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1、葫芦素煤矿机电物资科,煤矿防爆安全知识,介绍,煤炭、石油、化学、纺织等工业在国民经济中占很重要的地位，这些行业在生产过程中会产生爆炸性气体蒸汽或爆炸性粉尘，这种场所均称为爆炸性危险场所。按国际IEC标准和我国防爆标准GB3836.1的规定，防爆电气设备分为二类，即I类：煤矿用电气设备；II类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。除I类场所之外，II类场所按爆炸性物质出现的频敏程度、持续时间又划分为“0区”“1区”、“2区”三个等级，其中0区危险程度最大。防爆型式是为防止点燃周围爆炸性混合物而对电气设备结构所采取特定的安全措施，就我国现有制定的强制性国家标准及近几年来的技术状况来说，其防爆型
2、式有：隔爆型“d”、增安型“e”、本质安全型“i”、正压外壳型“p”、油浸型“o”、充砂型“q”、“n”型、浇封型“m”、特殊型“s”、混合型（上述类型的复合，例dibI）。我国煤矿井下常用的型式以隔爆型、增安型、本质安全型、特殊型及混合型为主，因此本次主要包括爆炸性气体环境用电气设备通用要求、隔爆型“d”、增安型“e”及本质安全型“i”四部分。在我国煤矿井下还使用着矿用一般型电气设备“KY”，为此，也一并作基本介绍。,目录,第一章 矿井气体 爆炸性混合物的形成1、我国煤矿井下的基本环境条件2、煤矿井下巷道内的气体3、爆炸性混合物的形成第二章 矿用防爆电气设备的基本要求1、概述2、基本要求3、
3、防爆电器设备4、煤矿安全规程对电气设备的有关规定（摘录）,第三章 电器设备的几种防爆型式1、矿用隔爆型电气设备2、增安型电气设备3、本质安全型电路与本质安全型电气设备第四章 煤矿电气设备失爆标准第五章 视频介绍,第一篇 矿井气体、爆炸性混合物的形成1 我国煤矿井下的基本环境条件1.1空气成份在煤矿井下采掘过程中，空气里含有瓦斯（甲烷）、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、二氧化氮、氨及其它碳氢化合物。当空气中的瓦斯（甲烷）含量达到515时，遇上650以上的高温或具有足够能量的火花，便会发生气体爆炸的危险。在采掘过程中还会引起大量煤尘，当煤尘粒度在0.751mm以内，浓度在302000g/m3范围内时，
4、遇上700以上的热源，便可能发生爆炸。这两种爆炸是伴生的，一般在瓦斯爆炸后引起煤尘爆炸，而煤尘爆炸造成的破坏更为严重。,1.2环境温度煤矿井下的气温是随着地层深度和四季季节的变化而有所区别，同一地点的年平均温度比较稳定，上下温差变化不大。煤矿安全规程规定生产矿井采掘工作面不得超过26，机电峒室不得超过30。个别地点若超过规定的温度，必须采取降温措施，进风井筒冬季结冰时，必须装设空气预热设备，保持进风口以下空气温度在2以上。我国防爆标准GB3836.1通用要求中规定电气设备环境温度在2040时能正常运行。,1.3相对湿度煤矿井下湿度大，有淋水是一大特点，相对湿度在95100左右范围内变化，当井下
5、温度在大于25情况下，对电气设备的绝缘性能影响很大。为此，I类电气设备规定必须按国标GBT2423.4标准交变湿热试验方法进行测试，以确保电气设备在恶劣气候条件下能正常运转。,1.4周围空间煤矿井下作业空间狭窄，巷道受顶板压力的作用造成煤块、岩石冒落，使电气设备易遭碰、砸、压，而且煤矿生产作业经常变动，电气设备需要频繁移动。因此，要求矿用电气设备外壳既要防爆，又要在承受强度情况下设计得轻巧，同时电性能满足要求，运行可靠，操作简单，维修方便。,1.5电气设备壳内的环境条件由于电气设备外壳达到防爆要求，因此电气设备在正常运行中壳内温度扩散条件差，尤其对经常频繁起动、停止工作状态有分断大电流现象，其
6、电器件触头的电弧会引起设备内高分子绝缘材料的分解，从而产生有害物质，导致电子、电器元件工作条件的恶化。由于过负荷、过电压等原因，在隔爆外壳中也会出现电弧短路故障，电弧能量使得隔爆外壳中的压力导常升高，甚至造成外壳结构的破坏。,第一篇 矿井气体、爆炸性混合物的形成1、爆炸性气体空气混合物的爆炸界限爆炸性气体其爆炸下限是5，爆炸上限是15，它还随着初始压力的上升而提高。任何爆炸性气体混合物都存在着爆炸的下限和上限，下面是几种名称列表所示。,2、电气设备在故障状态下电气绝缘材料有机成份受热分解气体，有达到爆炸危险浓度的可能。 煤矿井下空气湿度较大，矿井水蒸汽有腐蚀作用，电气设备在长期运行过程中由于煤
7、尘向电气外壳内部不断侵入，会使原有电气材料绝缘性能降低，严重者会导致电气击穿现象；也由于电气保护装置调整不符合要求或者保护失效，电气设备大功率的放电，对绝缘材料产生热作用；带电部件匝间短路或电路系统短路产生飞弧现象等，均是产生可燃性气体的直接原因。据有关资料介绍，绝缘材料在电弧电流1400A，电压700V作用下，在0.20.25秒时间内，可以产生可燃性气体，其中氢和一氧化碳含量较大，而外壳内部的压力取决于电流强度和电弧燃烧时间。,3、爆炸性混合物的分类根据使用地点的不同，防爆电气设备分为两类，I类用于煤矿井下的电气设备，主要用于含有甲烷混合物的爆炸性环境；II类用于工厂的防爆电气设备，主要用于
8、除甲烷外的其他各种爆炸性混合物环境 。煤矿井下爆炸性混合物主要是瓦斯（甲烷）；爆炸危险厂房主要指石油开采、石油炼制、输油系统及化工、纺织、石棉厂房等，由于具有各种各样的爆炸性气体，而这些爆炸性气体在相同的试验条件下，具有不同的试验安全间隙、不同的最小点燃电流和自燃温度。根据试验安全间隙和最小点燃电流比将II类电气设备又分为A、B、C三级。各种爆炸性气体或蒸汽与空气的混合物按其引燃温度分为六组：T1、T2、T3、T4、T5、T6。,第二篇 矿用防爆电气设备的基本要求1、概述 各类矿用防爆电气设备都有专用标准和其它有关标准的规定，但各类矿用防爆电气设备都要执行共同的要求，即爆炸性气体环境用电气设备
9、通用要求(GB3836.1-2000)。只有在符合专用标准和通用标准的条件下，才能满足防爆要求。本篇主要阐述“通用要求”的要点。,2、温度要求(1)矿用电气设备表面考虑到易堆积煤尘，如表面温度大于200时，会发生焖燃现象，因此，允许最高表面温度为150。如果采取措施后能防止煤尘堆积，则允许最高表面温度为450。(2)矿用电气设备的运行环境温度应满足2040。如果环境温度范围不符合，须在铭牌上标明，并以最高环境温度为基准计算电气设备的最高表面温度。,3、防爆电气设备,（一）电气设备的分类防爆电气设备的类型、标志及适用条件,标志：总标志：Ex 安全标志：MA,类别：类：用于煤矿井下的电气设备。分为
10、：矿用一般型：矿用防爆型：类：用于工厂的防爆电气设备。,（二）防爆电气设备分类,3、煤矿安全规程对电气设备的有关规定（摘录）3.1 第440条规定，煤矿地面、井下的各种电气设备、电力和通信系统等的设计、安装、验收、运行、检修、试验及安全等工作，可参照执行有关部门的现行规程，遇有与本规程相抵触处，应按本规程的规定执行。3.2 第443条规定，严禁井下配电变压器中性点直接接地。3.3 第452条规定:防爆电气设备入井前应检查其产品合格证、煤矿矿用产品安全标志（）及安全性能，检查合格并签发合格证后，方能入井。,3.4 第444条规定，井下电气设备的选用，应符合下表要求。,说明：1、*使用架线电机车运
11、输的巷道中及沿该巷道的机电设备硐室内可以采用矿用一般型电气设备（包括照明灯具、通信、自动化装备和仪表、仪器）2、*煤（岩）与瓦斯突出矿井的井底车场的主泵房内，可以使用矿用增安型电动机。3、*允许使用经安全检测鉴定，并取得煤矿矿用产品安全标志的矿灯。,3.5 第448条规定，井下各级配电电压和各种电气设备的额定电压等级，应符合下列要求：一、高压，不应超过10000V；二、低压，不应超过1140V；三、照明、手持式电气设备的额定电压和电话、信号装置的额定供电电压，都不应超过127V。四、采区电气设备使用3300V供电时必须制定专门的安全措施，远距离控制线路的额定电压，不应超过36V。,3.6 第4
12、54条规定，峒室外严禁使用油浸式低压电气设备。 40kW及以上的起动频繁的低压控制设备，应使用真空电磁起动器控制。3.7 第455条规定，井下高压电动机、动力变压器的高压侧，应有短路、过负荷和欠电压释放保护。井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路和过负荷及漏电保护装置，低压电动机应具备短路、过负荷、单相断线、漏电闭锁的保护及远程控制装置。,3.8 第457条规定，矿井地面变电所和井下中央变电所的高压馈电线上，应装设有选择性的单相接地保护装置；供移动变电站的高压馈电线上，必须装设有选择性的动作于跳闸的单相接地保护装置。井下低压馈电线上，必须装设检漏保护装置或有选择性的检漏
13、保护装置，保证自动切断漏电的馈电线路。煤电钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻的综合保护装置。,第三篇 矿用电气设备的几种防爆型式1、矿用隔爆型电气设备“d” 具有隔爆外壳的电气设备称为隔爆型电气设备。隔爆外壳作为一种防爆型式至今已获得了广泛的应用，在结构型式上约有7580%用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下的矿用电气设备均采用了这种防爆型式。隔爆外壳是电气设备的一种防爆型式，其外壳能承受住通过外壳任何接合面或结构间隙渗透到外壳内部的可燃性混合物的内部爆炸而不损坏，并不会引起外部由一种、多种相应防爆级别气体或蒸汽形成的爆炸性环境的点燃。,隔爆型电气设备的防爆
14、原理是：将电气设备的带电部件放在特制的外壳内，该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合物隔离开的作用，并能承受进入壳内的爆炸性混合物被壳内电气设备的火花、电弧引爆时所产生的爆炸压力，而外壳不被破坏；同时能防止壳内爆炸生成物向壳外爆炸性混合物传爆，不会引起壳外爆炸性混合物燃烧和爆炸。这种特殊的外壳叫“隔爆外壳”。具有隔爆外壳的电气设备称为“隔爆型电气设备”。隔爆型电气设备具有良好的隔爆和耐爆性能，被广泛用于煤矿井下等爆炸性环境工作场所。隔爆性电气设备的标志为“d”。,2、增安型电气设备“e” 增安型电气设备“e”的含义是：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
15、高温的设备结构上，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这些现象的电气设备。也就是说，只有在正常运行条件下不会产生火花、电弧或危险温度，其额定电压不高于11kV的电气设备及其部件，才允许制成增安型。此种防爆结构适用于电动机、变压器、照明灯具及接线盒等。增安型电气设备除须符合本安型规定外，还须符合通用要求的有关规定。值得注意的是，增安型的“增安”一词决不意味着它比其它防爆类型更好，它仅仅是为了表述增安型的目的而已。增安型所达到的安全程度主要取决于增安型结构型式及其使用的环境、维护的情况等许多因素。,3、本安型电路与本安型电气设备 本质安全型电路是指在规定条件（包括正常工作和规定
16、的故障条件下）产生的任何电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。本安型电气设备，是指由本安电路组成的电气设备。全部电路都是本安电路的电气设备为单一的本安型电气设备；局部电路为本安电路的电气设备为复合式本安型电气设备，例隔爆兼本安型电气设备。,本安型电气设备有以下特点：结构简单、体积小、重量轻；安全性能可靠；制造、维修方便、造价低。由于受到电路使用功率的限制，本安型电气设备主要用于一般控制、信号、通讯装置和检测仪表。本安型电气设备及其关联设备，按本安电路场所和安全程度不同分为ia和ib两个等级。,第四章 煤矿电气设备失爆判定标准（摘要）失爆：就是使用中的电气设备（五小电器、缆线）失去
17、耐爆性能和不传爆性能。一、设备外壳：凡属于下列情况之一者，判定为失爆。1、外壳有裂纹、开焊、严重变形。严重变形是指长度超过50 mm，同时凹、凸深度超过5mm者。2、隔爆外壳有锈皮脱落、联锁装置不全、变形，起不到机械连锁作用的，防爆面锈蚀的。3、隔爆观察窗的透明件松动、破裂或机械强度不符合规定的。4、设备隔爆腔之间的隔爆结构被破坏，如隔爆型电动机内的隔爆绝缘座被去掉等情况。5、改变隔爆外壳原设计安装尺寸，导致电气间隙或爬电距离不符合规定者。6、用螺栓固定的隔爆面缺弹簧垫、螺栓或螺母；弹簧垫圈未压平或螺栓松动；螺栓或螺孔滑扣。,7、隔爆接合面的表面粗糙度不大于6.3(Ra 值-轮廓算术平均偏差
18、)；操作杆的表面粗糙度不大于3.2(Ra 值)。8、隔爆面锈迹用棉纱擦后，留有锈蚀斑痕者为锈蚀，属于失爆。9、结合面上的针孔，在一平方厘米的范围内不超过5个，且其直径不超过0.5mm，深度不超过1 mm的隔爆面不为失爆。10、对于机械伤痕深度、宽度均不超0.5mm ,其伤痕投影长度不超过相对容积结合面宽度50%，个别伤痕深度不超过1 mm，其伤痕距结合面最短无伤距离相加不大于相应容积规定的结合面宽度不算失爆，但其中有一项超过均为失爆。11、隔爆面上不允许有油漆和机械性杂物，否则为失爆（如无意造成的油漆痕迹不超过隔爆面宽度的1/8不在此限）。12、隔爆面应涂以适量的中性凡士林等合格的防锈油（如医
19、用凡士林油）或磷化（磷化后也涂凡士林油），如无防锈油或磷化面脱落均为失爆。涂油应在防爆上形成一层薄膜为宜，涂油过多为不完好。（如磷化面脱落小于隔爆面径向长度1/3并涂有防锈油可不算失爆，但为不完好）。,13、隔爆接合面紧固螺栓的螺母要上满扣，不满扣为失爆。紧固螺钉深入孔长度应不小于螺纹直径的尺寸（铸铁、铜、铝件等应不小于螺纹直径的1.5倍），如螺孔深度不够螺纹直径尺寸要求的，则螺钉必须拧满扣，否则为失爆。14、螺母紧固后，螺栓螺纹应露出螺母13个螺距，不得在螺母下面加多余垫圈、平垫来减少螺栓的伸出长度。15、卡兰式的进线嘴以压紧胶圈后一般用单手扳动喇叭嘴上下左右晃动时，喇叭嘴无明显晃动为准。螺
20、旋式喇叭嘴最少啮合扣数不得低于6扣，拧紧程度一般用单手用力拧不动为合格。16、隔爆接合面紧固螺栓应加装弹簧垫圈或背帽（用弹簧垫圈时其规格应与螺栓直径相一致,紧固程度应以将其压平为合格），螺栓松动和弹垫不合格者均为失爆。17、隔爆设备的隔爆腔之间严禁直接贯通，必须保持原设计的防爆性能，否则为失爆。,二、设备的电缆引入装置：喇叭咀应完整、齐全、紧固、密封良好，有下列情况之一者判定为失爆：1、密封圈内径大于引入电缆外径1mm以上。2、密封圈尺寸不符合规定。3、密封圈的单孔内穿进多根电缆。4、将密封圈割开套在电缆上。5、密封圈部分破坏。6、密封圈的硬度达不到洛氏硬度45-55的要求，老化、失去弹性、变
21、质、变形，有效尺寸配合间隙达不到要求，起不到密封作用。7、密封圈没有完全套在电缆护套上。8、密封圈与电缆护套之间有其他包扎物。9、一个引入装置（喇叭咀）内用多个密封圈。10、空闲引入装置（喇叭咀）没有密封挡板时；挡板直径比引入装置内径小2mm以上，挡板厚度小于2mm以上。11、挡板放在密封圈里边的；金属圈放在挡板和密封圈之间的。,12、进线咀压紧后没有余量或进线咀内缘压不紧密封圈，或密封圈端面与器壁接触不严，或密封圈能活动的。13、压盘式引入装置缺压紧螺栓或未上紧。14、螺旋式引入装置因乱扣、锈蚀等原因紧不到位或用一只手的手指能使压紧螺母旋转超过半圈的。15、使用螺旋式引入装置，引入装置与密封
22、圈之间缺少金属垫圈的。16、电缆在引入装置处能轻易来回抽动的。17、备用的高压接线口缺挡板或挡板不合格的。18、电缆引入装置（喇叭咀）有亲嘴现象。19、密封圈尺寸需符合以下规定，如有一项达不到均属于失爆。（1）密封圈外径与进线装置内径差应符合下表：,（2）密封圈的宽度不小于电缆直径的0.7倍，且不小于10mm 。（3）密封圈的厚度不小于电缆直径的0.3倍（70平方毫米以上电缆除外），且不小于4mm。20、密封圈刀削后应整齐圆滑不得出现锯齿状，锯齿直径不得大于2毫米（包括2毫米）。21、不用的接线嘴要分别用密封圈、挡板、金属圈依次装入，压紧。22、凡有电缆压线板的电器，引入、引出电缆必须用压线板
23、压紧，压线板未压紧电缆均属失爆，压扁量不得超过电缆直径的10%。23、低压隔爆开关接线室不允许电源侧进出线至负荷侧接线，或由负荷侧进出线至电源侧接线，磁力起动器的小喇叭嘴严禁引入、引出动力线。否则判定为失爆。24、电缆护套伸入器壁要符合515毫米的要求，小于5毫米为失爆。如粗电缆穿不进时，可将深入部分均匀锉细。25、两相低压导线裸露部分的空气间隙：500伏以下不小于6毫米，500伏以上不小于10毫米，否则为失爆。,26、采用铠装电缆供电时，使用密封圈要全部套在铅皮上，或者用绝缘胶灌至三叉口以上。未接线的接线嘴应用同等厚度的法兰和堵板或用绝缘胶堵死，否则为失爆。三、隔爆型插接装置：有下列情况之一
24、属于失爆：1、煤电钻插销的电源侧应接插座，负荷侧接插销，如接反即为失爆。2、电源电压低于1140V的插接装置，缺少防止突然拔脱的装置，电压在1140V以上的插接装置缺电气联锁装置的。四、电缆：有下列情况之一属于失爆：1、井下供电使用延燃橡套电缆。2、电缆接头没冷补，用胶带裹缠。3、电缆受损严重、破皮外露芯线。4、超负荷运行，电缆严重发热（40oC）。五、井下供电应做到：,1、无鸡爪子，无羊尾巴，无明接头。2、有过电流和漏电保护装置，有螺钉和弹簧垫，有密封圈和挡板，有接地装置。3、电缆悬挂整齐，设备硐室清洁整齐；防护装置全，绝缘用具全，图纸资料全。4、坚持使用检漏继电器，坚持使用煤电钻、照明和信
25、号综合保护，坚持使用瓦斯电和风电闭锁。附：1、鸡爪子A、橡套电缆的连接不采用硫化热补或同等效能的冷补者；B、动力（包括通讯、照明、信号、控制以及高低压橡套电缆）电缆的连接不采用接线盒的接头；C、铠装电缆的连接不采用接线盒和不灌注绝缘充填或充填不严密（漏出芯线）。2、羊尾巴：电缆末端不安装防爆电气设备或防爆元件者为羊尾巴。电气设备接线嘴 （包括五小电气元件）2米内的不合格接头或明线破口者,均属羊尾巴。3、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明接头。4、破口：A、橡套电缆的护套损坏，露出芯线或露出屏蔽层者；B、橡套电缆护套损坏伤痕深度达最薄处二分之一以上，长度不超过20mm，或沿周长三分之一者。,