矿用电气设备的选择.pdf

2 0 0 8 年 第4 期 域晨 舛枝 4 3 矿 用 电 气设 备 的选 择 李家宝 太原重工股份有限公司铸锻分公司煤气厂， 山西 太原O 3 0 O 2 4 摘要矿用电气设备 的正确选择是保证矿 井安全生产 的重要一环 ， 该文 阐明了对煤矿 井下 电气设备 的结构 要求， 详细论述 了井下 电气设备 的防爆原理及矿用电气设备的类型， 针对煤矿井下环境， 说明了矿用电气设备的选用。 关键词煤矿 电气设备 防爆类型 中图分 类号 文献标识码B l z i n e E l e c t r i c a l E q u i p me n t S e l e c t i o n L i J i aB a o T h e T a i Y a h l a I r i n d u s t r y l imi t e d l i a b i l i t y c o m p a n y c a s t s h a l n m e t 8 t h e s u b s i d i a r y c o m p a n y g a s w o r d s ， T a i y u a n 0 f S h a n x i P r o v i n c e ， 0 3 0 0 2 4 Ab s t r ac t Mi n ede c t r ic a l l ti st o t h a tt h e c h o i c e o fminep r o d u c ti o n s a f e t ya n p a n 0 ft h i sp p0 ∞ d s o nthe c o a lmi n ede c t r i c a l e q u i p me n t r e q u ts o fthe s t mc t u r e ，d i s c u s s e sin d e t a i lthe e x p l o s i on p r o o f e le c t r i c a l e q u i p me n t u n d e r g r on t r l P r i n c i p l e a n d mi n eth et y p eof e l ect r ／ c a l e q u ／ p n n t ，f o r c o s 1mi n e e n v i t ，th a tthemin ede c t c a l e q u i p me n t s e l e c t i o n． Ke yw o r d s C o a l Mi n e E l e c tr i c a l E q u i p f n e I lt 0 n P r o o f T y p e 煤 矿井 下所使 用 的电气设 备 ， 由于工作环 境 的特 殊 ， 因而对其结构及 防爆 性能也有特殊要求 。 1 对矿用 电气设备的结构 要求 由于煤矿井 下 的空 气 中含有 瓦斯 气体 和煤 尘 ， 有 爆 炸的危 险 ， 矿用 电气设备 必 须具有 防爆 性 能。井下 巷道、 硐室和工作面空间狭小， 为搬迁设备方便 ， 要求 矿用 电气设 备体 积小 ， 重量 轻 。井 下 存在 冒顶 、 片帮 、 滴水及淋水等现象， 所以矿用 电气设备的外壳要有足 够的机械强 度和较 好 的 防潮 、 防锈性 能。井下 电气 设 备起动频繁 ， 负载变化较大， 设备易过载 ， 因此要求矿 用电气设备应有较大的过载能力。井下空气潮湿 ， 易 触 电， 故矿用 电气设 备外壳 应 封 闭 良好 ， 有 机械 、 电气 闭锁及专用接地螺丝； 对煤电钻 、 照明信号及控制电器 采用 1 2 7 V及 3 6 V低压 ， 以降低 触 电危害程度 。 2井下 电气设 备防爆原理 2 ． 1 隔爆外 壳 隔爆型电气设备必须具有隔爆外壳 ， 即当壳内发 生爆炸时， 绝不会引起壳外的可燃性混合物燃烧和爆 炸， 同时外壳也不会破裂或变形， 即外壳必须具有耐爆 和隔爆性能 。 为了实现外壳隔爆性能， 要求外壳各部件之间的 *收稿 日期 2 0 0 8一o 4 2 9 作者简介 李家宝 1 9 7 3 一 ， 男 ， 山西清徐县人， 毕业于大同煤校工 业企业 电气化专业 ， 太原重工 股份有 限公 司铸锻分公 司煤气 厂从事 技术工作 ， 发表论文多篇。 隔爆接合面和隔爆面问隙必须符合一定的要求。这样 当壳内发生爆 炸时 ， 隔爆面越长， 传爆的可能性就越 小 ； 隔爆 面间隙越 小 ， 穿过间隙的爆炸生成物 能量就越 少 ， 隔爆能力 就越强 。 2 ． 2 本质安全型 电路 本质安全 型电路 亦称安全 火花型电路 是指 电路 系统或设备在正常工作或在规定的故障状态下， 产生 的火花和火花效应均不能点燃瓦斯和煤尘。实验证 明 ， 当瓦斯 在空气 中的浓度 为 8 ． 2 ％ ～8 ． 5 ％时 ， 最容易 发生爆炸 ， 其所需要 的最 小能量为 0 ． 2 8 m J以下 。因此 恰当选择电路参数或采取一定的保护措施， 把火花能 量限制在 0 ． 2 8 I n J 以下。 电火花分为电阻性、 电容性和电感性三种。电路 开关在开、 合过程 中或发生短路时 ， 均能产生电火花， 其能量大小取决于电源电压和回路阻抗。对纯电阻电 路 ， 火花 的能量取 决于电压和电流 ； 对 电感 电路 主要取 决于电流和电感 ； 对电容电路主要取决于电压和电容。 电火花能量是决定能否点燃瓦斯 的主要参数 ， 因此在 设计本质安全型电路时， 必须限制电火花能量。其方 法主要有 1 合理选择电气元件， 尽量降低电源电压； 2 增大电路中的电阻或利用导线电阻来限制电 路中的故障电流； 3 采取消能措施， 消耗或衰减电感元件或电容元 件 中的能量。 本质安全 型 电路是低 电压小 电流 电路 ， 所 以只适 用于矿井通讯 、 信号、 测量和控制等电路。本质安全型 维普资讯 葺瞧差 纠妓 2 0 0 8 年 第4 期 设备可不要隔爆外壳 ， 因而具有体积小、 重量轻、 安全 可靠等优点。 2 ． 3 超前切断电源和采用快速断电系统 当电气设备出现故障时 ， 在可能点燃之前， 利用 自 动 断电装 置将 电源切 断。快 速 断 电系统 的工 作原 理 是 ， 电火花点燃瓦斯和煤尘需要一定 的时间 ， 其时间的 长短因电路参数和故障原因不同而异， 但最短不少于 5 m s 。如果故障切断时间少于 5 m s ， 则无论电缆受何损 伤 ， 其 电火花均不 能点燃 瓦斯 和煤 尘。一般 快速 断 电 系统的切断时间为 2 ． 5 3 m s 。 3 矿用 电气设备的类型 3 ． 1 矿用一般型 矿用一般 型电气设 备 的标志符号 为 “ K Y ” ， 它与普 通的设备相比有以下特点 1 外壳机械强度较高， 防滴防溅； 2 绝缘材 料耐潮性好 ； 3 引入电缆的接线端子有一定的空气间隙和漏 电距离的要求 ； 4 接线盒的内壁和可能产生火花的金属外壳内 壁均匀地涂上一层耐弧漆 。 矿用 一般 型 电气设 备 是非 防爆设 备 ， 只能用 于无 瓦斯和煤尘爆炸危险的场所。 3 ． 2 矿用 防爆 型 矿用防爆型电气设备 的外壳上和铭牌上都标有 1 增 安型 电气设备 E x e I 。增安 型设备 在 正常 运行 时不会产生 电 弧、 火花或 可能点燃 爆炸性 混合 物 的高温 ， 它不采用 隔爆外壳， 只是采取适当措施 包括 加强绝缘 、 增大电气间隙和漏电距离 以提高安全程 度。其标志符号为“ e ” 。 2 防爆型电气设备 E x d I 。防爆型电气设备是 具有防爆外壳的电气设备， 标志符号为“ d ” 。这种设备 将可能产生电火花和电弧的元件放在外壳 中， 使其与 外界环境 隔离 。 3 本质安全型电气设备 E x i a I 或 E x i b I 。本质 安全型电气设备的全部电路均为本质安全电路， 即在 规定的试验条件下 ， 正常工作或在规定的故障条件下， 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。其标志符号为“ i ” 本安型又分 a 和 b 两 个等级 ， a 等级的安全程度高于 b 级 。 4 隔爆兼本质安全型电气设备 E x d i a I 或 E x d i b I 。这种设备 是 隔爆 型与本 安型号 的组 合 ， 它 的非 本 安电路部分置于隔爆外壳中。其标志符号为“ d i ” 。 此外 ， 矿用 防爆设 备 的类 型还包括 矿用 充油 型 电 气设备 E x o I 、 矿用无火花型电气设备 E m I 、 矿用浇 封型 电气设 备 E x m I 等。 4 矿 用 电气设 备的选 用 在井下选 择电气设备 的类型时 ， 应严格按照 煤 矿 安全规程 的有关规定选择。各类矿用电气设备 的使 “ E 【 “ 标志 。它分 以下几种 用场所见表 1 。 表 1 各类矿用 电气设备 的使用场所 ～ ～ 型 通 信 、 自 动 化 装 鲢 用 场 所、 ＼ ＼ ＼ 高 、低 压 电 机 和 电 气 设 备 照 明 灯 具 置 和 仪 表 、仪 器 煤 岩 与瓦斯突 出 矿用防爆 型 矿用 防爆型 矿用防爆型 矿井和瓦斯喷出区域 g - 用增安型除外 g - 用增安型除外 g - 用增安型除外 井底车场、 总进风 低瓦斯矿井 矿用一般型 矿用一般型 矿用一般型 巷或主要进风巷 高瓦斯矿井 矿用一般型 矿用防爆型 矿用防爆型 瓦 翻车机硐室 矿用防爆型 矿用防爆型 矿用防爆型 斯 采 区进风道 矿用 防爆 型 矿用 防爆型 矿用防爆型 矿 井 总 回风道 、主要回风道、 采区回风道、 工作面和工作面 矿用防爆型 矿用防爆型 矿用防爆型 进风、 回风道 g - 用增安型除外 g - 用增安型除外 g - 用增安型除外 维普资讯