。 2） 操縱桿直徑與隔爆結(jié)合面的長度不符合規(guī)定。 3）轉(zhuǎn)蓋式或插蓋式結(jié)合面寬度0.5mm. 4）活動部分（如電機(jī)軸）結(jié)合面長度.直徑差不符合規(guī)定或正常情況下產(chǎn)生磨 擦。 5）隔爆面上的機(jī)械傷痕寬度和深度0.5mm，剩余有效長度小于規(guī)定長度的2/3的。 6）隔爆結(jié)合面無間隙或銹蝕，正常下用手打不開。 7）隔爆面的表面粗糙度6.3微米，操縱桿3.2微米。 六.失爆危害及防止 1.危害： 會引起礦井火災(zāi)及瓦斯煤塵爆炸。 2.防治： 1） 堅持管理.裝備.培訓(xùn)并重原則。 2）井下 嚴(yán)禁使用失爆設(shè)備。 3）對使用中的電氣設(shè)備及時維護(hù)。 4）加強(qiáng)對井下電氣設(shè)

13、備的失爆檢查。 七、開關(guān)的結(jié)構(gòu)及原理： 1.分類.結(jié)構(gòu)： 1）可分為：斷路器用、負(fù)荷開關(guān)用、接觸器用真空開關(guān)管三類。 2） 結(jié)構(gòu)有：動觸桿、波紋管外殼、動觸頭、屏蔽罩靜觸頭、靜觸桿等組成。 七.開關(guān)的結(jié)構(gòu)及原理： 1.分類.結(jié)構(gòu)： 2.原理： 帶電觸頭在真空中分、閉合時，由于氣體非常稀薄，只產(chǎn)生少量金屬真空電弧。 3.特點： 通斷速度快，真空度高，為有利于真空滅弧，選用銅鉍合金，其優(yōu)點是金屬蒸氣少，導(dǎo)電導(dǎo)熱好。 八.常用真空開關(guān) 1.DKZB400/1140礦用隔爆型真空開關(guān)： 1）結(jié)構(gòu)特點：外殼呈方型，分為兩個隔爆空腔，上部為接線腔，集中了主控回路的進(jìn)出線端子。下部為主控腔，裝有交流真空接觸

14、器.拉力繼電器.阻容吸收裝置等。前門內(nèi)側(cè)下方安裝著控制芯板組件，裝有控制電源變壓器.高低壓熔斷器.電子脫扣組件.連接插頭座等。前門與殼體之間有可靠的機(jī)械閉鎖裝置。 2）使用：合閘時將控制電源開關(guān)打至接通位置，分閘指示燈亮，實驗開關(guān)手把打至中間正常工作位置 逆時針轉(zhuǎn)動操作手把2550儲能，順時針轉(zhuǎn)動操作手把至起始位置，合閘指示燈亮，分閘燈滅。分閘時可按下手動脫扣按鈕或出現(xiàn)故障時自動分閘。 3）注意：不能用操作手把分?jǐn)嚅_關(guān)；分閘后電源與控制變壓器仍帶電，檢修時須將電源開關(guān)停電；檢修斷路器或控制電源開關(guān)須斷開上一級開關(guān)。 2.QJZ300/1140型真空磁力起動器 1）結(jié)構(gòu)特點：隔爆空腔分為主控腔和

15、接線腔彼此獨立，千伏級回路固定于隔爆外殼內(nèi)，控制回路與電子保護(hù)組件裝在折葉式芯板上，與其他部件全部通過CA型接件連接，電子保護(hù)系統(tǒng)用集成元件可方便拆裝，前門為平面止口式結(jié)構(gòu)，開門時須按下殼右側(cè)停止按鈕轉(zhuǎn)動隔離換相手把至停電位置，提起左側(cè)固定鉸鏈?zhǔn)职褜⑶伴T抬起30mm開門。開門后擰松折葉式芯體的鎖緊螺栓，可使芯 體沿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。四個進(jìn)出線口，右側(cè)為電源左側(cè)為負(fù)荷。內(nèi)部線路千伏級為紅色，本安回路為蘭色，地線為黑色。 2)保護(hù)功能：具有失壓.短路.過載.斷相.漏電閉鎖及漏氣閉鎖等保護(hù)，1140V可控制15440KW，660V可控9250KW電動機(jī)。 3）注意：電壓等級應(yīng)與控制變壓器相符吧；漏電閉鎖組件

16、上的開關(guān)位置應(yīng)于使用電壓等級一致；實驗時嚴(yán)禁帶電拔插電子插件；使用前應(yīng)進(jìn)行漏電.過流實驗，確認(rèn)正常后，方可使用。 3.HT6L1400Z/1140型組合式真空開關(guān) 1）使用場合：該開關(guān)為真空智能型使用于有瓦斯煤塵爆炸的礦井的總采工作面。 2）結(jié)構(gòu)及功能：外形為長方形，有進(jìn)線腔.出線腔.電氣腔組成可同時控制6臺電動機(jī)；保護(hù)與控制系統(tǒng)采用計算機(jī)（PLC） 進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)控，可完成漏電閉鎖.過載.短路.斷相.欠壓和過壓等保護(hù)功能，并具有自檢.自診斷和故障模擬實驗功能；采用 觸摸式液晶顯示，可對開關(guān)的工作狀態(tài).參數(shù).故障類型進(jìn)行顯示和記憶，并具有人機(jī)對話功能。 3）工作特點：本保護(hù)裝置只要正確安裝和使用一

17、般不需要維 護(hù)，一旦保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)誤動.拒動等不正常現(xiàn)象，首先應(yīng)檢查整定值是否適當(dāng)；然后檢查控制回路是否存在短路.斷路及接插件 接觸不良等現(xiàn)象，可以換同一種完好插件判斷系統(tǒng)的故障點。 九.隔爆電氣設(shè)備的檢查：如 電動機(jī)對地和相間絕緣電阻5M.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動是否靈活。 開關(guān)聯(lián)鎖.閉鎖與手柄.按鈕之間動作清楚，觸頭和短路環(huán)情況 絕緣電阻主回路1140V5M.660V 2M.控制回路0.5M.十. 隔爆外殼的檢查： 1.外殼及法蘭面的強(qiáng)度實驗。 2.隔爆面的結(jié)構(gòu)參數(shù)（三要素） 3. 隔爆面的多種結(jié)構(gòu) 平面結(jié)構(gòu) 、圓筒結(jié)構(gòu) 、平面加圓筒結(jié)構(gòu)、螺紋結(jié)構(gòu) 、曲路（迷宮）結(jié)構(gòu) 、襯墊結(jié)構(gòu)、 疊片結(jié)構(gòu) 、微片結(jié)構(gòu)、

18、金屬網(wǎng)隔爆結(jié)構(gòu)等。 4. 接線裝置：1）電纜防拔脫固定裝置。 2）進(jìn)線壓緊裝置： 壓緊螺母式 壓盤式 澆鑄固化填料密封式 十一.電氣間隙和爬電距離 P165頁 1.電氣間隙： 指兩裸露導(dǎo)體之間的最短空間距離，與額定電壓有關(guān)。例如：660V最小電氣間隙為10mm，1140V最小電氣間隙為18mm. 2.爬電距離： 指不同電位兩個導(dǎo)體之間沿絕緣材料表面的最短距離。 它是由設(shè)備的額定電壓.絕緣材料的耐泄痕性能及絕緣材料的表面形狀等因素決定的。額定電壓越高，爬電距離越大；耐泄痕 指數(shù)越低，則爬電距離越大。 3.耐泄痕指數(shù)： 指固體絕緣材料能承受50滴或100滴以上電解液而沒有形成漏電的最高電壓。共分：a b c d 四級 a級最高，d級最低P166頁。 例如：660V最小爬電距離 a 級時12mm d 級時則為25mm。十二.隔爆電氣設(shè)備閉鎖裝置 1.設(shè)置閉鎖裝置的目的：1）防止任意操作電氣設(shè)備或設(shè)備性能不完善時造成明火的可能。2）防止誤操作時，產(chǎn)生人身觸電和機(jī)電事故的可能。 2.閉鎖裝置的分類：兩類。1）機(jī)械閉鎖：也叫機(jī)械聯(lián)鎖是用機(jī)械機(jī)構(gòu)實現(xiàn)閉鎖的裝置。如：開關(guān)大蓋與操作手把之間的閉鎖.80N開關(guān)兩接