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1、瓦斯培训班机电演示片 主讲人: 李炳阳 第一章电气防爆 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。我国防爆标准是1983年经国家标准 局批准的GB3836-83 防爆标准替代GB1336-77 防爆标准，并规定：自1985年1月1日算起，在 五年内全部过渡完毕，过渡期满一律执行新的国 家标准。目前，我们执行的防爆标准是GB38
2、36- 2000 防爆标准主要内容有： GB3836.1 爆炸环境用防爆电气设备通用 要求 GB3836.2 爆炸环境用防爆电气设备隔爆 型电气设备 GB3836.3 爆炸环境用防爆电气设备增 安型电气设备 GB3836.4 爆炸环境用防爆电气设备本 质安全型电气设备 煤矿安全规程中规定： 井下防爆电气设备的运行、维护和修理， 必须符合防爆性能的各项技术要求。 防爆性能遭受破坏的电气设备，必须立即 处理或更换，严禁继续使用。 使用中的防爆电气设备的防爆性能每日应由 分片负责电工检查1次外部；每月对防爆性能检 查1次。 井下防爆电气设备变更额定值使用和进行 技术改造时，必须经国家授权的矿用产品质
3、量监 督检验部门检验合格后，方可投入运行。 防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格 证”，“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能；检 查合格并签发合格证后，方准入井。 煤矿矿用产品安全标志“MA”，涉及煤矿安全 的产品必须有“MA”标志，并取得“安全标志证书” 。 普通便携式测量用仪器、仪表，只准在瓦 斯浓度1以下的地点使用 第一节 防爆电气设备的防爆标志及选型 一、防爆标志 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。 类别：防爆电气设备分两类： 类：煤矿用防爆电气设备；用于具有甲烷混合物的 爆炸环境。 类：工厂用防爆电气设备；用于含有甲烷以外的其 他爆
4、炸性混合物的环境。 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。 最大试验安全间隙：在标准规定的试验条件下，壳 内所有浓度的混合物点燃后，通过25mm长的接合面， 均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分 之间的最大间隙。 经过试验，当外壳容积为8升，隔爆接合面宽度为 25mm时，甲烷空气混合物最大试验安全间隙为 1.14mm。取1mm。 最小点燃电流比：各种气体或蒸气与空气混合物的 最小点燃电流同甲烷空气混合物的最小点燃电流之比 。 最小点燃电流：在标准规定的试验条件下，电路电 源电压为直流24V，电路电感为95mH，应用火花试验 装置，分断该电路产
5、生的火花对各种气体或蒸气与空 气的混合物点火，能使其点燃的最小电流。 甲烷最小点燃能量为0.28mJ（浓度为8.5%） 煤尘最小点燃能量为40mJ，爆炸下限为35g/m3。mJ 毫焦耳，1焦耳=0.1千克米； 1卡=4.162焦耳。1卡使1克水升高1度的能量。在直流 24V直流电源，电阻电路最小点燃电流约为2A，而100 毫亨的电感电路最小点燃电流仅为130mA。 分级标准见下表 级别级别最大安全间间隙MESG最小点燃电电流比MICR AMESG0.9MICR0.8 B0.9 MESG0.50.8 MICR0.45 C0.5 MESG0.45 MICR 组别：各种爆炸性气体或蒸气与空气的混合
6、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。故煤矿用电设备的允许最高表面温度 为150 。当采取防止煤尘堆积措施时，允许最 高表面温度为450 。 分组标准如下表 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 T6100T 8585 防爆设备共有10种类型，防爆设备及标志见下 表 防爆类
7、型GB3836 2000 GB133 677 防爆类型 GB3836 2000 GB13 3677 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 防爆标志是由防爆总标志（EX)、类别、类型、级 别、组别组成。 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。 例：Exd煤矿用隔爆型防爆设备 Exe煤矿用增安型防爆设备 Exi煤矿用本质安全型防爆设备 Exdib煤矿用隔爆兼本质安全型防爆设备 本质安
8、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 二、防爆设备的选型 煤矿井下电气设备的选用应符合煤矿安全规程 的规定（见下表） 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 矿用防 爆型 矿用防爆型（ 矿用增安型除 外 2
9、、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 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低 于I
10、P54。外壳明显处有“KY”标志。 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。防护等级见下表 防护护 等级级 防外物能力分级级防水能力分级级 简简称说说明简简称说说明 0 无防护护 没有专门专门的防护护无防护护 没有专门专门的防护护 1 防护护直径大于50mm的固体 防止直径大于50mm的固体异物 进进入壳内 防滴 垂直的滴水不能直接进进入设设 备备内部 2 防护护直径大于12mm的固体 防止直径大于12mm的固体异 物进进入壳内 15防滴 与铅铅垂线线成15角范围围内的 滴水不能直接
11、进进入壳内 3 防护护直径大于2.5mm的固 体 防止直径大于2.5mm的固体 异物进进入壳内 防淋水 与铅铅垂线线成60角范围围内的 滴水不能直接进进入壳内 4 防护护直径大于1mm的固体 防止直径大于1mm的固体异 物进进入壳内 防溅溅水 任何方向的溅溅水对设备应对设备应 无有害的影响 5 防尘尘 能防止影响设备设备正常运行 物灰尘进尘进入壳内 防喷喷水 任何方向的喷喷水对设备对设备 应应无有害的影响 6 尘尘密 完全防止灰尘进尘进入壳内 防海浪 或力喷喷 水 猛烈的海浪或强力喷喷水对对 设备应设备应 无有害的影响 7 浸水 设备设备在元宝的压压力和时间时间 下浸在水中，进进水量应应 无有
12、害的影响 8 潜水 设备设备在规规定的压压力下长时长时 间间浸在水中，进进水量应应 无有害的影响 第二节 隔爆型电气设备 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 爆性隔爆型电气设备隔爆接合面的三要
13、素是间 隙、宽度 、粗糙度 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。如隔爆型电气设备接线盒 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。隔爆接合面平均粗糙度Ra不超过6.3um。 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： 1、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，不得超过2个。 2、机械伤痕，宽度与深度不大于0.5
14、mm ；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。 隔爆接合面的宽度和间隙的要求见下表 接合面宽度 Lmm 与外壳容积的最大间隙mm V100Cm3V100Cm3 平面接合 面、止口 、操纵杆 和轴 6L12.50.30 12.5L250.400.40 25L0.500.50 带滑动 轴承的 转轴 6L12.50.30 12.5L250.400.40 25L400.500.50 40 L0.600.60 带滚动 轴承的 转轴 6L12.50.45 12.5L250.600.60 25L0.750.75 如果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
15、小有 效长度L1应符合下列规定： 当L 12.5mm时， L1 6mm 12.5mm L 25mm时， L18mm L 25mm时， L19mm 电缆引入装置应符合以下要求： 1、电缆引入装置的密封圈应符合以下规定 ： 1）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。 2）密封圈橡胶必须满足lRHD硬度4555的要求 。 3）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，如下图所示 。 图中d电缆公称直径1mm A密封圈轴向长度，A0.7d B密封圈厚度，B 0.3d D密封圈外径，与安装密封圈孔径D0之差，应 符合以下规定： 4）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。 D (mm)D0-D(mm) D 201.0 20D 601.5 D602.0 2、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。 3、不用的电缆引入装置应用厚度小于2
