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1、电气设备防爆技术,一.井下使用防爆电气的意义：煤矿井下存在着瓦斯、煤尘，为了防止瓦斯、煤尘发生爆炸事故，一方面要限制瓦斯在空气中的含量；另一方面要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯、煤尘的点火源和危险温度。电气设备正常运行或事故状态下可能出现的火花，电弧、热表面和灼热颗粒，它们都具有一定的能量，可以成为点燃矿井瓦斯和煤尘的点火源。因此，煤矿井下使用防爆电气设备，对防止瓦斯、煤尘爆炸事故具有十分重要的意义。,防爆基础知识,二.燃烧和爆炸产生的条件燃烧是一种氧化反应，氧化反应防出热量，当反应的热量使反应介质温度升到一定程度时，可以形成可见的火焰。爆炸是指燃烧的一种形式，当氧化反应的速度达到一定程度时，由于反
2、应瞬时释放大量的热，造成气体急剧膨胀，形成冲击波，并伴有声响，这种现象成为爆炸。,燃烧和爆炸的条件（三要素）,1.燃烧剂（汽油、矿井瓦斯、氢气）2.氧化剂（氧气、空气）3.点燃源（明火、火花、电弧、高温表面）,三.可燃性气体和蒸气的安全参数,1.爆炸界限可燃性气体或蒸气与空气的混合物只有在某个浓度范围内才能爆炸（燃烧），超出此范围就不会被点燃，这一范围的最高点和最低点分别称为爆炸上限和爆炸下限。如瓦斯的爆炸下限是5.0%，爆炸上限是15%。, 引燃温度-按照标准方法实验时，引燃爆炸性混合物的最低温度。 在没有明火等点火源的情况下，可燃性混合物的温度达到某一温度时，由于内部氧化放热加剧而自动着火
3、，也称作自燃，有时候也把引燃温度称作自燃温度。 国际标准IEC600794:1975 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：引燃温度实验方法规定了引燃温度的实验设备和实验方法，见图1。,玻璃瓶,爆炸性气体,加热炉,加热电阻丝,底部加热电阻丝,测温热电偶,图,1,引燃温度试验装置示意图,3.闪点在规定条件下，可燃性液体加热到释放出的气体瞬间着火燃烧的最低温度。可燃性气体与空气的混合物遇到点火源能形成爆炸，但是可燃性液体必须先形成蒸气，蒸气与空气混合才能形成爆炸性混合物。可燃性液体的汽化速率与液体的温度有关，能使可燃性液体释放（汽化）出足够的蒸气而在液体表面上形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的需要一
4、定的液体温度，此最低温度称作闪点。由于液体的汽化的速度不仅受液体温度的影响,而且与液体本身的性质有关系，因此不同的可燃性液体的闪点有很大差异。例如，汽油的闪点不低于55，柴油为零下20，乙醇的闪点为11，乙酸的闪点为40，而润滑油的闪点都高于100。可燃性液体的闪点低，表示可燃性液体在低温下可以形成爆炸性混合物，其危险程度高。反之，可燃性液体的闪点高，则在常温下不能形成爆炸性混合物，其危险程度也相对低一些。,4.最大实验安全间隙在规定的实验条件下，一个外壳内最易点燃浓度的爆炸性混合物被点燃后产生的爆炸火焰穿越25mm长的结合面，不能点燃外壳外部环境的爆炸性混合物时，结合面两部分之间最大间隙。,
5、5.最小点燃能量在最易点燃浓度混合物中，一个电路是一次放电正好足够点燃混合物，这个电路能量的最小值。,6.最小点燃电流在规定的试验条件下，能点燃最易点燃混合物的最小电流。7.最大爆炸压力爆炸性混合物被点燃爆炸后，释放出热量使气体剧烈膨胀，因而产生很高的爆炸压力。,四.防止爆炸的措施,1.一次防爆措施避免环境场所中存在爆炸性危险环境。就是使环境中的可燃性物质的浓度降到爆炸下限，以达到避免爆炸危险的目的。2.二次防爆措施在爆炸危险环境中避免点燃源。如：在油库、加油站等地方“严禁烟火”，在煤矿井下使用防爆电气产品，这都属于二次防爆措施。,五.什么是防爆型电气设备,防爆型电气设备具有既能承受其内部爆炸
6、性气体混合物引爆产生的爆炸压力，又能防止爆炸产物穿出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性混合物的电气设备外壳，从而达到隔爆性能的要求。,1）防爆电气设备的分类,防爆型电气设备的 类型很多，性能差异也很大。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爆炸性气体或可燃物的化工厂、石油开采、油库等地点。,）防爆电气设备类型,按照生产的矿用防爆型电气设备根据不同的防爆要求可分为10种类型：（1）隔爆性电气设备（标志符号d）。是一种具有隔爆外壳的电气设备，该外壳既能承受其内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，又能防止爆炸物穿出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性混合物。
7、,隔爆外壳,隔爆接合面,图,3,隔爆外壳示意图,（2）增安型电气设备（标志符号e）在正常运行条件下，不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温设备结构上，采取措施，提高安全程度，以避免在正常和认可的过载条件下出现上述现象。,(3）本质安全型电气设备（标志符号i）全部电路均为本质安全电路的电气设备。就是在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃爆炸性混合物的电器。,（4）正压型电气设备（标志符号p）具有正压外壳的电气设备。既外壳内充有保护性气体，并保持其压力高于周围爆炸性环境的压力，以防止外部爆炸性混合物进入的电气设备。,（5）充油型电气设备（标志符号o）全
8、部或部分器件浸在油内，使设备不能点燃油面以上的或壳外的爆炸性混合物的电气设备。,（6）充砂型电气设备（标志符号q）外壳内充填砂粒材料，使之在规定的条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热温度，均不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。,（7）浇封型电气设备（标志符号m）将电气设备或其部件浇封在浇封剂中，在正常运行和认可的过载或认可的故障下不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。（8）无火花型电气设备（标志符号n）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的故障的电气设备。,(9)气密型电气设备(标志符号h)用熔化挤压或胶粘的方法进行密封的外壳,这种外壳能防
9、止壳外气体进入壳内。（10）特殊型电气设备（标志符号s）特殊型电气设备不同于上述9种防爆形式，由主管部门制定暂行规定，经国家认可的检验机构证明，具有防爆性能的电气设备。该类型防爆电气设备须报国家技术监督局备案。按国外的要求，特殊型电气设备的防爆性能应达到本质安全型。,防爆电气设备标志及含意防爆电气设备须在明显处设置清晰的永久性凸纹标志“EX”小型电气设备及仪器可采用标志牌铆在或焊在外壳上，也可采用凸纹标志。防爆标志含义举例： EXdibEX防爆电气设备总标志d隔爆型电气设备ib本质安全型，其中本质安全电路为ib等级类，表示煤矿用,防爆电气设备必须具备的证件和标志防爆电气设备必须具备三证一标志：
10、三证：防爆合格证、生产许可证、产品合格证；一标志：煤安标志（MA）,使用中的电气安全隐患点和失爆举例,1）鸡爪子： （1）橡套电缆的连接不采用硫化热补或同等效能的冷补者； （2）电缆（包括通讯、照明、信号、控制以及高低压橡套电缆）的连接不采用接线盒的接头；（3）铠装电缆的连接不采用接线盒和不灌注绝缘充填物或充填不严密（漏出芯线）的接头。,羊尾巴： （1）电缆的末端不接装防爆电气设备或防爆元件者；（2）电气设备接线嘴（包括小型电器元件）5米内有不合格接头或明线破口者,明接头：电气设备与电缆有裸露的导体者或明火操作者均属名接头。破口： （1）橡套电缆的护套损坏，露出芯线或露出屏蔽层者； （2） 橡
11、套电缆护套损坏伤痕深度达最薄处二分之一以上，长度达20毫米或因沿围长三分之一以上者。,隔爆电气设备内外壳的失爆现象,1.使用未经国家法定的检验单位发证的生产的防爆部件； 2.隔爆外壳有裂纹、开焊、严重变形长度超过50mm，同时凸凹深度超过5mm者； 3.隔爆壳内外有锈皮脱落； 4.闭锁装置不全，变形、损坏起不到机械闭锁作用；,5.电气闭锁不起作用者； 6.隔爆室（腔）的观察窗（孔）的透明板松动，破裂、使用普通玻璃或机械强度不符合规定者； 7.隔爆设备结构被破坏，隔爆腔相互之间直接贯通或接线柱松动裂缝，防爆电动机接线盒内的隔爆绝缘座去掉。,8.改变隔爆外壳原设计安装尺寸，导致电气间隙和爬电距离不符号规定者； 9.螺纹隔爆结构：螺纹精度低于3级；螺距的最小啮合扣数不够6扣；拧紧程度一般用单手正向用力再拧入半圈以上者； 10.喇叭嘴外部缺损影响防爆性能者；,11.未接线的喇叭嘴老鼠洞； 12.未接线的喇叭嘴没有分别用密封圈、金属挡板、金属圈依次装入、压紧。有一项未装、上反或未压紧者； 13未接线的喇叭嘴装入已使用过的密封圈的；,14.挡板直径与进线装置内径之差大于2mm，挡板厚度小于公称尺寸2mm，挡板材质低于钢垫板强度、有缺陷或机械性伤痕超过有关规定者； 15.金属圈外径小，与进线装置内径之差大于2mm，金属圈厚度小于1mm，金属圈开口等。,
