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井下电气防爆技术讲座

字号+ 作者:admin 来源:未知 2010-05-06 12:05 我要评论( )

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“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:Ⅰ类(煤矿井下用防爆电气设备);Ⅱ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)。
IP20:I---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、Ⅰ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。

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