煤矿特殊工种(信号)培训课件二

1、 第一节 井下电气保护 第二节 煤矿井下电气防爆 第三节 杂散电流 第四节 静电及防治第四章 井下电气安全本章主要内容： 第二节煤矿井下电气防爆 一.矿用电气设备防爆的基本措施： 就是在电气设备上采取一定的安全技术措施，保证其在具有爆炸危险环境中安全运行，其基本措施有： 1.采用间隙隔爆技术：使用防爆外壳，一般用于“强电” 系统。 2.采用本质安全技术：限制热源能量，一般用于“弱电”系统，一般输出功率小于25W，其能量小于0.28MJ。 3.采用增强安全强度技术：提高安全程度，配合有效保护实现防爆。用于正常不会产生点燃作用的设备如：灯具。 4.采用快速断电技术：超前切断电源技术如：真空开关。

2、二.防爆电气设备 1.防爆电气设备分类：二类。 类：煤矿用防爆电气设备，主要使用含有甲烷混合物爆 炸 的环境。 类：工厂用防爆电气设备，主要用于含有除甲烷以外其他 各种爆炸性混合物环境。 2.煤矿安全规程规定：防爆电气设备人井前，应检查其“产品合格证”“.防爆合格证”.煤矿用 “安全标志 ”及安全 性能，检查合格并签发合格证方可入井。 3.防爆标志Ex ,煤安标志MA ,防护等级IP（例如:IP43 防外物4防水3）. 4.环境温度及设备表面温度要求： .环境温度为2040oC;防爆设备允许最高表面温度为150oC，当采取 防煤粉和木屑堆积措施时为450oC。 5.提示：1）当煤粉等堆积达到一

3、定后度时，设备表面温度超过200oC易焖燃。 2）规定设备表面温度应比允许最高值低20%。 三.防爆电气设备的基本类型 1.隔爆型电气设备：标志“d” 1）耐爆性：应有足够的机械强度，能承受住瓦斯爆炸的最压力（当浓度达到9.5%左右时，爆炸压力最大可达8个大气压） 2）隔爆型：不使爆炸物（瓦斯）通过连接缝隙引爆周围环境中的爆炸性气体混和物。 3）隔爆面的“三要素”： 隔爆结合面的长（宽）度“L”：从隔爆腔内部通过隔爆接合面到外壳外部的最短通路。（注意：隔爆面是指成对的有效长度，其有效长度有隔爆空腔净容积决定，快动式的门和盖其接合面的最小有效长度（L）须不小于25mm。 隔爆结合面的间隙（W）：

4、指结合面的相对表面间隙的距离。 注意：由于不平度的关系，结合面各处间隙不等，各个国家的长度和间隙的允许值有所不同 。我们国家一般不超过50丝。 隔爆结合面的表面粗糙度（H）：主要是影响其间隙的最大值，用微米表示。隔爆结合面的表面粗糙度不大于6.3操纵杆的不大于3.2，注意过去的老标准用光洁度表示。 隔爆面的防腐措施：一般用磷化 电镀 涂防锈油脂等方法，禁用油漆。2.增安型电气设备 1）概念及原理： 是对于在正常情况下，不产生电弧.火花危险的设备上，为了提高其安全强度，在设备的结构.制造工艺.技术条件等方面采取措施，避免在正常和过载的情况下产生火花和危险温度的可能，从而实现防爆。 2）增安型设备

5、的标志及使用： 标志：“e” 表示。一般使用在变压器，电动机，灯具等方面。 注意：增安型电气设备的防爆能力不如隔爆型 因此在瓦斯爆炸危险性较大的场所不准使用增安型电气设备。如：采煤掘进工作面。 3.本质安全型电气设备 1） 概念及原理： 全部电路均为本质安全电路的电气设备。所谓本质安全电路，是指在规定的实验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电路。(热量小于0.28MJ) 2) 本质安全型电气设备的标志及等级： 标志“i” 按其使用场所和安全程度不同有分为： ia等级：电路在正常工作.一个故障点或两个故障点时 均不能点燃爆炸性气体混和物的设备。 ib等级

6、：电路在正常工作和一个故障点时，不能点燃 爆炸性气体混和物的设备。 注意：ia等级的安全程度高于ib等级， ia 等级使用于连续存在爆炸性气体混和物的场所。4.浇封型电气设备 1）概念及原理： 将电气设备或其部件浇封在浇封剂中，使它在正常运行和认可的故障下，不能点燃周围爆炸性气体混合物的电气设备。 2）浇封型电气设备标志：用“m”表示 常用的浇封型电气设备或部件如：电池.蓄电池.熔断器.互感器.电机.变压器.电缆头等。 5.气密型电气设备 其原理是将电气设备或电气部件放入有气密保护的外壳内，其外壳能防止可燃性气体进入壳体内，气密型电气设备的标志为“h”. 6.充砂型电气的设备 1）防爆原理：

7、是在电气设备的外壳内充填石英沙粒，将电气设备的导电部件或带电部分埋在石英防爆填料层下，使在规定的使用条件下，壳内产生的电弧.传播的火焰.外壳壁或沙粒材料表面的温度均不能点燃周围爆炸性混合物的设备。 2）充砂型电气设备的标志及使用范围： 标志用“q”表示， 其使用范围用于在使用时活动零件不直接与填料接触的 额定电压不超过6千伏的电气。7.正压型电气设备 1）防爆原理：是将电气设备置入外壳内（壳内无可燃性气体释放源），将壳内充入保护气体，使壳内压力高于周围爆炸性环境的压力，以阻止外部爆炸性混合物进入壳内，实现防爆。 2）正压型电气设备防爆标志用“p”表示。 8.充油型电气设备 1）防爆原理：全部或

8、部分部件侵入绝缘油内使设备不能点燃油面以上或外壳外的爆炸性混合物的设备。 2）充油型电气设备防爆标志用“O”表示。 3）使用于变压器.油开关等9. 无火花型电气设备 1）防爆原理：指在正常的运行条件下，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。 2）无火花型电气设备的防爆标志用“n”表示。 3)注意：无火花型电气设备 一般使用于第二类设备。 10.特殊型电气设备 1）防爆原理：凡结构上不属于上述基本防爆类型及类型组合的电气设备，但经实验又充分证明具有防止引燃设备周围爆炸性气体混合物能力的设备 2）特殊型电气设备的防爆标志用“s”表示。 3）注意：该设备须经过国家安检部门

9、检验合格后，并上报国家标准局备案。 四、什么叫隔爆设备失爆； 凡电气设备的隔爆外壳失去了其耐爆性或隔 爆性。五.常见的失爆现象 1.用螺栓固定的隔爆结合面： 缺螺栓、弹垫、螺母、滑扣 、不满扣， 弹垫失去弹性、断裂，螺栓松动 断裂等。 2.电缆引入装置： 1）密封圈老化失，去弹性起不到密封作用。 2)密封圈的外径与进线装置的内径不符和规定： D小于20毫米时 ? D 大于20毫米小于60? D大于60毫米? 3)密封圈的内径与电缆外径差大于1mm以上。 4）密封圈的单孔穿进多根电缆。 5）密封圈刀削后凹凸不整齐不圆滑，锯齿直 径大于2mm。 6）电缆上套多个密封圈或把密封圈割开套在电缆上。 7

10、）密封圈没有完全套在电缆护套 。 8）线嘴压紧没有余量有亲嘴现象或线嘴与密封圈之间 没有加金属垫圈的。 9）进线嘴内缘压不紧密封圈，密封圈与器壁接触不 严使密封圈能活动的。10）压线板没有压紧电缆或用单手扳动喇叭口时有明显晃动的。 11）在引入装置处能轻易来回抽动电缆的。 12）高压电缆 接线盒没有灌绝缘胶或没有灌到电缆三叉口以上或绝缘胶有裂纹电缆松动。2.电缆引入装置 3.隔爆型插接装置： 1）电源侧接插座，符合侧接插销出现反接的。 2）低于1440伏的插接装置，缺防拔脱装置的。 3）高于1440伏的插接装置，没有电气连锁装置的。 4）插销在触头断开电源的瞬间，外壳防爆结合面达到规定要求的。

11、 4.隔爆电气设备内外壳： 1）使用未经国家法定检验发证的防爆部件。 2）有裂纹.开焊.严重变形超过50mm,同时凹坑超过5mm。 3）隔爆壳内外有锈皮脱落的。 4）机械闭锁不符和规定.不健全.变形损坏起不到闭锁要求的。 5）电气闭锁不起作用的。 6）隔爆腔的观察孔透明板松动.破裂，使用普通玻璃强度达不到要求的。 7）螺纹隔爆的螺距少于规定扣数拧入深度不符和要求，拧进程度用手正向拧入半全的。（最低不少于6扣） 8）喇叭嘴缺损影响防爆性能的。 9）未用喇叭口没有用密封圈.挡板.金属圈依次装入并压紧的。 10）挡板直径与进线装置内径差2mm厚度2mm.厚度1mm或开口的。 5.防爆面的失爆现象：

12、1）隔爆结合面的间隙.最小有效长度等不符合规定。 2） 操纵杆直径与隔爆结合面的长度不符合规定。 3）转盖式或插盖式结合面宽度0.5mm. 4）活动部分（如电机轴）结合面长度.直径差不符合规定或正常情况下产生磨 擦。 5）隔爆面上的机械伤痕宽度和深度0.5mm，剩余有效长度小于规定长度的2/3的。 6）隔爆结合面无间隙或锈蚀，正常下用手打不开。 7）隔爆面的表面粗糙度6.3微米，操纵杆3.2微米。 六.失爆危害及防止 1.危害： 会引起矿井火灾及瓦斯煤尘爆炸。 2.防治： 1） 坚持管理.装备.培训并重原则。 2）井下 严禁使用失爆设备。 3）对使用中的电气设备及时维护。 4）加强对井下电气设

13、备的失爆检查。 七、开关的结构及原理： 1.分类.结构： 1）可分为：断路器用、负荷开关用、接触器用真空开关管三类。 2） 结构有：动触杆、波纹管外壳、动触头、屏蔽罩静触头、静触杆等组成。 七.开关的结构及原理： 1.分类.结构： 2.原理： 带电触头在真空中分、闭合时，由于气体非常稀薄，只产生少量金属真空电弧。 3.特点： 通断速度快，真空度高，为有利于真空灭弧，选用铜铋合金，其优点是金属蒸气少，导电导热好。 八.常用真空开关 1.DKZB400/1140矿用隔爆型真空开关： 1）结构特点：外壳呈方型，分为两个隔爆空腔，上部为接线腔，集中了主控回路的进出线端子。下部为主控腔，装有交流真空接触

14、器.拉力继电器.阻容吸收装置等。前门内侧下方安装着控制芯板组件，装有控制电源变压器.高低压熔断器.电子脱扣组件.连接插头座等。前门与壳体之间有可靠的机械闭锁装置。 2）使用：合闸时将控制电源开关打至接通位置，分闸指示灯亮，实验开关手把打至中间正常工作位置 逆时针转动操作手把2550储能，顺时针转动操作手把至起始位置，合闸指示灯亮，分闸灯灭。分闸时可按下手动脱扣按钮或出现故障时自动分闸。 3）注意：不能用操作手把分断开关；分闸后电源与控制变压器仍带电，检修时须将电源开关停电；检修断路器或控制电源开关须断开上一级开关。 2.QJZ300/1140型真空磁力起动器 1）结构特点：隔爆空腔分为主控腔和

15、接线腔彼此独立，千伏级回路固定于隔爆外壳内，控制回路与电子保护组件装在折叶式芯板上，与其他部件全部通过CA型接件连接，电子保护系统用集成元件可方便拆装，前门为平面止口式结构，开门时须按下壳右侧停止按钮转动隔离换相手把至停电位置，提起左侧固定铰链手把将前门抬起30mm开门。开门后拧松折叶式芯体的锁紧螺栓，可使芯 体沿转轴转动。四个进出线口，右侧为电源左侧为负荷。内部线路千伏级为红色，本安回路为兰色，地线为黑色。 2)保护功能：具有失压.短路.过载.断相.漏电闭锁及漏气闭锁等保护，1140V可控制15440KW，660V可控9250KW电动机。 3）注意：电压等级应与控制变压器相符吧；漏电闭锁组件

16、上的开关位置应于使用电压等级一致；实验时严禁带电拔插电子插件；使用前应进行漏电.过流实验，确认正常后，方可使用。 3.HT6L1400Z/1140型组合式真空开关 1）使用场合：该开关为真空智能型使用于有瓦斯煤尘爆炸的矿井的总采工作面。 2）结构及功能：外形为长方形，有进线腔.出线腔.电气腔组成可同时控制6台电动机；保护与控制系统采用计算机（PLC） 进行监测监控，可完成漏电闭锁.过载.短路.断相.欠压和过压等保护功能，并具有自检.自诊断和故障模拟实验功能；采用 触摸式液晶显示，可对开关的工作状态.参数.故障类型进行显示和记忆，并具有人机对话功能。 3）工作特点：本保护装置只要正确安装和使用一

17、般不需要维 护，一旦保护系统出现误动.拒动等不正常现象，首先应检查整定值是否适当；然后检查控制回路是否存在短路.断路及接插件 接触不良等现象，可以换同一种完好插件判断系统的故障点。 九.隔爆电气设备的检查：如 电动机对地和相间绝缘电阻5M.转子转动是否灵活。 开关联锁.闭锁与手柄.按钮之间动作清楚，触头和短路环情况 绝缘电阻主回路1140V5M.660V 2M.控制回路0.5M.十. 隔爆外壳的检查： 1.外壳及法兰面的强度实验。 2.隔爆面的结构参数（三要素） 3. 隔爆面的多种结构 平面结构 、圆筒结构 、平面加圆筒结构、螺纹结构 、曲路（迷宫）结构 、衬垫结构、 叠片结构 、微片结构、

18、金属网隔爆结构等。 4. 接线装置：1）电缆防拔脱固定装置。 2）进线压紧装置： 压紧螺母式 压盘式 浇铸固化填料密封式 十一.电气间隙和爬电距离 P165页 1.电气间隙： 指两裸露导体之间的最短空间距离，与额定电压有关。例如：660V最小电气间隙为10mm，1140V最小电气间隙为18mm. 2.爬电距离： 指不同电位两个导体之间沿绝缘材料表面的最短距离。 它是由设备的额定电压.绝缘材料的耐泄痕性能及绝缘材料的表面形状等因素决定的。额定电压越高，爬电距离越大；耐泄痕 指数越低，则爬电距离越大。 3.耐泄痕指数： 指固体绝缘材料能承受50滴或100滴以上电解液而没有形成漏电的最高电压。共分：a b c d 四级 a级最高，d级最低P166页。 例如：660V最小爬电距离 a 级时12mm d 级时则为25mm。十二.隔爆电气设备闭锁装置 1.设置闭锁装置的目的：1）防止任意操作电气设备或设备性能不完善时造成明火的可能。2）防止误操作时，产生人身触电和机电事故的可能。 2.闭锁装置的分类：两类。1）机械闭锁：也叫机械联锁是用机械机构实现闭锁的装置。如：开关大盖与操作手把之间的闭锁.80N开关两接