第四章矿井电气防爆.ppt
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1、第四章第四章矿井电气防爆矿井电气防爆v电火灾产生的原因及预防方法电火灾产生的原因及预防方法v电火灾引起瓦斯电火灾引起瓦斯/煤尘爆炸的条煤尘爆炸的条 件及其预防方法件及其预防方法v防爆电气设备的种类防爆电气设备的种类v矿矿用本用本质质安全型安全型设备设备1电火灾产生的原因电火灾产生的原因v电火灾电火灾v在煤矿井下,由于电火花、电弧以及高温的在煤矿井下,由于电火花、电弧以及高温的导电部分,往往会引起可燃物质(煤、支架、导电部分,往往会引起可燃物质(煤、支架、电缆、变压器油等)的燃烧,造成电火灾电缆、变压器油等)的燃烧,造成电火灾v产生原因产生原因导线过热导线过热电路中导电部分各元件接触不电路中导电
2、部分各元件接触不良良电气设备绝缘水平降低,引起短路或电弧电气设备绝缘水平降低,引起短路或电弧照明灯照明灯具等具等散散热热不良,温度升高,不良,温度升高,导导致煤致煤尘尘点燃点燃v危害危害:设备材料、人身、生产等:设备材料、人身、生产等2预防电火灾的方法预防电火灾的方法v按照允许温升的条件来正确选择、使用和安装按照允许温升的条件来正确选择、使用和安装电气设备及电缆电气设备及电缆v为为了防止了防止电电路路发发生短路及生短路及过负过负荷,必荷,必须须在在电电路路中使用可中使用可换换保保险丝险丝、热继电热继电器、器、过过流流继电继电器等器等保保护护装置装置使用使用熔断器熔断器时时,应应注意熔体注意熔体
3、额额定定电电流与流与电缆电缆最小截最小截面配合面配合使用使用热继电热继电器器时时,应应注意注意热热元件元件额额定定电电流与流与电动电动机机实际长时实际长时工作工作电电流接近流接近使用使用过过流流继电继电器器时时,应应注意保注意保护动护动作灵敏度校作灵敏度校验验,灵敏度不灵敏度不够时够时必必须须采取措施采取措施3v电电气气设备设备与与电缆联电缆联接部分的接点接部分的接点应接触良好,应接触良好,不不应应松松动动,在运行中,在运行中应经应经常常检查检查和修理和修理橡套橡套软电缆损软电缆损坏坏处处的修理的修理应该应该用用热补热补。电缆连电缆连接用的接接用的接线线盒在安装盒在安装时应时应注意保注意保证质
4、证质量量运行中需要运行中需要经经常拆开的橡套常拆开的橡套电缆电缆接接头头,必,必须须使使用插用插销连销连接接敷敷设电缆时设电缆时,应应注意防止岩石、支架塌落或注意防止岩石、支架塌落或矿矿车车出出轨时轨时将将电缆电缆碰坏碰坏铠铠装装电缆电缆的黄麻外的黄麻外护层护层最易燃最易燃烧烧,故井下,故井下硐硐室室及木支架巷道一律不及木支架巷道一律不许许采用采用带带黄麻外黄麻外护层护层的的电电缆缆预防电火灾的方法预防电火灾的方法4v保证保证变压变压器油器油绝缘性能良好绝缘性能良好应应定期取定期取样试验样试验过滤过滤和再生和再生处处理,提高理,提高绝缘绝缘性能性能$经经耐耐压试验压试验后,才能后,才能继续或重
5、新继续或重新使用使用v井下照明灯必井下照明灯必须须有保有保护护罩或使用日光灯罩或使用日光灯预防电火灾的方法预防电火灾的方法5电火灾的扑灭方法电火灾的扑灭方法v设备着火以后往往都带电,不能用普通的设备着火以后往往都带电,不能用普通的泡沫灭火器或者用水来灭火泡沫灭火器或者用水来灭火造成人身触电的危险造成人身触电的危险使电气设备进一步受到破坏使电气设备进一步受到破坏v电火灾的扑灭方法电火灾的扑灭方法首先将着火的电气设备或电缆的电源切断,首先将着火的电气设备或电缆的电源切断,再用砂子或四氯化碳灭火器来灭火再用砂子或四氯化碳灭火器来灭火在确知电源已经断开后,可用普通灭火方法在确知电源已经断开后,可用普通
6、灭火方法来灭火来灭火发现发现火灾后,立即火灾后,立即报报告告,向矿山救护队求援,向矿山救护队求援6井下电火灾的监测井下电火灾的监测7电火花引起瓦斯电火花引起瓦斯/煤尘爆炸的条件煤尘爆炸的条件及其预防方法及其预防方法v瓦斯、煤尘爆炸是井下危险性最大的事故瓦斯、煤尘爆炸是井下危险性最大的事故爆炸时,气体急剧膨胀,产生很大压力和大爆炸时,气体急剧膨胀,产生很大压力和大量的一氧化碳,对爆炸地点的生产设施及人量的一氧化碳,对爆炸地点的生产设施及人的生命均有强烈的破坏性的生命均有强烈的破坏性v必须必须采取有力的采取有力的预预防措施,杜防措施,杜绝绝其其发发生生8瓦斯、煤尘爆炸的条件瓦斯、煤尘爆炸的条件v瓦
7、斯,通常指甲烷(瓦斯,通常指甲烷(CH4),),又名沼气又名沼气v瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸的条件在空气中的含量(在空气中的含量(浓浓度)达到度)达到516%的范的范围围8.5%的浓度最易引起爆炸的浓度最易引起爆炸9.5%的浓度爆炸压力最大的浓度爆炸压力最大遇到温度超遇到温度超过过650750以上的以上的电电火花或灼火花或灼热热的的导导体体9v煤煤尘尘爆炸的条件爆炸的条件当煤当煤尘尘尺寸尺寸在在1 m1mm的范的范围围内,内,挥发挥发分指数超分指数超过过10%飞扬飞扬在空气中的含量在空气中的含量为为303000g/m3其中以其中以112gm3爆炸最猛爆炸最猛700800的点燃温度的点燃温度10爆炸
8、必须具备两个条件爆炸必须具备两个条件矿井发生瓦斯煤尘爆炸必须具备以下矿井发生瓦斯煤尘爆炸必须具备以下三个三个条件:条件:一定浓度的可燃物一定浓度的可燃物(瓦斯煤尘瓦斯煤尘)一定温度的引火源一定温度的引火源(高温、火花、电弧等高温、火花、电弧等)足够的氧足够的氧要引起爆炸上述三要素必须同时存在。所要引起爆炸上述三要素必须同时存在。所有防爆型的电气设备其目的就是将爆炸的有防爆型的电气设备其目的就是将爆炸的三要素进行隔离或使三要素不能同时达到三要素进行隔离或使三要素不能同时达到引爆的条件。引爆的条件。11瓦斯、煤尘爆炸的预防方法瓦斯、煤尘爆炸的预防方法v将瓦斯和煤尘的含量严格控制在非爆炸的将瓦斯和煤
9、尘的含量严格控制在非爆炸的范围内范围内q瓦斯瓦斯:主要是加主要是加强强通通风风使总回风巷中的瓦斯浓度小于使总回风巷中的瓦斯浓度小于0.75%0.75%工作面的瓦斯工作面的瓦斯浓浓度达到度达到1 12%2%时时,就,就应应当停止机当停止机电设备电设备运行,撤离人运行,撤离人员员,进进行行处处理理q煤煤尘尘:可用洒水或撒岩粉的方法来迫使可用洒水或撒岩粉的方法来迫使煤尘煤尘降落,使降落,使飞扬飞扬的煤的煤尘尘减少减少使使煤煤尘尘在空气中的含量在空气中的含量在在20g/m20g/m3 3以下以下 12v对电对电气气设备设备采取采取严严格的防爆措施,使格的防爆措施,使之不会之不会引引爆爆瓦斯、煤瓦斯、煤
10、尘尘v完善井下供完善井下供电电系系统统的保的保护护装置,装置,预预防防电电气气设备设备及及电缆线电缆线路路产产生短路故障生短路故障v建立健全各种有效的安全制度及操作制度,保建立健全各种有效的安全制度及操作制度,保证证井下井下电电气气设备设备及系及系统统正常运行正常运行瓦斯、煤尘爆炸的预防方法瓦斯、煤尘爆炸的预防方法13矿用电气设备的类型矿用电气设备的类型矿用电气设备分为矿用电气设备分为矿用一般型电气设备矿用一般型电气设备和和矿用矿用防爆型电气设备。防爆型电气设备。对矿用一般型电气设备的基本要求为:对矿用一般型电气设备的基本要求为:外壳有一定的防水、防外物的要求;外壳有一定的防水、防外物的要求;
11、引入电缆的接线端子有一定的空气间隙和漏电引入电缆的接线端子有一定的空气间隙和漏电距离的要求;距离的要求;有良好的耐潮性能,有内外接地螺栓;有良好的耐潮性能,有内外接地螺栓;进线装置符合相应的防爆电气设备制造规程;进线装置符合相应的防爆电气设备制造规程;接线盒的内壁盒可能产生火花的金属外壳内壁接线盒的内壁盒可能产生火花的金属外壳内壁涂耐弧漆。涂耐弧漆。14防爆型电气设备防爆型电气设备:采取了特别的防爆措施,采取了特别的防爆措施,可以在爆炸危险环境场所正常安全使用的可以在爆炸危险环境场所正常安全使用的矿用电气设备。矿用电气设备。适用于有爆炸危险场所内的电气设备适用于有爆炸危险场所内的电气设备正常运
12、行或事故状正常运行或事故状态态下下产生的产生的能量,能量,不足不足以或无法接触以或无法接触点燃易燃气体点燃易燃气体,使之爆炸,使之爆炸矿用电气设备的类型矿用电气设备的类型15矿用电气设备的防爆原理矿用电气设备的防爆原理1.1.间隙防爆原理间隙防爆原理有一个足够的外壳,能经受内部爆炸气体混合有一个足够的外壳,能经受内部爆炸气体混合物产生的最大爆炸压力,确保不变形或损坏。物产生的最大爆炸压力,确保不变形或损坏。并具有一定的结构间隙以使喷射出来的燃烧生并具有一定的结构间隙以使喷射出来的燃烧生物通过一定的法兰长度冷却到低于外部爆炸性物通过一定的法兰长度冷却到低于外部爆炸性混合物的自燃温度。混合物的自燃
13、温度。结构间隙可以是平面结合面结合面组成,还可结构间隙可以是平面结合面结合面组成,还可以是曲路、螺纹或屏障式等结构组成。以是曲路、螺纹或屏障式等结构组成。除此以外,诸如微孔、网罩、叠片、充砂等结除此以外,诸如微孔、网罩、叠片、充砂等结构也属于这种原理的防爆形式。构也属于这种原理的防爆形式。16矿用电气设备的防爆原理矿用电气设备的防爆原理2.2.防止接触的防爆原理防止接触的防爆原理防止爆炸性混合物与火源或热源相接触来达到防爆防止爆炸性混合物与火源或热源相接触来达到防爆的目的。如防爆正压型、充油型等电气设备都采用的目的。如防爆正压型、充油型等电气设备都采用了这一原理。了这一原理。3.3.采用安全措
14、施的防爆原理采用安全措施的防爆原理在在设备设备上采用一系列的安全措施使其在最大限度内上采用一系列的安全措施使其在最大限度内不致不致产产生生电电火花、火花、电电弧或危弧或危险险温度,或采用有效的温度,或采用有效的保保护护元件使其元件使其产产生的火花、生的火花、电电弧或温度不能引燃爆弧或温度不能引燃爆炸性混合物,以达到防爆的目的。防爆增安型、本炸性混合物,以达到防爆的目的。防爆增安型、本质质安全型等安全型等电电气气设备设备都是采用了都是采用了这这一原理而制造的。一原理而制造的。17矿用电气设备的防爆原理矿用电气设备的防爆原理4 4、其它防爆原理、其它防爆原理 采用低浓度预报在爆炸事故前报警或切断电
15、源,采用低浓度预报在爆炸事故前报警或切断电源,利用爆炸的滞后特性支撑的超前断电或自动断电利用爆炸的滞后特性支撑的超前断电或自动断电以及采用置换等方法使爆炸危险场所不具有燃烧以及采用置换等方法使爆炸危险场所不具有燃烧或爆炸的条件。或爆炸的条件。18防爆型式防爆型式代号代号防爆型式防爆型式代号代号防爆型式防爆型式代号代号防爆型式防爆型式代号代号隔爆型隔爆型d充砂型充砂型q正压型正压型p气密型气密型h增安型增安型e浇封型浇封型m充油型充油型o特殊型特殊型s本本质质安安全全型型i无火花型无火花型n防爆型式及代号防爆型式及代号19具有隔爆外壳的矿用电气设备。具有隔爆外壳的矿用电气设备。指将所有能产生火花
16、、电弧和危险温度的零部件都放到指将所有能产生火花、电弧和危险温度的零部件都放到具有足够强度的壳体之内,当壳体内部发生爆炸时,不具有足够强度的壳体之内,当壳体内部发生爆炸时,不致引起外部爆炸性混合物爆炸的电气设备致引起外部爆炸性混合物爆炸的电气设备符号为符号为“d”d”隔爆外壳利用了隔爆外壳利用了间隙防爆原理间隙防爆原理设计制造,应有足够设计制造,应有足够的机械强度,能耐受内部爆炸性混合物可能产生的的机械强度,能耐受内部爆炸性混合物可能产生的最大压力,并严格控制结合面的间隙、宽度及加工最大压力,并严格控制结合面的间隙、宽度及加工光洁度,使电气设备外壳在内部发生的电火花及爆光洁度,使电气设备外壳在
17、内部发生的电火花及爆炸时不被破坏,并不致引燃外部爆炸性混合物。炸时不被破坏,并不致引燃外部爆炸性混合物。1.矿用隔爆矿用隔爆型型(ExdI)201.矿用隔爆矿用隔爆型型(ExdI)1)耐爆性:)耐爆性:也称为也称为爆炸稳定性爆炸稳定性,即外壳要有足够的,即外壳要有足够的机械强度,在外壳内爆炸性混合物的爆炸压力作机械强度,在外壳内爆炸性混合物的爆炸压力作用下,外壳不致于被破坏,因而爆炸所产生的火用下,外壳不致于被破坏,因而爆炸所产生的火焰不能直接去点燃壳外的爆炸性混合物。焰不能直接去点燃壳外的爆炸性混合物。根据设备的净容积确定外壳的机械强度。需能承根据设备的净容积确定外壳的机械强度。需能承受受0
18、.8MPa的压力。的压力。设计隔爆外壳时,尽量避免具有多个连通空腔的设计隔爆外壳时,尽量避免具有多个连通空腔的结构;外壳的纵向与横向尺寸比不宜过大。结构;外壳的纵向与横向尺寸比不宜过大。211.矿用隔爆型(矿用隔爆型(ExdI)2)隔爆性:)隔爆性:也称也称不传爆性不传爆性,即当爆炸性混合物在外,即当爆炸性混合物在外壳内爆炸所产生的高温气体与火焰,通过外壳与壳内爆炸所产生的高温气体与火焰,通过外壳与壳体的结合面向外喷出时,受到足够的冷却,使壳体的结合面向外喷出时,受到足够的冷却,使之不能将壳外的爆炸性混合物点燃引爆。之不能将壳外的爆炸性混合物点燃引爆。隔爆性能主要靠隔爆性能主要靠隔爆面长度、间
19、隙厚度和隔爆面隔爆面长度、间隙厚度和隔爆面光洁度光洁度即隔爆三要素保证。即隔爆三要素保证。222.本质安全型(本质安全型(ExibI)本质安全电路:本质安全电路:在规定的试验条件下,正常工作或规在规定的试验条件下,正常工作或规定的故障条件下,所产生的电火花和热效应,均不能定的故障条件下,所产生的电火花和热效应,均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。点燃规定的爆炸性混合物的电路。(可通过合理选(可通过合理选择电路参数、电源电压实现)择电路参数、电源电压实现)本质安全型设备:本质安全型设备:所有电路均为本安电路的电气设备。所有电路均为本安电路的电气设备。本质安全型结构仅适用于本质安全型结构仅适用于弱
20、电流回路弱电流回路。本质安全型防爆结构的电气回路必须于其它电路相隔离本质安全型防爆结构的电气回路必须于其它电路相隔离符号为符号为“i”i”不用笨重的外壳,可以用在任何瓦斯矿井。在矿井通不用笨重的外壳,可以用在任何瓦斯矿井。在矿井通讯、信号、遥测遥控、自动装置等弱电系统中应用广讯、信号、遥测遥控、自动装置等弱电系统中应用广泛。泛。23在正常运行时不产生电弧、火花或危险高温的电气在正常运行时不产生电弧、火花或危险高温的电气设备。设备。加强导体的连接避免产生接触不良和断线;加强导体的连接避免产生接触不良和断线;采取加大绝缘、增大电气间隙和漏电距离等方式,采取加大绝缘、增大电气间隙和漏电距离等方式,进
21、一步提高安全程度,防止内部发生短路及接地进一步提高安全程度,防止内部发生短路及接地故障;故障;绝缘绕组允许的温升比规定的国标允许温升低;绝缘绕组允许的温升比规定的国标允许温升低;严格控制外壳的表面温度。严格控制外壳的表面温度。符号为符号为“e”e”防爆性能低于其它型防爆电气设备。主要适用井下防爆性能低于其它型防爆电气设备。主要适用井下异步电动机、照明灯、接线盒等固定式电气设备。异步电动机、照明灯、接线盒等固定式电气设备。3.矿用增安型(矿用增安型(ExeI)24将新鲜空气或惰性气体充入密封具有正压外壳的电将新鲜空气或惰性气体充入密封具有正压外壳的电气设备外壳内部,并保持一定的正压,以阻止设备气
22、设备外壳内部,并保持一定的正压,以阻止设备外部的爆炸性混合物进入外壳内部,使点火源与周外部的爆炸性混合物进入外壳内部,使点火源与周围的爆炸性混合物隔离,或足量的保护气体通过外围的爆炸性混合物隔离,或足量的保护气体通过外壳使内部爆炸性混合物的浓度降至爆炸下限以下,壳使内部爆炸性混合物的浓度降至爆炸下限以下,达到防爆目的。达到防爆目的。电气设备内部不得有影响安全的通风死角。在正常电气设备内部不得有影响安全的通风死角。在正常运行时,出风口的风压或充气气压不得低于一定的运行时,出风口的风压或充气气压不得低于一定的数值,否则将立刻发出报警或切断电源。设备内部数值,否则将立刻发出报警或切断电源。设备内部的
23、火花、电弧不允许从任何间隙处或出风口吹出来的火花、电弧不允许从任何间隙处或出风口吹出来符号为符号为“p”p”4.防爆正压型(防爆正压型(ExpI)25将可能产生火花、电弧或危险高温的带电部件浸在将可能产生火花、电弧或危险高温的带电部件浸在油中,使之不与油面上爆炸性混合物相接触,电弧油中,使之不与油面上爆炸性混合物相接触,电弧或火花在油中被冷却熄灭,不致引燃油面上的爆炸或火花在油中被冷却熄灭,不致引燃油面上的爆炸性混合物,达到防爆的目的。性混合物,达到防爆的目的。适合于小型操作开关上。适合于小型操作开关上。充入的油液应具有较高的化学稳定性,为了观察油位充入的油液应具有较高的化学稳定性,为了观察油
24、位的高度,设备应装有油位指示器或油位信号装置。的高度,设备应装有油位指示器或油位信号装置。由于油的劣化或泄漏等原因,设备损坏很难维修。由于油的劣化或泄漏等原因,设备损坏很难维修。由于倾斜或油面摇动而使防爆性能受到损害时,设备由于倾斜或油面摇动而使防爆性能受到损害时,设备不能再继续使用。不能再继续使用。符号为符号为“o”o”5.防爆充油型(防爆充油型(ExoI)266.充砂型充砂型在外壳内充填砂粒或其它在外壳内充填砂粒或其它规规定特性的粉末材料,定特性的粉末材料,使之在使之在规规定的使用条件下,壳内定的使用条件下,壳内产产生的生的电电弧或高弧或高温不能点燃周温不能点燃周围围爆炸性气体爆炸性气体环
25、环境的境的电电气气设备设备符号符号为为“q”7.无火花型无火花型在正常运行条件下不产生电弧或火花,也不产生在正常运行条件下不产生电弧或火花,也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点,能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点,且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备符号为符号为“n”防爆电气设备的型式防爆电气设备的型式277.浇封型浇封型将能产生点燃爆炸性混合物的电弧,火花或将能产生点燃爆炸性混合物的电弧,火花或高温的部分浇封,使它不能点燃周围的爆炸高温的部分浇封,使它不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备性混合物的电气设备符号为符号为“m”8.
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