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矿用防爆电气设备培训讲义

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矿用防爆电气设备

培训讲义

2014.6 第一章 通用要求

一 概述

在有瓦斯（甲烷）爆炸危险的煤矿井下，当瓦斯遇着点火源或高温，就可能发生燃

烧或爆炸。煤矿井下使用着大量的电气设备，这些设备在运行中，可能发生电弧和电火花：

开关由于开闭要发生电弧；变压器和电动机由于匝间短路会发生电火花或电弧；开关、变

压器和电机等电气设备，由于绝缘表面漏电和绝缘内部击穿，都会发生电火花或电弧。这

些电火花或电弧都是强点火源，遇着瓦斯就可能发生煤矿瓦斯爆炸事故。因此，煤矿井下

有瓦斯爆炸危险场所必须使用防爆电气设备。

二、电气设备常用防爆型式

防爆电气设备的防爆型式是指防止点燃周围爆炸性环境而对电气设备采取各种特定

保护措施。目前适用于煤矿井下的主要有以下几种类型防爆型式：

1 隔爆型电气设备“d”：

隔爆型电气设备是指把正常运行或故障状态下可能产生火花、电弧和危险高温的电气

部分放在特殊的外壳“隔爆外壳”内，当爆炸性气体进入壳内被点燃发生爆炸时，该外壳能

承受内部的爆炸压力（耐爆性）且不会引起外部爆炸性混合物点燃传爆（隔爆性）

具有这种隔爆外壳保护的电气设备就叫隔爆型电气设备，隔爆型电气设备被广泛用于

煤矿井下采掘工作面等有瓦斯爆炸危险的场所。

2 增安型电气设备“e”：

增安型电气设备是指在正常运行条件下不会产生电弧、火花和危险温度的电气设备在

结构上采取措施，如降低温升、保证电气连接的可靠性、增加绝缘等级、配接可靠的保护

装置以及提高外壳防护等级等措施，来提高电气设备的安全程度，降低故障率，避免在正

常和规定过载条件下点燃爆炸性混合物的电气设备。增安型防爆型式主要用于电动机、变

压器、照明灯具及接线盒等设备，由于增安型防爆安全还取决于保护装置和使用维护等方

面，煤矿井下危险场所按区域限制其使用范围。

3 本质安全型电气设备“i”：

本质安全型电路是指在标准规定的条件下，在正常工作和规定的故障条件下，产生的

任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路；本质安全型设备是指

所有电路为本质安全型电路的电气设备。

本质安全型防爆型式是通过采取限制电路中的能量小于相应的最小点燃能量、控制电

路参数和限制最高表面温度等措施，因此，这种防爆型式只适用于弱电系统，主要是用于 2控制、通讯、测量和监视等方面，如用于煤矿生产监控系统和通讯系统和瓦斯检测仪表等。

4 正压外壳型电气设备“p”：

正压外壳型防爆型式是通过在外壳内部保持一个保护气体的压力高于周围爆炸性环

境压力，以阻止周围含有爆炸性混合物气体进入外壳内来达到安全使用的电气设备。正压

外壳型防爆保护技术可分为：进行泄漏补偿使内部保持静态正压；采取保持正压保护气体

的连续流动。两种方法都需要在设备供电前用保护气体对外壳进行换气清洗，带走外壳内

部非正压状态时进入的爆炸性混合物，同时按要求设置安全装置进行监测保护以保证系统

的可靠性，从而达到防爆的目的。由于正压外壳型防爆电气设备体积相对较大，配套的安

全措施和保护装置同样须采用防爆结构，因此限制了这种防爆型式在煤矿井下的使用。

5 浇封型电气设备“m”：

浇封型防爆型式是指把可能产生点燃爆炸性气体混合物的电弧、火花或危险温度的电

气部分浇封在浇封剂中，隔离电气部分与爆炸性气体混合物接触，在正常运行和认可的过

载或故障情况下不会点燃周围的爆炸性气体混合物。浇封型电气设备要降低所使用的功率

元件温升，要求浇封剂材料应具有一定耐化学、耐热和机械稳定性，在浇封内部还须采取

间距保护等措施保证浇封型电气设备的防爆性能。

6 特殊型电气设备“s”：

特殊型防爆电气设备是指通过一些尚未完全确定的方法来达到GB 3836系列标准有

关防爆结构的目的。防爆技术在不断发展，如果电气设备在防爆原理和结构上不属于标准

已经确定的某种特定保护措施的防爆保护型式，而只是部分地采用GB 3836系列标准中

的内容，经检验机构检验证明具有防爆性能，可以作为防爆特殊型，如煤矿用特殊型电源

装置、矿灯等产品。特殊型防爆电气设备应在技术文件中说明采用GB 3836系列标准情

况和所使用的全部辅助技术，并需由管理部门制定暂行规定。

7 矿用一般型电气设备“KY”：

矿用一般型电气设备是一种非防爆电气设备，在煤矿井下用于无瓦斯、煤尘爆炸危险

的场所。矿用一般型电气设备基本要求是：有一定防护等级的外壳、防潮性能好、有电缆

引入装置、并能防止电缆扭转、拔脱损伤，开关手柄和门盖有连锁装置等安全措施等。矿

用一般型电气设备的标志为“KY”。 对于以上已经确定的采取特定保护措施的各型防爆保护型式，GB 3836系列标准中有

对应的专用标准号，但各种防爆保护型式都要执行共同的标准《GB3836.1爆炸性环境 第

1部分： 设备 通用要求》，只有在两者均满足规定的条件下，才能符合其各型防爆性能。

三、矿用电气设备制造标准主要有： 3GB 3836.1-2010 爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求

GB 3836.2 -2010爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备

GB 3836.3 -2010爆炸性环境 第3部分：由增安型“e”保护的设备

GB 3836.4 -2010爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备

GB 3836.5 -2004爆炸性气体环境用电气设备 第5部分：正压外壳型“p”

GB 3836.9 -2006爆炸性气体环境用电气设备 第9部分：浇封型“m”

MT/T661 -2011煤矿井下用电器设备通用技术条件

GB/T 12173-2008矿用一般型电气产品

《煤矿安全规程》

四、通用要求

各种防爆保护型式都要执行共同的标准GB3836.1《爆炸性环境 第1部分： 设备 通

用要求》

1、保护级别

设备保护级别（EPL）是根据设备成为点燃源的可能性和爆炸性气体环境、爆炸性

粉尘环境和煤矿瓦斯爆炸性环境所具有的不同特征对设备规定的保护级别。各种防爆电气

设备的防爆型式保护级别有所不同，危险环境出现爆炸极限可能性大或频次大，要求该环

境使用的防爆电气设备安全程度就越高。根据设备成为点燃源的可能性和爆炸性气体环境

所具有的不同特征规定其保护级别（EPL），安装在煤矿甲烷爆炸性环境中的矿用防爆电

气设备划分为以下防爆保护等级：

⑴Ma等级

Ma等级防爆电气设备具有高的保护级别，例如，设计制造符合Ma等级要求的矿用

本质安全型设备，防爆标志为 Ex ia I Ma。

⑵Mb等级

Mb等级防爆电气设备具有较高的保护级别，例如，设设计制造符合Mb等级要求的

矿用隔爆型设备，防爆标志为 Ex d I Mb。

2、设备分类

爆炸性气体环境用电气设备分为I类和II类。 ①I类： 适用于煤矿井下瓦斯气体环境的防爆电气设备。

②II类： 适用于除煤矿甲烷气体之外的其他爆炸性气体环境的防爆电气设备。

爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙是隔爆外壳“d”保护的电气设备分类主要依

据；爆炸性气体混合物的最小点燃电流比是本质安全型“i”保护的电气设备分类主要依 4据，II类隔爆型电气设备和本质安全型电气设备，按其适用于爆炸性气体的最大试验安全

间隙或最小点燃电流比，分为IIA、IIB和IIC类：

●IIA类：代表性气体是丙烷；

●IIB类：代表性气体是乙烯； ●IIC类：代表性气体是氢气。 3、温度

①环境温度：

GB3836.1标准规定防爆电气设备应设计在环境温度为-20℃～+40℃下使用。《煤矿安

全规程》对井下空气温度作了有关规定，例如生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过

20℃，机电峒室的空气温度不得超过30℃，这些数据可供设备设计时参考。

②工作温度

设备工作温度测定是在生产厂技术文件给出的额定值条件下进行，如包括环境温度、

电源和负载特性和工作制等；要求额定负载情况下进行时，应考虑最高或最低环境温度和

最大额定外部热源或冷源。

③最高表面温度： 最高表面温度：指防爆电气设备在规定的容许范围内的最不利条件下运行时，电气设

备的任何部件或任何表面所达到的最高温度。测定最高表面温度的试验应在电气设备额定

电压的90%～110%之间、设备达到最高表面温度时的最不利条件下进行，当设备承受最

高环境温度和相应的最大额定外部热源时，应按相关防爆型式标准的具体要求测定最高表

面温度。

4、机械强度（冲击）

标准规定了对防爆电气设备机械强度的要求，防爆电气设备应能承表1-1规定的抗冲

击试验。

表1-1 抗冲击试验 质量1kg重物的下落高度h，m

设备类别 I类 II类或III类

机械危险程度 高 低 高 低

a) 外壳和外壳外部能撞击到的部件

(透明件除外) 2 0.70.7 0.4

b) 保护网、保护罩、风扇罩、电缆引2 0.70.7 0.4 5入装置

c) 无保护网的透明件 0.70.40.4 0.2

d) 由网孔为625mm2～2500mm2保护

网保护的透明件，见21.1(试验时不带保护

网) 0.40.20.2 0.1

注：网孔为625mm2～2500mm2透明件的保护网能降低冲击危险，但不能阻止冲击。

①防止冲击的护板应只有用工具才能拆卸，并且在规定的冲击试验时应保持位置不

变。

②表1中灯具透明罩的金属护网网孔的原来计算按网孔的边长计算，即“保护罩可由

网孔小于50mm×50mm的保护网保护。标准中改为面积计算，即按网孔面积大于

2500mm2、625mm2~2500mm2之间和小于625mm2分别进行冲击试验，其承受的冲击试

验能量不同。

5、电磁能和超声波等辐射能

电磁能和超声波能辐射的矿用电气设备能量等级不应超过以下规定值：

① 射频源 射频为（9kHz～60GHz）的连续发射和脉冲时间超过热起燃时间的脉冲发射的阈功

率，不应超过下表1-2的值。不允许用户对程序进行设定或对软件进行控制。 表1-2射频阈功率

设备类别 阈功率 W 热起燃时间（平均时间）µs

I类 6 200

对于脉冲时间比热起燃时间短的脉冲雷达或其它发射形式，阈能量Zth不应超过表1-3的值。

表1-3射频阈能量

设备类别 阈能量Zth，µJ

I类 1500

② 激光或其它连续波源 EPL Ma或Mb级矿用电气设备的激光或其它连续波源的输出参数不应超过下列值：

激光或其它连续波源：20mW/mm2或150mW， 脉冲间隔至少5s的脉冲激光或脉冲光源：0.1mJ/mm2。

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浅议矿用防爆电气设备在煤矿的应用

浅议矿用防爆电气设备在煤矿的应用

浅议矿用防爆电气设备在煤矿的应用

【摘 要】煤矿事故中，电气事故占了较大比例，电气设备安全直接关系到安全生产。文章从设计、检验、投入运行、使用维护等几个方面介绍了防爆电气设备的特点，对于防爆电气设备的正确选用、使用和维护都有一定的指导意义。

【关键词】煤矿生产；防爆电气设备;设计；使用维护

0 前言

随着现代科学技术的发展,一方面,工业及民用对煤炭的需求迅猛增加,煤矿的增产压力越来越大;另一方面,煤矿的安全事故时有发生,其中电气事故占了相当的比重,给国家和人民造成了极大的经济损失和社会不稳定因素,因此对煤矿事故多发的原因进行分析及采取控制对策已引起了各级政府及生产企业的高度重视。笔者针对煤矿企业的电气事故进行了分析研究,认为增强防爆措施是减少煤矿电气事故的重要一环,在此，本文介绍一下矿用防爆电气的特点、使用、维护等。

由于煤矿井下工作环境较为恶劣,温差大,潮湿,有受力冲击、移动、跌落的可能,也有含煤尘、瓦斯的可能。所以,矿用防爆电器的研制从设计、试制、检验到投入运行都具有它的特殊要求。因此,我们研制的防爆电器必须满足这些特殊要求,才能使其在煤矿的生产和安全中发挥积极的作用。煤矿的防爆产品安全使用,一般包括正确地选型、安装防爆电气产品以及正确地维护、检修防爆电气产品几个方面。

1 防爆电气产品的设计特点

近年来,随着我国防爆电气标准化工作的发展及加强与国际标准接轨的需要,我国防爆机电标准也由过去的产品制造检验标准为主的状况,逐步演变为包括制造检验、场所划分、选型安装和维护检修等标准组成的完整的防爆机电安全标准体系。目前我国的防爆电气产品生产状况随着我国的经济发展也有了长足的进步,所生产的产品基本可以满足各种爆炸危险场所的需求,产品不仅符合我国国家标准GB 3836《爆炸性气体环境用电气设备》的质量要求,有的生产厂还采用国际电工委员会(IEC)标准和欧共体EN的标准进行生产,从而也为做好引进设备的防爆安全生产和技术管理创造了有利的条件。

矿用电气设备防爆安全分析

矿用电气设备防爆安全分析

矿用电气设备防爆安全分析

摘要：矿用电气设备使用一定要非常的注意和谨慎，因为矿井下存在高浓度的易燃易爆气体，一旦出现火花，后果不堪设想。

关键词：电气设备；防爆安全

引言

矿井内的工作环境相当复杂，不仅黑暗潮湿，面且还存在着瓦斯、CO等多种易燃易爆气体，面且空气中还存有大量的煤尘。但是，电气设备是矿井生产的主要设备，在其使用过程中，一旦出现过载、短路、电弧火花、漏电、静电等现象，就很有可能引起火灾甚至爆炸。因此，在电气设备的使用过程中，要严格的遵守相关的操作规定，并且要从思想和观念上高度重视，把矿井防火工作切实做好。近年来，我国矿井火灾爆炸事故越来越多，已经成为了不可忽视的问题，所

以，国家必须加强矿井生产工作的管理，特别是电气设备的质量和使用方面，必须严格要求，并且配合使用矿用隔爆型和增安型设备，以充分确保矿井用电的安全。

1、防爆电气设备的质量要求

1.1、通用要求

依据“GB3836-2010”防爆标准，防爆电气设备质量通用要求主要包括以下方面：设备运行环境温度必须在-20℃～40℃范围内；设备的外壳必须满足防爆要求；设备的紧固件，如螺栓、螺母、弹簧垫等必须满足防爆要求；设备必须设置开盖断电连锁装置；设备导线穿管材料必须绝缘；设备导线接线盒和接线端子必须满足防爆要求；电缆引入装置的密封装置必须满足防爆要求；设备外壳内外其保护作用的接地端子必须满足要求；任何防爆设备均必须带铭牌标志，总标志为Ex，例如ExdI工表示隔爆型电器，ExibI工表示隔爆兼本安型电器，并且铭牌上还应有其他详细信息，如防爆型式、类型、绝缘等级、温度、防爆合格证编号、煤安标志及出厂日期等等。

1.2、特殊要求

除通用要求外，规范还对防爆电气设备还有针对性地作了一些特殊的要求，主要有三点：一是电气间隙。例如380V的电气间隙为8mm, 127V的电气间隙为6mm, 6000V的电气间隙为60mm。对此规定主要是为防止井内电气设备出现短路电弧，引起电火花。二是防护等级。防护等级就是电气设备防外物(粉尘)和防水的等级，表示方法为“I PX X”表示，头一个“X”表示防外物等级，后一个表示防水等级，如“I P72”就说明设备防外物7级，防水2级，防外物最高7级，防水最高9级。三是设备防爆类别。煤矿井下电气设备都为工类，对应含有甲烷混合

矿用电气设备防爆安全分析 2

矿用电气设备防爆安全分析 2

矿用电气设备防爆安全分析　

刘明东　（山西太原市西山煤电安全培训中心，山西太原０３００５３）　

摘要：在煤矿井下，由于其含有的可燃易爆气体浓度较高，尤其是瓦斯。在使用电气设备时必须非常注意和　谨慎，防止出现火花，消除隐患，确保矿工的人身安全。文章结合实际工作经验，阐述了矿用电气设备防爆　需要注意的一些问题，探讨了矿井防爆的重要手段。　关键词：矿井；电气设备；防爆电气设备；安全生产　中图分类号：ＴＤ６８４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２３７４（２０１２）１５—０１３６—０３　

煤矿矿井内的环境条件很差，含有瓦斯、ｃ０等　

多种易燃易爆气体和大量煤尘。煤矿火灾事故多有　发生，其中一个很重要的原因就是电气设备运行管　

理中出现了问题，如过载、短路、电弧火花、漏　电、静电等很多因素都有引起火灾和爆炸的可能，　基本上主观因素占绝大多数。所以，严格遵守矿井　

电气设备操作相关规定，从思想上重视，谨慎行事　

第四，冲洗液体系以聚磺为主，大分子聚合物　的非极性功能团可以以氢键形式多点网状吸附于孔　壁，以抑制水化分散。　

第五，在钻探技术上尽量选择合适的泵量。　

推荐数值：清水时取０．２５～０．６ｍ／Ｓ；泥浆时取　０．２０～０．５ｍ／ｓ。必须兼顾的其他技术因素是：孔径　大、钻速高、岩石研磨性强、钻头水口水槽宽者可　取上限，反之亦然。　

３．４护壁措施　优化泥浆护壁参数，保证孔壁有较好的稳定　

性进而安全可靠。泥浆护壁参数指标如下：ｐＨ值　

８～９，泥皮厚度＜１ｍｍ，比重１．０５～１．１５，粘度　１８～２５Ｓ，失水量＜３０ｍＬ／ｈ。基岩采用化学泥浆做　

冲洗液，其性能指标为：ｐＨ值８～９，比重＜１．１０，　粘度＜２２Ｓ，失水量＜３０ｍＬ／ｈ，泥皮厚度＜ｉｍｍ。　３．５钻具的选择　钻进钻具组合：钻头、岩芯管、扶正器、钻　

铤（１单根）、扶正器、钻铤（６～８单根）、钻杆、立　

】３６　ｏ中阖高新技术全业２０１２　０５　对做好矿井防火工作至关重要。而随着我国矿井火　灾爆炸事故越来越成为一个不可忽视的问题之一，　

矿用电气设备防爆形式选择

矿用电气设备防爆形式选择

矿用电气设备防爆形式的选择

【摘 要】 本文主要介绍一下矿内危险区域划分和电气设备防爆形式的选择方法。

【关键词】 防爆形式 矿用设备 危险区

矿井内大部分工作区域都处于危险区，这就对电气设备有更高的要求。电气设备的防爆等级需要满足其所在的危险区才能长期的安全运行。对矿内的安全生产和人身安全尤为重要。

1 矿井内危险区域划分标准

危险区域分为爆炸性气体（蒸汽）环境和爆炸性粉尘环境，矿井内主要危险来自于爆炸性粉尘，一但浓度达到爆炸下限就可能发生爆炸。矿井内危险区划分主要根据nec 500（美国电气标准）、iec（国际电工技术委员会标准）和国家标准gb 12476来划分的，其中iec标准和gb12476划分方法相同。

1.1 爆炸性粉尘危险区划分

1.1.1 划分标准一：（nec 500）

（1）二级一类区域：（classⅱ，divisionⅰ）

1）在正常运行条件下，可燃性粉尘存在的场所或可燃性粉尘持续性、间隙性或周期性存在的场所，其数量足以产生爆炸性可燃性化合物的场所。2）由于机械故障或机械设备的非正常操作而产生可燃性混合物的场所。3）导电性粉尘可能存在的场所。

（2）一级二类区域：（classⅱ，divisionⅱ）

可燃性粉尘通常在空气中不呈悬浮状或由于设备背后仪器的正常操作，不太可能使可燃性粉尘呈悬浮状，其数量足以产生爆炸性或可燃性化合物的场所。

（3）标准字母的含义

例：危险区 classⅱ，divisionⅱ，group e

解释说明：

classⅱ：代表该危险区为二级区域，即爆炸性粉尘区域。若是爆炸性气体区域表示为classⅰ。

divisionⅰ：代表代表该危险区处于一类危险区域。

group e：代表危险区的粉尘组别，环境中典型爆炸性粉尘为金属粉尘。爆炸性粉尘共分e、f、g三个组别。分别对应不同的爆炸性粉尘。e，代表金属粉尘，如铝、镁等。f，代表炭黑、煤或焦炭粉尘。g，代表面粉、淀粉或谷物粉尘。