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煤矿机电设备防爆标准
煤矿机电设备防爆标准
一、井下防爆电气设备基础知识及相关标准
(一)防爆电气设备标准
防爆电气设备是指按国家标准设计、制造、使用的不会引起周
围爆炸性混合物爆炸的电气设备。
现行的防爆电气设备国家标准是 GB3836 系列。
它的主要内容是
把防爆电气设备分为隔爆型(d)、增安型(e)、本质安全型(i)、正压
型(p)、充油型(o)、充砂型(q)、无火花型(n)、浇封型(m)、气密型
(h)、特殊型(s)并对其防爆技术及试验方法进行了规定。
国家标准
主要包括以下几点:
1、电气设备的允许最高表面温度。
表面可能堆积粉尘时为
150℃,采取防尘堆积措施时为 450℃,防爆电气设备的使用环境为
-20℃—40℃。
2、电气设备与电缆的连接应采用防爆电缆接线盒,电缆的引入
引出必须用密封的电缆引入装置,并应具有防松动、防拔脱措施。
3、对不同的额定电压和绝缘材料,电气间隙和爬电距离都符合
相应的国家标准要求(详见附一)。
4、具有电气或机械闭锁装置,有可靠的接地及防止螺钉松动的
装置。
5、防爆电气如果采用塑料外壳,须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大于 1*109Ω,以防积聚静电,还必
须承受冲击试验和热稳定试验。
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6、防爆电气设备限制使用铝合金外壳,防止其与铁锈摩擦产生
大量热能,避免形成危险温度。
7、防爆电气设备必须经国家认定的防爆试验单位鉴定。
(二)防爆电气设备的防爆原理
1、隔爆型电气设备的原理是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几个外壳中,这种外壳除了将其内部的火花、
电弧与周围环境中的爆炸性气体隔开外,还有当进入壳内的爆炸性
气体混合物被壳内的火花、电弧引爆时外壳不被炸坏,也不致使爆
炸物通过连接缝隙引爆周围环境中的爆炸性气体混合物。
2、增安型电气设备的防爆原理是在正常运行条件下不会产生电
弧、火花和危险温度的矿用电气设备。
3、本质安全型电气设备防爆原理是通过限制电路的电气参数
(主要是指在规定的试验条件下,正常工作或规定的故障状态下产
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)限制
放电能量实现电气防爆。
4、正压型电气设备的防爆原理是将电气设备置于外壳内,壳内
充入保护性气体,并使壳内的保护气体压力高于周围爆炸性环境的
压力,以阻止外部爆炸性混合物进入壳内实现电气设备的防爆。
5、充油型电气设备的防爆原理是将全部或部分部件浸在油内,
使设备在故障状态下产生的电弧、火花不能点燃油面以上的或壳外
的爆炸性混合物。
6、充砂型电气设备的防爆原理是在电气设备的外壳内填充石英
砂,将设备的导电部件或带电部分埋在石英砂防爆材料之下,使之
1
在规定的条件下,在壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或石英
砂材料表面的温度都不能点燃周围爆炸性混合物。
7、无火花型电器设备的防爆原理是设备在正常运行条件下,不
会产生有点燃作用的故障出现。
8、浇封型电气设备的防爆原理是将电气设备有可能产生点燃爆
炸性混合物的电弧、火花或能产生高温的部件浇封在浇封剂中,避
免这些电气部件与爆炸性混合物接触,从而使电气设备在正常运行
或在认可的故障和过载情况下均不能点燃周围的爆炸性混合物。
9、气密型电气设备的防爆原理是电器设备或电气部件置于气密
的外壳内,这种外壳能防止外部可燃性气体进入壳内。
10、特殊型电气设备的防爆原理为:
不同于现有防爆设备的防
爆原理,但经国家认可的检验机构检验确实具有防爆性能。
(三)防爆电气设备的标志
为了从防爆电气设备的外观上能明显的了解它的类型,把防爆
电气设备的标志、型式、类别、级别、组别按一定顺序排列起来的
标志。
1、标志:
防爆电气设备的总标志为 Ex,安全标志为 MA。
2、型式:
即各种类型的防爆电气设备的标志。
如 d 表示为隔
爆型电气设备。
3、类别:
按使用环境的不同,将防爆电气设备分为Ⅰ类、Ⅱ
类。
Ⅰ类专门适用于煤矿井下,Ⅱ类用于地面工厂具有非甲烷外的
混合物爆炸环境中。
4、级别:
主要针对隔爆型和本质安全型电气设备,分为
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ⅡA、ⅡB、ⅡC 三级。
5、组别:
针对Ⅱ类电气设备,按照运行时允许的最高表面温
度分为 T1—T6六组。
(四)防护等级
防护等级指电气设备具有的防外物、防水的能力。
防外物是指
防止外部固体进入设备内部和防止人体触及设备内部带电或运动部
件的性能。
防水是指防止外部水分进入设备内部,对设备本身产生
有害影响的防护能力。
国家标准规定防护等级(IPΧΧ 表示,第一
个 Χ 表示防外物能力,第二个 Χ 表示防水能力,详见附二)中防
外物分为7级(0-6),防水分为9级(0-8)。
数字越大等级越高,
要求越严格。
二、失爆现象
失爆是指电气设备失去了耐爆性和隔爆性。
常见的失爆现象有
以下几种:
(一)连接螺栓的失爆现象
1、缺螺栓、弹簧垫圈或螺母,螺栓或螺孔滑扣,螺栓折断在螺
孔中的。
2、弹簧垫圈未压平或螺栓松动,弹簧垫圈断裂或无弹性(偶尔
出现弹簧垫圈断裂或失去弹性时,检查该处防爆间隙,若不超限,
更换合格弹簧垫圈后不为失爆)。
3、使用塑料或轻合金材料自制的螺栓或螺母。
4、护圈式或沉孔式紧固件紧固后,螺栓头或螺母的上平面超过
护圈或沉孔。
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密封圈外径
外径与进线装置内径间隙
≤20
≤1.0
20 ≤1.5 >60 ≤2.0 5、螺孔与螺栓不匹配的。 6、弹簧垫圈的规格与螺栓不相适应的。 7、设备同一部位螺栓、螺母等规格应一致。 钢紧固螺栓伸入螺 孔长度应不小于螺栓直径尺寸,铸铁、铜、铝件不小于螺栓直径的 1.5 倍;如果螺孔深度不够,则必须上满扣,否则为失爆。 8、通孔螺栓未外露 1-3 丝者(包括带螺帽)。 9、压线板可以不加弹簧垫圈,但两端不一致的。 (二)电缆引入引出装置的失爆现象 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、密封圈外径与进出线装置内径差值超过表一规定的;密封圈 宽度应大于电缆外径的 0.7 倍,但不得小于 10mm;厚度应大于电 缆外径的 0.3 倍,但不得小于 4 mm。 4、密封圈的单孔内穿进多根电缆。 5、密封圈割开套在电缆上。 6、密封圈刀削后凸凹不整齐圆滑,锯齿差大于 2 mm 以上。 7、密封圈没有完全套在电缆护套上。 4 8、线嘴压紧没有余量(螺旋式进线嘴压紧后应外露 1—3 丝, 倒角、车削槽间距不算;压盘式进线嘴压紧后应外露 3—5mm)。 9、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、电缆压线板未压紧电缆,压扁量超过电缆直径的 10%者, 用单手扳动喇叭嘴时上下左右晃动。 11、在引入引出装置外端能轻易来回抽动电缆。 12、密封圈与电缆护套之间有其它包扎物。 13、空闲进线嘴缺挡板或挡板直径比进线嘴内径小 2 mm 以上, 挡板厚度小于 2mm。 14、挡板放在密封圈里面或线嘴的金属垫圈放在挡板与密封圈 之间。 15、进线装置破损不齐全。 16、大小密封圈套用的。 17、一个进线嘴用多个密封圈的。 18、线嘴与密封圈之间没有加装金属垫圈。 19、密封圈装反(可切削端头朝外)。 (三)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,如反接即 为失爆。 2、电源电压低于 1140V,插接装置缺少防止突然拔脱的联动装 置。 3、电源电压高于 1140V,插接装置上没有电气联锁装置。 5 外壳净容积(L) L/mm W/mm V≤0.5 15 0.5 V>0.5 25 0.6 4、插销在触头断开的瞬间,外壳隔爆接触面的最大直径差 W 和 最小有效长度 L 须符合表二规定。 1、使用未经国家法定的检验单位发证生产的防爆部件。 2、隔爆外壳有裂纹、开焊、严重变形长度超过 50mm,凹坑深 度超过 5mm 的。 3、隔爆腔内、外有锈皮脱落。 4、锁装置不符合规定,闭锁装置不齐全、变形损坏起不到机械 闭锁作用。 5、电气闭锁不起作用。 6、外壳透明件(观察窗)破裂、有凹坑,使用非抗机械、热、 化学腐蚀的玻璃件。 7、腔内随意增加安装电气零部件,造成空腔容积变化的。 8、接线柱、绝缘座管烧坏,使两个空腔连通的。 9、腔内壁未均匀地涂耐弧漆,而使用涂调和漆、磁漆的。 (五)防爆面的失爆现象 防爆接合面应保持光洁、完整须有防锈措施,如电镀、磷化、 涂防锈油等,各结构参数符合出厂规定。 有下列情况之一者即为失 爆: 6 结合面型式 L(mm) L1(mm) W(mm) 外壳容积 V(升) V≤0.1 V>0.1 平面、止口或 圆筒结构 6.0 12.0 25.0 40.0 6.0 8.0 9.0 15.0 0.30 0.40 0.50 — — 0.4 0.5 0.6 带有滚动轴承 的圆筒结构 6.0 12.5 25.0 40.0 — — — — 0.40 0.50 0.60 — 0.4 0.5 0.6 0.8 1 隔爆结合面结构参数要符合下述规定,否则为失爆: (1)平面、圆筒隔爆结构 ①电气设备 静止部分隔爆结合面、操纵杆与杆孔隔爆结合面以及隔爆绝缘 套管隔爆结合面的最大间隙或直径差 W 和隔爆结合面的最小有效长 度 L;螺栓通孔边缘至隔爆结合面边缘的最小有效长度 L1;转轴与 轴孔隔爆结合面最大直径差 W 和最小有效长度 L 须分别符合表三的 规定,但快动式门或盖的隔爆结合面的最小有效长度 L 须不小于 25.0mm。 表三 7 操纵杆 d 直径(mm) 隔爆结合面长度 L(mm) d≤5.0 6.0<d≤25.0 d >25.0 L≥6.0 L≥d L≥25.0 外壳净容积 V(升) 最小拧入深度(mm) 最少啮合扣数 V≤0.1 0.1<V≤2.0 5.0 9.0 6 操纵杆直径 d 与隔爆结合面长度 L 之间要符合表四的规定。 隔爆结合面的粗糙度不得大于,操纵杆的粗糙度不得大于。 (2)防爆电动机 ①电动机轴与轴孔的隔爆结合面在正常工作状态下不应产生磨 擦。 采用圆筒结合面时,轴与轴孔配合的最小单边间隙须不小于 0.075mm。 ②滚动轴承结构,轴与轴孔的最大单边间隙 M 须大于表三规定 的 W 值的三分之二。 (3)螺纹隔爆结构 ①螺纹精度须不低于 3 级,螺距须不小于 0.7mm。 ②螺纹的最少啮合扣数、最小拧入深度须符合表五的规定。 8 V >2.012.5 2、隔爆面上,在规定长度(L)及螺孔边缘至隔爆面边缘的最 短有效长度(Ld)范围内,如发现有下列缺陷者为失爆。 (1)对局部出现的直径不大于 1mm、深度不大于 2mm 的砂眼, 在 40、25、15mm 的隔爆面上,每平方厘米不得超过 5 个,10mm 的 隔爆面超过 2 个。 (2)偶然产生的机械伤痕,其宽度与深度大于 0.5mm,其剩余 无伤隔爆面有效长度小于规定长度的三分之二(无伤隔爆面有效长 度可以几段相加)。 3、隔爆面上不准涂油漆、无意造成油漆痕迹,当场擦掉,不为 失爆。 4、隔爆面有锈迹,用棉纱擦后,仍留有锈蚀班痕者为锈蚀,而 只留云影,不算锈蚀。 隔爆面锈蚀是否为失爆,参照第 2 条关于砂 眼、机械伤痕的有关规定判定(云影—擦掉锈迹后,留下呈青褐色
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