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礦用電氣設備的主要防爆途徑

時間:2018-7-27 16:15:03點擊:

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由于井下存在著瓦斯和煤塵,當它們達到一定濃度時遇到火源就會爆炸。而井下開關設備在分合時都會產生電火花,成為引爆瓦斯、煤塵的火源。因此,煤礦井下使用的電氣設備必須采取專門的措施,使其在正常工作或發生故障時都不能點燃礦井中的瓦斯和煤塵。煤礦電氣設備的主要防爆途徑有:
1.采用隔爆外殼。
采用隔爆外殼進行防爆的方法是將能夠產生火花的電氣元件放置在一個堅固的外殼中,這種外殼具有耐爆性和不傳爆性,即把瓦斯爆炸范圍限制在設備外殼之內,從而達到防爆的目的。
2.采用本質安全電路。
實驗證明,點燃瓦斯需要一定火花能量,對于濃度為8.2%~8.5%的瓦斯空氣混合物,電火花的最小點燃能量為0.28mJ。如果電路參數選擇適當或采取一定的保護性措施,即可將電火花能量限制在最小點燃能量以下,從而達到防爆目的。這種在規定的試驗條件下,正常工作或在規定的故障狀態下產牛的電火花或熱效應均不能點燃規定的爆炸性混合物的電路,稱為本質安全電路。電火花能量與電源電壓、電路電流和電感磁場能量或電容器的放電能量有關。岡此,限制火花能量可從以下幾個方面考慮:
(1)在合理選擇電氣元件的基礎上,盡量降低電源電壓;
(2)增大電路中的電阻,限制電路中的電流;
(3)采取消能措施,消耗或衰減電感或電容元件上的能量。
3.采用超前切斷電源和快速斷電系統。
為了防止橡套電纜在受到機械損傷時發生短路從而產生電火花,引爆瓦斯,我國采用屏蔽電纜與漏電繼電器配合使用的超前切斷電源系統。還有一種有效的防爆途徑是采用快速斷電系統。實驗證明.電火花點燃瓦斯空氣混合物,需一定的故障形成時問,故障電路的參數和發生故障的原因不同,故障形成時間也不一樣,但其形成時間最小也不會小于5ms 如果將開關斷電時控制在5ms 以內,無論電纜受到何種損傷,其火花能量均不會點燃瓦斯和煤塵,從而達到防爆目的。為了更安全可靠,一般取安全斷電時間為2.5~3ms。
4.采用正壓外殼。
正壓外殼內無可燃性氣體釋放源,并能保持外殼內部保護氣體(不燃性氣體)的壓力高于周圍爆炸性環境的壓力,阻止外部爆炸性混合物進入外殼,從而達到防爆的目的。正壓外殼內的正壓值相對于外界大氣不低于50Pa。外殼內的保護氣體為不燃性氣體,其化學性能或所含雜質的理化性能不得影響電氣設備的安全性和正常運行的可靠性。
5.設備外殼內充油。
將全部或部分帶電部件浸在油內,使設備不能點燃油面以上或外殼以外的爆炸性混合物,從而達到防爆的目的。
6.設備外殼內充砂。
外殼內充填砂粒材料,使之在規定的使用條件下,殼內產生的電弧、傳播的火焰、外殼壁或砂粒材料表面的過熱均不能點燃周圍爆炸性混合物,從而達到防爆目的。殼內充填的石英砂應符合下列要求:
(1)不含金屬微粒,且石英含量不少于96%;
(2)粒度為O.25~1.6mm,但0.5~1.25mm 的應占75%以上。且沒有小
于O.25mm 和大于1.6znm 的顆粒;
(3)含水量應不超過其重量的1%。
7.采用澆封劑澆封。
將可能產生點燃爆炸性混合物的電弧、電火花或高溫部分澆封在澆封劑中,使其不能點燃周圍的爆炸性混合物,從而達到防爆目的。澆封劑材料,可用熱固性的、熱塑性的、室溫下固化的,含有或不含有充填劑或添加劑的物質,如環氧樹脂。
8.采用氣密外殼。
用熔化、擠壓或膠粘的方法對外殼進行密封,防止殼外爆炸性氣體混合物進入殼內,從而達到防爆目的。氣密外殼各部分之問必須用熔化(如軟釬焊、硬釬焊、熔接)、擠壓膠粘的方法進行密封,不允許用襯墊密封方式。

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