【文章內(nèi)容簡介】 礦用防爆型 三、通信、自動化裝置和儀器、儀表 ? 注： *使用架線式電機車運輸?shù)南锏乐屑把卦撓锏赖臋C電峒室內(nèi)可采用礦用一般型電氣設備（包括照明燈具、通信、自動化裝備和儀器、儀表）。? **煤（巖）與瓦斯突出礦井的井底車場的主泵房內(nèi)，可使用礦用增安型電動機。? 第 448條規(guī)定，井下各級配電電壓和各種電氣設備的額定電壓等級，應符合下列要求：? 一、高壓，不應超過 10000V；? 二、低壓，不應超過 1140V；? 三、照明、手持式電氣設備的額定電壓和電話、信號裝置的額定供電電壓，都不應超過127V。? 四、采區(qū)電氣設備使用 3300V供電時必須制定專門的安全措施，遠距離控制線路的額定電壓，不應超過 36V。? 第 454條規(guī)定，峒室外嚴禁使用油浸式低壓電氣設備。 ? 40kW及以上的起動頻繁的低壓控制設備，應使用真空電磁起動器控制。? 第 455條規(guī)定，井下高壓電動機、動力變壓器的高壓側(cè)，應有短路、過負荷和欠電壓釋放保護。井下由采區(qū)變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應裝設短路和過負荷及漏電保護裝置，低壓電動機應具備短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖的保護及遠程控制裝置。? 第 457條規(guī)定，礦井地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上，應裝設有選擇性的單相接地保護裝置；供移動變電站的高壓饋電線上，必須裝設有選擇性的動作于跳閘的單相接地保護裝置。? 井下低壓饋電線上，必須裝設檢漏保護裝置或有選擇性的檢漏保護裝置，保證自動切斷漏電的饋電線路。? 煤電鉆必須使用設有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負荷、斷相、遠距離起動和停止煤電鉆的綜合保護裝置。第三篇 礦用隔爆型電氣設備 “d”? 具有隔爆外殼的電氣設備稱為隔爆型電氣設備。隔 爆外殼作為一種防爆型式至今已獲得了廣泛的應用，在結(jié)構(gòu)型式上計有 75～ 80%用于有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤礦井下的礦用電氣設備均采用了這種防爆型式，它對促進煤礦生產(chǎn)過程電氣化，對保證煤礦井下安全生產(chǎn)起到了決定性的作用。隔爆外殼是電氣設備的一種防爆型式，其外殼能承受住通過外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙滲透到外殼內(nèi)部的可燃性混合物的內(nèi)部爆炸而不損壞，并不會引起外部由一種、多種相應防爆級別氣體或蒸汽形成的爆炸性環(huán)境的點燃。本篇主要介紹隔爆防爆機理、電氣設備隔爆外殼的結(jié)構(gòu)要求及電弧短路故障狀態(tài)下對隔爆性能影響等內(nèi)容。 1 隔爆外殼的基本防爆原理? 隔爆型電氣設備的防爆原理是：將電氣設備的帶電部件放在特制的外殼內(nèi)，該外殼具有將殼內(nèi)電氣部件產(chǎn)生的火花和電弧與殼外爆炸性混合物隔離開的作用，并能承受進入殼內(nèi)的爆炸性混合物被殼內(nèi)電氣設備的火花、電弧引爆時所產(chǎn)生的爆炸壓力，而外殼不被破壞； ? 同時能防止殼內(nèi)爆炸生成物向殼外爆炸性混合物傳爆，不會引起殼外爆炸性混合物燃燒和爆炸。這種特殊的外殼叫 “隔爆外殼 ”。具有隔爆外殼的電氣設備稱為“隔爆型電氣設? 備 ”。隔爆型電氣設備具有良好的隔爆和耐爆性能，被廣泛用于煤礦井下等爆炸性環(huán)境工作場所。隔爆性電氣設備的標志為 “d”。? 隔爆型電氣設備除電氣部分外，主要結(jié)構(gòu)包 括隔爆外殼及一些附在殼上的零部件，如襯墊、透明件、電纜（電線）引入裝置及接線盒等。? 根據(jù)隔爆型電氣設備的防爆原理，我們知道隔爆外殼應具有耐爆和隔爆性能。所謂耐爆就是外殼能承受殼內(nèi)爆炸性混合物爆炸時所產(chǎn)生的爆炸壓力，而本身不產(chǎn)生破壞和危險變形的能力。所謂隔爆性能就是外殼內(nèi)爆炸性混合物爆炸時噴出的火焰，不會引起殼外可燃性混合物爆炸的性能。為了實現(xiàn)隔爆外殼耐爆和隔爆性能，對隔爆外殼的形狀、材質(zhì)、容積、結(jié)構(gòu)等均有特殊的要求。2 隔爆型電氣設備? 隔爆型電氣設備主要在煤礦井下爆炸危險工作場所使用，其使用環(huán)境場地狹窄，搬運困難，并有巖石、煤塊冒落、撞擊的危險，其外殼不僅要具有耐爆性，還應具有足夠機械強度，才能保證設備外殼在發(fā)生內(nèi)部爆炸或受到外物撞擊時，外殼不發(fā)生嚴重變形或損壞。為此，常在煤礦井下采掘工作面工作的隔爆型電氣設備的隔爆外殼必須采用鋼板或鑄鋼構(gòu)成，但其他零部件或裝配后沖擊不到的或容積不超過 2L的電氣設備，可用 HT250灰鑄鐵制成。 ? 對于 I類非采掘工作面用隔爆外殼也可以用 HT250灰鑄鐵制成。對于容積不大于2L的外殼，也可以采用工程塑料制成，這種材料具有易成型、易切削加工，比重輕、易于制造等優(yōu)點，但使用這種材料作隔爆外殼時必須注意到塑料在高溫下易發(fā)生分解和變形的性質(zhì)。因此，在具有大量熱源和能發(fā)生大電弧的電氣設備上不宜使用塑料外殼。 ? 隔爆外殼的幾何形狀是多樣的，大量的理論研究和實踐證明：在相同容積、不同形狀的隔爆外殼中，非球形外殼中的爆炸壓力比球形外殼中壓力低，即球形外殼的爆炸壓力最大，而長方體外殼爆炸壓力最小，外殼內(nèi)的爆炸壓力是隨著容器形狀的不同而改變。這是因為隨著外形散熱表面積的增大而降低了爆炸壓力。因此，隔爆外殼以采用長方形外形為宜，這樣可以提高外殼的耐爆能力。? 隔爆外殼的容積也是設計隔爆外殼的關(guān)鍵。理論和實踐都證明：在其他條件都一定的情況下，隔爆外殼的容積與外殼內(nèi)的爆炸壓力無關(guān)，容積對壓力的影響不大。因此在設計? 制造隔爆外殼時就可以在滿足設備技術(shù)要求的前提下，盡量減小隔爆外殼的體積，既保證了外殼的耐爆性又減小了體積、減輕了質(zhì)量，更便于在煤礦井下特殊環(huán)境中使用。? 一般隔爆外殼大都是由兩個或兩個以上的空 腔組成，且空腔間是連通的，因此在外殼內(nèi)爆炸性混合物發(fā)生爆炸時將會產(chǎn)生壓力重疊現(xiàn)象，也就是當一個空腔里的爆炸性混合物爆炸時，會使另一個空腔里的爆炸性混合物受到壓縮，而使壓力增高。如果這個空腔再爆，將會出現(xiàn)過壓現(xiàn)象，形成多空腔壓力重疊，隔爆外殼的耐爆性將受到威脅。因此，在設計制造隔爆外殼時應盡量避免采用多空腔結(jié)構(gòu)，如果無法避免這種結(jié)構(gòu)則應盡量增大各空腔間聯(lián)通孔的面積。 ? 因為多空腔壓力重疊的過壓大小與兩空腔容 積比以及連通孔斷面積有關(guān)。當兩空腔容積比一定時，連通孔斷面積越大，過壓就愈小，從而增加外殼的耐爆性能。另外，外殼的長、寬、高尺寸之比也不要過大，以免造成外殼內(nèi)的壓力重疊現(xiàn)象。? 隔爆型電氣設備的隔爆外殼不但具有耐爆性還應具有隔爆性。隔爆外殼如何實現(xiàn)隔爆作用，這是研究隔爆型電氣設備的關(guān)鍵。我們知道，由于加工、制造、使用、維修等方面的需要，無論何種形狀的隔爆外殼，都不可能是一個 “天衣無縫 ”的整體，而是由幾部分和各種零件構(gòu)成的。 ? 各部分以及零件之間都需要聯(lián)接，而聯(lián)接的 縫隙勢必會成為外殼內(nèi)的爆炸性產(chǎn)物穿過的途徑。如果對這些聯(lián)接的間隙不作特殊規(guī)定和技術(shù)要求，那么穿過間隙的殼內(nèi)爆炸產(chǎn)物就要引燃殼外周圍爆炸性混合物，其后果不堪設想。為了阻止殼內(nèi)爆炸性混合物爆炸生成物引燃殼外周圍的爆炸性混合物，就必須在外殼的各接合處，也就是聯(lián)接間隙采取一些特殊有效的措施，實現(xiàn)外殼隔爆性能。通常把互相聯(lián)接的接合面稱為 “隔爆接合面 ”，簡稱 “隔爆面 ”。 ? 而隔爆面之間的間隙稱為 “隔爆接合面間隙 ”，簡稱 “隔爆間隙 ”。隔爆間隙的大小是隔爆外殼能否隔爆的關(guān)鍵。通常隔爆面是采用法蘭連接的隔爆保護方式。隔爆結(jié)合面間隙有多種結(jié)構(gòu)：平面形結(jié)構(gòu)（開關(guān)大蓋與殼體、接線盒與殼體），止口形結(jié)構(gòu)（電動機端蓋與機座、轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)孔），平面加圓筒形結(jié)構(gòu)（煤電鉆接線盒蓋與接線盒），曲路結(jié)構(gòu)，鋸齒型結(jié)構(gòu)，螺紋結(jié)構(gòu)，襯墊結(jié)構(gòu)（照明燈罩與金屬外殼），微孔結(jié)構(gòu)（分析儀器傳感器用銅基、不銹鋼基粉塵冶金片，不銹鋼球隔爆結(jié)構(gòu)、發(fā)泡不銹鋼板），金屬網(wǎng)隔爆結(jié)構(gòu)（多層銅網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)）等，如圖 123所示。 ? 利用外殼的間隙進行隔爆的理論與金屬網(wǎng)對火焰熄滅作用原理相仿。隔爆外殼的隔爆作用是利用外殼的法蘭間隙來實現(xiàn)隔爆的。為什么法蘭間隙能實現(xiàn)隔爆，現(xiàn)在理論研究上仍有兩種觀點：一種觀點認為，法蘭間隙對殼內(nèi)爆炸生成物（火焰）有熄火作用，火焰在狹窄的法蘭間隙中自動熄滅，因此法蘭間隙有隔爆作用，另一種觀點則認為，法蘭間隙不僅能熄滅殼內(nèi)火焰而且還能降低殼內(nèi)爆炸生成物的溫度，而這些生成物是有傳爆危險的，所以法蘭間隙能起到隔爆作用。 ? 總之，理論的研究和實踐都證明了利用隔爆外殼的法蘭間隙能起到隔爆作用。既然法蘭間隙能起隔爆作用，那么間隙的大小與隔爆作用的大小又存在什么關(guān)系呢？研究證明：法蘭間隙越大，穿過間隙的爆炸產(chǎn)生物能量就越多，傳爆性就越強，隔爆性能就越差。相反，法蘭間隙越小，傳爆性就越弱，隔爆性能就越好。 ? 法蘭隔爆面的長度也和法蘭間隙的隔爆性緊密相關(guān)。隔爆面越長，傳爆的可能性就愈小，隔爆面越短，傳爆的可能性就越大。為了能使隔爆外殼具有最佳隔爆性，人們對外殼法蘭間隙的大小與隔爆性能進行了試驗研究，試驗得出：最大不傳爆間隙就是最大試驗安全間隙，不同的爆炸性混合物的最大試驗安全間隙不同（當法蘭間隙的長度為 25mm）。既然法蘭最大安全間隙對隔爆有如此重要的作用，那么影響最大安全間隙又有哪些因素呢？研究證明， ? 影響最大試驗安全間隙的因素有： ① 爆炸性混合物的濃度； ② 隔爆法蘭的長度及其表面加工粗糙度； ③ 隔爆外殼的容積； ④ 爆炸混合物的初始壓力、溫度和濕度； ⑤ 點火源到隔爆間隙內(nèi)緣的距離； ⑥ 爆炸性混合物的流動狀態(tài)等諸多因素。下面逐一研究這引些因素對最大安全間隙影響的程度。 ? 爆炸性混合物濃度的影響。最大安全間隙試驗時使用的爆炸性混合物的濃度是最危險的濃度，當這種爆炸性混合物濃度高于或低于最危險濃度時（最大安全間隙試驗中所采用的濃度），都會使試驗安全間隙增大。爆炸性混合物濃度對最大試驗安全間隙的影響是非線性關(guān)系變化的。 ? 隔爆法蘭長度的影響。法蘭長度下降；安全間隙下降，法蘭長度上升，試驗安全間隙增大。當法蘭長度從零增加到 15mm時，試驗安全間隙增長很快。但當法蘭長度再度增大時，試驗安全間隙只能增大到這種爆炸性混合物的熄滅距離。如果再增大法蘭面的間隙，爆炸性混合物的爆炸生成物將穿過間隙向殼外周圍傳播，那么外殼也就失去了隔爆作用。? 隔爆外殼法蘭表面加工粗糙度的影響。法蘭表面加工粗糙度只要不影響間隙的寬度，即只要保持法蘭表面平整，不會造成間隙寬度畸形，法蘭表面略粗糙一些，對隔爆性能沒有大的影響。一般認為要求隔爆面加工粗糙度 Ra不超過 。? 隔爆外殼的容積對最大試驗安全間隙的影響。在殼內(nèi)點火源位置一定的前提下，隔爆外殼容積的改變對最大試驗安全間隙影響是不大的。? 爆炸性混合物的壓力和溫度對最大安全間隙的影響。爆炸性混合物壓力提高，最大試驗安全間隙將下降；爆炸性混合物溫度的提高更易爆炸，將會使試驗安全間隙下降。? 爆炸性混合物濕度的影響。隨著爆炸性混合物濕度的提高，間隙的傳爆的可能性減小，最大試驗安全間隙將隨之增大。? 隔爆外殼內(nèi)點火源位置對試驗安全間隙的影響。對于快速反應的爆炸性混合物，殼內(nèi)點火源位置對試驗安全間隙的影響不大。但對于反應緩慢的爆炸混合物，點火源對最大試驗安全間隙有較大影響。點火源位置偏離中心，最大試驗安全間隙將隨之增大。3　隔爆型電氣設備結(jié)構(gòu)? 隔爆型電氣設備主要包括殼體與蓋，及附屬其外殼上的防爆部件，主要有電纜及導線的引入裝置、接線盒、透明件、襯墊等。? 接線盒? 隔爆型電氣設備的電纜和導線的引入裝置包括直接引入和間接引入兩種。對于符合下述條件的 I類電氣設備可采用直接引入方式； ① 正常運行時設備不產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度； ② 電氣設備的額定功率不大于 250W，且電流不大于 5A；間接引入方式是指電纜或?qū)Ь€通過接線盒或插銷與電氣設備進行連接。 ? 對于不能使用直接引入裝置的電氣設備必須采用間接引入裝置，這樣才能保證在隔爆外殼內(nèi)部發(fā)生爆炸時，不會發(fā)生由于引入裝置的不可靠而造成傳爆事故。無論采用何種方式的引入裝置，都必須符合有關(guān)的規(guī)定，確保隔爆型電氣設備的防爆性能。? 透明件? 透明件主要是指照明燈具的透明罩、觀察窗和指示燈罩，它們是隔爆外殼的一部分。因此這些透明件必須能承受隔爆型電氣設備使用環(huán)境的爆炸性混合物爆炸時產(chǎn)生? 的爆炸壓力和溫度的作用和使用環(huán)境上外界因素的影響，包括機械、化學、熱能的作用。因此透明件一般采用玻璃和鋼化玻璃制成。透明件必須能承受標準規(guī)定的機械沖擊和熱沖擊試驗。燈具透明件與外殼之間可以直接膠封。? 襯墊? 隔爆外殼上為實現(xiàn)防潮、防水和防塵的要求，常常需要使用襯墊。襯墊的使用有兩種情況：一種是用在設備維修中需要打開的外殼部件上，此時襯墊僅起密封作用，而不能作隔爆措施。因為維修需要打開的部件其襯墊容易丟失。否則一旦丟失，整個隔爆結(jié)構(gòu)就被破壞了。但觀察窗內(nèi)密封襯墊則例外，它既有密封作用，又有隔爆作用。 ? 第二種是襯墊用在設備維修中不經(jīng)常打開的部件上，此時襯墊可作隔爆措施，但襯墊必須符合以下 4點要求： ① 襯墊必須采用具有一定強度的金屬或金屬包覆的不燃性材料制成； ② 襯墊的厚度不能小于 2mm； ③ 當外殼凈容積不大于 時，襯墊寬度不得小于 6mm，當外殼凈容積大于 ，襯墊寬度不得小于； ④ 襯墊安裝后要保證不脫落，并在外殼產(chǎn)生