矿井防爆电气设备.ppt
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1、矿井防爆电气设备矿井防爆电气设备付成道付成道2021/9/151煤矿井下常见引爆瓦斯煤尘的火源煤矿井下常见引爆瓦斯煤尘的火源带电作业;带电作业;电缆火花;电缆火花;矿灯;矿灯;信号照明电话系统;信号照明电话系统;防爆设备失爆;防爆设备失爆;放炮母线短路;放炮母线短路;非防爆电气设备;非防爆电气设备;电机车火花;电机车火花;开关冒火、开关冒火、摩擦;摩擦;静电静电2021/9/152瓦斯煤尘爆炸的条件瓦斯煤尘爆炸的条件瓦斯爆炸必须同时具备三个条件:瓦斯爆炸必须同时具备三个条件:有一定的瓦斯浓度(有一定的瓦斯浓度(5%-16%5%-16%),),具有一定能量、能点燃瓦斯的点火源或温度,具有一定能量
2、、能点燃瓦斯的点火源或温度,具有一定能量、能点燃瓦斯的点火源或温度,具有一定能量、能点燃瓦斯的点火源或温度,有足够的氧气(有足够的氧气(12%12%以上);以上);煤尘爆炸也必须同时具备三个条件:煤尘爆炸也必须同时具备三个条件:煤尘本身具有爆炸性且在空气中悬浮的煤尘达到一定浓度煤尘本身具有爆炸性且在空气中悬浮的煤尘达到一定浓度 (45g/m31500-2000g/m345g/m31500-2000g/m3),),有能引起煤尘爆炸的高温热源,有能引起煤尘爆炸的高温热源,有能引起煤尘爆炸的高温热源,有能引起煤尘爆炸的高温热源,有足够的氧气(有足够的氧气(18%18%以上);以上);2021/9/1
3、53煤矿井下使用防爆电器设备的意义煤矿井下使用防爆电器设备的意义 由以上瓦斯煤尘爆炸的条件可以看出,为了防止井下由以上瓦斯煤尘爆炸的条件可以看出,为了防止井下瓦斯煤尘发生爆炸事故,一方面要限制它们在空气中的含量,瓦斯煤尘发生爆炸事故,一方面要限制它们在空气中的含量,另一方面,要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯煤尘造成爆炸的点另一方面,要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯煤尘造成爆炸的点火源和危险温度。火源和危险温度。煤矿井下可能引起瓦斯煤尘爆炸的火源由:电气设备的电煤矿井下可能引起瓦斯煤尘爆炸的火源由:电气设备的电火花、违章放炮产生的火焰、机械撞击和摩擦产生的火花、火花、违章放炮产生的火焰、机械撞击和摩擦产生的
4、火花、矿灯故障产生的火花、架线电机车或电缆破坏产生的电弧以矿灯故障产生的火花、架线电机车或电缆破坏产生的电弧以及煤炭自燃、吸烟、明火等。及煤炭自燃、吸烟、明火等。电气设备正常运行或故障状态下可能出现火花、电弧、热电气设备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煤尘的点火源。因此煤矿井下使用防爆电气设备具有井瓦斯煤尘的点火源。因此煤矿井下使用防爆电气设备具有非常重大的意义。非常重大的意义。2021/9/154 下面就五个方面的内容对矿井防爆电气下面就五个方面的内容对矿井防爆电气方面的知
5、识进行讲解:方面的知识进行讲解:第一节:矿用防爆电气设备的类型及其通用要求第一节:矿用防爆电气设备的类型及其通用要求第二节:防爆电器设备原理、标志第二节:防爆电器设备原理、标志第三节:防爆型电气设备的完好与失爆第三节:防爆型电气设备的完好与失爆第四节:煤矿井下常见失爆现象第四节:煤矿井下常见失爆现象第五节:煤矿机电设备完好第五节:煤矿机电设备完好2021/9/155第一节第一节 矿用防爆电气设备的类型矿用防爆电气设备的类型及其通用要求及其通用要求2021/9/156第一节第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求矿用防爆电气设备的类型及其通用要求防爆电气设备:是指按照国家标准设计制造的不会引起
6、周围防爆电气设备:是指按照国家标准设计制造的不会引起周围爆炸性气体爆炸的电气设备。爆炸性气体爆炸的电气设备。一、分类一、分类1 1、矿用一般型、矿用一般型“KY”KY”:专用于煤矿井下:专用于煤矿井下 非防爆非防爆2 2、矿用防爆型、矿用防爆型“Ex”Ex”:按照:按照GB3836-2010GB3836-2010爆炸性环境爆炸性环境用电气设备用电气设备标准生产标准生产I I类电气设备,专用于煤矿井下瓦类电气设备,专用于煤矿井下瓦斯气体环境斯气体环境 按照按照GB3836-2010GB3836-2010爆炸性环境用电气设备爆炸性环境用电气设备标准生产的标准生产的防爆电气设备分为三种:防爆电气设备
7、分为三种:类:煤矿用瓦斯气体环境;类:煤矿用瓦斯气体环境;类:用于除煤矿用瓦斯气体之外的其它爆炸性气体环境;类:用于除煤矿用瓦斯气体之外的其它爆炸性气体环境;类:用于除煤矿以外的爆炸性粉尘环境类:用于除煤矿以外的爆炸性粉尘环境2021/9/157第一节第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求矿用防爆电气设备的类型及其通用要求一、类型防爆电气设备类型防爆电气设备类型标志标志防爆电气设备类型防爆电气设备类型标志标志隔爆型电气设备正压型电气设备p本质安全型电气设备i(ia,ib)充油型电气设备o增安型电气设备e无火花型电气设备n浇封型电气设备m特殊型电气设备S气密型电气设备h矿用一般型电气设备KY
8、充砂型电气设备q2021/9/158第一节第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求矿用防爆电气设备的类型及其通用要求1 1、标志:、标志:为了从电气设备外观上能明显的了解它的类型,把防为了从电气设备外观上能明显的了解它的类型,把防爆电气设备的类型(爆电气设备的类型(d,e,ia,d,e,ia,等)、级别和组别等)、级别和组别(,)连同防爆电气设备的总标志()连同防爆电气设备的总标志(ExEx)按照一定顺序)按照一定顺序排列起来,构成防爆标志。例如:排列起来,构成防爆标志。例如:Exd-Exd-煤矿用(煤矿用()隔爆型(隔爆型(d d)电气设备)电气设备Exdib-Exdib-煤矿用(煤矿用(
9、)隔爆(隔爆(d d)兼本质安全()兼本质安全(i i)型)型电气设备,其中本质安全回路为电气设备,其中本质安全回路为ibib等级。等级。矿用防爆电气设备的外壳明显处,均有清晰永久性凸矿用防爆电气设备的外壳明显处,均有清晰永久性凸纹标志纹标志“Ex”“Ex”和煤矿矿用产品安全标志和煤矿矿用产品安全标志“MA”“MA”。(各种防(各种防爆类型解释见矿山供电技术爆类型解释见矿山供电技术187187页)页)2021/9/159第一节第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求矿用防爆电气设备的类型及其通用要求2 2、现行防爆电气设备的国家标准、现行防爆电气设备的国家标准现行的防爆电气设备的国家标准为现
10、行的防爆电气设备的国家标准为GB3836-2010GB3836-2010爆炸爆炸性环境用电气设备,性环境用电气设备,20102010年年8 8月月9 9日发布,日发布,20102010年年8 8月月1 1日实施。日实施。本标准共分为四个部分:本标准共分为四个部分:GB3836.1-2010 GB3836.1-2010 通用要求通用要求 GB3836.2-2010 GB3836.2-2010 隔爆型隔爆型“d”“d”GB3836.3-2010 GB3836.3-2010 增安型增安型“e”“e”GB3836.4-2010 GB3836.4-2010 本质安全型本质安全型“i”“i”2021/9/
11、1510第一节第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求矿用防爆电气设备的类型及其通用要求 现国家标准现国家标准GB3836-2010GB3836-2010爆炸性环境用电气设备,爆炸性环境用电气设备,与与GB3836.1-2000GB3836.1-2000爆炸性气体环境用防爆电器设备相爆炸性气体环境用防爆电器设备相比,有以下重要改变:比,有以下重要改变:n1 1、标准名称的修订,即将爆炸性气体环境用防爆电标准名称的修订,即将爆炸性气体环境用防爆电器设备改为爆炸性环境用电气设备(爆炸性环境:器设备改为爆炸性环境用电气设备(爆炸性环境:大气条件下,可燃性物质以气体、蒸汽、粉尘、纤维或飞大气条件下,
12、可燃性物质以气体、蒸汽、粉尘、纤维或飞絮的形式与空气构成的混合物,被点燃后,能够保持燃烧絮的形式与空气构成的混合物,被点燃后,能够保持燃烧自行传播的环境);自行传播的环境);n2 2、设备分类增加了、设备分类增加了类类(爆炸性粉尘用电气设备爆炸性粉尘用电气设备)2021/9/1511第一节第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求矿用防爆电气设备的类型及其通用要求n3 3、增加了超声波能量限制、增加了超声波能量限制,电磁辐射能量限制和电磁辐射能量限制和 静电静电 要求及设备保护级别要求及设备保护级别(EPL(EPL:根据设备成为点燃源的可能性:根据设备成为点燃源的可能性和爆炸性气体环境、爆炸性
13、粉尘环境及煤矿甲烷爆炸性环和爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境及煤矿甲烷爆炸性环境所具有的不同特征而对设备的保护级别境所具有的不同特征而对设备的保护级别)n4 4、在在类电气设备的含轻金属外壳材料中增加了对轻类电气设备的含轻金属外壳材料中增加了对轻金属含锆量的要求;金属含锆量的要求;n5 5、重新引入了设备使用环境条件;、重新引入了设备使用环境条件;n6 6、在型式试验中主要增加了接地连续性试验和非金属在型式试验中主要增加了接地连续性试验和非金属性材料表面起电试验;性材料表面起电试验;n7 7、在温度一章增加了外部热源或冷源作为环境影响的、在温度一章增加了外部热源或冷源作为环境影响的因素因素202
14、1/9/1512第一节第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求矿用防爆电气设备的类型及其通用要求二、通用要求二、通用要求1 1、通用要求、通用要求 防爆电气设备的通用要求是各种电气设备都具有的性能,防爆电气设备的通用要求是各种电气设备都具有的性能,主要包括:主要包括:温度:防爆电气设备使用的环境温度为温度:防爆电气设备使用的环境温度为20206060;设备;设备表面可能积聚煤尘时,表面温度不应超过表面可能积聚煤尘时,表面温度不应超过150150,当不会堆积或,当不会堆积或采取防止积聚措施后,不应超过采取防止积聚措施后,不应超过450450。电气设备与电缆的连接应采用防爆电缆接线盒,电缆的引电
15、气设备与电缆的连接应采用防爆电缆接线盒,电缆的引入引出必须用密封式电缆引入装置,并应具有防松动、防拔脱入引出必须用密封式电缆引入装置,并应具有防松动、防拔脱措施。措施。对不同的额定电压和绝缘材料,电气间隙和爬电距离都有对不同的额定电压和绝缘材料,电气间隙和爬电距离都有相应的较高的要求。相应的较高的要求。2021/9/1513第一节第一节 矿用防爆电气设备的类型及其通用要求矿用防爆电气设备的类型及其通用要求具有电气或机械闭锁装置,有可靠的接地及防止螺钉松动具有电气或机械闭锁装置,有可靠的接地及防止螺钉松动装置。装置。防爆电气设备如果采用塑料外壳,须采用不燃性或难燃性防爆电气设备如果采用塑料外壳,
16、须采用不燃性或难燃性材料,并保证塑料表面的绝缘电阻不大于材料,并保证塑料表面的绝缘电阻不大于1101109 9,以防积聚,以防积聚静电,还必须承受冲击试验和热稳定试验。静电,还必须承受冲击试验和热稳定试验。防爆电气设备限制铝合金外壳,防止与钢铁摩擦产生大量防爆电气设备限制铝合金外壳,防止与钢铁摩擦产生大量热能而形成危险温度。热能而形成危险温度。防爆型电气设备,必须经国家的防爆试验鉴定。防爆型电气设备,必须经国家的防爆试验鉴定。2 2、防护等级、防护等级防外物防外物 防水防水例如:例如:IP54IP54:5 5防止影响产品正常运行的灰尘进入壳内,防止影响产品正常运行的灰尘进入壳内,4 4防防止任
17、何方向的喷水对产品的有害影响。止任何方向的喷水对产品的有害影响。2021/9/1514第二节第二节 防爆电器设备原理、标志防爆电器设备原理、标志2021/9/1515第二节第二节 防爆电器设备原理、标志防爆电器设备原理、标志一、隔爆型电气设备一、隔爆型电气设备1 1、隔爆型电气设备的特征、隔爆型电气设备的特征 共同特征:将正常工作或事故状态下可能产生火花的共同特征:将正常工作或事故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。这种外壳应能承受部分放在一个或分放在几个外壳中。这种外壳应能承受可能进入其内部的可燃性气体的爆炸,而不至于损坏或可能进入其内部的可燃性气体的爆炸,而不至于损坏或产生
18、永久性变形,并且不致使内部产生的火焰通过外壳产生永久性变形,并且不致使内部产生的火焰通过外壳上任何接合面或孔眼点燃外部的可燃性气体。因此,要上任何接合面或孔眼点燃外部的可燃性气体。因此,要求隔爆外壳具有求隔爆外壳具有隔爆性隔爆性和和耐爆性耐爆性。隔爆性,又称不传爆性。隔爆性,又称不传爆性。隔爆性,又称不传爆性。隔爆性,又称不传爆性。耐爆性,指隔爆外壳的机械强度。耐爆性,指隔爆外壳的机械强度。耐爆性,指隔爆外壳的机械强度。耐爆性,指隔爆外壳的机械强度。2021/9/1516第二节第二节 防爆电器设备原理、标志防爆电器设备原理、标志2 2、隔爆型电气设备隔爆原理、隔爆型电气设备隔爆原理间隙隔爆:内
19、部爆炸火焰通过结合间隙向外间隙隔爆:内部爆炸火焰通过结合间隙向外传播时,金属壳体的吸热灭火和冷却作用,使火传播时,金属壳体的吸热灭火和冷却作用,使火焰熄灭并降温,避免传爆;焰熄灭并降温,避免传爆;外壳具有足够强度,壳体内发生最严重的爆外壳具有足够强度,壳体内发生最严重的爆炸时,所产生的高温不致使外壳损伤,所形成的炸时,所产生的高温不致使外壳损伤,所形成的压力不致使外壳变形或损坏。压力不致使外壳变形或损坏。3 3、标志、标志矿用隔爆型电气设备矿用隔爆型电气设备 ExdI ExdI2021/9/1517第二节第二节 防爆电器设备原理、标志防爆电器设备原理、标志二、二、增安型电气设备增安型电气设备
20、1 1、防爆原理、防爆原理 正常运行条件下和规定的过载条件时,不产生电火正常运行条件下和规定的过载条件时,不产生电火花和危险温度,在结构上花和危险温度,在结构上 采取措施提高安全程度,以避免采取措施提高安全程度,以避免在正常和认可的过载条件下出现这些现像。在正常和认可的过载条件下出现这些现像。2 2、防爆措施、防爆措施防护外壳;防护外壳;加大电气间隙与爬电距离;加大电气间隙与爬电距离;电气间隙:指两个导电部分间的最短空间距离;电气间隙:指两个导电部分间的最短空间距离;电气间隙:指两个导电部分间的最短空间距离;电气间隙:指两个导电部分间的最短空间距离;爬电距离:指两个导电部分间的沿绝缘材料表面的
21、最短爬电距离:指两个导电部分间的沿绝缘材料表面的最短爬电距离:指两个导电部分间的沿绝缘材料表面的最短爬电距离:指两个导电部分间的沿绝缘材料表面的最短距离;距离;距离;距离;2021/9/1518第二节第二节 防爆电器设备原理、标志防爆电器设备原理、标志常见电压等级最小爬电距离和最小电气间隙常见电压等级最小爬电距离和最小电气间隙 提高绝缘等级;提高绝缘等级;电路和导线可靠连接;电路和导线可靠连接;加大导线截面加大导线截面等等。3 3、标志、标志矿用增安型电气设备矿用增安型电气设备 ExeI ExeI45 25 10 最小爬电距离(mm)18 10 6 最小电气间隙(mm)1140V 660V 1
22、27V 电压等级2021/9/1519第二节第二节 防爆电器设备原理、标志防爆电器设备原理、标志三、本质安全型电气设备三、本质安全型电气设备1 1、防爆原理、防爆原理 本质安全型电气设备的防爆原理是:通过限制电本质安全型电气设备的防爆原理是:通过限制电气设备电路的各种参数,或采取保护措施来限制电路的气设备电路的各种参数,或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能,使其在正常工作和规定的故障状火花放电能量和热能,使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物,从而实现了电气防爆。性混合物,从而实现了电气防爆。
23、限制能量;限制能量;限制功率(最大约限制功率(最大约25W25W););限电流和限电压;限电流和限电压;正常工作与规定的故障状态;正常工作与规定的故障状态;电火花与危险温度。电火花与危险温度。2021/9/1520第二节第二节 防爆电器设备原理、标志防爆电器设备原理、标志2 2、防爆措施、防爆措施 电源:(电源:(1 1)限电压;()限电压;(2 2)限电流;()限电流;(3 3)双重化。)双重化。负载:(负载:(1 1)限电感;()限电感;(2 2)限电容;()限电容;(3 3)双重化。)双重化。3 3、本质安全型电气设备的特点:、本质安全型电气设备的特点:结构简单、体积小、重量轻;制造、维
24、修方便、结构简单、体积小、重量轻;制造、维修方便、投资少;安全性能可靠。本安型是一种比较理想的防爆投资少;安全性能可靠。本安型是一种比较理想的防爆设备设备,在满足技术要求的情况下,应优先选用。在满足技术要求的情况下,应优先选用。本质安全型电气设备的外壳可采用金属、塑料及本质安全型电气设备的外壳可采用金属、塑料及合金制成。外壳必须具有一定的强度,并具有一定的防合金制成。外壳必须具有一定的强度,并具有一定的防尘、防水、防外物能力。采用合金外壳的材质中的含镁尘、防水、防外物能力。采用合金外壳的材质中的含镁量不超过量不超过0.50.5,以防止由于摩擦产生危险火花。,以防止由于摩擦产生危险火花。2021
25、/9/1521第二节第二节 防爆电器设备原理、标志防爆电器设备原理、标志本质安全型电气设备的电源有两种:本质安全型电气设备的电源有两种:独立电源:指干电池、蓄电池、光电池和化学电池等。独立电源:指干电池、蓄电池、光电池和化学电池等。外接电源:指经电网引入、经电源变压器供电的电源。外接电源:指经电网引入、经电源变压器供电的电源。煤矿井下使用的本质安全型电气设备的电源大多数是煤矿井下使用的本质安全型电气设备的电源大多数是从电网引入经电源变压器整流后的电源,一般为隔爆兼本质从电网引入经电源变压器整流后的电源,一般为隔爆兼本质安全型。安全型。4 4、分类及标志、分类及标志本质安全型电气设备分为:单一式
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