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1、1煤矿井下电气防爆安全技术为了加强设备管理，确保供电安全， 进一步贯彻执行煤矿安全规程及有关防爆电气设备的标准和规定，提高机电人员对防爆电气设备防爆性能的认识，在实际工作中便于统一掌握运用标准，从而加强对煤矿井下防爆电气设备的科学管理，提高维修质量，消灭设备失爆，杜 绝因失爆而引起的重大事故， 实现电气设备安全运行，特印发本 煤矿井下电气防爆安全技术学习手册。第一节 煤矿井下电气防保安全技术通用要求一、 煤矿井下工作条件对电气设备的要求1. 井下 环境潮湿，有的地方还有淋水，因此电气设备要求防滴（溅），隔爆外壳及隔爆结合面要求防锈蚀，电气绝缘材料要求耐潮。此外，井下温度高，故还应对矿用电气设备
2、的绝缘性能进行湿热试验。2. 井下常有煤、岩石冒落、片帮，运动设备的拉、挂、碰、撞，易使设备受损坏，因此要求电气设备具有坚固的外壳。3. 井下采掘工作面经常移动，电气设备也将随着移动，因此要求电气设备选材和结构应便于搬运。4. 井下工作繁重、负荷变化大，因此要求 电气设备运行可靠，有一定 过负荷能力。5. 井下空间狭窄，照明不足，因此要求电气设备体积小、操作 简单、维护方便。6. 井下存在着沼气、煤尘等爆炸性混合物，因此要求使用在爆炸性环境的电气设备具有防爆性。第二节 煤矿井下电气防爆安全技术通用要求一、防爆电气设备的类型、种类级别、组别及防爆标 志21、分类防爆电气设备的类型很多（含煤矿以外
3、的防爆设备），性能的差异很大。按其使用环境的不同分为两类：类：煤矿井下用防爆电气设备。类：工厂用防爆电气设备。该类设备适用于有各种各样爆炸性气体或可燃物的化工厂、石油开采、石油炼制、舰船等。2、防爆电气设备种类为了使防爆电气设备的设计、制造标准化，便于 检修、使用和维修，1983 年1991 年，国家标准局先后 颁布了种防爆电气设备类型，现国标为 GB38362000，它们是：（1）隔爆型电气设备 具有隔爆外壳的电气设备称为隔爆型电气设备。特点是具有耐爆性和不传爆性。标 志符号为“d”。 标准编 号 GB3836.2-83。（2）增安型电气设备 正常运行条件（是指该设备在电气、机械上符合设计规
4、范的要求，并在制造厂规定的限度内使用）下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的电气设备，称为增安型电气设备。标志符号为“e ”。标准编号 GB3836.3-83。（3）本质安全型电气设备 全部电路均为本质安全电路，是指规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应都不能点燃规定的爆炸混合物的电路。该类电气 设备称为本质安全型电气设备。标志符号为“i（ia、ib）”。标 准编号 GB3836.4-83。（4） 正压型电气设备 具有正压外壳的电气设备称为正压型设备。正压外壳是指向外壳内通入保护性气体，保持内部保护性气体的压力高于周围爆炸性环3境的压力，以阻止外部爆炸性混
5、合物进入壳内的外壳。标志符号为“P”。标准编号 GB3836.5-87。（5）充油型电气设备 将全部部件或可能产生电火花和过热的部分部件浸在油内，使其不能点燃油面以上或壳外的爆炸性混合物的电气设备称为充有型电气设备。标 志符号为“O”。标准编号 GB3836.6-87。（6）充砂型电气设备 外壳内部充填砂粒材料，使其在规定条件下外壳内产生的电弧、 传播的火焰、壳臂或砂粒材料表面的 过热温度均不能引燃该型设备周围的爆炸性混合物的电气设备称为充砂型电气设备。标志符号为“q”。标准编号GB3836.7-87。（7）浇封型电气设备 将电气设备或部件浇封在浇封剂中，使在正常运行和认为的过载、故障下不能点
6、燃周围爆炸性混合物的设备称为浇封型电气设备。标志符号为“m”。标准编号 GB3836.。（8）无火花型电气设备 在正常运行条件下不会点燃周围爆炸性混合物，且一般不会发生有点燃作用故障的电气设备称为无火花型电气设备。标志符号为“n”。标准 编号 GB3836.8-87。（9）气密型电气设备 具有气密外壳的电气设备称为气密型电气设备。标志符号为“h”。（10）特殊型电气设备 凡在结构上不属于上述基本防爆类型，或上述基本防爆型的组合，而采取其他特殊措施经充分试验又确实证明具有防止引燃爆炸性混合物能力的电气设备称为特殊型电气设备。标志符号为“S”。另外，还有一种不属于防爆电气设备种类的矿用一般型电气设
7、备，它是一种煤矿用的非隔爆设备，用于无瓦斯爆炸危险的场所，基本要求：外壳坚固，封 闭能防止从外部直接触及带电部分，防滴、防溅、防潮性能良好，有电缆引入装置。并4能防止电缆扭转、拔脱损伤，开关手柄和 门盖有连锁装置。 标志符号为“KY”。标准编号 GB12178-90。3、级别类设备中的本质安全型有 ia 和 ib 两个等级。类设备分为 A、B、C 三个级别。4、组别各种爆炸性气体或蒸气与空气的混合物按自燃温度分为六组：T1、 T2 、T6 。类电 气设备表面堆积粉 尘时，允 许最高温度为+150 ，采取措施防止堆积时则为+450 。表 6-1 防爆电气设备的 组别温度组别 自燃温度 T/ 设备
8、最高允许表面温度/T1 T450 450T2 450T300 300T3 300T200 200T4 200T135 135T5 135T100 100T6 100T85 855、防爆标志防爆电气设备的总标志为“Ex”。防爆电气设备的类型、类别、 级别和组别连同防爆设备的总标志“Ex” 一起，构成防爆标志。其一般标于设备 的明显处。二、防爆电气设备的基本要求1、各种类型的防爆电气设备防爆电气设备都有一本专门的规程。每一类型除符合专门规程之外还有符合5“通用要求”（GB38361-2000）的规定， 这样才能保证 其防爆性能。2、紧固件紧固件是保证防爆性能必不可少的重要零件。（1）螺栓和螺母必须
9、有防松装置，如弹簧垫。（2）结构上特殊要求时，须采用特殊紧固件。如将螺栓头或螺母放在护圈或沉孔中。3、连锁装置现场操作一般都是简单的重负操作，都有可能出现误操作。在紧急情况下的误操作可能性更大，因此 煤矿安全规程要求这些电气设备应具有机械联锁装置，也叫做机械闭锁。其目的是从结构上保证操作顺 序，放在 误操作，而且使用一般工具不能解锁。机械联锁具备联锁功能，不能图方便拆掉联锁机构。用语言警示方法代替联锁机构是必须禁止的。4、绝缘套管绝缘套管指固定在外壳隔板上，使单根导体或多根导体穿过隔板而不改变电气设备防爆形势的绝缘件。当绝缘套管与连接件在接线过程中承受力矩作用时，应能承受相应的扭转试验。而井下
10、带电设备的绝缘套管不得有连通两个防爆腔的裂纹。5、引入装置引入装置也叫做进线装置，是外部电线或电缆进入防爆电气设备的过渡环节，是防爆电气设备最薄弱的部分。引入（出）装置的接线必须按规定工艺进行。6、接地接地的目的在于防止电气设备外壳带电。良好的接地可使外壳总是处于“ 地”6电位避免造成人身触电或对地放电事故的发生。所以电气设备的金属外壳必须设内外接地螺栓，并标识接地符号“ ”。接地零件必须做防锈处理或用不锈材料制成。1、电动机：电机轴伸出端的外风扇设有防护罩，防止煤、矸落入 风扇罩内摩檫产生热量或电火花引起瓦斯事故。要求风扇的通风孔具有一定的防止外物落入的能力，有足够的机械强度，不得相互摩檫，
11、 间距不小于 风扇直径的 1%，最小不小于 1mm，风扇是塑料，其电阻不小于 109 欧，风扇是铝合金，含镁量不大于 0.5%，（增安型防护等级为 IP23，本安型防护等级为 IP54）。IP20：I-防外物级别，P-防水级别。2、开关和控制A、 对 于直流有触点开关，由于熄弧困 难，不允许制成浸油结构。B、 类交流有触点开关，只有当额定 电压高于 1140V，各 级之间相互隔离且包容每极的油量不超过 5L 时，才允许制成浸油 结构。 C、煤矿井下用的高压油断路器，使用分断容量为实际容量 50%，应该指出的是，由于油在使用时很容易碳化，加之井下潮湿及煤尘影响，很少使用充油型电气设备。 D、对于
12、具有短路保护，漏电保护动作后，机构不能自动恢复，必须采用手动恢复的形式。E、磁力启动器、隔离开关在电气和机械上与接触器联锁，以免误动作。 F、操作手柄如果是可拆卸的，在结构上应保证控制器在停止位置才可卸下。3、照明灯具A、照明灯具透明罩的部分要有保护网，网孔为 50*50mm。B、透明保护罩和保护网能承受 规定的冲击和热聚变试验 。C、应在断电后才能打开透明件的 连锁装置，或 设置 严禁带电开盖的警示牌。D、透明件不允许制成螺纹结 构（矿灯除外）。7E、为了防止灯具内部零件过热，灯具的进线腔与光源腔之间应用反光罩或其它隔热措施。第三节 隔爆型电气设备一、隔爆型电气设备的特征隔爆型电气设备具有一
13、个坚固的隔爆外壳，这种外壳除了能将其内部的火花、电弧与隔爆外壳环境中的混合爆炸物隔开以外，还有一定的机械强度。隔爆外壳不可能是一个完整的整体，而是由许多零部件构成的。壳内的爆炸产物会穿过零部件的连接缝隙，扩散到壳外环境， 这些缝隙叫做隔爆结合面间隙。 结合面结构形式有：平面形结构、圆筒形 结构、平面加 圆筒结构、螺纹结构、衬垫结构、叠片结构、微孔结构和金属网结 构。二、隔爆原理1、耐爆性：（1）隔爆外壳作用是把爆炸限制在外壳的内部很小范围内，因此外壳必须承受住爆炸引起的压力，凡是能承受爆炸压力的材料都可以制造成隔爆外壳，必须有一定的结构强 度。（ 2）瓦斯爆炸产生的 压力 0.77MPa（在有
14、间隙的条件下），如果没有间隙爆炸 压力为 1MPa。（3）制造隔爆外壳的材料有钢板、铸钢、铸铁、铜 、铝合金、热固塑料、玻璃、陶瓷等。（ 4）采掘工作面隔爆外壳采用钢板或铸钢，非采掘工作面可以采用 HT25-47 灰铸铁，静容积不大于 0.01L 可以采用陶瓷，容积 不大于 2L 的外壳可采用塑料，手持式设备外壳可以采用铝合金制成。2、 不传爆性（1） 间隙，用符号“W”表示，指其 结合面的相对表面的距离，由于不平度的关系，结合面上各处的间隙是不相等的，因此根据隔爆设备的类别、 级别、容积和结合面的长度而规定最大的间隙值。8间隙的作用：A、能熄灭爆炸 产生的火焰。B、冷却爆炸后产生的温度（冷却
15、到450以下）。C、能泄露爆炸 时产生的压力。（2） 隔爆结合面的长度，用符号“L” 表示，是指从隔爆面内部通 过结合面到外部的最短长度。也叫有效长 度。它是由隔爆 设备的净 容积来决定的。作用同间隙的前两条相同。（3） 粗糙度，只要不影响间隙的宽度，可以加工略粗糙一点不会影响隔暴性能，一般达 um6.3-um3.2 即可。3、与爆炸压力有关的因素爆炸压力与温度、爆炸物、结合面间隙、外壳的容 积 等有关。高温能产生高压，是由于在爆炸的过程中，反 应生成物及其残余物，在反应生成物的作用下， 热量越大，热 膨胀越迅速，所形成的冲击波压力越大；爆炸 压力与外壳内的爆炸物有关；爆炸压力与外壳的净容积有
16、关，当在 0.5L64L 的容积内产生爆炸时，其压力变化的差值不大，但容积 小于 0.5L 时，爆炸 压力显著降低；间隙与爆炸压力的关系，爆炸压力随间隙的增大而降低，在间隙相同时 ，随着容 积的增大而增大。另外，外壳的形状不同所承受的压力也不同， 圆球形的外壳承受爆炸压力最大，长方形的最小， 这是由于他 们的散热面积不同而造成的。所以煤矿井下常见到的圆形体外壳较多。4、多空腔的过压现象（压力重叠）9如图所示，A 腔与 B 腔有一联通孔，当 A 腔内发生爆炸后，压力波首先通过联通孔，使 B 腔内未点燃的爆炸物质收到压缩而压力升高。随后，火焰传播过来，引起 B 腔爆炸，则产生较高的过压现象，即 压力重叠。所以在井下使用多空腔的防爆设备，不允许有联通的情况，否则将形成不安全的重大 隐患。第四节 增安型电气设备增安型防爆结构只能用于在正常运行条件下不会产生电弧、火花或不可能点燃爆炸性混合物的高温热
