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1、义煤集团集团公司安全理念义煤集团集团公司安全理念电气防爆检查工电气防爆检查工 第二节 隔爆型电气设备煤炭在采掘过程中，井下各工作面会释放出大量的瓦斯。煤炭在采掘过程中，井下各工作面会释放出大量的瓦斯。瓦瓦 斯的主要成分为甲烷斯的主要成分为甲烷(CH4)。为了保证煤炭生产的安全，。为了保证煤炭生产的安全，总是以适当的通风方式，使涌出的瓦斯在矿井空气中的含总是以适当的通风方式，使涌出的瓦斯在矿井空气中的含量低于量低于1。否则，如果井下空气中瓦斯的含量超过。否则，如果井下空气中瓦斯的含量超过2，遇火源就有可能发生燃烧；如果瓦斯的含量在遇火源就有可能发生燃烧；如果瓦斯的含量在516范围内，遇有明火，就
2、能发生严重的爆炸事故。这样的事范围内，遇有明火，就能发生严重的爆炸事故。这样的事例数不胜数。煤炭在开采过程中有机械摩擦产生的火花；例数不胜数。煤炭在开采过程中有机械摩擦产生的火花；有煤炭自燃产生的高温热源；但主要是电气设备在运行过有煤炭自燃产生的高温热源；但主要是电气设备在运行过程中产生的火花。电气火花已成为引燃矿井瓦斯的主要引程中产生的火花。电气火花已成为引燃矿井瓦斯的主要引火源，因此，对井下使用的电气设备必须采取一定的防爆火源，因此，对井下使用的电气设备必须采取一定的防爆措施。措施。一、概述一、概述 隔爆型电气设备是电气设备的一种防爆型式，其外壳能隔爆型电气设备是电气设备的一种防爆型式，其
3、外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙渗透到外壳内部够承受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在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃。部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃。根据根据GB383622000的规定，隔爆型电气设备用字母的规定，隔爆型电气设备用字母“d”表示。表示。一、概述一、概述d隔爆型电气设备主要功能是，将正常工作隔爆型电气设备主要功能是，将正常工作和故障状态下可能产生火花的部分放在一和故障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。隔爆型电气设备个或
4、分放在几个外壳中。隔爆型电气设备的外壳除了具有隔爆性能以外，它还具有的外壳除了具有隔爆性能以外，它还具有一定的结构强度，各零件间的连接具有一一定的结构强度，各零件间的连接具有一定的结构尺寸。从环境中进入壳内的爆炸定的结构尺寸。从环境中进入壳内的爆炸性瓦斯空气混合物被壳内的火花、电弧引性瓦斯空气混合物被壳内的火花、电弧引爆时，外壳不致被炸坏和不致使爆炸产物爆时，外壳不致被炸坏和不致使爆炸产物通过连接缝隙引爆环境中的爆炸性瓦斯空通过连接缝隙引爆环境中的爆炸性瓦斯空气混合物。气混合物。一、概述一、概述 GB 38362对隔爆型电气设备的隔爆外壳、隔爆接合面、对隔爆型电气设备的隔爆外壳、隔爆接合面、间
5、隙、转轴、操作杆、压力重叠等技术参数都做了详细间隙、转轴、操作杆、压力重叠等技术参数都做了详细的规定。经过实践证明按照上述标准设计制造的防爆的规定。经过实践证明按照上述标准设计制造的防爆电气设备完全可以满足实际生产的要求，能防止由电气电气设备完全可以满足实际生产的要求，能防止由电气火花引发的爆炸事故。火花引发的爆炸事故。一、概述一、概述目前隔爆型电气设备仍采用隔爆外壳的间隙隔爆机目前隔爆型电气设备仍采用隔爆外壳的间隙隔爆机理，法兰间隙可以起到隔爆作用目前有两种观点：理，法兰间隙可以起到隔爆作用目前有两种观点：一种观点认为隔爆是法兰间隙的熄火作用；另一种一种观点认为隔爆是法兰间隙的熄火作用；另一
6、种观点认为隔爆是由于法兰间隙的熄火作用加上法兰观点认为隔爆是由于法兰间隙的熄火作用加上法兰间隙对爆炸产物的冷却作用。从研究结果看后一种间隙对爆炸产物的冷却作用。从研究结果看后一种观点的理由更充分一些。观点的理由更充分一些。二、隔爆原理简介二、隔爆原理简介 爆炸性气体混合物火焰在狭小间隙中熄灭的理论是建立爆炸性气体混合物火焰在狭小间隙中熄灭的理论是建立在管道中火焰传播界限的实验研究基础之上的。对于不在管道中火焰传播界限的实验研究基础之上的。对于不同的爆炸性气体混合物，都有一个对应的临界熄火直径。同的爆炸性气体混合物，都有一个对应的临界熄火直径。当管径略大于这个临界熄火直径时，这种爆炸性气体混当管
7、径略大于这个临界熄火直径时，这种爆炸性气体混合物的火焰即可沿着这个管道传播。否则，火焰则熄灭。合物的火焰即可沿着这个管道传播。否则，火焰则熄灭。二、隔爆原理简介二、隔爆原理简介易燃气体与管道内壁是相对静止的。当管道内发生爆易燃气体与管道内壁是相对静止的。当管道内发生爆炸时，火焰就会顺着间隙向外喷。在管子中心，管壁炸时，火焰就会顺着间隙向外喷。在管子中心，管壁的熄火作用最小，火焰以最大速度传播。相应地新鲜的熄火作用最小，火焰以最大速度传播。相应地新鲜空气混合物以某一恒定的速度沿整个管子的横断面进空气混合物以某一恒定的速度沿整个管子的横断面进入前焰面。燃烧产物的热膨胀，则形成了相对于管壁入前焰面。
8、燃烧产物的热膨胀，则形成了相对于管壁运动的气流。由于管壁的阻滞力，使贴近管壁的气体运动的气流。由于管壁的阻滞力，使贴近管壁的气体速度下降。结果使得前焰面发生弯曲，邻近管壁反应速度下降。结果使得前焰面发生弯曲，邻近管壁反应速度下降，气流越靠近管壁，完成化学反应的时间越速度下降，气流越靠近管壁，完成化学反应的时间越长，在反应中气体质量元所经过的路程越长，前焰面长，在反应中气体质量元所经过的路程越长，前焰面的弯曲就越厉害，直到火焰不再传播。的弯曲就越厉害，直到火焰不再传播。二、隔爆原理简介二、隔爆原理简介当接合面间隙小于临界间隙时，壳内的爆炸火焰经过当接合面间隙小于临界间隙时，壳内的爆炸火焰经过间隙
9、即被熄灭。但是如果穿出间隙的爆炸产物的温度间隙即被熄灭。但是如果穿出间隙的爆炸产物的温度达到引燃爆炸性气体混合物所需要的高温时，仍能够达到引燃爆炸性气体混合物所需要的高温时，仍能够引起外壳周围爆炸性气体混合物爆炸。当法兰间隙中引起外壳周围爆炸性气体混合物爆炸。当法兰间隙中的火焰通道足够长时，由于间隙的冷却作用，穿过间的火焰通道足够长时，由于间隙的冷却作用，穿过间隙的火焰得到充分的冷却，其温度降低到点燃外壳外隙的火焰得到充分的冷却，其温度降低到点燃外壳外部的爆炸性部的爆炸性?混合物所需的最低温度以下，所以不会传混合物所需的最低温度以下，所以不会传爆。因此防止点燃壳外爆炸性混合物的途径是利用间爆。
10、因此防止点燃壳外爆炸性混合物的途径是利用间隙通道降低燃烧生成物的能量。隙通道降低燃烧生成物的能量。二、隔爆原理简介二、隔爆原理简介现代化监控设备二、隔爆原理简介二、隔爆原理简介 最大试验安全间隙最大试验安全间隙(即最大不传爆间隙即最大不传爆间隙)是外壳隔爆性的基是外壳隔爆性的基本参数，它表示可本参数，它表示可燃性混合物传爆危燃性混合物传爆危险的程度，可以此险的程度，可以此划分可燃性混合物划分可燃性混合物的级别，也可以由的级别，也可以由它来确定防爆结构它来确定防爆结构的允许间隙。的允许间隙。最大试验安全间隙，是最大试验安全间隙，是在标准规定试验条件下，在标准规定试验条件下，壳内所有不同浓度的被壳
11、内所有不同浓度的被试验气体或蒸汽与空气试验气体或蒸汽与空气的混合物点燃后，通过的混合物点燃后，通过25mm长的接合面均不长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙分之间的最大间隙二、隔爆原理简介二、隔爆原理简介最大试验安全间隙受下列因素影响：最大试验安全间隙受下列因素影响：（2）（3）（1）隔爆法兰长度的影隔爆法兰长度的影响响随着隔爆法兰长度随着隔爆法兰长度的下降，试验安全的下降，试验安全间隙也下降间隙也下降爆炸性气体混合物爆炸性气体混合物浓度的影响浓度的影响在确定最大试验安全在确定最大试验安全间隙的标准试验中，间隙的标准试验
12、中，所使用的爆炸性气体所使用的爆炸性气体混合物总是采用最危混合物总是采用最危险的浓度。险的浓度。对瓦斯空气混合物，对瓦斯空气混合物，这个危险浓度为这个危险浓度为82。当混合物。当混合物中的瓦斯高于或低中的瓦斯高于或低于这个值时，都会于这个值时，都会使试验安全间隙增使试验安全间隙增大。大。最大试验安全间最大试验安全间隙受下列因素影响隙受下列因素影响：点火源位置的影响点火源位置的影响 爆炸性气体混爆炸性气体混合物初始压力合物初始压力的影响。的影响。爆炸性气体混合物爆炸性气体混合物初始温度的影响。初始温度的影响。对于快速反应的氢气对于快速反应的氢气空气混合物，点火源空气混合物，点火源位置对试验安全间
13、隙位置对试验安全间隙的影响不大，但对于的影响不大，但对于缓慢反应的瓦斯空气缓慢反应的瓦斯空气混合物，点火源位置混合物，点火源位置对试验安全间隙影响对试验安全间隙影响较大。较大。12爆炸性气体爆炸性气体混合物的初混合物的初始压力提高，始压力提高，混合物分子混合物分子间的距离缩间的距离缩小。小。3爆炸性气体爆炸性气体混合物初始混合物初始温度的提高，温度的提高，表明混合物表明混合物的分子动能的分子动能提高。提高。(6)空气湿度的影响空气湿度的影响最大试验安全间隙最大试验安全间隙受下列因素影响受下列因素影响在爆炸性气体混合物中，在爆炸性气体混合物中，若相对湿度较高，则传若相对湿度较高，则传爆的可能性减
14、小，使试爆的可能性减小，使试验安全间隙增大验安全间隙增大(电弧短电弧短路时的情况除外路时的情况除外)。过去在我国将构成过去在我国将构成隔隔 爆间隙的法兰长爆间隙的法兰长度、间隙宽度和加度、间隙宽度和加工粗糙度看作是防工粗糙度看作是防爆的三要素。爆的三要素。(7)隔爆法兰表面加工粗糙度的影响隔爆法兰表面加工粗糙度的影响最大试验安全间隙受下列因素影响：最大试验安全间隙受下列因素影响：隔爆外壳对于隔爆起决定作隔爆外壳对于隔爆起决定作用的要素还是间隙宽度。加用的要素还是间隙宽度。加工粗工粗 糙程度只要不影响间糙程度只要不影响间隙的宽度，即在整个法兰平隙的宽度，即在整个法兰平面内的不平度不会造成隔爆面内
15、的不平度不会造成隔爆间隙宽度畸形，表面略粗糙间隙宽度畸形，表面略粗糙一点，对隔爆性能不会有大一点，对隔爆性能不会有大的影响。通过试验表明，在的影响。通过试验表明，在同一加工方法中，光洁的法同一加工方法中，光洁的法兰间隙比粗糙的法兰更易传兰间隙比粗糙的法兰更易传爆。爆。最大试验安全间隙受下列因素影响最大试验安全间隙受下列因素影响 实际上，在隔爆间隙宽度较小的情况下，若加工刀痕与爆炸实际上，在隔爆间隙宽度较小的情况下，若加工刀痕与爆炸产物的喷出方向成正交时，表面粗糙，将降低爆炸产物在间产物的喷出方向成正交时，表面粗糙，将降低爆炸产物在间隙中的运动速度，这对间隙的隔爆作用是有利的。当然，过隙中的运动
16、速度，这对间隙的隔爆作用是有利的。当然，过分粗糙，以致影响到爆炸产物喷出隔爆间隙的速度下降，那分粗糙，以致影响到爆炸产物喷出隔爆间隙的速度下降，那么，试验安全间隙又会下降。么，试验安全间隙又会下降。1.隔爆是法兰间隙的熄火作用；另一种观点认为隔爆是由于法隔爆是法兰间隙的熄火作用；另一种观点认为隔爆是由于法兰间隙的熄火作用加上法兰间隙对爆炸产物的冷却作用。从研兰间隙的熄火作用加上法兰间隙对爆炸产物的冷却作用。从研究结果看后一种观点的理由更充分一些。究结果看后一种观点的理由更充分一些。2.最大试验安全间隙受下列因素影响最大试验安全间隙受下列因素影响小结：1.试述隔爆电气设备的隔爆接合面的主要参数。试述隔爆电气设备的隔爆接合面的主要参数。2.空气的温度对隔离电气有何影响？空气的温度对隔离电气有何影响？作业作业: