防爆电气管理基本知识

煤矿机电防爆管理

一、矿用电气设备的特点

1、电气设备：系一切利用电能的设备的整体和部分，如发电、输电、配电、蓄电、调节、变流、用电设备和电讯工程设备等。

由于煤矿井下环境特殊，如空间狭窄、冒顶、片帮、滴水、潮湿、瓦斯、煤尘、负荷变化大等，为适应井下环境，矿用电气设备必须具备如下特点：

1、井下巷道、硐室和采掘面空间狭窄，为了节省硐室建筑费用和搬迁方便，要求矿用电气设备应体积小、质量轻、便于移动和安装。

2、井下存在冒顶、片帮、滴水或淋水等现象，所以矿用电气设备应具有坚固的外壳和较好的防潮防锈功能。

3、井下存在瓦斯和煤尘，在一定条件下有爆炸危险，所以矿用电气设备应具有防爆性能。

4、井下机电设备起动频繁、负荷变化大，设

备容易过载，所以要求矿用电气设备应有较大的过载能力。

5、井下潮湿、易触电，所以要求矿用电气设备外壳封闭，有机械、电气闭锁及专用接地螺栓；对煤电钻、照明信号及控制电器采用127V及36V 低压供电，以降低触电的危险性。

二、防爆电气设备的类型、种类、级别、组别及防爆标志

1、分类

防爆电气设备的类型很多（含煤矿以外的防爆设备），性能差异很大，按其使用环境的不同分为两类：

分为二类：

Ⅰ类煤矿井下用电气设备；

Ⅱ类除矿井以外的场所使用的电气设备，即工厂用防爆电气设备。

2、防爆电气设备种类

原来的国家标准防爆电气设备种类有：防爆型（标志为d）；增安型（标志为e）；本质安全型（标志为i）；浇封型（标志为m）；正压型（标志为p）；充油型（标志为o）；充砂型（标志为q）；特殊型（标志为s）；无火花型（标志为n）；气密型（标志为h）。

新的国家标准GB3836-2000所颁布的防爆电气设备种类主要有7种：防爆型（标志为d）；增安型

（标志为e）；本质安全型（标志为i）；浇封型（标志为m）；正压型（标志为p）；充油型（标志为o）；充砂型（标志为q）。

矿井主要使用防爆电气设备的主要是防爆型、本质安全型、增安型及特殊型。

1）、隔爆型电气设备具有能承受内部爆炸性气体混合物（即爆炸性气体环境）的爆炸压力，并阻止内部的爆炸产物穿出隔爆间隙点燃外壳周围爆炸性混合物的电气设备。

2）、增安型电气设备在正常运行条件下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的电气设备。是从结构上采取措施提高安全裕度，以避免在正常和认可的过载条件下出现电弧、火花或高温等现象。它们有隔爆外壳，如鼠笼电机。

3）、本质安全型设备全部电路均为本质安全电路的电气设备。即采用IEC76-3火花试验装置，在正常工作或规定的故障状态下产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性气体混合物（即爆炸性气体

环境）。

4）、特殊型电气设备采用的防爆措施不是上述基本类型所包括，但经过检验证明确实具有防爆性能的电气设备。如煤矿井下常用的特殊型电气设备有矿灯、蓄电池电机车等。

5）、其它类型设备较少使用，只简单概念性说明：

正压型电气设备具有正压外壳，可以保持壳内新鲜空气或惰性气体的压力高于周围爆炸性环

境的压力，并能阻止外部混合物进入壳内。

充油型电气设备全部或部分部件浸在油内，使设备不能点燃油面以上的或壳外的爆炸性混合物的电气设备。

充砂型电气设备外壳内充填砂粒材料，使在规定的使用条件下在壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面的过热，均不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。

浇封型电气设备整台设备或其中部分浇封

在浇注剂中，在正常运行或认可的过载或认可的故障下，不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。

无火花型电气设备在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，且一般不会发生有点燃作用故障的电气设备。

气密型电气设备凡具有气密封外壳的电气设备。气密封外壳是用熔化挤压或胶粘的方法进行密封的外壳，这种外壳能防止壳外气体进入壳内。

3、级别

Ⅰ类设备中的本质安全型有ia和ib两个等级；

Ⅱ类电气设备，按其适用于爆炸性气体混合物最大试验安全间隙或最小点燃电流比，分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三个级别。

4、组别

各种爆炸性气体或蒸汽与空气的混合物按自燃温度分为T1～T6六组。

5、防爆标志

防爆电气设备的总标志为“Ex”。防爆电气设备

的类型、类别、级别和组别连同防爆设备的总标志“Ex”一起构成防爆标志。一般标于设备的显要处。

三、防爆电气设备及其隔爆原理、特征及危害

(一)、失爆的概念

矿用隔爆型电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性就叫失爆。

所谓耐爆性就是当壳内发生爆炸时，外壳应不变形或破裂；所谓隔爆性就是壳内爆炸时不会引起外部由一种、多种气体或蒸汽形成的爆炸性环境的

点燃。

（二）、防爆原理

电气设备引燃可燃性气体混合物有两方面原因：一个是电气设备产生的火花、电弧、另一个是电气设备表面(即与可燃性气体混合物相接触的表面)发热。一般是采用将正常运行时能产生电弧、火花的部件放在隔爆外壳内，或采取浇封型等其它防爆型式来达到防爆目的。

而对于增安型电气设备是对在正常运行时不

会产生电弧、火花和危险高温的设备，如果在其结构上再采取一些保护措施，尽力使设备在正常运行或认可的过载条件下不会发生电弧、火花和过热现象，就可进一步提高设备的安全性和可靠性。因此这种设备在正常运行时就没有引燃源，而可用于爆炸危险环境。

（三）、失爆的危害性

已经失爆防爆设备，如果其内部发生爆炸，必将因外壳炸坏而引起壳外的爆炸；或从缝隙中喷出

的高温气体会引起壳外爆炸性混合物的爆炸，这是十分危险的。它不但会造成电气火灾、设备损毁，还会造成瓦斯或煤尘爆炸等重特大事故发生。所以凡是《煤矿安全规程》规定必须使用防爆电气设备的场所，已经失爆的防爆设备，都绝对禁止使用。因此，加强矿井供电和电气设备管理，建立安全可靠的供电系统，确保供电可靠、防爆电气设备防爆性能完好、不产生引爆（燃）周围可燃性气体的电火花及危险温度等是瓦斯防治的重要措施之一，

对于避免或减少瓦斯爆炸事故发生，促进煤矿安全生产具有十分重要的意义。

四、防爆电气设备安全性分析及使用场所建议用于煤矿井下的电气设备有矿用防爆型（EX）电气设备和矿用一般型（KY）电气设备。其中，矿用一般型电气设备仅用于煤矿井下非爆炸性环境，如：低瓦斯矿井的井底车场、总进风巷和主要进风巷。

用于煤矿井下爆炸性环境的电气设备必须是矿用防爆型电气设备。矿用防爆型电气设备主要有：隔爆型（d）、本质安全型（i）、增安型（e）、浇封型（m）和特殊型（s）等。

（一）、本质安全型电气设备

本质安全型电气设备通常称为本安型电气设备。全部电路都是本质安全电路的电气设备为单一式本安型电气设备，局部电路为本质安全电路的电气设备为复合式本安型电气设备。

本质安全型电器设备的关联设备就是指在电气系统中有部分不能或没有必要做成本安型，而其电路参数又会影响其连接的本安电路的安全性能的那些设备。对关联设备井下部分的应该按防爆要求管理。在关联设备的接线盒中，如果本安电路的接线端子与非本安电路接线端子同时存在，其间隔距离应在５０mm以上，否则应在两种电路接线端子间加置固定式隔板隔开。

1、本质安全电路原理

本质安全电路是指在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下，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。即根据安全火花原理，通过合理选择电路中的电气参数，使系统在正常或故障状态下，产生的电火花能量相当小，不能点燃爆炸混合物的爆炸。显然这种电路是一种非常安全的电路，就是说电路本身就具有防爆性能。本质安全型顾名思义，从“本质”上就是安全的。