培训讲座

煤矿电气防爆安全知识

字号+ 作者:KK 来源: 2010-04-14 14:07 我要评论( )

煤矿五大自然灾害是什么?瓦斯的主要成分是什么?瓦斯爆炸的三个条件是什么?

煤矿电气防爆安全知识

一、煤矿机电安全知识

1 煤矿五大自然灾害是什么?瓦斯的主要成分是什么?瓦斯爆炸的三个条件是什么?

1)水、火、瓦斯、煤尘、顶板是煤矿的无大自然灾害。

2)瓦斯的主要成分是甲烷(CH4),俗称沼气,此外还有氮气、一氧化碳、硫化氢等,瓦斯中甲烷含量一般在83%以上。

3)瓦斯爆炸的三个条件是:a、瓦斯达到一定的浓度,一般为5%-16%,低于5%或高于16%只能燃烧。但当混合气体中有煤尘时,会使爆炸下限下降,这是因为煤尘在300-400℃时能释放出大量可燃气体。b、有火源,一般温度在650-750℃之间,c、氧气含量,混合气体中氧气含量在12%以上时就有可能引起瓦斯爆炸。

2、矿用电气设备防爆的重要性

电气设备在正常运行或故障状态下可能出现火花、电弧、热表面和灼热颗粒等,它们都具有一定能量,可以成为点燃矿井瓦斯和煤尘的点火源。大量统计资料表明,电火源是井下瓦斯爆炸的主要点火源,约占50%左右。而且随着煤矿井下电气化程度的提高及井下电气设备电压等级的提高,电气设备的事故更易发生,因此搞好电气设备的防爆,对防止瓦斯、煤尘爆炸具有十分重要的意义。

3、矿用电气设备防爆的基本措施

1)采用间隔隔爆技术,比如我们使用的防爆开关,把正常运行或故障状态下可能引爆瓦斯或煤尘的电气设备置于坚固的具有隔爆结构的外壳内,当隔爆外壳内发生爆炸时不会引起外壳外部瓦斯或煤尘的爆炸。

2 采用本质安全技术,其特点就是限制热源的热量,使本质安全型设备在事故或故障状态下所产生的电火花不能点燃瓦斯或煤尘,但这种防爆技术只适用于弱电系统。

3 采用增加安全程度的措施,主要依靠提高设备设备的安全程度,降低故障率,从而防止电弧、火花或危险温度的产生。

4 采用快速断电技术,又叫超前断电技术,其特点是采取可靠的自动快速切断故障电流的措施,使可能产生的电火花或电弧存在的时间小于点燃瓦斯或煤尘所需要的最小时间。瓦斯爆炸的感应期一般为10ms以上,煤尘爆炸的感应期一般为40-250ms

4、隔爆性能的保证

1)隔爆结构要符合要求,隔爆结合面的长度和间隙直接关系着隔爆外壳的隔爆性能,只要宽度设计适当,在爆炸压力作用下,结合面的瞬间和残余变形都不会影响隔爆间隙。隔爆面要求清洁等,隔爆面的粗糙度也应符合要求。

2)隔爆面要有防锈措施,如电镀、硫化等,但不准涂漆,因为油漆在高温作用下易分解,使得结合面间隙变大,影响隔爆外壳的隔爆性能。

3)隔爆面之间的紧固及防松。

4)联锁和警告标志的设置。

5、短路故障的预防

目前我们国家生产的电气设备,其外壳强度和隔爆参数都是根据小功率点火源引爆瓦斯的试验制定的,当外壳内发生弧光短路时,其防爆性能就得不到保障,因此,对电气设备应尽量避免内部发生短路故障,所以说,经常性的对电气设备进行预防性检修和合理的对电气设备的保护进行整定是预防电气设备故障最有效的方法。

6、停电检修制度

为了预防人身触电,在检修和拆装电气设备时严禁带电操作,在停、送电及施工过程中严格遵守停送电制度、工作票制度、工作许可制度和《煤矿安全规程》的有关规定,主要应做到如下几点:

1)停送电人员必须懂得安全生产知识和熟悉电气设备,并取得合格证;

2) 停电工作前,对受影响的单位和地点必须办理停电手续,取得批准后,凭停电操作票进行停电操作;

3) 停电后,必须在控制开关上悬挂有有人工作,不得送电停电牌,除停电人员外,其他人不得摘下此牌;

4) 禁止乘全矿停电、部分停电或事故停电机会,未办停电手续就触动电气设备进行检修或拆装;

5) 因停电而影响通风的地点,停电前需经瓦检员检查瓦斯,恢复送电前必须检查瓦斯,经许可后方可送电;

6) 停电后,检修工作开始前,必须以相应的验电笔验电、放电,并将导体接地(在可能聚集瓦斯的地方,必须检查瓦斯浓度在1%以下时才准放电);

7) 交接班时,如检修工作未完成,必须将停电情况及未完成的工作在现场向下一班交待清楚;

8) 检修完毕恢复送电时,必须由原来悬挂停电牌并参加检修的人员取下停电牌,然后才准合闸送,严禁由别人约时送电;

9) 如有两组以上人员在同一条线路上工作时,应各自悬挂自己的停电牌,一组工作完毕后,有其它停电牌未摘除时,绝对禁止合闸送电。

7 煤矿井下供电中的三专两闭锁的具体内容是什么?

三专是由采区变电所用单独的变压器、开关、电缆线路供电,不分接其它载荷,目的是提高局部通风机的供电可靠性,减少其他因素对通风机的干扰。瓦斯电闭锁是指掘进工作面中设置的瓦斯检测仪当探测到瓦斯超过规定浓度时,具有可自动停掉动力电源,只有瓦斯降低到规定限度(甲烷1%,二氧化碳1.5%)以下时方可送电的闭锁装置;风电闭锁是指只有在通风机正常通风的条件下,掘进工作面的动力电源才能正式送电。一旦停风,工作面内动力电源切断。人员及时撤出。

8、井下电网保护的分类、保护范围、方法和手段

保护种类

保护分类

保护范围

方法和手段举例

漏电保护

漏电保护

电网绝缘降到某一数值时动作

漏电继电器

选择性漏电保护

将漏电的回路选择出来动作

选择漏电继电器

漏电闭锁

漏电回路不消除漏电不能送电

有漏电闭锁的漏电继电器

接地保护

保护接地

防止人员触电,防止电火花引燃爆炸性气体

保护接地系统

电流保护

过电流(负荷)保护

1、设备出现连续的过负时荷动作

2、设备由于过负荷而出现异常时动作

1、过电流(负荷)继电器

2、过热继电器

短路保护

对电气系统或设备出现短路时动作

1、短路继电器

2、熔断器

电压保护

欠电压保护

当电压消失或低于某一数值时动作

1、防止设备自启动;

2、防止电压过低时电气设备过热

1、欠电压继电器

2、无电压继电器

3、磁力启动器的电磁铁低电压释放

过电压保护

1、保护大气过电压引入井下

2、保护操作过电压

1、避雷器

2、熔断器

3、压敏电阻

4R-C吸收装置

9 矿井电气设备的漏电保护有哪些方式?

矿井电气设备的漏电保护从原理上看常见的不外为以下三种:

1)附加直流电源的保护方式

2)零序电压保护方式

3)零序电流保护方式

10、 什么是漏电闭琐?其闭琐整定值是多大?

指供电系统的开关内所设的一种保护装置,用以对未送电的干线或分支线的对地绝缘状态进行监视。当被监视的对地绝缘电阻下降到闭锁继电器动作电阻以下时,漏电闭锁继电器动作,是相应的电气设备不能送电。

国产采区供电设备的漏电闭锁植一般按漏电动作值的2倍进行整定。

11、 什么叫保护接地?

将电气设备正常时不带电、但可能带有危险电压的金属外壳、构架等与埋设在地下的接地极用金属线连起来,以减少漏电时金属外壳对地的电压的设施叫保护接地。

12、 怎样设置局部接地极?局部接地极及主接地极设置有什么要求?

局部接地极可设置水沟内或附近的潮湿处,设置在水沟中的局部接地极应用面积不小于0.6m2、厚度不不小于3mm的钢板或具有同等钢管制成。埋设在水沟以外地点的接地极可以使用镀锌铁管,但管径不得小于35mm,长度不得小于1.5m,管子上至少要钻20个不小于5mm的透眼,并埋设在潮湿的地方。

主接地极应在主、副水仓中各设一块,主接地极应用耐腐蚀的钢板制成,其面积不小于0.75m2,厚度不小于5mm

13、 为什么要形成接地网?

井下各种电气设备即使单独设置了保护接地装置,电阻很难达到2欧姆,但也不能完全消除触电或电火花。如果两台用电设备的不同相发生碰壳时,则两台设备带有接触电压,设接地电阻相同,为线电压的1/2,比如线电压为660V,则接触电压为330V,远超出安全电压,对人身触电和引起瓦斯事故是危险的。通过电缆的接地线或铠装电缆的金属护套把分布在井下各地的电气设备的金属外壳进行电气上的连接,这样就把局部接地极并联起来,形成总接地网,不仅降低了电阻,而且也防止了不同电气设备不同相碰壳时的接地所带来的危险。因为在这种情况下发生不同相碰壳时相当于电网两相短路,所以两台设备的过电流保护都应跳闸切断电源。

14、《煤矿安全规程》对井下接地母线,接地连接线的截面是如何规定的?

连接主接地极的导线叫接地母线,应用截面不小于50mm2铜线或截面不小于100 mm2的镀锌铁线或厚度不小于4mm、截面不小于100 mm2的扁钢。电气设备的外壳同接地母线或局部接地极的连接,应用截面不小于25 mm2的铜线,截面不小于50mm2镀锌铁线或厚度不小于4mm、截面不小于50mm2的扁钢。

 

第二部分   井下电气防爆技术

一、 煤矿井下工作条件对电气设备的要求

1 井下环境潮湿,有的地方还有淋水,因此电气设备要求防滴(溅),隔爆外壳及隔爆结合面要求防锈蚀,电气绝缘材料要求耐潮。此外,井下温度高,故还应对矿用电气设备的绝缘性能进行湿热试验。

2、井下常有煤、岩石冒落、片帮,运动设备的拉、挂、碰、撞,易使设备受损坏,因此要求电气设备具有坚固的外壳。

3、井下采掘工作面经常移动,电气设备也将随着移动,因此要求电气设备选材和结构应便于搬运。

4、井下工作繁重、负荷变化大,因此要求电气设备运行可靠,有一定过负荷能力。

5、井下空间狭窄,照明不足,因此要求电气设备体积小、操作简单、维护方便。

6、井下存在着沼气、煤尘等爆炸性混合物,因此要求使用在爆炸性环境的电气设备具有防爆性。

二、防爆电气设备的类型

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,我国已制订了完整的防爆电气设备的国家标准,标准号为GB3836

一)、防爆电气设备的形式

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“iiaib。标准编号GB3836.4---83

4 正压型电气设备    具有正压外壳的电气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GB3836.7---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的电气设备称为特殊型电气设备。标志符号为“S”

11、 矿用一般型  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:外客坚固,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

二、) 防爆电气设备的类别

防爆电气设备分为两类:类(煤矿井下用防爆电气设备);类(工厂用防爆电气设备)。

三、)防爆电气设备的专门规定

1、电动机:电机轴伸出端的外风扇设有防护罩,防止煤、矸落入风扇罩内摩檫产生热量或电火花引起瓦斯事故。要求风扇的通风孔具有一定的防止外物落入的能力,有足够的机械强度,不得相互摩檫,间距不小于风扇直径的1%,最小不小于1mm,风扇是塑料,其电阻不小于109欧,风扇是铝合金,含镁量不大于0.5%,(增安型防护等级为IP23,本安型防护等级为IP54)。

IP20I---防外物级别,P----防水级别。

2  开关和控制

A  对于直流有触点开关,由于熄弧困难,不允许制成浸油结构。B类交流有触点开关,只有当额定电压高于1140V,各级之间相互隔离且包容每极的油量不超过5L时,才允许制成浸油结构。C、煤矿井下用的高压油断路器,使用分断容量为实际容量50%,应该指出的是,由于油在使用时很容易碳化,加之井下潮湿及煤尘影响,很少使用充油型电气设备。D、对于具有短路保护,漏电保护动作后,机构不能自动恢复,必须采用手动恢复的形式。E、磁力启动器、隔离开关在电气和机械上与接触器联锁,以免误动作。F、操作手柄如果是可拆卸的,在结构上应保证控制器在停止位置才可卸下。

3、照明灯具

A、照明灯具透明罩的部分要有保护网,网孔为50*50mm

B、透明保护罩和保护网能承受规定的冲击和热聚变试验。

C、应在断电后才能打开透明件的连锁装置,或设置严禁带电开盖的警示牌。

D、透明件不允许制成螺纹结构(矿灯除外)。

E、为了防止灯具内部零件过热,灯具的进线腔与光源腔之间应用反光罩或其它隔热措施。

4、隔爆型电气设备

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1MPa3、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。

四、常见隔爆设备的失爆现象

1、凡是耐爆性和不传爆性达不到规定要求的均为失爆。

2 产品没有合格证的,没有煤矿安全标志的(MA),没有防爆标志的(Ex)均为失爆。

3、外壳有严重变形的(伤痕长度超过50mm,凹凸深度达到5mm为严重变形),外壳开焊的,有裂纹的均为失爆。

4、锈蚀的设备为失爆(有氧化层脱落,外壳的内外有锈蚀,结合面有锈痕棉纱檫不掉的,腔内灭弧漆有掉的均为失爆;一般的防锈处理有电镀、涂204-1防锈油、磷化、涂医用凡士林等。隔爆面不准涂油漆、黄油、机油等,否则为失爆)。

防爆面上锈或受伤处理后的标准是:A、小针眼在1平方厘米范围内不超过5个,深度不超1毫米,直径不超0.5毫米。B、伤痕长度、宽度不超0.5毫米,投影长度不超结合面长度的50%C、个别伤痕深度不超1毫米,无伤距离相加不小于规定结合面长度。

5、联锁装置不全,变形起不到闭锁作用的为失爆,开关内部电源侧都的有危险牌,否则也为失爆。

6、观察孔的透明件松动的、破裂的、没有衬垫的、机械强度不够的均为失爆。

7、隔爆腔之间的隔爆结构被破坏的为失爆。

8、改变原来的设计尺寸,导致电气间隙和爬电距离不符合要求的均为失爆。

电气间隙:指两个裸露导体之间最短的空间距离。

爬电距离:两个裸露导体之间沿固体绝缘材料表面最短的距离。

A:上釉的陶瓷、云母玻璃。

B:二聚睛胺、石棉、耐弧塑料、有机石棉

C、四氧一烯塑料、二聚玻璃纤维塑料、表面用耐弧漆处理的环氧玻璃布板。

D、酚醛塑料层压制品。

9、插销接反(要求插孔接电源,插杆接负荷)为失爆。

10、高压电缆接头封胶灌到三叉以上,否则失爆。

11、用螺栓固定的结合面,缺螺栓、螺母、弹簧垫的为失爆,弹垫未压平、螺栓松动的为失爆,螺栓或螺孔滑扣的也为失爆。

12、密封圈外经与器壁间隙不大于2mm。当密封圈直径小于等于20mm时,间隙应为1mm,当密封圈直径小于等于60mm时,间隙应为1.5mm

13、密封圈内经与电缆护套外经配合的间隙不大于1mm

14、密封圈的宽度应是电缆护套直径的0.7倍,最小宽度不小于10mm,密封圈的厚度应是电缆护套直径的0.3倍,最小厚度不小于4mm

15、一个接线装置用一个密封圈,多个密封圈为失爆,一个密封圈进多根电缆的,密封圈与电缆外套之间有其它包扎物的,密封圈不完整的均为失爆。

16、密封圈与电缆护套之间不得摸油否则为失爆(油对橡胶有腐蚀作用)。

17、密封圈未完全套在电缆上的为失爆。

18、密封圈硬度未达到邵尔氏45℃—55℃的,橡胶老化的,龟裂的,失去弹性的,变质变形的均为失爆。

19、闲置的接线装置要有密封圈和挡板(挡板厚度不小于2mm),挡板放在胶圈外侧,反之为失爆。

20、进线嘴压住没有余量的,密封圈在里面能活动的,没有被压的均为失爆。

21、电缆在进线嘴轻易被抽动的,电缆压紧量不得超过电缆直径的10%,不得将电缆压扁,否则为失爆。

22、螺母式乱扣的、拧不到位的、丝扣锈蚀的均为失爆。

23、螺母式的用一只手正扣能拧半扣以上的为失爆。

24、螺母式的胶圈外要上金属圈,未上的、或上反的均为失爆。

25、闲置的喇叭嘴先上密封圈,后上挡板,再上金属圈最后拧紧,反之为失爆。

26、鸡爪子:没有使用接线盒的电缆连接(冷包头)。

羊尾巴:电缆的护套未伸入接线盒(千里眼)。

明接头:没有包扎绝缘带的鸡爪子接头。

 

转载请注明出处。

1.本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2.本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3.作者投稿可能会经我们编辑修改或补充。

相关文章
  • 煤矿井下供电复习题

    煤矿井下供电复习题

    2011-06-27 18:15

  • 煤矿开采知识培训考试试题及答案

    煤矿开采知识培训考试试题及答案

    2011-05-30 19:34

  • 煤矿安全常识锦集

    煤矿安全常识锦集

    2011-03-01 17:31

  • 如何绘制煤矿电气图纸

    如何绘制煤矿电气图纸

    2011-02-13 15:58