煤矿电工学第七章 矿用电气设备防爆

1、煤矿电工学第七章 矿用电气设备防爆目录第一节 矿用电气设备的类型及防爆第二节 井下防爆电气设备的通用要求第三节 隔爆型电气设备常见的失爆现象及防爆管理第一节 矿用电气设备的类型及防爆一、煤矿井下工作条件对矿用电气设备的要求在煤炭开采之初，工作条件十分艰苦。矿工用镐刨煤、用人力将刨下的煤背到地面。用明火（如油灯）照明。这不免会出现人员窒息死亡、瓦斯爆炸等现象。限于当时的科学技术水平，对这些自然现象，都不能做出科学的解释，甚至陷入迷信的怪圈。随着科学技术水平的提高，才明白，随着煤炭的开采，赋存在煤层中的气体，也就是矿井瓦斯，其主要成份是甲烷，也随之释放到采完煤的空间（即采空区）中。采空区中的瓦斯聚

2、集到一定程度，自然就会被明火照明装置点燃，引起爆炸；采空区中的瓦斯过度聚集，造成采空区中的氧气含量下降，在场的人员会呼吸困难，严重时，会导致在场人员窒息死亡。于是，人们开始着手解决明火照明装置的安全问题、井下的通风问题。经过长期研究，英国人H.戴维（H.Dawy）于1815年发明了安全火焰灯（Safety flame lamp）,其形状如图1。它主要由底座（油壶）、灯芯、透明罩、两层防爆金属网、金属网外的防护罩和上部的伞形盖组成。第一节 矿用电气设备的类型及防爆二、矿用电气设备的类型矿用电气设备分为矿用一般型电气设备和矿用防爆型电气设备。 （一）一般型电气设备 对矿用一般型电气设备的基本要求为

3、： 外壳有一定的防水、防外物的要求； 引入电缆的接线端子有一定的空气间隙和漏电距离的要求； 有良好的耐潮性能，有内外接地螺栓； 进线装置符合相应的防爆电气设备制造规程； 接线盒的内壁盒可能产生火花的金属外壳内壁涂耐弧漆。第一节 矿用电气设备的类型及防爆（二）矿用防爆型电气设备 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

4、。第一节 矿用电气设备的类型及防爆1、防爆设备的防爆原理 隔爆型电气设备隔爆原理 间隙隔爆：内部爆炸火焰通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。 2、增安型电气设备 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。第一节 矿用电气设备的类型及防爆防爆措施 防护外壳； 加大电气间隙与爬电距离； 提高绝缘等级； 电路和导线可靠连接； 加大导线截面、铁芯截面。 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

5、沿绝缘材料表面的最短距离；第一节 矿用电气设备的类型及防爆3、本质安全型电气设备 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。第一节 矿用电气设备的类型及防爆防爆措施 电源：（1）限电压；（2）限电流；（3）双重化。负载：（1）限电感；（2）限电容；（3）双重化。本质安全型电气设备的特点 结构简单、体积小、重量

6、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。第一节 矿用电气设备的类型及防爆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后的电源，一般为隔爆兼本质安全型。第二节 井下防爆电气设备的通用要求

7、一、电气设备的防爆通用要求 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。 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。第二节 井下防爆电气设备的通用要求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

8、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。第二节 井下防爆电气设备的通用要求二、电气设备的防护要求 电器设备的防护等级主要分为防外物与防水等级两个方面。（一）防外物等级 第二节 井下防爆电气设备的通用要求（二）防水等级第三节 隔爆型电气设备常见的失爆现象及防爆管理常见失爆现象 （一）用螺栓固定的隔爆接合面的常见失爆现象 1、缺螺栓、螺母或弹簧垫圈； 2、弹簧垫圈未压平或螺栓松动； 3、弹簧垫圈断裂或无弹性（检查该处防爆间隙，若不超限，现场更换合格弹簧垫圈后不算失爆）4、通孔螺母

9、必须上满扣，螺栓未露出通孔1-3扣。第三节 隔爆型电气设备常见的失爆现象及防爆管理（二）隔爆外壳及隔爆腔常见失爆现象 1、隔爆外壳有裂纹、开焊、严重变形（严重变形是指长度超过50mm，同时深度超过5mm的变形）； 2、使用未经国家法定检验单位发证生产的防爆部件（自制、无资质生产的受压传爆关键件，如喇叭口等）； 3、隔爆壳体内外锈皮脱落（锈蚀与有锈应区分，锈皮脱落、锈蚀、有锈、锈迹 ）；4、闭锁装置不符合规定，闭锁装置不全、变形损坏起不到机械闭锁作用（闭锁变形、闭锁杆短、不断电的情况下能够打开开关）； 5、电气闭锁不起作用；第三节 隔爆型电气设备常见的失爆现象及防爆管理6、隔爆腔（室）的观察窗（

10、孔）透明板松动、破裂或使用普通玻璃。 7、如果衬垫是金属或是金属包覆的符合标准规定的可压缩不燃材料，则绝缘套管的接合面和透明部件的结合面可以安装衬垫，这种衬垫起防爆作用。（橡胶老化概念见后，如照明综保观察窗胶垫）8、隔爆设备的隔爆腔之间严禁直接贯通，去掉防爆电机接线盒及内绝缘座为失爆； 9、绝缘座、绝缘套管裂纹、缺损； 10、改变隔爆外壳原设计形状，造成电气间隙或爬电距离不符合规定的； 11、隔爆型灯具外罩破裂及闭锁装置失灵。第三节 隔爆型电气设备常见的失爆现象及防爆管理（三）电缆引入引出装置常见失爆现象 1、密封圈内径大于电缆外径超过1mm，刀削后凸凹不整齐圆滑，锯齿直径差大于2mm以上；

11、2、进线嘴内径（D0）与密封圈外径（D）的差（D0-D）超过下表规定的： 第三节 隔爆型电气设备常见的失爆现象及防爆管理3、密封圈的单孔内穿进多根电缆的； 4、将密封圈割开套在电缆上的； 5、密封圈部分破损； 6、密封圈没有完全套在电缆护套上的； 7、密封圈与电缆护套之间有其它包扎物的； 8、密封圈的硬度达不到规定要求（邵氏硬度45-55度），老化失去弹性、变质、变形、有效尺寸、配合间隙达不到要求，起不到密封作用； 9、一个进线嘴内有多个密封圈的；10、闲置线嘴未使用挡板封堵，或挡板直径比线嘴内径小2mm以上，或挡板绝对厚度小于1.82mm；第三节 隔爆型电气设备常见的失爆现象及防爆管理11、

12、挡板放在密封圈里边的，压盘式进线嘴或螺母式接线嘴金属圈放在挡板与密封圈之间的； 12、进线嘴压紧后没有余量或线嘴内缘压不紧密封圈或密封圈端面与器壁接触不严或密封圈与挡板能相对活动的； 13、压盘式进线嘴缺压紧螺栓或压紧螺栓未上紧； 14、使用的压紧螺母式进线嘴在螺母与密封圈之间缺少金属垫圈的； 15、进线嘴处的压线板压不紧电缆，电缆在进线嘴处能轻易来回抽动的 16、螺母式进线嘴因乱扣、锈蚀等原因紧不到位，或用一只手的手指能使压紧螺母向里旋进超过半圈第三节 隔爆型电气设备常见的失爆现象及防爆管理17、螺纹接合面的最小啮合扣数为5扣。当腔体容积大于100cm3时，最小啮合轴向长度为8mm；当容积不

13、大于100cm3时，小啮合轴向长度为5mm。 18、有弹性物时压紧螺栓处不得有弹簧垫圈 （如喇叭嘴压紧螺栓）； 19、高压电缆终端接线盒没有灌注绝缘胶，绝缘胶没有浇灌至三岔口以上，绝缘胶裂纹而使其相对活动； 20、备用的已供电的高压接线盒缺少挡板或挡板不合格； 21、防爆插接装置电源侧应接插座、负荷侧应接插销，反接为失爆。第三节 隔爆型电气设备常见的失爆现象及防爆管理（四）隔爆接合面常见失爆现象 1、隔爆面上对局部出现的直径不大于1mm、深度不大于2mm的砂眼，在40mm、25mm、15mm宽的接合面上，每1cm2不得超过5个，10mm宽的隔爆面上，不得超过2个。 2、产生的机械伤痕，宽度和深度不大于0.5mm，其长度应保证剩余无伤隔爆面有效长度不小于规定长度的2/3。 3、隔爆接合面不得有锈蚀及油漆，应涂防锈油及磷化处理。无意造成油漆痕迹，当场擦掉不为失爆，