丁存義

[摘 要]煤炭資源提供了我國(guó)大部分的電力，可以說(shuō)為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出了重大的貢獻(xiàn)。煤礦的安全生產(chǎn)一直是重中之重，煤礦井下防爆電氣設(shè)備的安全可靠性是保證煤礦安全生產(chǎn)工作的基礎(chǔ)，煤礦井下電氣防爆設(shè)備的安全運(yùn)行，既保證了生產(chǎn)的有效進(jìn)行，又有效保護(hù)了生產(chǎn)者的安全，對(duì)于減少安全事故提高煤礦生產(chǎn)效率具有極其重要的意義。

[關(guān)鍵詞]電氣設(shè)備 防爆 火花

中圖分類號(hào)：TM121.1.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-914X（2015）37-0004-01

井下巷道、硐室和采掘工作面的空間狹小，人體觸及電氣設(shè)備機(jī)會(huì)多。由于煤層和巖石的壓力以及爆破等影響，井下的電氣設(shè)備受到掉矸和片幫砸壓的可能性大。井下潮濕，經(jīng)常出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象，電氣設(shè)備容易受潮。有些巷道及機(jī)電硐室內(nèi)空氣流通不暢、溫度高，電氣設(shè)備散熱條件差。井下電氣設(shè)備移動(dòng)次數(shù)少、啟動(dòng)頻繁、負(fù)荷變化大、過(guò)載機(jī)會(huì)多。井下含有瓦斯、煤塵，當(dāng)達(dá)到一定量值時(shí)遇有電弧、電火花及局部高溫時(shí)，將會(huì)引起燃燒和爆炸。因而井下電氣設(shè)備必須具有防爆性能，又要保證爆炸后不會(huì)使設(shè)備外殼變形。

1 電氣設(shè)備的防爆途徑

1.1 隔爆外殼。井下電氣設(shè)備采用隔爆外殼，就是將電氣元器件裝在不傳爆的外殼之中，使爆炸只發(fā)生在內(nèi)部。這種隔爆外殼多用于井下高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、電動(dòng)機(jī)等。

1.2 增安。所謂增安，就是對(duì)一些電氣設(shè)備采取防護(hù)措施，制定特殊要求，以防止電火花、電弧和過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生，如提高絕緣強(qiáng)度、規(guī)定最小電氣間隙、限制表面溫升及裝設(shè)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱或火花的導(dǎo)線接頭等。這種措施用于電動(dòng)機(jī)、變壓器、照明燈等。

1.3本質(zhì)安全電路。本質(zhì)安全電路是指電路外露的火花能量不足以點(diǎn)燃瓦斯和煤塵。由于這種電路的電壓、電流等參數(shù)都很小，故只限于通訊信號(hào)、測(cè)量?jī)x表、自動(dòng)控制系統(tǒng)等。

1.4 超前切斷電源。利用瓦斯、煤塵從接觸火源到引起爆炸需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延遲特性，使電氣設(shè)備在正常和故障狀態(tài)下產(chǎn)生的熱源或電火花在沒(méi)弓J爆瓦斯、煤塵之前切斷電源達(dá)到防爆目的。

2 煤礦井下電氣設(shè)備防爆措施

2.1 控制電氣設(shè)備表面溫度

礦井用防爆電氣設(shè)備的最高表面溫度，無(wú)煤粉沉積時(shí)不得超過(guò)450℃ ，有煤粉沉積時(shí)不得超過(guò)l5O℃ 。粉塵、纖維爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中，一般電氣設(shè)備的最高表面溫度不得超過(guò)125℃ ，若粉塵沉積厚度5mm以下時(shí)，要低于弓i燃溫度75℃ ，或不超過(guò)引燃溫度的2/3。

2.2 設(shè)備的環(huán)境要求

在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中，應(yīng)盡量少用攜帶式設(shè)備和移動(dòng)式設(shè)備，應(yīng)盡量少安裝插銷座。為了節(jié)省費(fèi)用，應(yīng)設(shè)法減小防爆電氣設(shè)備的使用量。首先，應(yīng)當(dāng)考慮把危險(xiǎn)的設(shè)備安裝在危險(xiǎn)環(huán)境之外；如果不得不安裝在危險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)，也應(yīng)當(dāng)安裝在危險(xiǎn)較小的位置。

2.3 設(shè)備要有防爆性

采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、順槽帶式輸送機(jī)、破碎機(jī)等煤礦機(jī)械必須有可靠的防爆性能。防止電氣設(shè)備在正常分合閘情況下產(chǎn)生的電火花引爆井下爆炸性混合物。

2.4 選擇適宜的防爆類型

防爆設(shè)備共有10種類型，其中主要采用隔爆型、本安型、增安型和特殊防爆型幾種。

①隔爆型（d）。是礦井使用最為廣泛的防爆電氣設(shè)備。如井下使用的各種防爆開(kāi)關(guān)、防爆電動(dòng)機(jī)等。其防爆原理：外殼同時(shí)具有“隔爆性、耐爆性”，可防止電火花引出殼外點(diǎn)燃爆炸性混合物。

②增安型（e）。其防爆原理：在沒(méi)備的結(jié)構(gòu)、制造等方面，采取一定的措施（如：井下使用的礦用變壓器、蓄電池機(jī)車(chē)、礦燈等），提高安全程度，以達(dá)到電氣防爆的要求。主要措施：增大電氣間隙和爬電距離；提高絕緣材料的等級(jí)；加強(qiáng)導(dǎo)線的連接；限制設(shè)備的溫度等。

③本質(zhì)安全型（i）。其防爆原理：通過(guò)限制電路電火花的能量，使其在正常工作和規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火光不能點(diǎn)燃爆炸性混合物。由于本安型電氣設(shè)備的最大輸出功率僅為25w，因此只能用于井下通訊信號(hào)、監(jiān)控系統(tǒng)及儀器儀表。

④特殊防爆型（t），即在增安型的基礎(chǔ)上增加特殊的措施，如電機(jī)車(chē)、礦燈等。

3 隔爆型磁力啟動(dòng)器的改造應(yīng)用

隔爆型磁力啟動(dòng)器是一種組合電器，主要由隔離開(kāi)關(guān)、接觸器、熔斷器、過(guò)熱過(guò)流繼電器、按鈕等元件組成，并將其裝在隔爆外殼中.用來(lái)控制和保護(hù)電動(dòng)機(jī)。目前， 我礦井下大多采用QC83系列空氣磁力啟動(dòng)器。QC83系列磁力啟動(dòng)器因使用空氣接觸器.分?jǐn)嗄芰^小，觸頭易燒損和熔焊，有時(shí)被迫降容使用，且開(kāi)關(guān)的維修量很大，不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要.達(dá)不到安全、可靠、高效率運(yùn)行的目的。為發(fā)揮原有設(shè)備的能力.對(duì)QC83系列磁力啟動(dòng)器進(jìn)行技術(shù)改造。

（1）開(kāi)關(guān)使用原開(kāi)關(guān)的外殼，以保證隔爆要求，并在外殼上涂黃色以示區(qū)別。

（2）用CKJ型真空接觸器代替空氣接觸器.用JDB型電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器代替過(guò)流過(guò)熱繼電器。

真空接觸器的主觸頭用來(lái)接通或斷開(kāi)負(fù)荷線路. 它具有分?jǐn)嗄芰?qiáng)、電壽命長(zhǎng)、可頻繁操作、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。2種接觸器的主要指標(biāo)比較見(jiàn)表1。

JDB型電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置為電子式繼電保護(hù)裝置， 具有短路、過(guò)負(fù)荷、斷相和漏電閉鎖保護(hù)功能。它具有保護(hù)功能齊全、體積小、壽命長(zhǎng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，在煤礦得到廣泛應(yīng)用。改造后的啟動(dòng)器主電路中接入了阻容吸收電路. 以防止產(chǎn)生截流過(guò)電壓。對(duì)QC83-80，QC83-80（N）系列啟動(dòng)器進(jìn)行了真空改造. 改造后的型號(hào)分別為QC83-80Z，QC83-80Z（N）。它們既能滿足原開(kāi)關(guān)的使用條件，又能進(jìn)行頻繁操作，且具有容量大、分?jǐn)嗄芰?qiáng)、電壽命長(zhǎng)、保護(hù)齊全和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)改造，僅主觸頭、線圈等消耗便可節(jié)約1.5萬(wàn)元/a，同時(shí)，改造后設(shè)備故障易發(fā)生部位減少.故障次數(shù)、維修時(shí)間、維修量及例檢時(shí)問(wèn)相應(yīng)減少滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要，又節(jié)約了大量的資金，有很高的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)積極實(shí)施。

結(jié)語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和對(duì)其安全運(yùn)行要求的不斷提高，供電設(shè)備的電氣保護(hù)也在不斷的改進(jìn)和完善中，電氣保護(hù)逐步智能化。同時(shí)我們也應(yīng)該注意到，高新技術(shù)應(yīng)用和觀念上的更新尤為重要。