矿用电气设备及防爆原理.ppt
第二部分 矿用电气设备及防爆原理,一、矿用电气设备的特点,1、体积小，重量轻。,2、外壳坚固，防潮能力强，防锈能力高。,3、有足够的防爆性。,4、有较大的过负荷能力。,5、有完善的安全闭锁装置。,6、有良好的接地装置。,7、各种保护装置齐全。,二、防爆原理,（一）瓦斯、煤尘的爆炸条件及预防措施,1、瓦斯爆炸的条件,瓦斯浓度（在空气的含量达到）5%-16%；,引燃温度为650 750；,空气中氧气含量不低于12%。,2、瓦斯爆炸的预防,防止明火；,防止电火花；,防止爆破火焰；,防止瓦斯积聚；,防止高温热源；,防止爆炸灾害扩大；,防止摩擦火花；,3、煤尘爆炸的条件,煤尘的粒度在1um1mm的范围内，挥发分 指数超过10%，其在空气中的悬浮含量达到30 2000g/m2；,煤尘的引爆温度为700 800；,氧的浓度不低于18%；,4、煤尘爆炸的预防措施,（1）降尘措施,（2）防止煤尘引燃的措施,（3）隔爆措施,（二）防爆原理,设法消除点火源同瓦斯或煤尘的接触，限制热源的强度，或者限制热源的作用范围。,（三）防爆措施,1、隔爆外壳,采用隔爆外壳的防爆方法是把电气设备放置到一个坚固的外壳中，当内部发生爆炸时，不致引起外部混合气体的爆炸。,隔爆外壳应当具有耐爆性和不传爆性两种特性。,（1）耐爆性,隔爆外壳的耐爆性，是指当壳内的爆炸性气体混合物爆炸时，在最大爆炸压力作用下，外壳不会变形或损坏，因而爆炸产生的高温高压气体或火焰，不会直接点燃壳外的爆炸性气体混合物，为此隔爆外壳必须具有足够的机械强度。,（2）不传爆性,不传爆性又叫隔爆性，隔爆外壳的不传爆性是指壳内的爆炸性气体混合物爆炸时产生的高温气体或火焰通过外壳各结合面的间隙向壳外喷泻过程中，能得到足够的冷却，使之不会点燃周围的爆炸性混合物，隔爆外壳的不传爆性是靠严格控制各结合面的间隙、长度和粗糙度来实现的。,2、采用本质安全电路,在正常工作或在规定的故障状态下产生的电火花或热效应，均不能点燃具有爆炸性的混合物的电路。,3、超前切断电源,利用此方法主要是控制点火源同爆炸性混合物接触机会。当设备在可能出现故障以前，就自行切断电源，降低热源的温度，当与爆炸性混合物接触时，就不致于将其点燃从而引起爆炸。,三、矿用电气设备的类型,（一）矿用电气设备的分类,矿用电气设备分矿用一般型和矿用防爆型两大类。,（二）矿用一般型电气设备,1、矿用一般型电气设备是专为煤矿井下生产的不防爆电气设备，由于该设备是不防爆电气设备，所以只能用于没有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井。在有瓦斯和煤尘爆炸的矿井，只能用于井底车场、总进风道等通风良好的、瓦斯煤尘爆炸危险性很小的场所。标志为“KY”。,2、矿用一般型电气设备的特点：,（1）外壳封闭，机械强度较高，具有防水、防外物；,（2）绝缘材料耐潮性好；,（3）爬电距离及电气间隙较大；,（4）采用电缆出线；,（二）矿用防爆型电气设备,1、矿用防爆型电气设备：是按照国家标准设计制造的，不会引起周围爆炸性混合物爆炸的电气设备，称为矿用隔爆型电气设备。,2、电气设备的类别,电气设备分为二类：,类：煤矿井下用电气设备；,类：工厂用电气设备。,3、矿用防爆型电气设备的类型：,根据现行的防爆炸电气设备的国家标准，矿用防爆型电气设备可分为：,（1）矿用隔爆型电气设备：EX dI,具有隔爆外壳的防爆电气设备，该外壳既能承受其内部爆炸性气体混合物引爆产生的爆炸压力，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。,（2）矿用增安型电气设备：EXeI,对于正常运行时不产生电弧、火花或危险高温的电气设备或部件，采取适当措施，以进一步提高安全程度，防止内部发生短路及接地故障，并严格控制外壳的表面温度，已达到防爆的目的，这种类型的电气设备叫做矿用增安型电气设备。,（3）本质安全型电气设备(EXiI),在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障条件下，所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，叫做本质安全电路。全部电路为本质安全电路的电气设备，叫本质安全型电气设备。,本质安全型电气设备根据安全程度的不同可分为ia和ib两个等级。Ia等级是指电路在正常工作和一个或两个故障时，都不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备；当正常工作时，安全系数为2；一个故障时，安全系数为1.5，两个故障时，安全系数为1。Ib等级是指正常工作和一个故障时，不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备；当正常工作时，安全系数为2；一个故障时，安全系数为1.5。从安全等级划分标准中可以看出，ia等级的本质安全型电气设备的安全程度高于 ib等级。从技术要求上看，ia 登记的本质安全型电气设备比ib等级的本质安全型电气设备要求更高更严。本质安全型电气设备的标志为“i”.标志全称为：“ExiI”、“ExiaI”、“ExibI”。,（5）防爆正压型电气设备（EXpI）,具有正压外壳的电气设备。即外壳内充有保护性气体，并保持其压力（压强）高于周围爆炸性环境的压力（压强），以阻止外部爆炸性混合物进入的防爆电气设备。,（4）防爆充油型电气设备（EXoI）,将可能产生火花、电弧或危险高温的带电部件浸在油中，使之不与油面上爆炸性混合物相接触，电弧或电火花在油中被熄灭冷却，不能点燃油面上的爆炸性混合物，以达防爆的目的。采用这种方法的电气设备称作防爆充油型电气设备。,（6）防爆特殊型电气设备（EXsI）,凡是在结构上不属于上述各基本防爆类型及各类型组合的电气设备，经国家防爆检验机构通过试验并确认其具有防爆能力的电气设备叫防爆特殊电气设备。,防爆电气设备的类别、类型、级别和组别连同防爆标志“Ex”构成防爆标志。例如：隔爆型电气设备的防爆标志为“ExdI”，其中，Ex为总的防爆标志，d是隔爆型电气设备的标志，I指电气设备的标志，I指电气设备的类别为I类，即煤矿井下用电气设备。煤矿用ib等级的本质安全电气设备的防爆标志为“Ex ibI”。,4、防爆电气设备的防爆标志：,选用矿用电气设备，应该贯彻经济和维护简便的原则。隔爆型电气设备造价昂贵，而且维护不便，所以在可用矿用一般性或矿用增安型的场所，应尽量选用这些类型；只有在非采用隔爆设备不可的场所才选用这种类型的电气设备。,四、矿用电气设备的选用,对于控制、监测、通讯等弱电系统的电气设备，应优先考虑采用本质安全型，因为这类设备在正常状态和故障状态下产生的明电火花，不足以点燃和引爆周围环境中的瓦斯、煤尘，所以不需要隔爆外壳。此外，这类设备还具有体积小，重量轻，便于携带，造价低廉，而且安全程度高的优点。,
