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煤矿井下电气设备防爆探讨 【摘要】本文针对防爆电气设备的质量安全和其中存在的局限进行了讨论，主要介绍了煤矿井下防爆电气设备中应用的两种技术。煤矿井下环境十分恶劣，空气中含有瓦斯、CO等易燃、易爆气体和煤尘。 【关键词】煤矿；井下；电气；设备；防爆 近年来，为了保证矿井及矿工的人身安全，防止煤矿爆炸等重大事故的发生，国家不断加大对煤矿安全生产的管理力度，矿井井下开采区电器设备大都采用矿用隔爆型及增安型电器设备，电器设备防爆改造已成为煤矿的重中之重。 1.煤矿井下使用防爆电器设备的意义 由以上瓦斯煤尘爆炸的条件可以看出，为了防止井下瓦斯煤尘发生爆炸事故，一方面要限制它们在空气中的含量，另一方面，要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯煤尘造成爆炸的点火源和危险温度。 1）.煤矿井下可能引起瓦斯煤尘爆炸的火源由电气设备的电火花、违章放炮产生的火焰、机械撞击和摩擦产生的火花、矿灯故障产生的火花、架线电机车或电缆破坏产生的电弧以及煤炭自燃、吸烟、明火等。 2）.电气设备正常运行或故障状态下可能出现火花、电弧、热表面和灼热颗粒等，它们都具有一定能量，可以成为点燃矿井瓦斯煤尘的点火源。因此煤矿井下使用防爆电气设备具有非常重大的意义。 2.防爆电器配件的质量安全 2.1.防爆电气设备配件的选择 采购防爆电气设备配件时，需要认真的对厂家进行筛选，货比三家。供应商应满足的标准为品种规格全、产品性能可靠、质量优秀、价格体系优惠、完备的售后服务、能广泛满足不同用户要求。在签定合同时，清楚的填写各项条款，包括设备的价格、质量标准、验收标准、出厂标准、设备安装与调试、包装标准、运输方式、售后服务。违约责任等方面事宜。 2.2.防爆电气设备、配件的质量监督 首先，验收时，对装箱单、设备名称、规格型号、技术参数、出厂标准等内容进行逐一核实。不得验收不配套的设备。 其次，供货厂家应与设备上的铭牌相符，与合同实际签订的供货商相一致，设备外壳应有防爆标志“EX”，防爆合格证、产品质量合格证、安全证书编号等各种证件齐全。 最后，放爆电气设备质量检验、验收合格的标准为包装和外壳图。 3.防爆原理 本质安全型电气设备的防爆原理是通过限制电气设备电路的各种参数，或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现了电气防爆。 ①限制能量； ②限制功率（最大约25W）； ③限电流和限电压； ④正常工作与规定的故障状态； ⑤电火花与危险温度。 4.本质安全型电气设备的特点 ①结构简单、体积小、重量轻；制造、维修方面、投资少；安全性能可靠。本安型是一种比较理想的防爆设备，在满足技术要求的情况下，应优先选用。 ②本质安全型电气设备的外壳可采用金属、塑料及合金制成。外壳必须具有一定的强度，并具有一定的防尘、防水、防外物能力。采用合金外壳的材质中的含镁量不超过0.5，以防止由于摩擦产生危险火花。 ③本质安全型电气设备的电源有两种 独立电源指干电池、蓄电池、光电池和化学电池等。 外接电源指经电网引入、经电源变压器供电的电源。 ④煤矿井下使用的本质安全型电气 设备的电源大多数是从电网引入经电源变压器整流后的电源，一般为隔爆兼本质安全型。 5.分类及标志 ①本质安全型电气设备分为单一式和复合式 单一式指电气设备的全部电路是由本质安全电路组成的。 复合式指电气设备的部分电路是本质安全型电路，另一部分是非本质安全型电路 6.煤矿井下防爆电气设备中的应用技术 6.1冷磷化工艺在煤矿井下防爆电器设备隔爆面上的应用 隔爆面冷磷化工艺就是用磷酸盐溶液在初步加工和维修后的隔爆面进行金属磷化，使防爆电器设备表面形成一层比较厚的磷化薄膜。这层磷化薄膜具有防止隔爆面的锈蚀和提高隔爆面的隔爆性能的功能。防爆面冷磷化处理工艺步骤要除去隔爆面上的油污和锈层，露出洁净的金属本色；将磷化膏在处理好的隔爆面均匀地涂上薄薄一层，约2mm～3mm厚，轻轻震动隔爆面，使磷化膏液面平整，除去气孔和气泡；磷化温度以20℃为宜，时间约为3小时。温度低时可将磷化时间延长；磷化结束，先软木片刮掉磷化膏，再用棉纱将磷化面洗净，擦干；在磷化后的隔爆面涂上一层防锈油，对于保护隔爆面防锈更为有效，隔爆面呈现出红色金属状，磷化完毕。冷磷化隔爆面性能的特点化学稳定性好。磷化薄膜对腐蚀性气体和液体具有很好的化学稳定性，能有效防止金属隔爆面发生氧化生锈；具有细化黏附结构。磷化薄膜上的细孔结构对油类和涂料有很好的黏附性，涂防腐油后可提高防腐效果；提高机械磨损性能。金属隔爆面磷化后能增强机械的性能，对机械磨损有很好的防护作用。磷化工艺中应注意的问题配制磷化膏的原料为磷酸和硝酸，具有强腐蚀性，所以配制时，操作人员必须注意防止溶液溅到皮肤上；在磷化过程中，必须严格细致操作，以避免造成不合格品甚至使设备报废；磷化薄膜遇酸、碱之类的物质时会遭到破坏，因此操作和使用中应避免磷化薄膜接触此类物质；磷化膏配制完成后，需进行一次测定取一滴磷化液，滴在待磷化的金属表面上，若呈现粉红色，则适中；若呈灰色或黑灰色，深朱红色则需再加入少许磷酸；用玻璃器皿密封保存的磷化膏可存放较长时间；隔爆面的金属材质会影响磷化时间和效果。磷化膏涂上后，若呈现粉红色，则说明材质较硬适合磷化，磷化2小时即可擦掉磷化膏；若磷化膏呈现浅灰色，说明磷化时间较短，延长时间即可；若磷化膏呈现黑灰色，则说明磷化时间过长。磷化面呈现浅粉红色或浅朱红色是磷化效果最佳的体现。 6.2热管技术在煤矿井下防爆 电气设备中的应用热管是高效传热散热元件，它的主要原理是利用工作介质吸收和释放汽化潜热来传递热量，热阻很小，以独特的传热方式在小温差下传递大热量来实现超常的传热效果。因此，隔爆型热管散热器可以改变传统的散热方法，提高电气设备在爆炸性气体环境中的可靠性及自动化程度。隔爆型热管散热器与防爆电气的箱体组成1个完整的防爆壳体，既能很好地解决爆炸气体环境用电气设备内电器元件的散热问题，又能解决电气设备防爆安全问题，使爆炸气体环境用电气设备自动化程度会更加进一步提高，尤其是煤矿井下防爆电气设备。 小结 目前，隔爆型热管散热器已广泛应用于煤矿井下各种场合用的变频调速装置中，有效地解决了电气设备隔爆散热的难题，为新型电子元器件在防爆电气设备中的应用开辟了一条新路。防爆电气设备的安全在煤矿安全生产中所占的地位越来越重要，我们对防爆电气设备的质量更应该严格把关。在未来中，会有越来越多的新技术应用于煤矿电气设备的防爆中。