谈井下煤矿井下隔爆电气设备管理研究
最后更新时间：2024-02-09
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论文导读：
【摘 要】煤矿瓦斯、煤尘爆炸和火灾三大自然灾害，都不同程度的与电气设备失爆有着密切的联系，通过对设备失爆的研究，以最大限度的通过维持机电设备的防爆性能，降低安全风险。
【关键词】隔爆电气设备；失爆；研究
1 概述
隔爆型电气设备就是具有隔爆外壳的电气设备，是防爆电气设备的一种，其外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸汽形成的爆炸性混合物点燃。外壳又是为实现防爆型式或防护等级的所有壁、门、盖、电缆引入装置、杆、转轴、心轴等构成的整体。下图1是隔爆电气设备的几种形式：
图1隔爆开关外型图
有多少种隔爆要求，就有多少种失爆的可能。下面介绍几种日常工作中容易忽视的失爆现象。
2 螺旋式喇叭口啮合扣数不一致的失爆
下图2是喇叭口的活动部分外型示意图、图3是喇叭口的静止部分外型示意图、图4是喇叭口的活动部分与静止部分通过螺纹连接在一起的外型示意图。螺旋式喇叭口一般出厂加工螺纹数为7到13丝，以9丝最常见，但7丝也经常出现。
图2 喇叭口活动部分外型图
图3 喇叭口静止部分外型图
图4 喇叭口活动静止部分组合图
按照防爆设备通用要求当喇叭口旋紧后外露1-3丝螺距，旋入的丝数不少于6扣 ，啮合的丝扣数不得少于5扣。GB3836对有退刀槽的这种喇叭口没有明确提出来，经与现场工人研究并反复查阅有关资料，认为留1-3丝螺纹余量，是为了防止金属档环丢失后仍然能够上紧喇叭口。从此种意义上考虑，喇叭口有退刀槽余量，可以没有螺纹余量。图四是螺纹丝扣数7丝的喇叭口，活动和静止部分啮合后7丝全部旋入，外露3mm的退刀槽余量，不露丝。此时金属档环厚度不大于2mm。因此从图四表面上看起来是一种合格现象。只有细心看一下，实际啮合扣数只有4扣。很明显这种情况是不能满足防爆要求的。
从这个例子看来，我们管理维护人员应该从设备的整体考虑设备的性能。这种情况有可能是胶圈宽度不够，要及时更换胶圈，保持隔爆电气的完好状态。
3 压叠式喇叭口紧固过度造成的失爆
大型电气设备维护48字方针中 “表面光洁，适当紧固”用在隔爆型电气设备的维护再恰当不过。
图5 喇叭口紧固图
大家从图5可以清楚的看出左图右图都存在喇叭口压紧时多加装弹簧垫圈的现象。加装弹簧垫圈是画蛇添足，无益反而有害。这种情况忽略了三个问题：
（1）电缆压皮、电缆、胶圈本身具有弹性，不需要加装多余防松装置；
（2）加装多余弹簧垫圈，又必须压平，会破坏电缆、胶圈的弹性，破坏隔爆电气设备的防爆性能；
（3）电缆压扁量有规定，不能超过电缆外径的10%，超过即为失爆。
图5左图是一个喇叭口拔口的现象，这是另一种不合理现象，它会使被紧固件受力不均匀，从而破坏隔爆电气设备的防爆性能。
我们在隔爆电气设备的日常维护中，一定要注意扎实细致的工作，注意电气设备的适当紧固，不要超过紧固件和被紧固件弹性限度。
4 外部环境和条件引起的隔爆电气设备的失爆
在煤矿井下电气设备保养及事故抢修工作中，发现过多次防爆外壳内进水、积水、锈蚀现象。作为矿井维修电工要深挖进水的原因，研究快速处理进水的方法，制定防止进水的防范措施。
究竟是怎样进水的呢？无论何种接合面都不可能消灭间隙，只是规定了间隙的上限而已。无论何种接合面间隙只要不大于0摘自：硕士论文答辩技巧www.7ctime.com
.30mm都是合格的。无论何种直径的电缆外径与安装圆孔径都是有一定间隙的，并且允许有间隙，间隙只要不大于1.0mm就是合格的。谁敢保证这小小的间隙，在条件允许的情况下不会进水呢？事实上由于以下几种原因隔爆外壳外部的水汽会进入外壳内部的：
（1）隔爆外壳内外部存在温差，温差造成隔爆外壳内外部大气压力不相等，大气压差使隔爆外壳内外部空气通过上表间隙对流。煤矿井下大部分地点空气潮湿，在空气对流过程中，潮汽进入壳内凝结，使隔爆外壳内部“挂汗”、积水。
（2）隔爆外壳内部本身存在潮湿的空气，在每一次检修或维护中隔爆外壳内外部空气交流，潮湿的空气遇冷凝结成汽、水。
（3）煤矿井下因防尘人为洒水频繁，防尘水会造成空气潮湿，形成上述情况； 防尘水压力较高，如果隔爆外壳间隙较大，防尘水可以直接通过隔爆论文导读：能产生火花，造成电气设备失爆。见图7。大家可能见过，钢丝绳跑偏，电气设备摆放位置不正确，造成摩擦电气设备产生火花的现象。直接造成电气设备外壳磨损，降低防爆隔爆性能。图7运输与电气安全图运输设备钢丝绳提升重物时钢丝绳与铁路摩擦产生火花，不但直接引燃有害气体，在一定条件下也可以引起附近电气设备出现故障。
间隙渗入隔爆外壳内部，形成水滴，乃至积水。
隔爆外壳内部积水乃至潮湿会使内壳及其他内部电气元件锈蚀，破坏电气设备的绝缘性能、安全保护，造成电气设备不能正常工作，甚至人员触电。造成短路、接地出现火花还会引起瓦斯煤尘爆炸。
因此，我们要充分重视外部环境的变化，摸索维护片区内的设备运行规律，定期进行除湿。具体除湿的方法可采用以下几种：
（1）用干净干燥的棉纱擦拭。
（2）用皮老虎或压力空气“吹风”，
（3）用矿灯或矿用隔爆荧光灯、白炽灯烘干等烘干的方法。
5 弧光短路引起的失爆
隔爆外壳与内外部的电气系统是一个有机整体，不能割裂开分析，通过进一步查阅GB3836等相关标准，咨询煤科总院上海分院，国产防爆电气设备取证时不做弧光短路试验。也就是说如果发生弧光短路，我们的隔爆外壳可能起不到作用甚至形同虚设。图6是一个隔爆转盖外型图，大家可以清楚的看到涂有耐弧漆的内壁。就是这内壁的耐弧漆，在煤矿井下时有脱落现象，
图6 隔爆转盖外型图
这种现象在短路时是很危险的。在短路或接地漏电时隔爆外壳会带电，人员接触会触电，任何导体接触都会出现火花，引起重大事故发生。在这种情况下短路、漏电、接地保护的作用尤为重要。但是目前短路漏电保护的整定很不规范，甚至还有使用铜丝、铁丝做保险丝的现象存在。使用铜丝、铁丝做保险丝，过电流甚至短路时不熔断，使导线（包括电缆等）电阻较大的地方热量迅速增大，形成类似电路丝的现象。会点燃周围有害气体，甚至引起瓦斯煤尘爆炸。所以我们在维护好隔爆外壳的同时要考虑防爆设备整体性能，尤其要维护好综合保护插件、短路保险管（选择合格的熔体）、消弧罩、真空接触器、保持隔爆外壳内部耐弧漆不脱落。内部耐弧漆看似没有用的东西，却是重要的后备保护，更是隔爆电气设备隔爆性能完善的有力证据。
6 机械摩擦引起的失爆
机械摩擦也能产生火花，造成电气设备失爆。见图7。大家可能见过，钢丝绳跑偏，电气设备摆放位置不正确，造成摩擦电气设备产生火花的现象。直接造成电气设备外壳磨损，降低防爆隔爆性能。
图7 运输与电气安全图
运输设备钢丝绳提升重物时钢丝绳与铁路摩擦产生火花，不但直接引燃有害气体，在一定条件下也可以引起附近电气设备出现故障。
7 结论
隔爆电气设备的维护维修任重道远，轻视隔爆外壳乃至隔爆电气设备的维护维修的思想都是极端错误的。我们要充分考虑设备整体性能，识别隔爆电气设备失爆和隐形失爆现象。矿井加大再加大电气隐患治理的力度，提高防爆检查工、电工防爆知识储备，力争提高矿井的安全水平。
【摘 要】煤矿瓦斯、煤尘爆炸和火灾三大自然灾害，都不同程度的与电气设备失爆有着密切的联系，通过对设备失爆的研究，以最大限度的通过维持机电设备的防爆性能，降低安全风险。
【关键词】隔爆电气设备；失爆；研究
1 概述
隔爆型电气设备就是具有隔爆外壳的电气设备，是防爆电气设备的一种，其外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸汽形成的爆炸性混合物点燃。外壳又是为实现防爆型式或防护等级的所有壁、门、盖、电缆引入装置、杆、转轴、心轴等构成的整体。下图1是隔爆电气设备的几种形式：
图1隔爆开关外型图
有多少种隔爆要求，就有多少种失爆的可能。下面介绍几种日常工作中容易忽视的失爆现象。
2 螺旋式喇叭口啮合扣数不一致的失爆
下图2是喇叭口的活动部分外型示意图、图3是喇叭口的静止部分外型示意图、图4是喇叭口的活动部分与静止部分通过螺纹连接在一起的外型示意图。螺旋式喇叭口一般出厂加工螺纹数为7到13丝，以9丝最常见，但7丝也经常出现。
图2 喇叭口活动部分外型图
图3 喇叭口静止部分外型图
图4 喇叭口活动静止部分组合图
按照防爆设备通用要求当喇叭口旋紧后外露1-3丝螺距，旋入的丝数不少于6扣 ，啮合的丝扣数不得少于5扣。GB3836对有退刀槽的这种喇叭口没有明确提出来，经与现场工人研究并反复查阅有关资料，认为留1-3丝螺纹余量，是为了防止金属档环丢失后仍然能够上紧喇叭口。从此种意义上考虑，喇叭口有退刀槽余量，可以没有螺纹余量。图四是螺纹丝扣数7丝的喇叭口，活动和静止部分啮合后7丝全部旋入，外露3mm的退刀槽余量，不露丝。此时金属档环厚度不大于2mm。因此从图四表面上看起来是一种合格现象。只有细心看一下，实际啮合扣数只有4扣。很明显这种情况是不能满足防爆要求的。
从这个例子看来，我们管理维护人员应该从设备的整体考虑设备的性能。这种情况有可能是胶圈宽度不够，要及时更换胶圈，保持隔爆电气的完好状态。
3 压叠式喇叭口紧固过度造成的失爆
大型电气设备维护48字方针中 “表面光洁，适当紧固”用在隔爆型电气设备的维护再恰当不过。
图5 喇叭口紧固图
大家从图5可以清楚的看出左图右图都存在喇叭口压紧时多加装弹簧垫圈的现象。加装弹簧垫圈是画蛇添足，无益反而有害。这种情况忽略了三个问题：
（1）电缆压皮、电缆、胶圈本身具有弹性，不需要加装多余防松装置；
（2）加装多余弹簧垫圈，又必须压平，会破坏电缆、胶圈的弹性，破坏隔爆电气设备的防爆性能；
（3）电缆压扁量有规定，不能超过电缆外径的10%，超过即为失爆。
图5左图是一个喇叭口拔口的现象，这是另一种不合理现象，它会使被紧固件受力不均匀，从而破坏隔爆电气设备的防爆性能。
我们在隔爆电气设备的日常维护中，一定要注意扎实细致的工作，注意电气设备的适当紧固，不要超过紧固件和被紧固件弹性限度。
4 外部环境和条件引起的隔爆电气设备的失爆
在煤矿井下电气设备保养及事故抢修工作中，发现过多次防爆外壳内进水、积水、锈蚀现象。作为矿井维修电工要深挖进水的原因，研究快速处理进水的方法，制定防止进水的防范措施。
究竟是怎样进水的呢？无论何种接合面都不可能消灭间隙，只是规定了间隙的上限而已。无论何种接合面间隙只要不大于0摘自：硕士论文答辩技巧www.7ctime.com
.30mm都是合格的。无论何种直径的电缆外径与安装圆孔径都是有一定间隙的，并且允许有间隙，间隙只要不大于1.0mm就是合格的。谁敢保证这小小的间隙，在条件允许的情况下不会进水呢？事实上由于以下几种原因隔爆外壳外部的水汽会进入外壳内部的：
（1）隔爆外壳内外部存在温差，温差造成隔爆外壳内外部大气压力不相等，大气压差使隔爆外壳内外部空气通过上表间隙对流。煤矿井下大部分地点空气潮湿，在空气对流过程中，潮汽进入壳内凝结，使隔爆外壳内部“挂汗”、积水。
（2）隔爆外壳内部本身存在潮湿的空气，在每一次检修或维护中隔爆外壳内外部空气交流，潮湿的空气遇冷凝结成汽、水。
（3）煤矿井下因防尘人为洒水频繁，防尘水会造成空气潮湿，形成上述情况； 防尘水压力较高，如果隔爆外壳间隙较大，防尘水可以直接通过隔爆论文导读：能产生火花，造成电气设备失爆。见图7。大家可能见过，钢丝绳跑偏，电气设备摆放位置不正确，造成摩擦电气设备产生火花的现象。直接造成电气设备外壳磨损，降低防爆隔爆性能。图7运输与电气安全图运输设备钢丝绳提升重物时钢丝绳与铁路摩擦产生火花，不但直接引燃有害气体，在一定条件下也可以引起附近电气设备出现故障。
间隙渗入隔爆外壳内部，形成水滴，乃至积水。
隔爆外壳内部积水乃至潮湿会使内壳及其他内部电气元件锈蚀，破坏电气设备的绝缘性能、安全保护，造成电气设备不能正常工作，甚至人员触电。造成短路、接地出现火花还会引起瓦斯煤尘爆炸。
因此，我们要充分重视外部环境的变化，摸索维护片区内的设备运行规律，定期进行除湿。具体除湿的方法可采用以下几种：
（1）用干净干燥的棉纱擦拭。
（2）用皮老虎或压力空气“吹风”，
（3）用矿灯或矿用隔爆荧光灯、白炽灯烘干等烘干的方法。
5 弧光短路引起的失爆
隔爆外壳与内外部的电气系统是一个有机整体，不能割裂开分析，通过进一步查阅GB3836等相关标准，咨询煤科总院上海分院，国产防爆电气设备取证时不做弧光短路试验。也就是说如果发生弧光短路，我们的隔爆外壳可能起不到作用甚至形同虚设。图6是一个隔爆转盖外型图，大家可以清楚的看到涂有耐弧漆的内壁。就是这内壁的耐弧漆，在煤矿井下时有脱落现象，
图6 隔爆转盖外型图
这种现象在短路时是很危险的。在短路或接地漏电时隔爆外壳会带电，人员接触会触电，任何导体接触都会出现火花，引起重大事故发生。在这种情况下短路、漏电、接地保护的作用尤为重要。但是目前短路漏电保护的整定很不规范，甚至还有使用铜丝、铁丝做保险丝的现象存在。使用铜丝、铁丝做保险丝，过电流甚至短路时不熔断，使导线（包括电缆等）电阻较大的地方热量迅速增大，形成类似电路丝的现象。会点燃周围有害气体，甚至引起瓦斯煤尘爆炸。所以我们在维护好隔爆外壳的同时要考虑防爆设备整体性能，尤其要维护好综合保护插件、短路保险管（选择合格的熔体）、消弧罩、真空接触器、保持隔爆外壳内部耐弧漆不脱落。内部耐弧漆看似没有用的东西，却是重要的后备保护，更是隔爆电气设备隔爆性能完善的有力证据。
6 机械摩擦引起的失爆
机械摩擦也能产生火花，造成电气设备失爆。见图7。大家可能见过，钢丝绳跑偏，电气设备摆放位置不正确，造成摩擦电气设备产生火花的现象。直接造成电气设备外壳磨损，降低防爆隔爆性能。
图7 运输与电气安全图
运输设备钢丝绳提升重物时钢丝绳与铁路摩擦产生火花，不但直接引燃有害气体，在一定条件下也可以引起附近电气设备出现故障。
7 结论
隔爆电气设备的维护维修任重道远，轻视隔爆外壳乃至隔爆电气设备的维护维修的思想都是极端错误的。我们要充分考虑设备整体性能，识别隔爆电气设备失爆和隐形失爆现象。矿井加大再加大电气隐患治理的力度，提高防爆检查工、电工防爆知识储备，力争提高矿井的安全水平。