矿山电工技术资料

2020/9/12
中国矿业大学电气工程系
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三、矿用电气设备的类型与防爆原理(4)
2. 矿用隔爆型（EXd I）
具有隔爆外壳的矿用电气设备。隔爆 外壳利用了间隙防爆原理设计制造， 应有足够的机械强度，能耐受内部爆 炸性混合物可能产生的最大压力，并 严格控制结合面的间隙、宽度及加工 光洁度，使电气设备外壳内部发生的 电火花及爆炸不致引燃外部爆炸性混 合物。即要求隔爆外壳要有耐爆性和 隔爆性能。
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2. 矿用隔爆型（EXd I）
1）耐爆性：也称为爆炸稳定性，即外壳要有足够 的机械强度，在外壳内爆炸性混合物的爆炸压力作 用下，外壳不致于被破坏，因而爆炸所产生的火焰 不能直接去点燃壳外的爆炸性混合物。
（1）根据设备的净容积确定外壳的机械强度。 （2）设计隔爆外壳时，尽量避免具有多个连通空 腔的结构；外壳的纵向与横向尺寸比不宜过大；选 择合适的外形（最优：长方形－>圆柱形－>正方形 －>圆球形（避免使用））等。
6. 特殊型 EXs I
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三、矿用电气设备的类型与防爆原理(3)
1. 矿用增安型（EXe I） 对正常运行时不产生电弧、火花或危险 高温的电气设备，采取加大绝缘、增 大电气间隙和漏电距离等方式，进一 步提高安全程度，防止内部发生短路 及接地故障，并严格控制外壳的表面 温度，以达到防爆的目的的设备。主 要适用井下异步电动机、照明灯、接 线盒等固定式电气设备。
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§2-1 矿用电气设备及其防爆原理(3)
二、瓦斯、煤尘爆炸条件分析 矿井发生瓦斯煤尘爆炸必须具备以下 两个条件：
1. 瓦斯煤尘浓度在爆炸浓度范围内； 2. 存在足够温度的点火源。如明火、高
热导体、电火花等。 以上两个条件缺一不可。
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二、瓦斯、煤尘爆炸条件分析(2)
为防止瓦斯煤尘的爆炸，应采取以下预防措施：
1）将瓦斯煤尘含量严格控制在非爆炸的范围内。 可通过加强通风降低瓦斯含量，通过洒水减少悬 浮的煤尘。
2）控制井下各种可能引爆的热源、火源和电源， 使之不能外露或低于引爆温度。
3）完善井下供电系统的保护，在系统或设备可 能引爆瓦斯煤尘爆炸时及时切断电源。
6. 井下电气设备启动频繁，电网电压波动大，负荷变化 大，容易过载，要求电机等拖动设备有较大的启动力 矩和较强的过负荷能力。
7. 井下供电系统及设备容易发生漏电、人身触电、短路、 过负荷、电火灾、电雷管提前引爆等电气事故，所以 必须采用各种预防措施和设置必要的保护装置，以防 止事故的发生，一旦发生事故，保护装置会迅速切断 故障部分电源，防止事故进一步扩大，确保矿井、设 备、人员安全。
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8Hale Waihona Puke 三、矿用电气设备的类型与防爆原理(2)
防爆型电气设备：采取了特别的防爆措施， 可以在爆炸危险环境场所正常安全使用的 矿用电气设备。
六种常用防爆类型：
1. 增安型 EXe I
2. 隔爆型 EXd I
3. 充油型 EXo I
4. 本质安全型 EXib I
5. 正压型 EXp I
4）建立健全有效的安全制度和操作制度，保证 井下供电系统和设备的正常运行。
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三、矿用电气设备的类型与防爆原理(1)
矿用电气设备分为矿用一般型电气设备和矿用防爆 型电气设备。 对矿用一般型电气设备的基本要求为： 1. 外壳有一定的防水、防外物的要求； 2. 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； 3. 有良好的耐潮性能，有内外接地螺栓； 4. 进线装置符合相应的防爆电气设备制造规程； 5. 接线盒的内壁盒可能产生火花的金属外壳内壁涂耐 弧漆。
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三、矿用电气设备的类型与防爆原理
3. 防爆充油型（EXo I）
将可能产生火花、电弧或危险高温的带电部件浸 在油中，使之不与油面上爆炸性混合物相接触， 电弧或火花在油中被冷却熄灭，不致引燃油面上 的爆炸性混合物，达到防爆的目的。
3. 井下会发生片帮冒顶掉矸等意外砸压，要求设 备应有坚固的外壳，及较强的抗震能力。
4. 井下空气潮湿，有滴水、淋水等情况，要求设 备防潮性能好，较高的绝缘水平。
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§2-1 矿用电气设备及其防爆原理(2)
5. 井下散热条件差，硐室巷道温度较高，要求设备尽量 选择耐热性好的铜材作导体，并采用较高的绝缘等级。
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CH2 安全用电及保护
煤矿井下三大保护： 漏电保护 保护接地 过流保护
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§2-1 矿用电气设备及其防爆原理(1)
一、煤矿井下的环境特点及对矿用电气设备的要求
1. 井下的沼气、煤尘等易爆环境要求设备要有防 爆性能。
2. 井下巷道、硐室、采面空间狭窄，要求设备体 积小、重量轻。
CH2 安全用电及保护
学习要求
1. 一般掌握：对矿用电气设备的基本要求 及其防爆原理、漏电的基本概念与原理、 漏电、触电的预防措施、接地保护的基 本概念、井下过流保护、过电压保护
2. 重点掌握：漏电（触电）电流分析计算、 漏电保护原理、接地保护分析、短路电 流的分析与计算。
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2. 矿用隔爆型（EXd I）
2）隔爆性：也称不传爆性，即当爆炸性 混合物在外壳内爆炸所产生的高温气体 与火焰，通过外壳与壳体的结合面向外 喷出时，受到足够的冷却，使之不能将 壳外的爆炸性混合物点燃引爆。 隔爆性能主要靠隔爆面长度、间隙厚度 和隔爆面光洁度即隔爆三要素保证。
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二、瓦斯、煤尘爆炸条件分析(1)
瓦斯煤尘的爆炸，从接触点火源到发生化学反 应引起爆炸要经过一段时间，该时间称为引爆 延迟时间。延迟时间随点燃温度的升高而缩短， 随瓦斯煤尘的浓度的降低而增大，一般不超过 几秒。
点燃温度和延迟时间对矿用电气设备的设计制 造有重大意义。点燃温度用来确定电气设备及 导电体的最高允许温度；延迟时间用来设计超 前切断保护的时间，用来在引起爆炸前切断点 火源。