煤礦電工學(xué)第七章課件

1、煤礦電工學(xué)第七章 礦用電氣設(shè)備及其防爆山西省煤炭關(guān)鍵崗位從業(yè)人員系列教材山西人民出版社2022/7/281 第七節(jié) 礦用電氣設(shè)備及其防爆一、隔爆型電氣設(shè)備二、本質(zhì)安全型電氣設(shè)備三、礦用隔爆電氣設(shè)備的防爆與檢查2022/7/282 礦用電氣設(shè)備礦用電氣設(shè)備是指使用在煤礦井下條件的各種電氣設(shè)備根據(jù)是否防爆又分為：礦用一般型電氣設(shè)備（KY）礦用防爆型電氣設(shè)備（Ex ）2022/7/283礦用一般型具有“五防”：防機(jī)械損傷、防潮、防銹、防觸電、防過(guò)載等功能，但不具有防爆性能。所以只適用于沒有沼氣、煤塵爆炸危險(xiǎn)的井下。如低瓦斯礦井的井底車場(chǎng)、總進(jìn)風(fēng)巷道或主要進(jìn)風(fēng)巷道等處。 2022/7/284礦用防爆型

2、礦用防爆型設(shè)備除具有礦用一般型的功能外，還具有防爆功能。故用于井下有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。其種類較多，但使用最多的是礦用隔爆型設(shè)備和本質(zhì)安全型設(shè)備。 2022/7/285一、隔爆型電氣設(shè)備標(biāo)志Ex dI（點(diǎn)擊觀看）采用隔爆外殼的電氣設(shè)備 隔爆外蓋 平面止口式隔爆接合面 隔爆接線盒2022/7/2861.隔爆外殼的耐爆性 隔爆外殼的耐爆性，是指殼內(nèi)的爆炸性氣體混合物爆炸時(shí)，在最大爆炸壓力的作用下，外殼不會(huì)破裂，也不會(huì)發(fā)生永久變形，因而爆炸時(shí)產(chǎn)生的火焰和高溫氣體不會(huì)直接點(diǎn)燃?xì)ね獾谋ㄐ曰旌衔铩?2022/7/287影響耐爆性的因素沼氣濃度為98左右時(shí)外殼的凈容積大外殼的散熱面積對(duì)其容積之比小外殼的間隙小

3、產(chǎn)生的爆炸壓力大外殼的形狀為長(zhǎng)方形時(shí) 產(chǎn)生的爆炸壓力最小2022/7/288保證耐爆性的條件必須進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，且滿足下表要求：表2-3 隔爆外殼的試驗(yàn)壓力外殼容積，VLV0505V2020O.1L平面、止口或圓筒結(jié)構(gòu)6.012.525.040.06.08.09.015.00.300.400.500.400.500.60帶有滾動(dòng)軸承的圓筒結(jié)構(gòu)6.012.525.040.00.400.500.600.400.500.600.802022/7/2812平面止口隔爆接合面 隔爆接合面長(zhǎng)度 隔爆接合面間隙2022/7/2813圓筒隔爆接合面 隔爆接合面長(zhǎng)度 隔爆接合面間隙2022/7/2814帶有滾動(dòng)軸

4、承的圓筒結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承 隔爆接合面間隙 2022/7/2815二、本質(zhì)安全型電氣設(shè)備 Ex iI標(biāo)志采用本質(zhì)安全電路的電氣設(shè)備本質(zhì)安全電路是通過(guò)限制電路的電壓、電流、貯存的電能，限制電火花的能量，使之達(dá)不到點(diǎn)燃瓦斯和煤塵的溫度，由于它的電火花是安全的，又稱為安全火花型電路。因此可以用于有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，但電壓較小、電流較小的電路。如：控制、通訊、信號(hào)等電路。2022/7/2816降低電火花能量措施在合理選擇電氣元件(繼電器)的基礎(chǔ)上，盡量降低供電電壓。在電路中串接限流電阻或利用導(dǎo)線本身電阻來(lái)限制電路的電流。電感元件兩端并聯(lián)二極管，消耗斷開電路時(shí)電感元件釋放出來(lái)的磁場(chǎng)能量。電容元件兩端并聯(lián)二極管或

5、電阻，消耗斷開電路時(shí)電容元件釋放出來(lái)的電場(chǎng)能量。2022/7/2817本質(zhì)安全型電氣設(shè)備特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：與隔爆電氣設(shè)備相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、制造、維修方便、費(fèi)用低、安全可靠等特點(diǎn)，是一種比較理想的防爆設(shè)備，在技術(shù)性能滿足要求的情況下，應(yīng)優(yōu)先考慮選用。缺點(diǎn)：只能用于低電壓、小電流回路。2022/7/2818隔爆兼本質(zhì)安全型設(shè)備標(biāo)志EX diI 將主回路放在隔爆外殼內(nèi)，輔助回路采用本質(zhì)安全電路。 優(yōu)點(diǎn)：可用于有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，即可減小設(shè)備的體積、保證安全，又不受電壓、電流的限制。 缺點(diǎn)：需設(shè)本安電路與非本安電路的隔離電路。防止出現(xiàn)故障時(shí)導(dǎo)致非本質(zhì)安全電路影響本質(zhì)安全電路的安全。 2022/

6、7/2819隔爆兼本質(zhì)安全型設(shè)備隔離電路 可采用光電耦合、變壓器隔離；也采用由快速熔斷器和晶體穩(wěn)壓二極管組成的安全柵，或由晶體管組成的限能器來(lái)加以隔離。 圖2-4穩(wěn)壓二極管式安全刪電路圖2-3 隔爆兼本安型信號(hào)裝置電路原理圖圖2-2 三極管型光電耦合器原理圖2022/7/2820增安型電氣設(shè)備（標(biāo)志為“e”） EX eI正壓型電氣設(shè)備（標(biāo)志為“p”） EX pI充油型電氣設(shè)備（標(biāo)志為“o”） EX oI充砂型電氣設(shè)備（標(biāo)志為“q”） EX oI無(wú)火型電氣設(shè)備（標(biāo)志為“n”） EX nI澆封型電氣設(shè)備（標(biāo)志為“m”）EX mI氣密型電氣設(shè)備（標(biāo)志為“h”） EX hI特殊型電氣設(shè)備（標(biāo)志為“s”

7、） EX sI其他防爆電器標(biāo)志EX I.2022/7/2821礦用一般型用于無(wú)爆炸危險(xiǎn)的井下礦用電氣設(shè)備工作在井下的電器礦用防爆型用于有爆炸危險(xiǎn)的井下隔爆設(shè)備有耐爆性、隔爆性體大、笨重可用于主回路隔爆兼本質(zhì)安全型主回路為隔爆外殼輔助回路用本安電路用于主回路和輔助回路本質(zhì)安全型用本質(zhì)安全電路體小、輕便只用于低壓小電流回路本節(jié)小結(jié)2022/7/2822思考題2-3 礦用一般型和礦用隔爆型電氣設(shè)備分別適用于何種場(chǎng)合？隔爆型電氣設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么?什么是它的隔爆性及耐爆性?對(duì)此有哪些具體要求和規(guī)定?2-4 什么是本質(zhì)安全型電氣設(shè)備和本質(zhì)安全電路?如何實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全電路?試說(shuō)明本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的基

8、本特點(diǎn)及其適用范圍。 2022/7/2823礦用隔爆電氣設(shè)備的維護(hù)與檢查2022/7/2824礦用隔爆電氣設(shè)備維護(hù)與檢查一、隔爆型電氣設(shè)備失爆及維護(hù)要求二、礦用電氣設(shè)備的檢查2022/7/2825一、隔爆型電氣設(shè)備失爆及維護(hù)要求礦用隔爆型電氣設(shè)備的失爆隔爆外殼失去了耐爆性或隔爆性為失爆。失爆設(shè)備內(nèi)部發(fā)生爆炸，必將引起殼外的爆炸。故失爆設(shè)備絕對(duì)禁止使用。隔爆外殼的失爆 (1) 隔爆外殼因焊縫開焊、裂紋而失爆。(2) 因矸石冒落砸傷、支架變形擠壓、搬運(yùn)過(guò)程中嚴(yán)重碰撞等使外殼嚴(yán)重變形；因隔爆外殼上蓋板、連接嘴、接線盒的連接螺釘折斷，螺扣損壞，連接螺釘不全，使機(jī)械強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)定要求而失爆。(3)防爆外

9、殼內(nèi)外有銹皮脫落的。(4)在隔爆外殼內(nèi)不經(jīng)批準(zhǔn)隨便增加元件或部件，使電氣距離小于規(guī)定值，造成經(jīng)外殼相間弧光短路，使外殼燒穿而失爆。（5）隔爆室觀察孔(窗)透明板松動(dòng)、破裂或使用普通玻璃的。（6）接線柱、絕緣座燒毀，或去掉防爆設(shè)備接線盒內(nèi)隔爆絕緣座導(dǎo)致兩個(gè)隔爆腔直接貫通。（7）閉鎖裝置不全，變形、損壞起不到閉鎖作用的。 2022/7/2826隔爆面的失爆 (1) 隔爆接合面結(jié)構(gòu)參數(shù)不符合表2-2規(guī)定者：在規(guī)定長(zhǎng)度及螺孔邊緣至隔爆面邊緣最短有效長(zhǎng)度范圍內(nèi)缺陷超過(guò)如下規(guī)定者：對(duì)局部出現(xiàn)直徑1 mm、深度2 mm的砂眼，在40 mm、25 mm、15mm的隔爆面上每cm2不超過(guò)5個(gè)，10 mm的隔爆面

10、不得超過(guò)2個(gè)。出現(xiàn)的機(jī)械傷痕深度與寬度05 mm，剩余無(wú)傷隔爆面的有效長(zhǎng)度規(guī)定長(zhǎng)度的23。隔爆面上不得涂油漆。(2)隔爆接合面的平均粗糙度63 m。(3)隔爆面銹蝕。(4)用螺栓緊固的隔爆面不符合下列要求者：螺栓、彈簧墊圈必須齊全和緊固。彈簧墊圈的規(guī)格須與螺栓相適應(yīng)。螺栓或螺孔不能滑扣(但換同徑長(zhǎng)螺栓加螺母緊固者除外)。螺栓和不透螺孔的配合緊固后螺栓和螺孔上剩余螺紋軸向長(zhǎng)度應(yīng)大于彈簧墊圈厚度的15倍；螺孔周圍及底部厚度大于3 mm。同一部位螺栓、螺母規(guī)格應(yīng)一致，鋼緊固螺栓擰人螺母的深度不能小于螺栓直徑。沉孔鋼緊固螺栓深入螺孔長(zhǎng)度應(yīng)大于該螺栓的直徑，鑄鐵、銅、鋁件不小于螺栓直徑的15倍；如果螺孔

11、深度不夠，必須上滿孔。電動(dòng)機(jī)接線盒蓋不得上反。 2022/7/2827防爆電動(dòng)機(jī)的失爆： (1)電動(dòng)機(jī)軸與軸孔的隔爆接合面在正常工作狀態(tài)下，不應(yīng)產(chǎn)生摩擦。采用圓筒隔爆接合面時(shí)，軸與軸孔配合的最小單邊間隙須不小于0075 mm。 (2)滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)，軸與軸孔最大單邊間隙，須不大于表2-2規(guī)定值的23。 隔爆插接裝置的失爆 （1） 煤電鉆插銷的電源側(cè)應(yīng)接插座，負(fù)荷側(cè)接插銷，如接反即為失爆；（2）電源電壓低于1 140 V的，缺少防止突然拔脫裝置的，電壓在1 140 V以上的插接裝置缺電氣聯(lián)鎖裝置的； （3） 插銷在觸頭斷開的斷電瞬間，外殼隔爆接合面的最大直徑差W和最小有效長(zhǎng)度L不符合下表規(guī)定的。外

12、殼凈容積V/cmL/mmW/mmV5001505V50025062022/7/2828隔爆設(shè)備的電纜引入裝置的失爆 （1）密封圈內(nèi)徑引入電纜外徑超過(guò)1mm。（2）進(jìn)線嘴內(nèi)徑D0與密封圈外徑D的差值10mm(D20mm時(shí))或15mm（20mmD60 mm時(shí)）或20mm（D60 mm時(shí)）（3）密封圈厚度電纜外徑的0.7倍，密封圈內(nèi)外徑差電纜外徑0.3倍。（4）密封圈硬度邵氏硬度4555的要求，失去彈性、變質(zhì)、變形，有效尺寸配合間隙達(dá)不到密封作用的。（5）密封圈單孔內(nèi)穿進(jìn)多根電纜的。（6）密封圈沒有完全套在電纜護(hù)套上或?qū)⒚芊馊Ω铋_套在電纜上。（7）密封圈與電纜護(hù)套之間有其他包扎物。（8）密封圈部分破

13、損。（9）一個(gè)進(jìn)線嘴內(nèi)多個(gè)密封圈的。（10）空閑進(jìn)線嘴或備用高壓接線盒沒有密封擋板或擋板不合格：擋板直徑比進(jìn)線嘴內(nèi)徑小2mm以上，擋板絕對(duì)厚度小于1.82 mm；擋板放在密封圈里邊；壓盤式進(jìn)線嘴或螺母進(jìn)線嘴金屬圈放在擋板與密封圈之間。（11）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)，或密封圈能活動(dòng)。（12）壓盤式進(jìn)線嘴缺壓緊螺栓或壓緊螺栓未上緊。（13）壓緊螺母式進(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旋進(jìn)超過(guò)半圈；在螺母與密封圈之間缺少金屬墊圈。電纜在進(jìn)線嘴處能輕易來(lái)回抽動(dòng)的。（14）高壓鎧裝電纜終端接線盒沒有灌絕緣膠，或沒有灌到電纜終端分

14、叉口以上，絕緣膠裂紋而能相對(duì)活動(dòng)。2022/7/2829電纜連接的失爆電纜的連接有下列情況之一的視為失爆：（1）電纜的連接不采用硫化熱補(bǔ)或同效能冷補(bǔ)的；（2）電纜(包括通訊、照明、信號(hào)、控制電纜)若用接線盒接線時(shí)，非本質(zhì)安全型設(shè)備，不采用隔爆型接線盒的(屬于本質(zhì)安全型的控制通訊電纜，應(yīng)采用本質(zhì)安全接線盒)；（3）鎧裝電纜的連接不采用接線盒，中間盒不灌注絕緣充填物或充填不嚴(yán)密漏出芯線的接頭；（4）電纜的末端不接裝防爆電氣設(shè)備或防爆元件的；（5）電氣設(shè)備與電纜有裸露導(dǎo)體的；（6）橡套、交聯(lián)聚乙烯電纜護(hù)套損壞露出芯線的(屏蔽電纜露出屏蔽層或本安設(shè)備連接電纜露出導(dǎo)體除外，但應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ))。2022/

15、7/2830隔爆照明電器的失爆（1）防爆安全型燈具把壓口改為螺口的為失爆；（2）隔爆燈具電源斷開后才能打開透明罩的聯(lián)鎖裝置失靈為失爆；（3）防爆型燈具玻璃罩出現(xiàn)松動(dòng)、裂紋、破損情況之一者為失爆。礦燈的失爆 井下使用的礦燈必須具有防爆標(biāo)志和煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志，有下列情況之一者視為失爆： （1）燈頭破裂，燈頭圈松動(dòng)，玻璃破裂，燈頭密封不嚴(yán)，燈鎖失效； （2）燈線破損露芯線，燈線引入裝置損壞密封不嚴(yán)，燈線竄動(dòng)。2022/7/28312 礦用電氣設(shè)備維護(hù)要求（點(diǎn)擊觀看）1）隔爆設(shè)備的維護(hù)要嚴(yán)格控制隔爆型電氣設(shè)備的各接合面的間隙、長(zhǎng)度和粗糙度等指標(biāo)。用鋼板尺、游標(biāo)卡尺、塞尺及粗糙度樣塊等測(cè)定是否符合要

16、求。檢查殼體是否有永久變形、裂紋；電纜引出、引入裝置是否符合規(guī)定；緊固用的螺栓是否上緊，螺釘墊圈是否齊全，聯(lián)鎖裝置是否完整及是否符合有關(guān)電氣設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。對(duì)隔爆外殼和隔爆接合面精心維護(hù)。在拆卸隔爆外蓋時(shí)，不能重錘敲打，打開外蓋后，必須對(duì)隔爆接合面妥善加以保護(hù)，防止機(jī)械損傷和污染；不允許用金屬利器刮拭接合面；為防止生銹，可在隔爆接合面上涂上薄薄一層凡士林或防銹油，但不準(zhǔn)涂漆。井下防爆電氣設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)和修理，必須由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的專責(zé)維修電工擔(dān)任。防爆性能受到破壞的電氣設(shè)備應(yīng)立即處理或更換，不得繼續(xù)使用。2022/7/28322）本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的維護(hù)使用中對(duì)本質(zhì)安全型電氣設(shè)備及其關(guān)聯(lián)電

17、氣設(shè)備，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)常性的檢查和定期檢修。主要檢查本質(zhì)安全電路所用元件和部件的性能、電路的絕緣、外部配線的連接緊固情況，接地是否良好等。2 礦用電氣設(shè)備維護(hù)要求2022/7/2833二、礦用電氣設(shè)備的檢查1.日檢查看交接班記錄簿，電氣設(shè)備運(yùn)行是否正常，如有要處理的故障，應(yīng)及時(shí)處理。 對(duì)電氣設(shè)備的隔爆外殼，故障顯示燈、絕緣狀態(tài)、設(shè)備的溫度及運(yùn)行聲音等進(jìn)行常規(guī)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理. 對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行過(guò)載、短路、斷相、漏電等試驗(yàn)，正常后再合閘送電；如果發(fā)現(xiàn)某種保護(hù)失靈，要及時(shí)更新該保護(hù)插件對(duì)工作面的低壓橡套電纜進(jìn)行巡視，外皮有破損和吊掛不合格的應(yīng)及時(shí)處理，對(duì)電纜接頭處應(yīng)特別注意，隨時(shí)測(cè)量其溫度，防止接

18、頭工藝不合格時(shí)引起短路過(guò)流，甚至電纜著火。2022/7/28342.月檢檢查使用中的防爆電氣設(shè)備的防爆性能。防爆接合面完全失爆應(yīng)升井大修。對(duì)移動(dòng)設(shè)備的電纜進(jìn)行絕緣測(cè)量，達(dá)不到要求的必須更新。對(duì)開關(guān)內(nèi)的電磁系統(tǒng)進(jìn)行檢查，包括主控電路和中間繼電器，檢查銜鐵活動(dòng)是否靈活，觸點(diǎn)是否完好.如果出現(xiàn)電弧燒痕，需用銼刀修理平整。對(duì)開關(guān)內(nèi)元器件的固定螺釘進(jìn)行檢查，如有松動(dòng)需擰緊。對(duì)電氣設(shè)備內(nèi)部的灰塵、油圬進(jìn)行清除。二、礦用電氣設(shè)備的檢查2022/7/28353.季檢固定設(shè)備電纜的絕緣和外部檢查。檢查的主要內(nèi)容是外部結(jié)構(gòu)是否損壞，絕緣是否達(dá)到要求等。接地網(wǎng)電阻值的測(cè)定，其中包括高壓電纜接頭局部接地極和工作面配電點(diǎn)局部接地的檢查，總接地網(wǎng)電阻應(yīng)不大于2。二、礦用電氣設(shè)備的檢查2022/7/28364.年檢井下配電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置整定值的檢查每半年一次。整定值必須達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果負(fù)荷變化，則應(yīng)重新整定。主要電氣設(shè)備絕緣電阻的測(cè)量每半年一次。在通風(fēng)員允許的情況下，停電后打開防爆蓋，用2000V兆歐表對(duì)主回路的絕緣進(jìn)行測(cè)量，必須達(dá)到或超過(guò)規(guī)定的阻值；對(duì)達(dá)不到要求的必須做絕緣處理。新安裝電氣設(shè)備絕緣電