田 勇

（吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，長春 130022）

煤礦用電氣設(shè)備在應(yīng)用過程中一定要滿足爆炸性氣體環(huán)境下電氣防爆的需求和安全標(biāo)準(zhǔn)。需要用的煤礦用電氣設(shè)備在應(yīng)用之前一定要完成有關(guān)機(jī)構(gòu)規(guī)定的爆炸實(shí)驗(yàn)以及火花實(shí)驗(yàn)，確保其在日后使用過程中具有足夠的安全性，避免礦內(nèi)事故的發(fā)生。

2 煤礦用電氣防爆技術(shù)

礦井下通常布滿了瓦斯和爆炸性煤塵，對于人們來說危險(xiǎn)性很大，屬于爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境。在這一環(huán)境中火花或者高溫都會很容易點(diǎn)燃瓦斯以及煤塵，很有可能釀成重大安全事故，帶來人們的生命參禪筍是。所以在爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境中使用的電氣設(shè)備一定是通過了特殊設(shè)計(jì)具有特殊防暴措施的設(shè)備，能夠確保煤礦用電氣設(shè)備在運(yùn)行過程甚至是電路故障的情況下能夠正常工作且不會引起火花或者高溫導(dǎo)致爆炸。采煤機(jī)在工作過程中需要進(jìn)行采煤工作面設(shè)計(jì)，起設(shè)計(jì)制造的過程必需滿足煤礦的防爆要求，確保在正?；钪收系臓顟B(tài)下都不會引起爆炸。在具體的煤礦用電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)中主要采用兩種防爆形勢，隔爆式和本質(zhì)安全型。其中用外殼對爆炸進(jìn)行限制是嘴傳統(tǒng)的方法，這一過程將設(shè)備導(dǎo)電部位放在外殼當(dāng)中，而外部的可燃性氣體通過部件之間進(jìn)入殼內(nèi)，如果內(nèi)部電氣導(dǎo)電部分發(fā)生故障點(diǎn)燃電火花，內(nèi)殼配合棉就會將火焰和爆炸生成物立刻冷卻到安全溫度避免爆炸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防爆目的，這種方式成為間隙隔爆，這種設(shè)備成為隔爆型電氣設(shè)備。同時對于弱電設(shè)備其電路釋放電量一直處于一定范圍之內(nèi)，即使發(fā)生短路斷路也不會引起爆炸，這種電路和設(shè)備統(tǒng)稱為安全型電路和電氣設(shè)備。同其他防爆設(shè)備相比這種設(shè)備體積小重量輕而且具有很好的防護(hù)要求。但是因?yàn)槟芰肯拗?，該電路設(shè)計(jì)通常設(shè)計(jì)過程中會對電感電容的要求比較高，使用限制十分嚴(yán)格。

3 可靠性和抗干擾技術(shù)

采煤機(jī)一般都長時間工作于惡劣的條件當(dāng)中，同時煤機(jī)和周圍的很多有關(guān)協(xié)同設(shè)備都是電磁干擾源，而且干擾強(qiáng)度很高。這就給控制系統(tǒng)的抗干擾能力以及安全性能提出了很高的要求。

（1）電控系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)。可靠性作為一門科學(xué)在應(yīng)用過程中一般同實(shí)際結(jié)合在一起，牽涉到的系統(tǒng)方面就是電子控制系統(tǒng)。電子控制系統(tǒng)的硬件可靠性通常在于電子電路和元器件的控制過程可靠性。要加強(qiáng)這些元件和電路的可靠性，首先可以建立優(yōu)選元器件列表，選擇量產(chǎn)且技術(shù)成熟的元器件，如果價格合適可以采用金屬以及陶瓷密封的元器件，避免采用塑料封裝元器件。除此之外可以采用降額設(shè)計(jì)來確?？煽啃?。降額就是指元器件實(shí)際操作應(yīng)力小于允許值的設(shè)計(jì)。首先可以選擇比較高額定值的原件，與此同時還可以采取一些措施確保應(yīng)力不會過高。降額的方法可以提高設(shè)備可靠性在于其大多數(shù)元器件具有的失效率都隨著承應(yīng)力的減小而逐漸降低，如果進(jìn)行降額設(shè)計(jì)則對于半導(dǎo)體等元器件可以起到很好的保護(hù)效果

（2）電控系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)。電子系統(tǒng)電磁干擾的來源主要是兩個方面，一方面是系統(tǒng)外部的電磁干擾，通常是以信號線或者電源線傳導(dǎo)過來的干擾形勢，或者是輻射進(jìn)系統(tǒng)的干擾。另一方面是電路在工作時自身產(chǎn)生的干擾。要解決電磁干擾問題，主要可以通過三個方面入手：首先要切斷干擾傳播的途徑。針對傳導(dǎo)性干擾可以減少引線，同時對無法減少的引線進(jìn)行合理布置，而如果是輻射或者耦合型傳導(dǎo)則可以采取電磁屏蔽或者適當(dāng)?shù)慕拥靥幚?；其次是?qiáng)化敏感元件的干擾承受能力，具體措施可以是輸入阻抗，使用觸發(fā)器等方法；最后是抑制干擾源。在干擾源環(huán)節(jié)采取措施降低干擾，具體方法可以使采用屏蔽或者接地，增加濾波器并遠(yuǎn)離敏感電路等。軟件設(shè)計(jì)的過程中可以采用輸入信號進(jìn)行數(shù)字濾波，然后重復(fù)采樣，進(jìn)行多值表決。這樣的系統(tǒng)錯誤偵測和自動恢復(fù)可以有效增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。

4 礦用設(shè)備防爆型和可靠性的要求

煤礦才用的電氣設(shè)備首先應(yīng)當(dāng)能夠確保滿足煤礦爆炸性氣體環(huán)境中的電氣防爆要求以及有關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，正常情況下就是要通過國家防爆檢測以及有關(guān)機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的爆炸實(shí)驗(yàn)和安全火花試驗(yàn)。目前采用的極薄煤層采煤機(jī)適用于狹小空間內(nèi)的采煤工作，設(shè)計(jì)高度通常只有半米，這就導(dǎo)致機(jī)內(nèi)設(shè)備空間狹小，而同時設(shè)備人員較多，機(jī)器一旦失控就會造成不可挽回的巨大損失。由于機(jī)器故障導(dǎo)致停機(jī)的時候，如果不能進(jìn)行快捷方便的檢修，每天帶來的經(jīng)濟(jì)損失可能高達(dá)數(shù)萬。因而著就懟控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及其可靠性、抗干擾性提出了嚴(yán)格要求。在控制系統(tǒng)的設(shè)置當(dāng)中，必需要采用一定的容錯設(shè)施，確保操作出現(xiàn)問題也不會帶來安全性問題。針對薄煤層采煤機(jī)當(dāng)前工作時伴隨距略震動的現(xiàn)狀，需要聯(lián)合電控系統(tǒng)減震的措施以及抗震強(qiáng)度要求等進(jìn)行解決，比如可以調(diào)控控制系統(tǒng)電路板大小以及電控盒安裝方式等。

5 結(jié)束語

隨著新能源發(fā)展，人們對礦用設(shè)備的的可靠性和安全性提出了更嚴(yán)格的限制條件，用于煤礦的特殊電氣防爆技術(shù)應(yīng)當(dāng)采用間隙防爆或者本質(zhì)安全電器電路等確保礦用設(shè)備在煤礦粉塵中的安全性。同時保證采煤機(jī)在惡劣條件下長時間工作不會受到電子干擾。礦用設(shè)備的可靠性和抗干擾技術(shù)的提高迫在眉睫，需要各方面有關(guān)人士共同努力。

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