矿井电气设备防爆措施

丁存义

[摘 要]煤炭资源提供了我国大部分的电力，可以说为我国的经济增长做出了重大的贡献。煤矿的安全生产一直是重中之重，煤矿井下防爆电气设备的安全可靠性是保证煤矿安全生产工作的基础，煤矿井下电气防爆设备的安全运行，既保证了生产的有效进行，又有效保护了生产者的安全，对于减少安全事故提高煤矿生产效率具有极其重要的意义。

[关键词]电气设备 防爆 火花

中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）37-0004-01

井下巷道、硐室和采掘工作面的空间狭小，人体触及电气设备机会多。由于煤层和岩石的压力以及爆破等影响，井下的电气设备受到掉矸和片帮砸压的可能性大。井下潮湿，经常出现滴水、淋水现象，电气设备容易受潮。有些巷道及机电硐室内空气流通不畅、温度高，电气设备散热条件差。井下电气设备移动次数少、启动频繁、负荷变化大、过载机会多。井下含有瓦斯、煤尘，当达到一定量值时遇有电弧、电火花及局部高温时，将会引起燃烧和爆炸。因而井下电气设备必须具有防爆性能，又要保证爆炸后不会使设备外壳变形。

1 电气设备的防爆途径

1.1 隔爆外壳。井下电气设备采用隔爆外壳，就是将电气元器件装在不传爆的外壳之中，使爆炸只发生在内部。这种隔爆外壳多用于井下高低压开关设备、电动机等。

1.2 增安。所谓增安，就是对一些电气设备采取防护措施，制定特殊要求，以防止电火花、电弧和过热现象的发生，如提高绝缘强度、规定最小电气间隙、限制表面温升及装设不会产生过热或火花的导线接头等。这种措施用于电动机、变压器、照明灯等。

1.3本质安全电路。本质安全电路是指电路外露的火花能量不足以点燃瓦斯和煤尘。由于这种电路的电压、电流等参数都很小，故只限于通讯信号、测量仪表、自动控制系统等。

1.4 超前切断电源。利用瓦斯、煤尘从接触火源到引起爆炸需要经过一定时间的延迟特性，使电气设备在正常和故障状态下产生的热源或电火花在没弓J爆瓦斯、煤尘之前切断电源达到防爆目的。

2 煤矿井下电气设备防爆措施

2.1 控制电气设备表面温度

矿井用防爆电气设备的最高表面温度，无煤粉沉积时不得超过450℃ ，有煤粉沉积时不得超过l5O℃ 。粉尘、纤维爆炸危险环境中，一般电气设备的最高表面温度不得超过125℃ ，若粉尘沉积厚度5mm以下时，要低于弓i燃温度75℃ ，或不超过引燃温度的2/3。

2.2 设备的环境要求

在爆炸危险环境中，应尽量少用携带式设备和移动式设备，应尽量少安装插销座。为了节省费用，应设法减小防爆电气设备的使用量。首先，应当考虑把危险的设备安装在危险环境之外；如果不得不安装在危险环境内，也应当安装在危险较小的位置。

2.3 设备要有防爆性

采煤机、刮板输送机、转载机、顺槽带式输送机、破碎机等煤矿机械必须有可靠的防爆性能。防止电气设备在正常分合闸情况下产生的电火花引爆井下爆炸性混合物。

2.4 选择适宜的防爆类型

防爆设备共有10种类型，其中主要采用隔爆型、本安型、增安型和特殊防爆型几种。

①隔爆型（d）。是矿井使用最为广泛的防爆电气设备。如井下使用的各种防爆开关、防爆电动机等。其防爆原理：外壳同时具有“隔爆性、耐爆性”，可防止电火花引出壳外点燃爆炸性混合物。

②增安型（e）。其防爆原理：在没备的结构、制造等方面，采取一定的措施（如：井下使用的矿用变压器、蓄电池机车、矿灯等），提高安全程度，以达到电气防爆的要求。主要措施：增大电气间隙和爬电距离；提高绝缘材料的等级；加强导线的连接；限制设备的温度等。

③本质安全型（i）。其防爆原理：通过限制电路电火花的能量，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火光不能点燃爆炸性混合物。由于本安型电气设备的最大输出功率仅为25w，因此只能用于井下通讯信号、监控系统及仪器仪表。

④特殊防爆型（t），即在增安型的基础上增加特殊的措施，如电机车、矿灯等。

3 隔爆型磁力启动器的改造应用

隔爆型磁力启动器是一种组合电器，主要由隔离开关、接触器、熔断器、过热过流继电器、按钮等元件组成，并将其装在隔爆外壳中.用来控制和保护电动机。目前， 我矿井下大多采用QC83系列空气磁力启动器。QC83系列磁力启动器因使用空气接触器.分断能力较小，触头易烧损和熔焊，有时被迫降容使用，且开关的维修量很大，不能适应生产的需要.达不到安全、可靠、高效率运行的目的。为发挥原有设备的能力.对QC83系列磁力启动器进行技术改造。

（1）开关使用原开关的外壳，以保证隔爆要求，并在外壳上涂黄色以示区别。

（2）用CKJ型真空接触器代替空气接触器.用JDB型电动机综合保护器代替过流过热继电器。

真空接触器的主触头用来接通或断开负荷线路. 它具有分断能力强、电寿命长、可频繁操作、安全可靠等优点。2种接触器的主要指标比较见表1。

JDB型电动机综合保护装置为电子式继电保护装置， 具有短路、过负荷、断相和漏电闭锁保护功能。它具有保护功能齐全、体积小、寿命长、灵敏度高等优点，在煤矿得到广泛应用。改造后的启动器主电路中接入了阻容吸收电路. 以防止产生截流过电压。对QC83-80，QC83-80（N）系列启动器进行了真空改造. 改造后的型号分别为QC83-80Z，QC83-80Z（N）。它们既能满足原开关的使用条件，又能进行频繁操作，且具有容量大、分断能力强、电寿命长、保护齐全和安全可靠等优点。

经过改造，仅主触头、线圈等消耗便可节约1.5万元/a，同时，改造后设备故障易发生部位减少.故障次数、维修时间、维修量及例检时问相应减少满足煤矿安全生产的需要，又节约了大量的资金，有很高的经济效益，应积极实施。

结语

随着电力系统的发展和对其安全运行要求的不断提高，供电设备的电气保护也在不断的改进和完善中，电气保护逐步智能化。同时我们也应该注意到，高新技术应用和观念上的更新尤为重要。