防爆電氣裝置的原理與管理

2021-03-08 07:02:59 字數 5011 閱讀 3735

採用一定的安全技術措施,能在易爆危險場所安全地發揮供電、用電、通訊、檢測和控制功能的各類電氣裝置,通稱為防爆電氣裝置。

一、 對礦用電氣裝置的要求

由於煤礦井下電氣裝置的執行條件與地面不同,為了確保生產人員安全、裝置安全執行以及礦井的安全生產,煤礦井下的特殊工作條件對電氣裝置的要求主要有:

(1) 井下環境潮濕,有的地方還有淋水,因此電氣裝置要求防滴(濺),隔爆外殼及隔爆結合面要求防鏽蝕,因此電氣絕緣材料要求耐潮。此外,井下溫度較高,故還應對礦用電氣裝置的絕緣性能進行濕熱試驗。

(2) 井下常有煤、岩石冒落、片幫,移動裝置的拉、掛、碰、撞,易使裝置受損壞,要求電氣裝置具有堅固的外殼。

(3) 井下採、掘工作面經常移動,電氣裝置也將隨著移動,因此要求電氣裝置的選材與結構應便於搬運。

(4) 井下工作繁重、負荷變化大,因此要求電氣裝置執行可靠,有一定的過負荷能力。

(5) 井下空間狹窄,照明不足,因此要求電氣裝置體積小,操作簡單,維護方便。

(6) 井下存在著瓦斯、煤塵等**性混合物,要求使用在**性環境的電氣裝置具有防爆效能。

電氣裝置在正常執行或事故狀態下可能出現火花、電弧、熱表面和灼熱顆粒等,它們都具有一定的能量,可以成為點燃礦井瓦斯和煤塵的點火源。大量的統計資料表明,火源是井下瓦斯**的主要點火源。例如,1970~2023年間全國煤礦(社、隊小煤窯除外)共發生255次重大**事故。

其中有115次是由電氣火花源引爆的,佔**事故的45%。如果按**死亡人數統計,電火花引爆事故死亡人數則佔死亡人數的55%,居第一位。又如,美國煤礦1952~2023年10年間所發生的209次瓦斯燃爆事故中,由於機電裝置不良(含照明裝置)引爆的次數為75次,佔**事故的35.

9%。隨著煤礦生產電氣化程度的提高及井下電氣裝置的電壓等級的提高,電氣裝置的事故更易發生。因此,搞好電氣裝置的防爆,對防止瓦斯、煤塵**事故具有十分重要的意義。

為了防止瓦斯、煤塵**事故的發生,一方面要限制它們在空氣中的含量,例如,採用加強通風以降低瓦斯的濃度,噴灑水或岩石粉迫使煤塵降落等措施;另一方面要杜絕一切能夠點燃礦井煤塵的點火源和危險溫度。

電氣裝置防爆總的方向是設法消除點火源銅**性混合物的接觸,限制熱源的強度或作用範圍。目前,煤礦井下電氣裝置防爆常採取以下諸項措施。

(1) 間隙隔爆技術。間隙隔爆技術是把正常執行或故障狀態下可能引爆瓦斯或煤塵的電氣裝置置於堅固的具有隔爆結構的外殼內。當隔爆外殼內部發生**時,不會引起外殼外部的瓦斯與煤塵的**,即採用「隔爆外殼」進行電氣防爆。

這種防爆技術一般用於「強電」系統。

(2) 本質安全技術。本質安全技術的特點是限制熱源的能量,使本質安全裝置電路在正常或事故狀態下所產生的電火花均不能點燃瓦斯與煤塵,即採用「本質安全電路」。這種防爆技術只適用於「弱點」系統。

(3) 增加安全程度。採用各種方法提高電氣裝置的安全程度,使其故障率大大降低,從而防止電弧、火花或危險溫度的產生。配合有效的保護措施之後,可以實現防止井下瓦斯或煤塵被電氣裝置引燃事故的發生。

這種防爆措施主要用於正常執行時不會產生點燃作用的電器和照明燈具上。

(4) 快速斷電技術。快速斷電技術又叫超前切斷技術,其特點是採取可靠的自動快速切斷故障電流的措施,使可能產生的電火花或電弧存在的時間小於點燃瓦斯、煤塵所需要的最小時間。

二、 防爆電氣裝置的型別、原理及標誌

1. 防爆電氣裝置的型別及原理

防爆電氣裝置是按國家標準設計製造的不會引起周圍**性混合物**的電氣裝置。在煤炭、石油、化工及其他有混合物**可能的行業中,由於生產環境及**物質不同,所採用的防爆措施也不同了。為了使防爆電氣裝置的設計、製造標準化,便於檢驗、使用和維修,國家已制定了完整的防爆電氣裝置的國家標準。

現行的防爆電氣裝置的國家標準是gb3836。gb3836把防爆電氣裝置分為隔爆型、增安型、本質安全型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型、澆封型、氣密性和特殊型等十種型別。

(1) 隔爆型電氣裝置。具有隔爆外殼的電氣裝置稱為隔爆型電氣裝置。隔爆外殼既能承受內部混合性氣體被引爆產生的**壓力,又能防止內部**火焰和高溫氣體竄出隔爆間隙點燃外殼周圍的**性混合物。

該型裝置的標誌為「d」。

(2) 增安型電氣裝置。正常執行下不會產生電弧、火花或可能點燃**性混合物的高溫點電氣裝置,在其結構上採取措施,提高安全程度,一避免在正常或規定的過載條件下出現電弧、火花或可能點燃**性混合物的電氣裝置,稱為增安型電氣裝置。該型裝置的標誌為「e」。

(3) 本質安全型電氣裝置。全部電路均為本質安全電路的電氣裝置稱為本質安全型電氣裝置。所謂本質安全電路是指:

在規定條件下,在正常工作或規定的故障狀態下,產生電火花和熱效應均不能點燃**性混合物的電路。該型裝置的標誌為「i」(分ia,ib兩類)。

(4) 正壓型電氣裝置。具有正壓外殼的電氣裝置稱為正壓型電氣裝置。所謂正壓外殼是指向外殼內注入保護性氣體,保持內部保護性氣體的壓力高於周圍**性環境的壓力,以阻止外部**性混合物進入殼內的外殼。

該型裝置的標誌為「p」。

(5) 充油型電氣裝置。將全部部件或可能產生電火花或過熱的部分部件浸在油內,使其不能點燃油麵以上或殼外的**性混合物,此類電氣裝置稱為供電性電氣裝置。例如,充油的高壓隔爆配電裝置的油斷路器。

該型裝置的標誌為「o」。

(6) 充砂型電氣裝置。外殼內部充填沙粒材料,使其在規定條件下外殼內產生的電弧、傳播的火焰、殼壁或砂粒材料表面的過熱溫度均不能點燃其周圍的**性混合物,此類電氣裝置稱為充砂型電氣裝置。該型裝置的標誌為「q」。

(7) 無火花型電氣裝置。在正常執行條件下不會點燃周圍**性混合物,且一般不會發生有電燃作用故障,此類電氣裝置稱為無火花型電氣裝置。該型電氣裝置的標誌為「n」。

(8) 澆封型。將導電部件澆封在澆封劑中,與危險氣體隔離的電氣裝置,稱為澆封型電氣裝置。其標誌為「m」。

(9) 氣密型。採用完全密封的金屬外殼,與危險氣體隔離的電氣裝置,稱為氣密性電氣裝置。器標誌為「h」。

(10) 特殊型電氣裝置。凡在結構上不屬於尚屬基本防爆型別,或上述基本防爆型的組合,二採取其他特殊措施,經充分試驗證明確實具有防止引燃**性氣體混合物的能力,此類電氣裝置稱為特殊型電氣裝置。例如,防爆特殊型蓄電池機車,就是因為電源電池採取了特殊的結構型式,不能引爆,故而稱為防爆特殊型蓄電池機車。

特殊型電氣裝置的代號為「s」,該型裝置須經****部門指定的檢驗單位檢驗合格,還應報國家標準局備案。

2. 防爆電氣裝置的標誌

防爆型電氣裝置外殼的明顯處,需設定清晰的永久凸紋標誌「ex」;小型電氣裝置及儀器儀表可採用標誌牌鉚在或焊在外殼上,也可採用凹紋標誌。裝置外殼的明顯處需設定銘牌,並可靠固定,銘牌的右上方應有明顯的「ex」標誌。

為了從防爆電氣裝置的外觀上能夠明顯的區別出防爆電氣裝置的型式、類別、級別和組別,一般要求與防爆裝置的總標誌「ex」一起,構成各種防爆型式的標誌如表所列。

防爆標誌舉例

完整的防爆標誌依次表明防爆型式、類別、級別和組別。例如,為exdⅱbt3為ⅱ類b級t3組的隔爆型電氣裝置;exiaⅱat5 為ⅱ類a級t5 5組的ia級本質安全型電氣裝置。如有一種以上符合防爆型式,應先標出主體防爆型式,如exepⅱbt4 為主體增安型,並由正壓型部件的防爆型電氣裝置。

對於只允許用於某一種可燃性氣體或蒸汽環境的電氣裝置,可直接用該氣體或蒸汽的分子式或名稱標註,而不必註明級別和組別,如exdⅱ(nh3)或exdⅱ氨為用於按期環境的隔爆型電氣裝置。對於ⅱ類電氣裝置,可以標溫度組別,可以標最高表面溫度,亦可二者都標出。例如,最高溫度125℃的工廠用增安型電氣裝置可標註為exeⅱt4 、exeⅱ(125℃)或exeⅱ(125℃)t4。

三、 防爆電氣裝置的選用

採取一定措施或改進後能在礦井井下正常使用的電氣裝置叫礦用電氣裝置。它有兩種型別,即礦用防爆型電氣裝置和礦用一般型電氣裝置。

1.礦用防爆型電氣裝置

礦用防爆型電氣裝置與礦用一般型電氣裝置相比,關鍵是具有防爆效能,因而能在井下任何有瓦斯煤塵**危險的場所使用。

根據《煤礦安全規程》的規定,礦用電氣裝置必須按下錶選用

煤礦井下電氣裝置的選型

注:*——使用架線電機車運輸的巷道中沿該巷道的機電硐室內可以採用礦用一般型電氣裝置(包括照明燈具、通訊、自動化裝備和儀表、儀器);

**——煤(巖)與瓦斯突出礦井的井底車場的主幫浦房內,可使用礦用增安型電動機;

***——允許使用經安全檢測鑑定,並取得煤礦礦用產品安全標誌的礦燈。

3. 礦用一般型電氣裝置

礦用一般電氣裝置,沒有任何防爆措施,但其構造必須滿足以下基本要求。

(1) 電氣裝置外殼應有較高的機械強度,一保護內部機構,並能防止水點滴入或濺入。

(2) 電氣裝置的絕緣材料應當防潮,能在周圍溫度為25℃、相對濕度為97%情況下正常工作,機器內部的絕緣應是耐油的。

(3) 進線裝置應符合gb1336-77《防爆電氣裝置製造檢驗規程》的要求。

(4) 電纜與電氣裝置的連線,按規定必須使用電纜接頭和插銷。

(5) 觸頭及導電部分應裝入封閉的外殼內或浸在油內。

(6) 接線盒內的內壁和可能產生火花的金屬外殼內壁應均勻的塗上一層耐弧漆。

四、 電氣裝置防爆管理

電氣裝置防爆管理是指對煤礦防爆電氣裝置、防爆電器及一切可能產生電火花的設施和部位所施行的管理。它包括對防爆裝置(小型電器)的使用、維護、檢查、檢修等的管理,還包括對有關人員的管理。

電氣防爆管理的主要內容一般包括:建立必要的組織機構,實行專業化管理;嚴格執行各項管理制度,堅持科學管理制度,堅持科學管理,保證防爆電氣裝置的防爆效能等技術狀況經常處於良好狀態。

1. 健全專業化管理組織機構

(1) 防爆裝置檢查組。防爆裝置檢查組由防爆裝置檢查員組成。防爆裝置檢驗員應具有一定的文化程度,責任心強,熟悉井下工作條件對電氣裝置的要求,熟悉防爆電氣裝置的有關標準和規程,必須掌握各種防爆電氣裝置的結構、效能和除錯、檢查方法。

防爆裝置檢查員須經過礦務局培訓,考試合格,並發給「防爆裝置檢查員證」。

防爆裝置檢查組隊井下供電系統、防爆裝置(包括小型電器)、三大保護、煤電鑽綜合保護、區域性通風機風電閉鎖、電纜及各種電氣安全保護設施等實行監督檢查。檢查的主要內容是:各種防爆電氣裝置的防爆效能是否符合要求;各種電氣保護裝置,如安全供電三大保護、煤電鑽綜合保護、區域性通風機風電閉鎖、電動機綜合保護等是否堅持使用,並對其整定值進行檢查校核;對保護裝置動作靈敏度進項試驗等。

高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井使用的電器裝置,應每週檢查兩次;低瓦斯礦井要每週檢查一次。對入井的防爆電氣裝置和小型電器的防爆效能進行入井前的檢查,檢查合格者發給「入井許可證」,否則不准入井使用。

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