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第三章矿用电气设备的防爆第一节:防爆电气设备一、防爆电气设备的类型防爆电气设备的类型很多(含煤矿以外的防爆设备)，性能的差异很大。1.按其使用环境的不同分为两类：Ⅰ类：煤矿井下用防爆电气设备。Ⅱ类：工厂用防爆电气设备。该类设备适用于有各种各样爆炸性气体或可燃物的化工厂、石油开采、石油炼制、舰船等。2．防爆电气设备种类1983年～l991年，国家标准局先后颁布了10种防爆电气设备类型，现国标为GB3836--2000，它们是：（1）隔爆型电气设备(代号为d)：它是一种具有隔爆外壳的电气设备。该外壳既能承受其内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，又能防止爆炸产物穿出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性混合物。如变压器、开关等。隔爆型电气设备的标志为EXdⅠ。(2)增安型电气设备(e)：在正常运行条件下，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。从结构上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上述现象。它们有隔爆外壳，如鼠笼电机。(3)本质安全型电气设备(i)：全部电路均为本质安全电路的电气设备。采用IE6—3火花试验装置，在正常工作或规定的故障状态下产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物。(4)正压型电气设备(p)：它具有正压外壳，可以保持壳内新鲜空气或惰性气体的压力高于周围爆炸性环境的压力，并能阻止外部混合物进入壳内。(5)充油型电气设备(O)：全部或部分部件浸在油内，使设备不能点燃油面外的或壳外的爆炸性混合物的电气设备。(6)充砂型电气设备(q)：外壳内充填砂粒材料，使之在规定的使用条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热，均不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。(7)无火花型电气设备(n)：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的故障的电气设备。(8)浇封型电气设备(m)：整台设备或其中部分浇封在浇封剂中，在正常运行和认可的过载或认可的故障下，不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备(9)气密型电气设备(h)：凡具有气密封外壳的电气设备。气密封外壳是用熔化挤压或胶粘的方法进行密封的外壳。这种外壳能防止壳外气体进入壳内。(10)特殊型电气设备(s)：是指采用的防爆措施不为上述9种基本防爆类型所包括，经过防爆检验证明确实具有防爆性能的电气设备。二、防爆电气设备外壳的防护等级电气设备应具有坚固的外壳，外壳应具有一定的防护能力，达到一定的防护等级标准。防护等级就是防外物和防水能力。防外物是防止外部固体进入设备内部和防止人体触及设备内部的带电或运动部分的性能，简称防外物。防水是防止外部水分进入设备内部，简称防水。防护等级用字母IPXX来标志，XX是两位数字。如：IP43中的IP是外壳防护等级标志，第一位数字4表示防外物4级，第二位数字3表示防水3级。数字越大表示等级越高，要求越严格。防外物共分7级，防水共分9级。三、防爆电气设备的通用要求不同类型的防爆电气设备具有不同的特性，这就需要对它们做出专用的规定。但它们又有共同的特性，即对防爆电气设备的通用要求。无论何种类型的电气设备都必须在符合通用要求和专用规定的前提下，才能保证其防爆性能。通用要求主要包括：防爆电气设备使用的环境温度，对外壳、紧固件、联锁装置、绝缘套管、接线盒、连接件、引入装置及接地的要求等。(1)防爆电气设备使用的环境温度为－20℃～40℃，环境气压为(0.8～1.1)×105Pa。(2)防爆电气设备如果采用塑料外壳，需采用不燃性或难燃性材料制成，并保证塑料表面的绝缘电阻不大于l×l09Ω，以防积聚静电，还必须承受冲击试验和热稳定试验。(3)防爆电气设备限制使用铝合金外壳，防止其与锈铁摩擦产生大量热能，避免形成危险温度。(4)紧固件是防爆电气设备的主要零件。常用的紧固件是由螺栓和螺母及防松用的弹簧垫组成。对于要用特殊紧固件的防爆电气设备必须用特殊紧固件。如隔爆型电气设备外壳各部分的连接必须用护圈式紧固件，以防无关人员随意打开外壳，使外壳失去防爆性能。使用护圈式紧固件应符合以下几点要求：①螺栓头或螺母要放在护圈内，并且只有使用专用工具才能打开；②紧固后的螺栓头或螺母的上平面不能超出护圈；③各种规格螺栓的直径、护圈高度、护圈直径应符合有关规定；④护圈可设开口，开口的圆心角不大于l200；⑤护圈要与主体牢固连在一起。无论何种紧固件都应采用不锈材料制成或经防锈处理(5)为了防止电气设备误操作造成事故，防爆电气设备应设置联锁装置。①联锁装置在设备带电时，设备可拆卸部分不能拆卸。②当可拆卸部分拆开时，设备不能送电，以保证安全。(6)对于固定在设备外壳隔板上用来使导线穿过隔板的绝缘套管，必须用不易吸湿的绝缘材料制成，绝缘套管的使用不能改变电气设备的防爆形式。如果绝缘套管或电气设备需要使用胶接剂，胶接剂必须具有抗机械、热和抗化学腐蚀的能力。(7)为了保证电气设备导线和电缆连接牢固，防止电气设备运行中产生火花、电弧，引燃爆炸性混合物，对正常运行产生火花、电弧和危险温度的电气设备，功率大于250W或电流大于5A的I类电气设备，其电缆和导线的连接都应使用接线盒和连接件。接线盒的形式根据使用环境及有关技术要求决定。接线盒应符合下列条件：①接线盒内要留有导线弯曲半径的空间；②接线盒内裸露导体间的电气间隙、爬电距离要符合相应防爆类型的有关规定；③为防止电弧、闪络现象，接线盒内壁应涂耐弧漆。(8)连接件是置于接线盒内，供引入电缆或电线接线用的(又称接线端子)。连接件要有足够的机械强度和结构尺寸，要保证导线连接可靠，保证在振动和温度变化的影响下连接不松动，不产生火花、过热和接触不良等现象。对于与铝芯电缆连接的连接件要用铜铝过度接头。(9)引入装置是防爆电气设备外电路的电缆和电线进入设备内的过渡装置，是防爆电气设备的薄弱环节，因此引入装置的密封是十分重要的。常用的密封引入装置有三种：①密封圈式引入装置，该种引入方式应用最广泛，包括压盘式和压紧螺母式引入装置两种，如图7—2和图7-3所示；②浇封固化填料密封式引入装置，如图7-4所示；③金属密封环式引入装置，如图7—5所示。引入装置必须具有防松和防拔脱装置。(10)为了防止电气设备外壳带电时发生人身触电或对地放电引起周围可燃性气体混合物爆炸，防爆电气设备必须进行良好的接地。电气设备的接地主要包括设备金属外壳的外接地端子和设备接线盒内的内接地端子。内外接地端子都应有接地符号“⊥”。接地零件要用不锈钢材料制成或经防锈处理。无论是内接地端子还是外接线端子，所选用的规格必须与电气设备容量大小匹配，设备功率越大所用接线端子直径应越大。四、电气间隙与爬电距离由于煤矿井下空气潮湿、粉尘较多、环境温度较高，严重影响电气设备的绝缘性能。为了避免电气设备由于绝缘强度降低而产生短路电弧、火花放电等现象，对电气设备的爬电距离和电气间隙作出了规定。1、电气间隙是指两个裸露的导体之间的最短空气距离，即电气设备中有电位差的相邻金属之间，通过空气介质的最短距离。电气间隙通常包括：带电零件之间及带电零件与接地零件之间的最短空气距离；带电零件和易碰零件之间的最短空气距离。只有满足电气间隙的要求，裸露导体之间和它们对地之间才不会发生击穿放电，才能保证电气设备的安全运行。2、爬电距离是指两个导体之间沿固体绝缘材料表面的最短距离。也就是在电气设备中具有电位差的相邻金属零件之间，沿绝缘表面的最短距离。爬电距离是由电气设备的额定电压、绝缘材料的耐泄痕性能以及绝缘材料表面形状变化等因素决定的。额定电压越高，电气间隙、爬电距离越大；反之就越小。五、防爆电气设备标志在矿用防爆电气设备外壳的明显处，均有清晰永久性凸纹标志“Ex”和煤矿矿用产品安全标志“MA”；防爆电气设备的防爆标志由总标志、型式标志和类型标志组成，如Exdl。复合式防爆电气设备必须先标出主体防爆形式，后标出其他防爆形式。如：“EXdiⅠ”表示是Ⅰ类隔爆兼本质安全型防爆电气设备。复合型电气设备还应分别在不同防爆形式的外壳上标出相应的防爆形式。第二节：矿用隔爆型电气设备的失爆按照国家标准GB3836．1—10制造的矿用防爆型电气设备，如果失去了防爆性能的要求，就是防爆型电气设备失爆。隔爆型防爆电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性即为隔爆电气设备的失爆。一、隔爆型电气设备常见的失爆现象：1.用螺栓固定的隔爆接合面的失爆现象(1)缺螺栓、弹簧垫圈或螺母，螺栓或螺孔滑扣，螺栓折断在螺孔中，未上满扣。(2)弹簧垫圈未压平或螺栓松动，弹簧垫圈断裂或无弹性。2．电缆引出入装置的失爆现象(1)密封圈老化、失去弹性、变质、变形，有效尺寸配合间隙达不到要求，起不到密封作用。(2)密封圈外径与进线装置内径差值超过规定。D≤20D0-D≤1.020＜D≤60D0-D≤1.5D＞60D0-D≤2.0（3)密封圈内径与引入电缆外径差大于lmm以上(4)密封圈的单孔内穿进多根电缆。(5)把密封圈割开套在电缆上。(6)密封圈刀削后凸凹不整齐圆滑，锯齿直径差大于2mm以上。(7)密封圈没有完全套在电缆护套上。(8)线嘴压紧没有余量，线嘴与密封圈之间没有加装金属垫圈。(9)进线嘴压紧后没有余量或进线嘴内缘压不紧密封圈，或密封圈端面与器壁接触不严，或密封圈能活动。(10)引入引出电缆压线板未压紧电缆，用单手扳动喇叭嘴上下左右晃动时有明显晃动。(11)在引入装置处能轻易来回抽动电缆。(12)高压铠装电缆终端接线盒没有灌绝缘胶；绝缘胶没有灌到电缆三叉以上；绝缘胶有裂纹而能相对活动。3．隔爆型插接装置的失爆现象(1)煤电钻插销的电源侧应接插座，负荷侧应接插销，如接反即为失爆。(2)电源电压低于ll40V的插接装置，缺少防止突然拔脱的联动装置。(3)电压在1140V以上的插接装置没有电气联锁装置。(4)插销在触头断开的断电瞬间，外壳隔爆接合面的最大直径差W和最小有效长度L不符合表6—5规定。外壳净容积／LL／mmW／mmＶ≤0.5150.5Ｖ0.5250.64．隔爆电气设备内外壳的失爆现象(1)使用未经国家法定的检验单位发证的生产的防爆部件：(2)隔爆外壳有裂纹、开焊、严重变形长度超过50mm，同时凹坑深度超过5mm者。(3)隔爆壳内外有锈皮脱落。(4)闭锁装置不符合规定，闭锁装置不全，变形损坏起不到机械闭锁作用。(5)电气闭锁不起作用。(6)隔爆室(腔)的观察窗(孔)的透明板松动、破裂，使用普通玻璃或机械强度不符合规定。(7)螺纹隔爆结构：螺距的最少啮合扣数、最小拧入深度不符合表6—7的规定时，拧紧程度一般用手正向用力再拧入半圈以上者。外壳净容积最小拧入深最少啮合扣数(L)(mm)V≤0.15.00.1V≤2.09.06V2.012.5(8)喇叭嘴外缺损影响防爆性能者。(9)未接线的喇叭嘴没有分别用密封圈、挡板、金属圈依次装入、压紧，有一项未装上或未压紧者。(10)挡板直径与进线装置内径之差大于2mm，挡板厚度小于公称尺寸2mm(厚度允差为±0.18mm)，挡板材质低于钢垫板强度，挡板有缺陷或机械性伤痕超过有关规定者。(11)金属圈外径小，与进线装置内径之差大于2mm，金属圈厚度小于lmm，金属圈开口等。(12)在隔爆外壳内随意增加元件或部件，使电气间隙和爬电距离小于规定值，造成经外壳相间弧光接地短路，外壳被烧穿而失爆。(13)连接电缆没有使用合格的密封圈或未用密封圈，电缆护套伸人内腔壁长度不合格，以及不用的电缆接线孔没有使用合格的封堵板而失爆。(14)接线柱、绝缘座管烧毁，使两个空腔连通而失爆(内部爆炸时产生压力重叠)。5．防爆面的失爆现象防爆接合面应保持光洁、完整，各结构参数符合规定。有下列情况之一者即为失爆：(1)隔爆接合面的间隙、直径差和最小有效长度不符合表6—8的规定。隔爆空腔净容积L0.50.5～22间隙mm≤0.3≤0.4≤0.5接合面长度mm≥8≥l2.5≥25接合面内缘至螺栓孔距mm≥6≥8≥10(2)操纵杆直径(d)与隔爆接合面长度(L)不符合表6—9的规定。操纵杆直径mm隔爆接合面长度L／mmd≤6≥66d≤25≥dd25≥25(3)静止隔爆接合面的间隙与接合面长度不符合