机电技能培训教案

安宁煤矿员工技能培训教案时间：2019年11月第一章煤矿井下防爆电气设备安全技术煤矿井下存在着瓦斯、煤尘，为了防止瓦斯、煤尘发生爆炸事故，根据瓦斯、煤尘爆炸基本条件，一方面要限制瓦斯、煤尘在空气中的含量；另一方面要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯、煤尘的点火源和危险温度。

电气设备正常运行或事故状态下可能出现的火花、电弧和热表面都具有一定的热能，可以成为点燃矿井可燃物质的点火源。

因此，煤矿井下使用防爆电气设备，对防止瓦斯、煤尘爆炸事故都具有十分重要的意义。

第一节煤矿井下电气防爆安全技术通用要求一、防爆电气设备的类型、标志及组别矿用电气设备分为两大类，矿用一般型电气设备和矿用防爆电气设备。

㈠、矿用一般型电气设备（煤与瓦斯突出矿井不使用）矿用一般型电气设备是一种煤矿井下用的非防爆型电气设备，它只能用于井下无瓦斯煤尘爆炸危险的场所。

对矿用一般型电气设备的基本要求是：外壳坚固、封闭，能防止从外部直接触及带电部分；防滴、防溅、防潮性能好；有电缆引入装置，并能防止电缆扭转、拔脱和损伤；开关手柄和门盖之间有联锁装置等。

矿用一般型电气设备外壳的明显处，均有清晰的永久性凸纹标志“KY”。

㈡、矿用防爆型电气设备1、分类矿用防爆型电气设备是按照国家标准 GB3836.1—2000生产的专供煤矿井下使用的防爆电气设备。

该标准规定防爆型电气设备为Ⅰ类和Ⅱ类，其中Ⅰ类为煤矿井下用电气设备，Ⅱ类为工厂用电气设备，适用于各种各样爆炸性气体或可燃物的化工厂、石油开采、石油炼制、舰船等场合。

2、防爆电气设备种类GB3836.1—2000规定了防爆电气设备有10种类型，它们是：⑴隔爆型电气设备（代号为d）：具有隔爆外壳的防爆电气设备，该外壳既能承受其内部爆炸性气体混合物引爆产生的爆炸压力，又能防止爆炸产物穿出隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性混合物。

⑵增安型电气设备（e）：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设备结构上，采取措施提高安全程度，以避免在正常和认可的过载条件下出现这些现象的电气设备。

⑶本质安全型电气设备（i）：全部电路均为本质安全电路的电气设备。

所谓本质安全电路，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。

⑷正压型电气设备（p）：具有正压外壳的电气设备。

即外壳内充有保护性气体，并保持其压力（压强）高于周围爆炸性环境的压力（压强），以防止外部爆炸性混合物进入的防爆电气设备。

⑸充油型电气设备（o）：全部或部分部件浸在油内，使设备不能点燃油面以上的或外壳外的爆炸性混合物的防爆电气设备。

⑹充砂型电气设备（q）：外壳内充填砂粒材料，使之在规定的条件下壳内产生的电弧、传播的火焰、外壳壁或砂料材料表面的过热温度，均不能点燃周围爆炸性混合物的防爆电气设备。

⑺无火花型电气设备（n）：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的故障的电气设备。

⑻浇封型电气设备（m）：将电气设备或其部件饶封在浇封剂中，使它在正常运行和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防爆电气设备。

⑼气密型电气设备（h）：具有气密外壳的电气设备。

气密封外壳是用熔化挤压或胶粘的方法进行密封的外壳。

这种外壳能防止气体进入壳内。

⑽特殊型电气设备（s）：特殊型电气设备异于现有防爆型式，由主管部门制订暂行规定，经国家认可的检验机构检验证明，具有防爆性能的电气设备。

该型防爆电气设备须报国家技术监督局备案。

3、级别Ⅰ类设备中的本质安全型有ia和ib两个等级Ia等级设备在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物Ib等级设备在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物。

Ⅱ类设备分为A、B、C三个级别。

4、组别（主要为Ⅱ）：各种爆炸性气体或蒸汽与空气混合物按自燃温度分为六组：T1～T6。

设备允许最高表面温度不得高于分组温度下限。

Ⅰ类电气设备表面堆积粉尘时，允许最高温度为+150℃，采取措施防止堆积时则为+450℃。

5、防爆标志：防爆电气设备的类型、级别和组别连同防爆设备的总标志“Ex”一起，构成防爆标志。

在防爆电气设备的明显处，均有清晰的永久性凸纹标志“Ex”和煤矿矿用产品安全标志“MA”。

防爆电气设备的防爆标志意义如下：防爆电气设备的防爆标志由总标志、类型、标志、类别、级别、组别六部分组成。

举例：⑴、ExibⅠ：煤矿用本质安全型b级防爆电气设备；⑵、ExdⅡBT3：工厂用隔爆型B级T3温度组别防爆电气设备。

二、防爆电气设备的基本要求1、各种类型的防爆电气设备各种类型的防爆电器设备都有专门的标准，即GB3836.2～GB3836.11（爆炸性气体环境用电气设备）。

每一类除符合专门的标准之外还要符合GB3836.1-2000（通用要求）的规定，这样才能保证其防爆性能。

2、紧固件紧固件是保证防爆性能必不可少的重要零件。

⑴螺栓和螺母必须有防松装置，如弹簧垫。

⑵结构上特殊要求时，须采用特殊紧固件。

如将螺栓头或螺母放在护圈或沉孔中。

3、联锁装置即机械闭锁装置。

4、绝缘套管绝缘套管指固定在外壳隔板上，使单根导体或多根导体穿过隔板而不改变电气设备防爆形式的绝缘件。

当绝缘套管与连接件在接线过程中成搜力矩作用时，应能承受相应的扭转试验。

而井下带电设备的绝缘套管不得有连通两个防爆腔的裂纹。

5、引入装置也叫进线装置，是外部电线或电缆进入防爆电气设备的过渡环节，是防爆电气设备最薄弱部分，要求接线必须按照规定工艺进行。

6、接地所有电气设备的金属外壳必须设内外接地螺栓，并标示接地符合。

接地零件必须做防锈处理或用不锈材料制成。

三、电气间隙与爬电距离由于煤矿井下空气潮湿、粉尘较多、环境温度较高，严重影响绝缘的性能。

为了避免电气设备由于绝缘强度降低而产生短路电弧、火花放电等现象，对电气设备的爬电距离和电气间隙作出了规定。

电气间隙是指两个不同电位的裸露导体之间的最短空气距离，即电气设备中有电位差的金属导体之间通过空气的最短距离。

电气间隙通常包括：①带电零件之间以及带电零件与接地零件之间的最短空气距离；②带电零件与易碰零件之间的最短空气距离。

电气间隙应符合表1的规定。

所谓易碰零件是指被操作者触及的金属件，如电气设备的外壳、操作手柄，机架等。

它们虽然在正常情况下不带电，但如果在未接地而又发生绝缘损坏的情况下，就有可能带电，从而引发触电事故或引起火花的危险。

只有满足电气间隙的要求，裸露导体之间和它们对地之间才不会发生击穿放电，才能保证电气设备的安全运行。

爬电距离是指两个导体之间沿其固体绝缘材料表面的最短距离。

也就是在电气设备中有电位差的相邻金属零件之间，沿绝缘表面的最短距离。

爬电距离与电气设备的额定电压、绝缘材料的耐泄痕性能以及绝缘材料表面形状等因素有关。

额定电压越高，爬电距离就越大；反之，就越小。

防爆电气设备的最小爬电距离表1。

表1 电气间隙与爬电距离第二节隔爆型电气设备隔爆型电气设备是指设备的所有电气元件全部装入具有一定强度的由钢板、铸钢或铸铁等制成的外壳内。

当外壳内部发生可燃性混合物爆炸时，决不会引起壳外的可燃性混合物燃烧或爆炸。

这种外壳的结构特点是由壳体与盖子共同构成的，称之为隔爆外壳。

壳体与盖子之间的接合面称之为隔爆面，它具有一定的长度和间隙，并具有一定的粗糙度。

显然，隔爆外壳具有二个作用，一是要有耐爆性，即内部可燃性混合物爆炸时所产生的压力、温度不使外壳损坏，也不变形，它是由外壳材质强度和本身机械结构强度来保证的；二是要有不传爆性，即壳内爆炸后，传出壳外的火焰不会使外部的可燃性混合物发生爆炸，它是由隔爆面的长度、间隙和粗糙度来保证的。

一、隔爆型电气设备常见的失用现象电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性或隔爆性（即不传爆性）就是失爆。

井下隔爆型电气设备常见的失爆现象有：1、隔爆外壳严重变形或出现裂纹，焊缝开焊以及连接螺丝不齐全、螺扣损坏或拧入深度少于规定值，致使其机械强度达不到耐爆性的要求而失爆；2、隔爆接合面严重锈蚀、由于机械损伤、间隙超过规定值，有四坑、连接螺丝没有压紧等，达不到不传爆的要求而失爆；3、电缆进、出线口没有使用合格的密封胶圈或根本没有密封胶圈；不用的电缆接线孔没有使用合格的密封挡板或根本没有密封挡板而造成失爆；4、在设备外壳内随意增加电气元、部件，使某些电气距离小于规定值，或绝缘损坏，消弧装置失效，造成相间经外壳弧光接地短路、使外壳被短路电弧烧穿而失爆；5、外壳内两个隔爆腔由于接线柱、接线套管烧毁而连通，内部爆炸时形成压力叠加、导致外壳失爆。

二、隔场型电气设备失爆的原因及预防措施1、电气设备维护和检修不当防护层脱落，使得防爆面落上矿尘等杂物，紧固对口接合面时会出现四坑，有可能使隔爆接合面间隙增大。

因此维修人员在检修电气设备时，一定要注意防爆接合面，防止有煤尘、杂物沾在上面。

2、井下发生局部冒顶砸伤隔爆型电气设备的外壳，移动和搬迁不当造成外壳变形及机械损伤都能使隔爆型电气设备失爆。

为此电气设备应安装在支护良好的地点，移动和搬迁设备时要小心轻放。

3、由于不熟悉设备的性能，在装卸过程中没有采用专用工具或发生误操作。

如拆卸防爆电动机端盖时，为了省事而用器械敲打，可能将端盖打坏或产生不明显的裂纹，可能发生传爆的现象。

拆卸时零部件没有打钢印标记，待装配时没有对号而误认为是可互换的，造成间隙过小，间隙过小对活动接合面可能造成摩擦现象，破坏隔爆面，所以每个零部件一定要打钢印标记，装配时对号选配。

4、螺钉紧固的隔爆面，由于螺孔深度过浅或螺钉太长，而不能很好地紧固零件。

为此应检查螺孔是否有杂质，螺扣是否完好，装配前应进行检查和处理。

5、由于工作人员对防爆理论知识掌握不够，对各种规程不能正确贯彻执行，以及对设备的隔爆要求马虎大意，均可能造成失爆。

为此应加强理论知识和规程的学习，克服麻痹大意的思想。

三、隔爆型电气设备防爆结合面的防锈处理煤矿井下湿度大，隔爆型电气设备的接合面极容易生锈，如果锈蚀严重。

对其隔爆性能影响极大，甚至造成失爆。

为此，应采取如下防锈措施：1、涂防锈油剂。

在隔爆接合面上直接涂204—1防锈油。

2、涂磷化底漆。

这是一种新的防锈涂漆，能代替钢铁的磷化处理，其特点是：漆膜薄，仅有8～12μm，且坚韧耐久，具有极强的附着力；涂抹方便，仅用半小时即可自然干燥；漆膜不怕瓦斯爆炸时的瞬时高温。

3、热磷处理。

隔爆接合面经热的磷酸盐溶液处理后，在金属表面便形成一层难溶的金属薄膜，即磷化膜，可防止隔爆面的氧化锈蚀。

对在热磷处理时形成的质量差的磷化膜，可用浓度为10%～15%的盐酸（HCL）溶液（即氯化氢水溶液）或加热的浓度为15%～20%的苛性钠（NaOH）溶液（也叫火碱溶液）擦洗磷化膜，即可除去，也可用砂布等方法清除。

4、冷磷处理。

隔爆接合面经大修后，一般采用冷磷处理，使其形成一层难溶的金属氧化膜，以防止隔爆接合面氧化锈蚀。