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1、矿井机电安全演示片 主讲人 张伟 第一章电气防爆 n 矿井有瓦斯、煤尘，当空气中的含量达 到一定的浓度范围，遇到足够能量的火花 ，就会发生爆炸事故。电气设备在正常运 行或故障状态下都要产生火花和电弧，因 此，井下电气设备都必须是防爆电气设备 。防爆电气设备是依据防爆标准设计和制 造的，防爆电气设备在爆炸危险的环境中 正常运行或发生规定的故障都不能点燃周 围爆炸性混合物。 n 目前，我们执行的防爆标准是GB3836- 2000。标准主要包括以下四部分内容： n 一 通用标准 n 二 隔爆型电气设备防爆标准 n 三 增安型电气设备防爆标准 n 四 本质安全型电气设备防爆标准 第一节 防爆标志及选型
2、 n 一、防爆标志 n 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。 n 类别：防爆电气设备分两类： n 类：煤矿用防爆电气设备；用于具有甲烷混 合物的爆炸环境。煤矿必须用类防爆设备。 n 类：工厂用防爆电气设备；用于含有甲烷以 外的其他爆炸性混合物的环境。 n 级别： 类防爆电气设备根据最大试验安全间 隙和最小点燃电流比分为A、B、C三级。分级标 准见表11 n 表11 级别 最大实验安全间 隙MESG mm 最小点燃电流 MICR AMESG0.9MICR0.8 B0.9MESG0.50.8MICR0.45 C0.5MESG0.45MICR n 组
3、别：各种爆炸性气体或蒸气与空气的混合物 按其自燃温度分为六组，设备允许的表面温度不 得高于分组温度的下限。为了确保安全，设备最 高表面温度比允许最高表面温度低20%。煤矿井 下用电设备，其表面易堆积煤粉，当堆积达到一 定的厚 度，设备表面温度超过200时，就会发生 焖燃。 n 故煤矿用电设备无防止煤尘堆积措施的允许最 高表面温度为150 。当采取防止堆积措施时，允 许最高表面温度为450 。 n分组标准如表12。 表12 温度组别自燃温度T， 设备允许表面温度 T1T450450 T2450T 300300 T3300T200200 T4200T 135135 T5135 T100100 T6
4、100T 8585 防爆标志 n 例：ExdBT3 工厂用、B级、T3组、隔爆型 电气设备。因煤矿用隔爆型防爆设备最大试验安全 间隙大于1mm。设备最高表面温度150，故级别和 组别不用标注。 n 例：Exd煤矿用隔爆型防爆设备 n Exe煤矿用增安型防爆设备 n Exi煤矿用本质安全型防爆设备 n Exdib煤矿用隔爆兼本质安全型防爆设备 n EXsI煤矿用特殊型防爆设备 n 本质安全型防爆设备适用通讯、监控、信号和控 制等小功率电气设备；本质安全型防爆电源必须与 其防爆联检合格的本质安全型负载配套使用。 表13 防 爆设备类型及其标志 防爆类 型 GB3836 2000 GB1336 77
5、 防爆类 型 GB3836 2000 GB1336 77 隔爆型 d KB充沙型 q 增安型eKA浇封型 m 本质安 全型 iKH气密型 h 正压型pKF无火花 型 n 充油型oKC防爆特 殊型 s KT 二、防爆设备的选型 n 煤矿井下电气设备的选用应符合煤矿安全规程 的规定，见表1-4 n 矿用一般型电气设备:专为煤矿井下条件生产的不防 爆的一般型电气设备，只能用于井下无瓦斯、煤尘爆 炸危险的场所。矿用一般型也不同于井上一般型电气 设备。其基本要求是外壳坚固、封闭、防滴、防溅、 防潮性能好。有电缆引入装置，开关手柄和门盖之间 有联锁装置，能防止外部直接触电和带电开、关。外 壳防护等级一般不
6、低于IP54。外壳明显处有“KY”标志 。 n IP表示防护。第一位数字表示防外物等级，如5表 示防外物5级；第二个数字表示防水等级，4表示防水4 级。防外物和防水等级，数字越大，表示防护性能越 好。防护等级见表15 表14 井下电气设备选用规定 使用场所 类 别 煤(岩)与 瓦斯(二 氧化碳) 突出矿 井和瓦斯 喷出区 域 瓦斯矿井 井底车场总进 风巷和主要进风 巷 翻车机 峒室 采区进 风巷 总回风巷、主 要回风巷、采区 回风巷、工作面 和工作面进回 风巷 低瓦 斯矿井 高瓦斯 矿井 1、低压电 机和电气设 备 矿用防 爆型（矿 用增安型除 外） 矿用 一般型 矿用一 般型 矿用防爆 型
7、矿用防爆 型 矿用防爆型（ 矿用增安型除外 ） 2、照明灯具 矿用防 爆型（矿 用增安型除 外） 矿用一 般型 矿用防爆 型 矿用防爆 型 矿用防 爆型 矿用防爆型（ 矿用增安型除外 ） 3、通信、自 动化装置和仪 表仪器 矿用防 爆型（矿 用增安型除 外） 矿用一 般型 矿用防爆 型 矿用防爆 型 矿用防爆 型 矿用防爆型（ 矿用增安型除外 ） 表15 防 护 等 级 防外物能力分级防水能力分级 简称说明简称说明 0 无防护 没有专门的防护无防护 没有专门 的防护 1 防护直径大于50mm的固体 防止直径大于50mm的固体异 物进入壳内 防滴 垂直的滴水不能直接进入设 备内部 2 防护直径大
8、于12mm的固 体 防止直径大于12mm的固体 异物进入壳内 15防滴 与铅垂线成15角范围内的滴 水不能直接进入壳内 3 防护直径大于2.5mm的固 体 防止直径大于2.5mm的固 体异物进入壳内 防淋水 与铅垂线成60角范围内的 滴水不能直接进入壳内 4 防护直径大于1mm的固体 防止直径大于1mm的固体 异物进入壳内 防溅水 任何方向的溅水对设备应 无 有害的影响 5 防尘 能防止影响设备正常运行 物灰尘进入壳内 防喷水 任何方向的喷水对设备应 无有害的影响 6 尘密 完全防止灰尘进入壳内 防海浪 或力喷 水 猛烈的海浪或强力喷水对 设备应 无有害的影响 7 浸水 设备 在元宝的压力和时
9、间 下 浸在水中，进水量应无 有害的影响 8 潜水 设备 在规定的压力下长时间 浸在水中，进水量应无 有害的影响 第二节 隔爆型电气设备 n 隔爆型电气设备是具有隔爆外壳的防爆电气设备 。隔爆型电气设备必须具有耐爆性和隔爆性能。耐爆 性是外壳应有足够的机械强度。要求外壳必须能承受 1.5倍的参考压力，但最低不小于0.5MPa的压力，加压 时间为（102）s。隔爆型电气设备外壳出厂时应做 水压试验，压力为1MPa，保持1分钟。隔爆性是指外 壳内部发生故障时，产生的火花不能点燃外壳周围爆 炸性气体混合物。保证隔爆性的主要部位是隔爆面和 电缆引入装置。失爆是指电气设备失去隔爆性或耐爆 性；隔爆型电气
10、设备隔爆接合面的三要素是间隙、宽 度 、粗糙度 n隔爆接合面是隔爆外壳各个部件相对表 面配合在一起的接合面。如接线盒的盖 、门、起动和停止按钮的轴、接线端子 的绝缘套管等部件与主体之间的相对表 面都是隔爆接合面。隔爆接合面的宽度 和间隙的要求见表16。隔爆接合面平 均粗糙度Ra不超过6.3 m。目前，隔爆 面多是磷化的，磷化薄膜能防止各种有 害气体对金属表面的锈蚀，起到保护隔 爆面的作用。隔爆面不得有锈蚀，机械 伤痕两侧凸起部分磨平后不得超过下列 规定： n1、局部出现的直径不大于1mm，深度不 大于2mm的砂眼，在40、25、15mm宽的 隔爆面上，每12不得超过5个；10mm 宽的隔爆面上
11、，不得超过2个。 n2、机械伤痕，宽度与深度均不大于 0.5mm；长度应保证剩余无伤隔面有效 长度不小于规定长度的2/3。 表16类类外壳隔爆接合面的最小宽宽度和最大间间隙 接合面宽度mm外壳容积对应 的最大间隙 mm V 100Cm2 V100Cm2 平 面 、 止 口 操 纵 杆 和 轴 6L12. 5 0.3 12.5L 25 0.40.4 25L0.50.5 带 滑 动 轴承 的 转轴 6L12. 5 0.3 12.5L 25 0.40.4 25L400.50.5 40L0.60.6 带 滚 动 轴承 的 转轴 6L12. 5 0.45 12.5L 25 0.6 25L0.75 n如果
12、隔爆接合面被紧固螺栓孔或类似物的孔 分隔,螺栓通孔边缘至隔爆接合面边缘的最 小有效长度l应符合下列规定： n当L 12.5mm时，l 6mm n12.5mm L 25mm时，l 8mm nL 25mm时，l 9mm n电缆引入装置应符合以下要求： n1、电缆引入装置的密封圈应符合以下规定 ： n1）密封圈非压缩轴向长度：圆形电缆直径 不大于20mm，轴向长度最小为20mm，电缆 直径大于20mm，轴向长度最小为25mm。 n2）密封圈橡胶必须满足lRHD硬度4555的要求。 n3）为使密封圈有一定的通用性，以适应不同公称 直径的电缆，允许密封圈上切同心槽，如图11所 示。 nB0.7A D 0
13、.3A nA密封圈外径，与安装密封圈孔径D0之差 ，应符合以下规定： nA D0-A nA20mm 1.0mm n20 A60mm 1.5mm nA60mm 2.0mm n4）密封圈无破损;不得割开使用;电缆与密封 圈之间不得包扎其他物体。 n2、压紧螺母式引入装置和采用切同心槽密 封圈的引入装置，都应在压紧螺母与密封圈 之间加设金属垫圈。 n3、不用的电缆引入装置应用厚度小于2mm 、直径与引入装置内径差不大于2mm的钢板 堵死。 n4、接线装置压紧电缆后，电缆的压扁量不 得超过电缆直径的10%。 n隔爆型电气设备的检查与维护 n1、防爆接合面的宽度、间隙、粗糙度不超过规定 ；外壳无变形、无
14、开焊、无锈蚀，托架无严重变形 。 n2、同一部位的螺栓、螺母规格应一致，平垫圈、 弹簧垫圈的规格应与螺母直径相符合。并应齐全、 完整、无锈蚀，螺母紧固后螺纹应露出13个螺距 。 n3、闭锁装置齐全、完整、可靠。 n4、内外接地装置齐全，合乎规定；接地线紧固， 截面符合要求： n1）导电芯线截面不大于35m时，内接地端子直 径应与接线螺栓直径相同。 n2）导电芯线截面大于35 m时，内接地端 子直径应不小于接线螺栓直径的一半，但 至少应等于连接35m所用螺栓的直径。 n外接地端子须符合以下规定： n1）功率大于10KW的电气设备，外接地端 子不小于M12； n2）功率在5KW至10KW的电气设备
15、，外接 地端子不小于M10； n3）功率在250W至5KW的电气设备，外接地 端子不小于M8； n4）功率不大于250W且电流不大于5A的电气设备 ，外接地端子不小于M6。 n5、接线盒内电气间隙和爬电距离符合规定；接线 有弹簧垫圈;接线紧固、无毛刺；接地芯线长于导 电芯线，在导电芯线被拉脱时，接地芯线仍保持 连接。 n 电气间隙：是指两个裸露导体之间的最短空气 距离。不同电位之间的电气间隙（见表17）， 对外导线连接的电气间隙的最小值为3mm。 n爬电距离：指两个导体之间沿固体绝缘材料表面 的最短距离。爬电距离是根据工作电压、绝缘材 料的泄痕性能和绝缘件的表面形状确定的。 n泄痕性是指在固体、有机绝缘材料表面施加 可分离分解的污染液（蒸馏水与氯化铵 NH4CI和烷基萘磺酸钠）时对电场作用的抵 抗能力。 n爬电距离的规定见表17; n泄痕指数的分级见表18。 n绝缘材料耐泄痕性能越好，爬电距离就越小 。 表17（GB3836-83） 额定电压 (v) 最小爬电距离（mm）电气间隙（ mm） abcd 3644444 6066666 127678106 2206810126 38081012158 6601216202510 11402428354518 3000456011013536 60008511013516060 10000125150180
