煤矿井下电气设备防爆安全技术

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1、煤矿井下电气设备防爆知识张卫红,第一节煤矿井下电气防爆安全技术通用要求一、防爆电气设备的类型、种类级别、组别及防爆标志1、分类防爆电气设备的类型很多(含煤矿以外的防爆设备)，性能的差异很大。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各样爆炸性气体或可燃物的化工厂、石油开采、石油炼制、舰船等。,2、防爆电气设备种类为了使防爆电气设备的设计、制造标准化，便于检修、使用和维修，1983年1991年，国家标准局先后颁布了种防爆电气设备类型，现国标为GB38362000，它们是：(1)隔爆型电气设备具有隔爆外壳的电气设备称为隔爆型电气设备。特点是

2、具有耐爆性和不传爆性。标志符号为“d”。标准编号GB3836.2-83。(2)增安型电气设备正常运行条件(是指该设备在电气、机械上符合设计规范的要求，并在制造厂规定的限度内使用)下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的电气设备，称为增安型电气设备。标志符号为“e”。标准编号GB3836.3-83。,（3）本质安全型电气设备全部电路均为本质安全电路，是指规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应都不能点燃规定的爆炸混合物的电路。该类电气设备称为本质安全型电气设备。标志符号为“i(ia、ib)”。标准编号GB3836.4-83。(4)正压型电气设备具有正压外壳的电气

3、设备称为正压型设备。正压外壳是指向外壳内通入保护性气体，保持内部保护性气体的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的外壳。标志符号为“P”。标准编号GB3836.5-87。,(5)充油型电气设备将全部部件或可能产生电火花和过热的部分部件浸在油内，使其不能点燃油面以上或壳外的爆炸性混合物的电气设备称为充有型电气设备。标志符号为“O”。标准编号GB3836.6-87。(6)充砂型电气设备外壳内部充填砂粒材料，使其在规定条件下外壳内产生的电弧、传播的火焰、壳臂或砂粒材料表面的过热温度均不能引燃该型设备周围的爆炸性混合物的电气设备称为充砂型电气设备。标志符号为“q”。标准编号GB

4、3836.7-87。,(7)浇封型电气设备将电气设备或部件浇封在浇封剂中，使在正常运行和认为的过载、故障下不能点燃周围爆炸性混合物的设备称为浇封型电气设备。标志符号为“m”。标准编号GB3836.。(8)无火花型电气设备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故障的电气设备称为无火花型电气设备。标志符号为“n”。标准编号GB3836.8-87。(9)气密型电气设备具有气密外壳的电气设备称为气密型电气设备。标志符号为“h”。,(10)特殊型电气设备凡在结构上不属于上述基本防爆类型，或上述基本防爆型的组合，而采取其他特殊措施经充分试验又确实证明具有防止引燃爆炸性混合物能力

5、的电气设备称为特殊型电气设备。标志符号为“S”。另外，还有一种不属于防爆电气设备种类的矿用一般型电气设备，它是一种煤矿用的非隔爆设备，用于无瓦斯爆炸危险的场所，基本要求：外壳坚固，封闭能防止从外部直接触及带电部分，防滴、防溅、防潮性能良好，有电缆引入装置。并能防止电缆扭转、拔脱损伤，开关手柄和门盖有连锁装置。标志符号为“KY”。标准编号GB12178-90。,3、级别类设备中的本质安全型有ia和ib两个等级。类设备分为A、B、C三个级别。4、组别各种爆炸性气体或蒸气与空气的混合物按自燃温度分为六组：T1、T2、T6。类电气设备表面堆积粉尘时，允许最高温度为+150，采取措施防止堆积时则为+45

6、0。表6-1防爆电气设备的组别,单击此处添加文本具体内容，简明扼要的阐述您的观点。,5、防爆标志防爆电气设备的总标志为“Ex”。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。其一般标于设备的明显处。,第二节隔爆型电气设备一、隔爆原理1、耐爆性：(1)隔爆外壳作用是把爆炸限制在外壳的内部很小范围内，因此外壳必须承受住爆炸引起的压力，凡是能承受爆炸压力的材料都可以制造成隔爆外壳，必须有一定的结构强度。(2)瓦斯爆炸产生的压力0.77MPa(在有间隙的条件下)，如果没有间隙爆炸压力为1MPa。,(3)制造隔爆外壳的材料有钢板、铸钢、铸铁、铜、铝合金、热固塑料、玻

7、璃、陶瓷等。(4)采掘工作面隔爆外壳采用钢板或铸钢，非采掘工作面可以采用HT25-47灰铸铁，静容积不大于0.01L可以采用陶瓷，容积不大于2L的外壳可采用塑料，手持式设备外壳可以采用铝合金制成。,2、不传爆性(1)间隙，用符号“W”表示，指其结合面的相对表面的距离，由于不平度的关系，结合面上各处的间隙是不相等的，因此根据隔爆设备的类别、级别、容积和结合面的长度而规定最大的间隙值。间隙的作用：A、能熄灭爆炸产生的火焰。B、冷却爆炸后产生的温度(冷却到450以下)。C、能泄露爆炸时产生的压力。,(2)隔爆结合面的长度，用符号“L”表示，是指从隔爆面内部通过结合面到外部的最短长度。也叫有效长度。它

8、是由隔爆设备的净容积来决定的。作用同间隙的前两条相同。(3)粗糙度，只要不影响间隙的宽度，可以加工略粗糙一点不会影响隔暴性能，一般达um6.3-um3.2即可。3、与爆炸压力有关的因素爆炸压力与温度、爆炸物、结合面间隙、外壳的容积等有关。高温能产生高压，是由于在爆炸的过程中，反应生成物及其残余物，在反应生成物的作用下，热量越大，热膨胀越迅速，所形成的冲击波压力越大;爆炸压力与外壳内的爆炸物有关;爆炸压力与外壳的净容积有关，当在0.5L64L的容积内产生爆炸时，其压力变化的差值不大，但容积小于0.5L时，爆炸压力显著降低;间隙与爆炸压力的关系，爆炸压力随间隙的增大而降低，在间隙相同时，随着容积的

9、增大而增大。另外，外壳的形状不同所承受的压力也不同，圆球形的外壳承受爆炸压力最大，长方形的最小，这是由于他们的散热面积不同而造成的。所以煤矿井下常见到的圆形体外壳较多。,4、多空腔的过压现象(压力重叠)如图所示，A腔与B腔有一联通孔，当A腔内发生爆炸后，压力波首先通过联通孔，使B腔内未点燃的爆炸物质收到压缩而压力升高。随后，火焰传播过来，引起B腔爆炸，则产生较高的过压现象，即压力重叠。所以在井下使用多空腔的防爆设备，不允许有联通的情况，否则将形成不安全的重大隐患。,第三节本质安全型电气设备由本质安全型电路组成的电气设备称为本质安全型电气设备，也常称为本安型电气设备。全部电路都是本质安全电路的电

10、气设备为单一式本质安全型电气设备，具备电路为本质安全电路的电气设备为复合式本质安全型电气设备。一、本质安全电路原理本质安全电路是根据安全火花原理，通过合理选择电路中的电气参数，使系统在正常或故障状态下，产生的点火花能量相当小，不能点燃爆炸混合物的爆炸。显然这种电路是一种非常安全的电路，也就是说电路本身就具有防爆性能。本质安全型顾名思义，从“本质”上就是安全的。电火花有电阻性、电容性和电感性三种。只要在电路的设计上合理选择元件，限制电路中的电流、电压等参数，就能达到限制火花能量的要求其方法有：(1)合理选择电气元件，降低供电电压。(2)通过增大电路电阻或利用导线电阻来限制电路的短路故障电流。(3

11、)采取消能措施来消耗能量元件的能量。,二、本质安全型电气设备的特点与级别1、本质安全型电气设备的特点本质安全型电气设备结构简单、体积小、重量轻;制造、维修方便、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，则应优先选用。2、本安型电气设备的级别本安型电气设备的分类、组别、防爆标志符合通用规定。其级别按本安电路使用场所和安全程度不同，分为两个等级，即ia和ib级。1)ia等级ia等级电气设备，其在正常工作状态下，一个故障和两个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物。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。设备中，正常工作有火花的

12、触点需加隔爆外壳、气密外壳或加倍提高安全系数。,2)ib等级ib等级是指在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。正常工作时，安全系数为2;一个故障时，安全系数为1.5。若设备中正常工作有火花的触点，如加隔爆外壳或气密外壳保护，并且有自显示措施，一个故障时，安全系数为1。从上述规定可以看出：ia等级的本质安全型电气设备的安全程度高于ib等级。因此，凡持续存在爆炸性气体混合物的场所要选择ia等级。煤矿井下使用的本安型电气设备，一般选择ib等级即可。,第四节防爆电气设备的失爆防爆电气设备的失爆是指矿用电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性，即矿用防爆电气设备不能保证在一定的危险场

13、所安全供电、用电、通讯、监测和监控。一台已经失去了防爆性能的防爆型电气设备，若其内部发生爆炸，就会因为外壳的损坏而直接引起壳外的爆炸混合物质的爆炸，或者是内部发生爆炸的生产物或残余物通过各部分或局部间隙仍然点燃壳外的爆炸性气体的爆炸，这将是十分危险的甚至是极其致命的。因此，已经失爆的任何防爆型电气设备，都必须禁止使用，并不得在井下长时存放.具体规定见附件电气设备防爆性能检查细则。,事故案例解析,结束语：据不完全统计由失爆引起的瓦斯爆炸占到事故的三分之一。我们的安全生产是动态的，机电设备也是24小时不停运转的，这就要求我们做好机电设备隐患的排查，防患于未然，对重点地点重点管控，加强各类标准执行和检查力度，提高全员的标准化意识，按照标准、按照规范，实实在在地干好自己的本职工作。“安全无小事”，防微杜渐是关键。铭记事故切肤之痛，深刻吸取事故教训，加强安全隐患排查，谋求企业稳定发展。,谢谢大家欢迎提出修改意见,