矿井防爆设备知识讲座

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1、矿井防爆电气设备,电钳工技能过关培训3月2日,安全生产法律法规基本知识、三大规程、管理体系知识 一、三大规程：煤矿安全规程、操作规程、 -作业规程。 二、管理体系：质量、环境、职业健康管理体系 管理者代表：杨光群 员工代表：华贵启,煤矿井下常见引爆瓦斯煤尘的火源 带电作业； 电缆火花； 矿灯； 信号照明电话系统；防爆设备失爆；放炮母线短路； 非防爆电气设备； 电机车火花； 开关冒火、 摩擦； 静电,瓦斯煤尘爆炸的条件,瓦斯爆炸必须同时具备三个条件： 有一定的瓦斯浓度（5%-16%）， 具有一定能量、能点燃瓦斯的点火源或温度， 有足够的氧气（12%以上）；煤尘爆炸也必须同时具备三个条件： 煤尘本

2、身具有爆炸性且在空气中悬浮的煤尘达到一定浓度 （45g1500-2000g）， 有能引起煤尘爆炸的高温热源， 有足够的氧气（17%以上）；,煤矿井下使用防爆电器设备的意义,由以上瓦斯煤尘爆炸的条件可以看出，为了防止井下瓦斯煤尘发生爆炸事故，一方面要限制它们在空气中的含量，另一方面，要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯煤尘造成爆炸的点火源和危险温度。煤矿井下可能引起瓦斯煤尘爆炸的火源由：电气设备的电火花、违章放炮产生的火焰、机械撞击和摩擦产生的火花、矿灯故障产生的火花、架线电机车或电缆破坏产生的电弧以及煤炭自燃、吸烟、明火等。电气设备正常运行或故障状态下可能出现火花、电弧、热表面和灼热颗粒等，它们都具有一

3、定能量，可以成为点燃矿井瓦斯煤尘的点火源。因此煤矿井下使用防爆电气设备具有非常重大的意义。,下面就五个方面的内容对矿井防爆电气方面的知识进行讲解：第一节：矿用防爆电气设备的类型及其通用要求 第二节：防爆电器设备原理、标志 第三节：防爆型电气设备的完好与失爆 第四节：煤矿井下常见失爆现象 第五节：煤矿机电设备完好,第一节 矿用防爆电气设备的类型 及其通用要求,第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求,防爆电气设备：是指按照国家标准设计制造的不会引起周围爆炸性气体爆炸的电气设备。 一、分类 1、矿用一般型 “KY”：专用于煤矿井下 非防爆 矿用防爆型 “Ex”：按照GB3836-2000爆炸性气

4、体环境用电气设备标准生产I 类电气设备，专用于煤矿井下 防爆按照GB3836-2000爆炸性气体环境用电气设备标准生产的防爆电气设备 分为两种：类：煤矿用；类：工厂用。,第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求,类型,Exd,第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求,2、标志： 为了从电气设备外观上能明显的了解它的类型，把防爆电气设备的类型（d,e,ia,等）、级别和组别（,）连同防爆电气设备的总标志（Ex）按照一定顺序排列起来，构成防爆标志。例如： Exd-煤矿用（） 隔爆型（d）电气设备 Exdib-煤矿用（） 隔爆（d）兼本质安全（i）型电气设备，其中 本质安全回路为ib等级。矿用防

5、爆电气设备的外壳明显处，均有清晰永久性凸纹标志“Ex”和煤矿矿用产品安全标志“MA”。,第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求,3、现行防爆电气设备的国家标准 现行的防爆电气设备的国家标准为GB3836-2000爆炸性气体环境用电气设备，2000年1月3日发布，2000年8月1日实施。本标准共分为四个部分： GB3836.1-2000 通用要求 GB3836.2-2000 隔爆型“d” GB3836.3-2000 增安型“e” GB3836.4-2000 本质安全型“i”,第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求,现国家标准GB3836-2000爆炸性气体环境用电气设备，为制造检验标准，

6、与GB3836.1-1983爆炸性环境用防爆电器设备相比，有以下重要改变： 1、标准名称的修订，即将爆炸性环境用防爆电器设备改为爆炸性气体环境用电气设备（爆炸性气体环境：大气条件下，气体、蒸汽或雾状的可燃物质与空气构成的混合物，在该混合物中点燃后，燃烧将传遍整个未燃混合物的环境）； 2、将术语“爆炸性气体混合物”修订为“爆炸性气体环境”； 3、塑料外壳为解决静电电荷堆积，增加了“外壳表面积”限制、“防止静电电荷堆积的结构”措施、“抗光老化规定”、“阻燃性能规定”等； ,第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求,4、修订了类电气设备外壳用轻金属含镁量的规定； 5、外接地连接件的尺寸修订为与内接

7、地连接件尺寸一样； 6、塑料外壳的表面电阻测量方法的修订； 7、增加了Ex元件、熔断器、插接装置、手提灯和帽灯等内容； 8、GB3836.2-2000“隔爆型d”中5.3.1中规定：对于类、A和B外壳，螺纹结合面的最小啮合扣数为5扣，当容积大于100cm3时，最小啮合轴向长度为8mm；当容积不大于100cm3时，小啮合轴向长度为5mm。,第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求,二、通用要求 1、通用要求 防爆电气设备的通用要求是各种电气设备都具有的性能，主要包括： 温度：防爆电气设备使用的环境温度为2040；设备表面可能积聚煤尘时，表面温度不应超过150，当不会堆积或采取防止积聚措施后，不

8、应超过450。 电气设备与电缆的连接应采用防爆电缆接线盒，电缆的引入引出必须用密封式电缆引入装置，并应具有防松动、防拔脱措施。 对不同的额定电压和绝缘材料，电气间隙和爬电距离都有相应的较高的要求。,第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求,具有电气或机械闭锁装置，有可靠的接地及防止螺钉松动装置。 防爆电气设备如果采用塑料外壳，须采用不燃性或难燃性材料，并保证塑料表面的绝缘电阻不大于1109，以防积聚静电，还必须承受冲击试验和热稳定试验。 防爆电气设备限制铝合金外壳，防止与钢铁摩擦产生大量热能而形成危险温度。 防爆型电气设备，必须经国家的防爆试验鉴定。 2、防护等级 防外物 防水 例如：IP5

9、4：5防止影响产品正常运行的灰尘进入壳内，4防止任何方向的喷水对产品的有害影响。,第二节 防爆电器设备原理、标志,第二节 防爆电器设备原理、标志,一、隔爆型电气设备 1、隔爆型电气设备的特征 共同特征：将正常工作或事故状态下可能产生火花的部分放在一个或分放在几个外壳中。这种外壳应能承受可能进入其内部的可燃性气体的爆炸，而不至于损坏或产生永久性变形，并且不致使内部产生的火焰通过外壳上任何接合面或孔眼点燃外部的可燃性气体。因此，要求隔爆外壳具有隔爆性和耐爆性。隔爆性，又称不传爆性。 耐爆性，指隔爆外壳的机械强度。,第二节 防爆电器设备原理、标志,2、隔爆型电气设备隔爆原理 间隙隔爆：内部爆炸火焰通

10、过结合间隙向外传播时，金属壳体的吸热灭火和冷却作用，使火焰熄灭并降温，避免传爆； 外壳具有足够强度，壳体内发生最严重的爆炸时，所产生的高温不致使外壳损伤，所形成的压力不致使外壳变形或损坏。 3、标志 矿用隔爆型电气设备 ExdI,第二节 防爆电器设备原理、标志,二、 增安型电气设备 1、防爆原理 正常运行条件下和规定的过载条件时，不产生电火花和危险温度。 2、防爆措施 防护外壳； 加大电气间隙与爬电距离；电气间隙：指两个导电部分间的最短空间距离； 爬电距离：指两个导电部分间的沿绝缘材料表面的最短距离；,第二节 防爆电器设备原理、标志,常见电压等级最小爬电距离和最小电气间隙提高绝缘等级； 电路和

11、导线可靠连接； 加大导线截面、铁芯截面。 3、标志 矿用增安型电气设备 ExeI,第二节 防爆电器设备原理、标志,三、本质安全型电气设备 1、防爆原理 本质安全型电气设备的防爆原理是：通过限制电气设备电路的各种参数，或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现了电气防爆。 限制能量； 限制功率（最大约25W）； 限电流和限电压； 正常工作与规定的故障状态； 电火花与危险温度。,第二节 防爆电器设备原理、标志,2、防爆措施 电源：（1）限电压；（2）限电流；（3）双重化。 负载：（1）限电感；（2）限

12、电容；（3）双重化。3、本质安全型电气设备的特点：结构简单、体积小、重量轻；制造、维修方面、投资少；安全性能可靠。本安型是一种比较理想的防爆设备,在满足技术要求的情况下，应优先选用。本质安全型电气设备的外壳可采用金属、塑料及合金制成。外壳必须具有一定的强度，并具有一定的防尘、防水、防外物能力。采用合金外壳的材质中的含镁量不超过0.5，以防止由于摩擦产生危险火花。,第二节 防爆电器设备原理、标志,本质安全型电气设备的电源有两种：独立电源：指干电池、蓄电池、光电池和化学电池等。外接电源：指经电网引入、经电源变压器供电的电源。 煤矿井下使用的本质安全型电气设备的电源大多数是从电网引入经电源变压器整流

13、后的电源，一般为隔爆兼本质安全型。 4、分类及标志 本质安全型电气设备分为：单一式和复合式 单一式：指电气设备的全部电路是由本质安全电路组成的。 复合式：指电气设备的部分电路是本质安全型电路，另一部分是非本质安全型电路,第二节 防爆电器设备原理、标志,本质安全型电气设备的级别：本质安全型电气设备根据安全程度的不同分为ia和ib两个等级。ia等级是指电路在正常工作和一个或两个故障时，都不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备；当正常工作时，安全系数为2；一个故障时，安全系数为1.5；两个故障时，安全系数为1。ib等级是指正常工作和一个故障时，不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备；当正常工作时，安全系数为

14、2；一个故障时，安全系数为1.5。从安全等级划分标准和技术要求上可以看出，ia等级的本质安全型电气设备的安全程度和设计制造要求高于ib等级。 本质安全型电气设备的标志为“i”。 矿用本质安全型电气设备“ExiI” 矿用本质安全型电气设备，本质安全回路等级ia级 “ExiaI” 矿用本质安全型电气设备，本质安全回路等级ib级 “ExibI” 矿用隔爆兼本质安全型电气设备，本质安全回路等级ia级“ExdiaI”,第三节 防爆型电气设备的完好 与失爆,第三节 防爆型电气设备的完好与失爆,一、完好与防爆的关系 完好的电气设备（小型电器）必须达到防爆标准，而符合防爆标准的电气设备（小型电器）不一定是完好

15、的。 例如：开关非防爆部件变形受损，缺少非防爆部件等。,第三节 防爆型电气设备的完好与失爆,二、完好 1、机电设备完好标准的原则要求 零部件齐全完整； 性能良好，出力达到规定； 设备防护装置齐全； 设备环境整洁； 与设备完好有直接关系的记录和技术资料齐全准确； 小型电器及电缆等对矿井安全直接相关，列入完好标准要求。,第三节 防爆型电气设备的完好与失爆,2、“五不漏”的 规定 不漏油：静止接合面一般不允许有漏油，老旧设备允许有油迹但不得成滴，运动接合面允许有油迹； 不漏风：静止接合面不漏风，运动接合面距泄露处100mm用手试验无明显感觉； 不漏水：静止接合面不见水，运动接合面允许滴水但不得成线； 不漏汽：静止接合面不漏汽，运动接合面距泄露处200mm用手试验无明显感觉； 不漏电：绝缘电阻符合要求，漏电继电器正常投入运行 1140V-60K 660V-30K 380V-15K 127V-10K,3、电气设备接地螺栓的规定 电气设备的金属外壳和铠装电缆的接线盒的内外接地螺栓应完整、齐全，并标志接地“ ”符号。容量小于或等于5KW的不小于M8； 容量大于5KW至10KW的不小于M10； 容量大于10KW的不小于M12； 通讯、信号、按钮、照明灯等小型电气设备不小于M6; 接地螺栓应进行电镀防锈处理。 GB3836.1-2000中规定：外接地连接件的尺寸与内接地连接件尺寸一样；,