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1、矿用防爆电气设备矿用防爆电气设备本讲稿第一页，共二十七页n nGB3836.3-83 爆炸环境用防爆电气设备增安型电气设备n nGB3836.4-83 爆炸环境用防爆电气设备本质安全爆型电气设备n n电气设备n n目前，我们执行的防爆标准是GB3836-2000。本讲稿第二页，共二十七页煤矿安全规程中规定：煤矿安全规程中规定：n n井下防爆电气设备的运行、维护和修理，必须符合防爆性能的各项技术要求。防爆性能遭受破坏的电气设备，必须立即处理或更换，严禁继续使用。n n使用中的防爆电气设备的防爆性能每日应由分片负责电工检查1次外部；每月对防爆性能检查1次。n n井下防爆电气设备变更额定值使用和进行
2、技术改造时，必须经国家授权的矿用产品质量监督检验部门检验合格后，方可投入运行。n n防爆电气设备入井前，应检查其“产品合格证产品合格证”，“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，方准入井。n n煤矿矿用产品安全标志煤矿矿用产品安全标志“MAMA”，涉及煤矿安全的产品必，涉及煤矿安全的产品必须有须有“MA”标志，并取得标志，并取得“安全标志证书”。本讲稿第三页，共二十七页煤矿电气设备的分类及特点煤矿电气设备的分类及特点n n 煤矿使用电气设备分矿用一般型（煤矿使用电气设备分矿用一般型（KY）和）和矿用防爆型（矿用防爆型（Ex）。）。n n1、防爆电气设备分类、防爆电气设备分类
3、 (10种种)隔爆型隔爆型d 增安型增安型e 本质安全型本质安全型i 正压型正压型p 充油型充油型 o 充砂型充砂型 q 浇封型浇封型m 无火花型无火花型n 气封型气封型h 特殊型电气设备特殊型电气设备s本讲稿第四页，共二十七页n n2.防爆电气设备的特点防爆电气设备的特点n n防爆电气设备有一个坚硬的外壳，外壳具防爆电气设备有一个坚硬的外壳，外壳具有耐爆性和隔爆性。有耐爆性和隔爆性。n n 该外壳既能承受其内部爆炸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。n n3.防爆电气的标志防爆电气的标志 n n总标志总标志 Ex ,煤矿用煤矿用 工厂用工厂
4、用n n煤矿安全标志煤矿安全标志 MA本讲稿第五页，共二十七页本讲稿第六页，共二十七页本讲稿第七页，共二十七页n n4.电气设备的允许温度。表面可能堆积时为150；采取防尘堆积措施时为450。n n5.防爆电气设备使用的环境温度为防爆电气设备使用的环境温度为2040。n n6.隔爆开关的使用倾斜角度不得大于隔爆开关的使用倾斜角度不得大于15。n n7.是按照国家标准GB3836.12000生产。本讲稿第八页，共二十七页第一节第一节 防爆电气设备的防爆标志及选防爆电气设备的防爆标志及选型型n n一、防爆标志一、防爆标志n n 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防爆电气设备的
5、类型、类别、级别和组别连同防爆设备的总标志“ExEx”一起，构成防爆标志。一起，构成防爆标志。n n类别：防爆电气设备分两类：类别：防爆电气设备分两类：n n类：煤矿用防爆电气设备；用于具有甲烷混合物的爆炸环境。类：煤矿用防爆电气设备；用于具有甲烷混合物的爆炸环境。n n类：工厂用防爆电气设备；用于含有甲烷以外的其他爆炸性混类：工厂用防爆电气设备；用于含有甲烷以外的其他爆炸性混合物的环境。合物的环境。n n级别：级别：类防爆电气设备根据最大试验安全间隙和最小点燃电流类防爆电气设备根据最大试验安全间隙和最小点燃电流比分为比分为A A、B B、C C三级。分级标准见表三级。分级标准见表1 11 1
6、级别级别最大试验安全间隙（最大试验安全间隙（mmmm）最小点燃电流比最小点燃电流比A AMESG0.9MESG0.9MICRMICR0.80.8B B0.90.9MESGMESG0.50.50.8MICR 0.450.8MICR 0.45C C0.5MESG0.5MESGMICRMICR0.450.45本讲稿第九页，共二十七页n n最大试验安全间隙：在标准规定的试验条件下，壳内所有浓度的混合物点燃后，通过25mm长的接合面，均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。n n经过试验，当外壳容积为8升，隔爆接合面宽度为25mm时，甲烷空气混合物最大试验安全间隙为1.14mm。取
7、1mm。n n最小点燃电流比：各种气体或蒸气与空气混合物的最小点燃电流同甲烷空气混合物的最小点燃电流之比。n n最小点燃电流：在标准规定的试验条件下，电路电源电压为直流24V，电路电感为95mH，应用火花试验装置，分断该电路产生的火花对各种气体或蒸气与空气的混合物点火，能使其点燃的最小电流。本讲稿第十页，共二十七页n n甲烷最小点燃能量为甲烷最小点燃能量为0.28mJ0.28mJ（浓度为（浓度为8.5%8.5%）n n煤尘最小点燃能量为40mJ，爆炸下限为35g/m3。n n级别：各种爆炸性气体或蒸气与空气的混合物按其自燃温级别：各种爆炸性气体或蒸气与空气的混合物按其自燃温度分为六组，分组标准
8、如表度分为六组，分组标准如表1 12 2。设备允许的表面温度不得。设备允许的表面温度不得高于分组温度的下限。高于分组温度的下限。n n为了确保安全，设备最高表面温度比允许最高表面温度低20%。煤矿井下用电设备，其表面易堆积煤粉，当堆积达到一定的厚度，设备表面温度超过200时，就会发生焖燃。故煤矿用电设备的允许最高表面温度为150。当采取防止堆积措施时，允许最高表面温度为450。本讲稿第十一页，共二十七页表表12温度组别自燃温度T，设备允许表面温度T1T450450T2450T 300300T3300T200200T4200T 135135T5135 T100100T6100T 8585本讲稿第
9、十二页，共二十七页防爆标志防爆标志n nExdExdBTBT3 3工厂用工厂用B B级、级、T T3 3组、隔爆型电气设备。最大试验组、隔爆型电气设备。最大试验安全间隙介于安全间隙介于0.50.9mm0.50.9mm之间，设备最高表面温度之间，设备最高表面温度200200。n n因煤矿用隔爆型防爆设备最大试验安全间隙大于1mm。设备最高表面温度150，故级别和组别不用标注。n n例：例：ExdExd煤矿用隔爆型防爆设备煤矿用隔爆型防爆设备n n Exe煤矿用增安型防爆设备n n Exi煤矿用本质安全型防爆设备n n Exdi Exdi煤矿用隔爆兼本质安全型防爆设备煤矿用隔爆兼本质安全型防爆设备
10、本讲稿第十三页，共二十七页二、防爆设备的选型二、防爆设备的选型n n煤矿井下电气设备的选用应符合煤矿安全规程的规定，见表1-4n n矿用一般型电气设备专为煤矿井下条件生产的不防爆的一矿用一般型电气设备专为煤矿井下条件生产的不防爆的一般型电气设备，只能用于井下无瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。般型电气设备，只能用于井下无瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。矿用一般型也不同于井上一般型电气设备。其基本要求是外壳矿用一般型也不同于井上一般型电气设备。其基本要求是外壳坚固、封闭、防滴、防溅、防潮性能好。有电缆引入装置，开坚固、封闭、防滴、防溅、防潮性能好。有电缆引入装置，开关手柄和门盖之间有联锁装置，能防止外部直接触
11、电和带电开关手柄和门盖之间有联锁装置，能防止外部直接触电和带电开关。外壳防护等级一般不低于关。外壳防护等级一般不低于IP54IP54。外壳明显处有外壳明显处有“KYKY”标标志。志。n nIPIP表示防护。第一位数字表示防外物等级，如表示防护。第一位数字表示防外物等级，如5 5表示防外物表示防外物5 5级；第二个数字表示防水等级，级；第二个数字表示防水等级，4 4表示防水表示防水4 4级。防外物和防级。防外物和防水等级，数字越大，表示防护性能越好。防护等级见表水等级，数字越大，表示防护性能越好。防护等级见表1 15 5本讲稿第十四页，共二十七页表表表表1 14 4 井下电气设备选用规定井下电气
12、设备选用规定使用场所使用场所类类 别别煤煤(岩岩)与与瓦斯瓦斯(二二氧化碳氧化碳)突出矿井突出矿井和瓦斯喷和瓦斯喷出区域出区域瓦斯矿井瓦斯矿井井底车场总进井底车场总进风巷和主要进风风巷和主要进风巷巷翻车机峒翻车机峒室室采区进采区进风巷风巷总回风巷、主要总回风巷、主要回风巷、采区回回风巷、采区回风巷、工作面和风巷、工作面和工作面进回风巷工作面进回风巷低瓦低瓦斯矿井斯矿井高瓦斯高瓦斯矿井矿井1 1、低压电、低压电机和电气设备机和电气设备矿用防爆矿用防爆型（矿用增型（矿用增安型除外）安型除外）矿用矿用一般型一般型矿用一矿用一般型般型矿用防爆矿用防爆型型矿用防爆矿用防爆型型矿用防爆型（矿矿用防爆型（矿
13、用增安型除外用增安型除外2 2、照明灯具、照明灯具矿用防爆矿用防爆型（矿用增型（矿用增安型除外）安型除外）矿用一矿用一般型般型矿用防爆矿用防爆型型矿用防爆矿用防爆型型矿用防矿用防爆型爆型矿用防爆型矿用防爆型（矿用增安型除（矿用增安型除外外3 3、通信、自、通信、自动化装置和仪动化装置和仪表仪器表仪器矿用防爆矿用防爆型（矿用增型（矿用增安型除外）安型除外）矿用一矿用一般型般型矿用防爆矿用防爆型型矿用防爆矿用防爆型型矿用防爆矿用防爆型型矿用防爆型矿用防爆型（矿用增安型除（矿用增安型除外外本讲稿第十五页，共二十七页表表表表1 15 5防护防护等级等级防外物能力分级防外物能力分级防水能力分级防水能力分
14、级简称简称说明说明简称简称说明说明0 0无防护无防护没有专门的防护没有专门的防护无防护无防护没有专门的防护没有专门的防护1 1防护直径大于防护直径大于50mm50mm的固体的固体防止直径大于防止直径大于50mm50mm的固体异的固体异物进入壳内物进入壳内防滴防滴垂直的滴水不能直接进入设备垂直的滴水不能直接进入设备内部内部2 2防护直径大于防护直径大于12mm12mm的固的固体体防止直径大于防止直径大于12mm12mm的固体的固体异物进入壳内异物进入壳内1515 防滴防滴与铅垂线成与铅垂线成1515 角范围内的滴角范围内的滴水不能直接进入壳内水不能直接进入壳内 3 3防护直径大于防护直径大于2.
15、5mm2.5mm的固的固体体防止直径大于防止直径大于2.5mm2.5mm的固体的固体异物进入壳内异物进入壳内防淋水防淋水与铅垂线成与铅垂线成6060 角范围内的角范围内的滴水不能直接进入壳内滴水不能直接进入壳内 4 4防护直径大于防护直径大于1mm1mm的固体的固体防止直径大于防止直径大于1mm1mm的固体异的固体异物进入壳内物进入壳内防溅水防溅水任何方向的溅水对设备应无有任何方向的溅水对设备应无有害的影响害的影响5 5防尘防尘能防止影响设备正常运行能防止影响设备正常运行物灰尘进入壳内物灰尘进入壳内防喷水防喷水任何方向的喷水对设备应无任何方向的喷水对设备应无有害的影响有害的影响6 6尘密尘密完
16、全防止灰尘进入壳内完全防止灰尘进入壳内防海浪防海浪或力喷水或力喷水猛烈的海浪或强力喷水对设猛烈的海浪或强力喷水对设备应无有害的影响备应无有害的影响7 7浸水浸水设备在元宝的压力和时间下浸设备在元宝的压力和时间下浸在水中，进水量应无有害的影在水中，进水量应无有害的影响响8 8潜水潜水设备在规定的压力下长时间浸设备在规定的压力下长时间浸在水中，进水量应无有害的影在水中，进水量应无有害的影响响本讲稿第十六页，共二十七页第二节隔爆型电气设备第二节隔爆型电气设备n n隔爆型电气设备是具有隔爆外壳的防爆电气设备。隔爆型电气设备必须具有耐爆性和隔爆性能。耐爆性是外壳应有足够的机械强度。要求外壳必须能承受1.
17、5倍的参考压力，但最低不小于0.5MPa的压力，加压时间为（102）s。隔爆型电气设备外壳出厂时应做水压试验，压力为1MPa，保持1分钟。n n隔爆性是指外壳内部发生故障时，产生的火花不能点燃外壳周围爆炸性气体混合物。保证隔爆性的主要部位是隔爆面和电缆引入装置。本讲稿第十七页，共二十七页n n隔爆接合面是隔爆外壳各个部件相对表面配合在一起的接合面。如接线盒的盖、门、起动和停止按钮的轴、接线端子的绝缘套管等部件与主体之间的相对表面都是隔爆接合面。隔爆接合面的宽度和间隙的要求见表16。隔爆接合面平均粗糙度Ra不超过6.3um。目前，隔爆面多是磷化的，磷化薄膜能防止各种有害气体对金属表面的锈蚀，起到
18、保护隔爆面的作用。隔爆面不得有锈蚀，机械伤痕两侧凸起部分磨平后不得超过下列规定：本讲稿第十八页，共二十七页n n1、局部出现的直径不大于1mm，深度不大于2mm的砂眼，在40、25、15mm宽的隔爆面上，每12不得超过5个；10mm宽的隔爆面上，不得超过2个。n n2、机械伤痕，宽度与深度不大于0.5mm；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。本讲稿第十九页，共二十七页本讲稿第二十页，共二十七页n n如果隔爆接合面被紧固螺栓孔或类似物的孔分隔,螺栓通孔边缘至隔爆接合面边缘的最小有效长度l应符合下列规定：n n当L 12.5mm时，l 6mmn n12.5mm L 25mm时，
19、l 8mmn nL 25mm时，l 9mmn n电缆引入装置应符合以下要求：n n1、电缆引入装置的密封圈应符合以下规定：n n1）密封圈非压缩轴向长度：圆形电缆直径不大于20mm，轴向长度最小为20mm，电缆直径大于20mm，轴向长度最小为25mm。本讲稿第二十一页，共二十七页n n2）密封圈橡胶必须满足lRHD硬度4555的要求。n n3）为使密封圈有一定的通用性，以适应不同公称直径的电缆，允许密封圈上切同心槽，如图11所示。本讲稿第二十二页，共二十七页n n图中d电缆公称直径1mmn nA密封圈轴向长度，A0.7dn nB密封圈厚度，B 0.3dn nD密封圈外径，与安装密封圈孔径D0
20、0之差，应符合以下规定：n nD D0 0-Dn nD20mm 1.0mmn n20 D60mm 1.5mmn nD60mm 2.0mmn n4）密封圈无破损，不得割开使用，电缆与密封圈之间不得包扎其他物体。本讲稿第二十三页，共二十七页n n2、压紧螺母式引入装置和采用切同心槽密封圈的引入装置，都应在压紧螺母与密封圈之间加设金属垫圈。n n3、不用的电缆引入装置应用厚度小于2mm、钢板直径与引入装置内径差不大于2mm的钢板堵死。n n4、接线装置压紧电缆后，电缆的压扁量不得超过电缆直径的10%。本讲稿第二十四页，共二十七页n n隔爆型电气设备的检查与维护n n1、防爆接合面的宽度、间隙、粗糙度
21、不超过规定；外壳无变形、无开焊、无锈蚀，托架无严重变形。n n2 2、同一部位的螺栓、螺母规格应一致，平垫圈、弹簧垫、同一部位的螺栓、螺母规格应一致，平垫圈、弹簧垫圈的规格应与螺母直径相符合。并应齐全、完整、无锈蚀，圈的规格应与螺母直径相符合。并应齐全、完整、无锈蚀，螺母紧固后螺纹应露出螺母紧固后螺纹应露出1313个螺距。个螺距。n n3 3、闭锁装置齐全、完整、可靠。、闭锁装置齐全、完整、可靠。n n4 4、内外接地装置齐全，合乎规定；接地线紧固，截面符、内外接地装置齐全，合乎规定；接地线紧固，截面符合要求：合要求：n n1）导电芯线截面不大于35m时，内接地端子直径应与接线螺栓直径相同。n
22、 n2 2）导电芯线截面大于）导电芯线截面大于35 m35 m时，内接地端子直径应不小时，内接地端子直径应不小于接线螺栓直径的一半，但至少应等于连接于接线螺栓直径的一半，但至少应等于连接35m35m所用螺所用螺栓的直径。栓的直径。本讲稿第二十五页，共二十七页n n外接地端子须符合以下规定：n n1）功率大于10KW的电气设备，外接地端子不小于M12；n n2）功率在5KW至10KW的电气设备，外接地端子不小于M10；n n3）功率在250W至5KW的电气设备，外接地端子不小于M8；n n4）功率不大于250W且电流不大于5A的电气设备，外接地端子不小于M6。本讲稿第二十六页，共二十七页n n5
23、 5、接线盒内接线有弹簧垫圈，紧固、无毛刺，接地芯、接线盒内接线有弹簧垫圈，紧固、无毛刺，接地芯线长于导电芯线，在导电芯线被拉脱时，接地芯线仍保线长于导电芯线，在导电芯线被拉脱时，接地芯线仍保持连接。持连接。n n接线盒内电气间隙：是指两个裸露导体之间的最短空气距离。不同电位之间的电气间隙见表17，对外导线连接的电气间隙的最小值为3mm。n n爬电距离：指两个导体之间沿固体绝缘材料表面的最短爬电距离：指两个导体之间沿固体绝缘材料表面的最短距离。爬电距离是根据工作电压、绝缘材料的泄痕性能距离。爬电距离是根据工作电压、绝缘材料的泄痕性能和绝缘件的表面形状确定的。图和绝缘件的表面形状确定的。图1 12 2中爬电距离中爬电距离L2L2；电；电气间隙气间隙L1L1所示。泄痕性是指在固体、有机绝缘材料表面所示。泄痕性是指在固体、有机绝缘材料表面施加可分离分解的污染液（蒸馏水与氯化铵施加可分离分解的污染液（蒸馏水与氯化铵NH4CINH4CI和烷和烷基萘磺酸钠）时对电场作用的抵抗能力。爬电距离的规基萘磺酸钠）时对电场作用的抵抗能力。爬电距离的规定见表定见表1 17 7，泄痕指数的分级见表，泄痕指数的分级见表1 18 8。本讲稿第二十七页，共二十七页