煤礦電工學(xué)第七章 礦用電氣設(shè)備防爆

1、煤礦電工學(xué)第七章 礦用電氣設(shè)備防爆目錄第一節(jié) 礦用電氣設(shè)備的類型及防爆第二節(jié) 井下防爆電氣設(shè)備的通用要求第三節(jié) 隔爆型電氣設(shè)備常見的失爆現(xiàn)象及防爆管理第一節(jié) 礦用電氣設(shè)備的類型及防爆一、煤礦井下工作條件對礦用電氣設(shè)備的要求在煤炭開采之初，工作條件十分艱苦。礦工用鎬刨煤、用人力將刨下的煤背到地面。用明火（如油燈）照明。這不免會出現(xiàn)人員窒息死亡、瓦斯爆炸等現(xiàn)象。限于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平，對這些自然現(xiàn)象，都不能做出科學(xué)的解釋，甚至陷入迷信的怪圈。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，才明白，隨著煤炭的開采，賦存在煤層中的氣體，也就是礦井瓦斯，其主要成份是甲烷，也隨之釋放到采完煤的空間（即采空區(qū)）中。采空區(qū)中的瓦斯聚

2、集到一定程度，自然就會被明火照明裝置點(diǎn)燃，引起爆炸；采空區(qū)中的瓦斯過度聚集，造成采空區(qū)中的氧氣含量下降，在場的人員會呼吸困難，嚴(yán)重時(shí)，會導(dǎo)致在場人員窒息死亡。于是，人們開始著手解決明火照明裝置的安全問題、井下的通風(fēng)問題。經(jīng)過長期研究，英國人H.戴維（H.Dawy）于1815年發(fā)明了安全火焰燈（Safety flame lamp）,其形狀如圖1。它主要由底座（油壺）、燈芯、透明罩、兩層防爆金屬網(wǎng)、金屬網(wǎng)外的防護(hù)罩和上部的傘形蓋組成。第一節(jié) 礦用電氣設(shè)備的類型及防爆二、礦用電氣設(shè)備的類型礦用電氣設(shè)備分為礦用一般型電氣設(shè)備和礦用防爆型電氣設(shè)備。 （一）一般型電氣設(shè)備 對礦用一般型電氣設(shè)備的基本要求為

3、： 外殼有一定的防水、防外物的要求； 引入電纜的接線端子有一定的空氣間隙和漏電距離的要求； 有良好的耐潮性能，有內(nèi)外接地螺栓； 進(jìn)線裝置符合相應(yīng)的防爆電氣設(shè)備制造規(guī)程； 接線盒的內(nèi)壁盒可能產(chǎn)生火花的金屬外殼內(nèi)壁涂耐弧漆。第一節(jié) 礦用電氣設(shè)備的類型及防爆（二）礦用防爆型電氣設(shè)備 共同特征：將正常工作或事故狀態(tài)下可能產(chǎn)生火花的部分放在一個(gè)或分放在幾個(gè)外殼中。這種外殼應(yīng)能承受可能進(jìn)入其內(nèi)部的可燃性氣體的爆炸，而不至于損壞或產(chǎn)生永久性變形，并且不致使內(nèi)部產(chǎn)生的火焰通過外殼上任何接合面或孔眼點(diǎn)燃外部的可燃性氣體。因此，要求隔爆外殼具有隔爆性和耐爆性。 隔爆性，又稱不傳爆性。 耐爆性，指隔爆外殼的機(jī)械強(qiáng)度

4、。第一節(jié) 礦用電氣設(shè)備的類型及防爆1、防爆設(shè)備的防爆原理 隔爆型電氣設(shè)備隔爆原理 間隙隔爆：內(nèi)部爆炸火焰通過結(jié)合間隙向外傳播時(shí)，金屬殼體的吸熱滅火和冷卻作用，使火焰熄滅并降溫，避免傳爆； 外殼具有足夠強(qiáng)度，殼體內(nèi)發(fā)生最嚴(yán)重的爆炸時(shí)，所產(chǎn)生的高溫不致使外殼損傷，所形成的壓力不致使外殼變形或損壞。 2、增安型電氣設(shè)備 防爆原理 正常運(yùn)行條件下和規(guī)定的過載條件時(shí)，不產(chǎn)生電火花和危險(xiǎn)溫度。第一節(jié) 礦用電氣設(shè)備的類型及防爆防爆措施 防護(hù)外殼； 加大電氣間隙與爬電距離； 提高絕緣等級； 電路和導(dǎo)線可靠連接； 加大導(dǎo)線截面、鐵芯截面。 電氣間隙：指兩個(gè)導(dǎo)電部分間的最短空間距離； 爬電距離：指兩個(gè)導(dǎo)電部分間的

5、沿絕緣材料表面的最短距離；第一節(jié) 礦用電氣設(shè)備的類型及防爆3、本質(zhì)安全型電氣設(shè)備 防爆原理 本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆原理是：通過限制電氣設(shè)備電路的各種參數(shù)，或采取保護(hù)措施來限制電路的火花放電能量和熱能，使其在正常工作和規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃周圍環(huán)境的爆炸性混合物，從而實(shí)現(xiàn)了電氣防爆。 限制能量； 限制功率（最大約25W）； 限電流和限電壓； 正常工作與規(guī)定的故障狀態(tài)； 電火花與危險(xiǎn)溫度。第一節(jié) 礦用電氣設(shè)備的類型及防爆防爆措施 電源：（1）限電壓；（2）限電流；（3）雙重化。負(fù)載：（1）限電感；（2）限電容；（3）雙重化。本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量

6、輕；制造、維修方面、投資少；安全性能可靠。本安型是一種比較理想的防爆設(shè)備,在滿足技術(shù)要求的情況下，應(yīng)優(yōu)先選用。 本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的外殼可采用金屬、塑料及合金制成。外殼必須具有一定的強(qiáng)度，并具有一定的防塵、防水、防外物能力。采用合金外殼的材質(zhì)中的含鎂量不超過0.5，以防止由于摩擦產(chǎn)生危險(xiǎn)火花。第一節(jié) 礦用電氣設(shè)備的類型及防爆本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源有兩種： 獨(dú)立電源：指干電池、蓄電池、光電池和化學(xué)電池等。 外接電源：指經(jīng)電網(wǎng)引入、經(jīng)電源變壓器供電的電源。 煤礦井下使用的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電源大多數(shù)是從電網(wǎng)引入經(jīng)電源變壓器整流后的電源，一般為隔爆兼本質(zhì)安全型。第二節(jié) 井下防爆電氣設(shè)備的通用要求

7、一、電氣設(shè)備的防爆通用要求 防爆電氣設(shè)備的通用要求是各種電氣設(shè)備都具有的性能，主要包括： 溫度：防爆電氣設(shè)備使用的環(huán)境溫度為2040；設(shè)備表面可能積聚煤塵時(shí)，表面溫度不應(yīng)超過150，當(dāng)不會堆積或采取防止積聚措施后，不應(yīng)超過450。 電氣設(shè)備與電纜的連接應(yīng)采用防爆電纜接線盒，電纜的引入引出必須用密封式電纜引入裝置，并應(yīng)具有防松動、防拔脫措施。對不同的額定電壓和絕緣材料，電氣間隙和爬電距離都有相應(yīng)的較高的要求。 具有電氣或機(jī)械閉鎖裝置，有可靠的接地及防止螺釘松動裝置。第二節(jié) 井下防爆電氣設(shè)備的通用要求防爆電氣設(shè)備如果采用塑料外殼，須采用不燃性或難燃性材料，并保證塑料表面的絕緣電阻不大于1109，以

8、防積聚靜電，還必須承受沖擊試驗(yàn)和熱穩(wěn)定試驗(yàn)。 防爆電氣設(shè)備限制鋁合金外殼，防止與鋼鐵摩擦產(chǎn)生大量熱能而形成危險(xiǎn)溫度。 防爆型電氣設(shè)備，必須經(jīng)國家的防爆試驗(yàn)鑒定。第二節(jié) 井下防爆電氣設(shè)備的通用要求二、電氣設(shè)備的防護(hù)要求 電器設(shè)備的防護(hù)等級主要分為防外物與防水等級兩個(gè)方面。（一）防外物等級 第二節(jié) 井下防爆電氣設(shè)備的通用要求（二）防水等級第三節(jié) 隔爆型電氣設(shè)備常見的失爆現(xiàn)象及防爆管理常見失爆現(xiàn)象 （一）用螺栓固定的隔爆接合面的常見失爆現(xiàn)象 1、缺螺栓、螺母或彈簧墊圈； 2、彈簧墊圈未壓平或螺栓松動； 3、彈簧墊圈斷裂或無彈性（檢查該處防爆間隙，若不超限，現(xiàn)場更換合格彈簧墊圈后不算失爆）4、通孔螺母

9、必須上滿扣，螺栓未露出通孔1-3扣。第三節(jié) 隔爆型電氣設(shè)備常見的失爆現(xiàn)象及防爆管理（二）隔爆外殼及隔爆腔常見失爆現(xiàn)象 1、隔爆外殼有裂紋、開焊、嚴(yán)重變形（嚴(yán)重變形是指長度超過50mm，同時(shí)深度超過5mm的變形）； 2、使用未經(jīng)國家法定檢驗(yàn)單位發(fā)證生產(chǎn)的防爆部件（自制、無資質(zhì)生產(chǎn)的受壓傳爆關(guān)鍵件，如喇叭口等）； 3、隔爆殼體內(nèi)外銹皮脫落（銹蝕與有銹應(yīng)區(qū)分，銹皮脫落、銹蝕、有銹、銹跡 ）；4、閉鎖裝置不符合規(guī)定，閉鎖裝置不全、變形損壞起不到機(jī)械閉鎖作用（閉鎖變形、閉鎖桿短、不斷電的情況下能夠打開開關(guān)）； 5、電氣閉鎖不起作用；第三節(jié) 隔爆型電氣設(shè)備常見的失爆現(xiàn)象及防爆管理6、隔爆腔（室）的觀察窗（

10、孔）透明板松動、破裂或使用普通玻璃。 7、如果襯墊是金屬或是金屬包覆的符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的可壓縮不燃材料，則絕緣套管的接合面和透明部件的結(jié)合面可以安裝襯墊，這種襯墊起防爆作用。（橡膠老化概念見后，如照明綜保觀察窗膠墊）8、隔爆設(shè)備的隔爆腔之間嚴(yán)禁直接貫通，去掉防爆電機(jī)接線盒及內(nèi)絕緣座為失爆； 9、絕緣座、絕緣套管裂紋、缺損； 10、改變隔爆外殼原設(shè)計(jì)形狀，造成電氣間隙或爬電距離不符合規(guī)定的； 11、隔爆型燈具外罩破裂及閉鎖裝置失靈。第三節(jié) 隔爆型電氣設(shè)備常見的失爆現(xiàn)象及防爆管理（三）電纜引入引出裝置常見失爆現(xiàn)象 1、密封圈內(nèi)徑大于電纜外徑超過1mm，刀削后凸凹不整齊圓滑，鋸齒直徑差大于2mm以上；

11、2、進(jìn)線嘴內(nèi)徑（D0）與密封圈外徑（D）的差（D0-D）超過下表規(guī)定的： 第三節(jié) 隔爆型電氣設(shè)備常見的失爆現(xiàn)象及防爆管理3、密封圈的單孔內(nèi)穿進(jìn)多根電纜的； 4、將密封圈割開套在電纜上的； 5、密封圈部分破損； 6、密封圈沒有完全套在電纜護(hù)套上的； 7、密封圈與電纜護(hù)套之間有其它包扎物的； 8、密封圈的硬度達(dá)不到規(guī)定要求（邵氏硬度45-55度），老化失去彈性、變質(zhì)、變形、有效尺寸、配合間隙達(dá)不到要求，起不到密封作用； 9、一個(gè)進(jìn)線嘴內(nèi)有多個(gè)密封圈的；10、閑置線嘴未使用擋板封堵，或擋板直徑比線嘴內(nèi)徑小2mm以上，或擋板絕對厚度小于1.82mm；第三節(jié) 隔爆型電氣設(shè)備常見的失爆現(xiàn)象及防爆管理11、

12、擋板放在密封圈里邊的，壓盤式進(jìn)線嘴或螺母式接線嘴金屬圈放在擋板與密封圈之間的； 12、進(jìn)線嘴壓緊后沒有余量或線嘴內(nèi)緣壓不緊密封圈或密封圈端面與器壁接觸不嚴(yán)或密封圈與擋板能相對活動的； 13、壓盤式進(jìn)線嘴缺壓緊螺栓或壓緊螺栓未上緊； 14、使用的壓緊螺母式進(jìn)線嘴在螺母與密封圈之間缺少金屬墊圈的； 15、進(jìn)線嘴處的壓線板壓不緊電纜，電纜在進(jìn)線嘴處能輕易來回抽動的 16、螺母式進(jìn)線嘴因亂扣、銹蝕等原因緊不到位，或用一只手的手指能使壓緊螺母向里旋進(jìn)超過半圈第三節(jié) 隔爆型電氣設(shè)備常見的失爆現(xiàn)象及防爆管理17、螺紋接合面的最小嚙合扣數(shù)為5扣。當(dāng)腔體容積大于100cm3時(shí)，最小嚙合軸向長度為8mm；當(dāng)容積不

13、大于100cm3時(shí)，小嚙合軸向長度為5mm。 18、有彈性物時(shí)壓緊螺栓處不得有彈簧墊圈 （如喇叭嘴壓緊螺栓）； 19、高壓電纜終端接線盒沒有灌注絕緣膠，絕緣膠沒有澆灌至三岔口以上，絕緣膠裂紋而使其相對活動； 20、備用的已供電的高壓接線盒缺少擋板或擋板不合格； 21、防爆插接裝置電源側(cè)應(yīng)接插座、負(fù)荷側(cè)應(yīng)接插銷，反接為失爆。第三節(jié) 隔爆型電氣設(shè)備常見的失爆現(xiàn)象及防爆管理（四）隔爆接合面常見失爆現(xiàn)象 1、隔爆面上對局部出現(xiàn)的直徑不大于1mm、深度不大于2mm的砂眼，在40mm、25mm、15mm寬的接合面上，每1cm2不得超過5個(gè)，10mm寬的隔爆面上，不得超過2個(gè)。 2、產(chǎn)生的機(jī)械傷痕，寬度和深度不大于0.5mm，其長度應(yīng)保證剩余無傷隔爆面有效長度不小于規(guī)定長度的2/3。 3、隔爆接合面不得有銹蝕及油漆，應(yīng)涂防銹油及磷化處理。無意造成油漆痕跡，當(dāng)場擦掉不為失爆，