电气防爆检查工第四章.ppt
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1、第四章 矿用防爆电气设备,第一节 矿用防爆电气设备 的通用要求,第一节 矿用防爆电气设备的通用要求,1 概述 各类矿用防爆电气设备都有专用标准和其它有关标准的规定,但各类矿用防爆电气设备又要执行共同的要求,即爆炸性气体环境用电气设备通用要求(GB3836.1-2000)。只有在两者均满足规定的条件下,才能符合其防爆性能。本篇主要阐述“通用要求”的要点。,2 基本要求 2.1 温度 (1) 矿用电气设备表面考虑到易堆积煤尘,如表面温度大于200时,会发生焖燃现象,因此,允许最高表面温度为150。如果采取措施后能防止煤尘堆积,则允许最高表面温度为450。 (2) 矿用电气设备的运行环境温度应满足2
2、040。如果环境温度范围不符合,须在铭牌上标明,并以最高环境温度为基准计算电气设备的最高表面温度。,(3) 对于总面积不大于10cm2的部件,例如本安型电路使用的晶体管或电阻等,其最高表面温度相对于实测引燃温度具有下列安全裕度时,该部件的最高表面温度允许超过电气设备标志的组别温度。 T1、T2、T3组设备为50; T4、T5、T6组设备及I类设备为25,(4)煤矿安全规程对井下空气温度作了有关规定,例如生产矿井采掘工作面的空气 温度不得超过26,机电峒室的空气温度不得超过30,这组数字仅供产品设计时参考。 2.2 GB3836.1-2000标准对防潮要求提出具体试验方法和考核标准,规定湿热试验
3、按GB/T2423.4标准进行。试验严酷等级应符合产品相应的现行湿热带电工产品标准的规定,且至少为40、6d。,2.3 对外壳的要求 2.3.1 对快开门结构: (1) 内装电容器时,规定由断电到开门的时间间隔须大于电容器放电至下列剩余能量所需要的时间,充电电压200V,I类电气设备:0.2mJIIB电气设备:0.06mJ,IIC电气设备:0.02mJ;充电电压200V可为上述能量两倍。 (2) 内装电热器时,由断电至开门的时间间隔须大于电热器温度下降至低于电气设备允许最高表面温度所需的时间。 (3) 上述、条规定的时间间隔,需设有警告牌标明。,2.3.2 对塑料外壳:标准作出下列规定: (1
4、) 塑料应具有不燃性或难燃性。 a. 规定塑料外壳应用不燃或阻燃材料制成,并应能承受所规定的燃烧性能试验。 b. 燃烧性能试验按GB11020测量固体绝缘材料暴露在引燃源后燃烧性能试验方法中规定的火焰垂直试样法(FV法)进行,试验结果以不低于FV2级的要求为合格。 C.塑料外壳的表面面积大于100cm2时,应设计成在正常使用维护和进行清洁条件下能防止生产引燃危险静电电荷的结构。,(2) 外壳就能承受20J的冲击能量及经受热稳定的试验。 (3) 为保证正常工作时表面不积聚危险的静电,其表面电阻值应不超过1109。 塑料外壳上不允许直接制成紧固螺纹。,2.3.3 对轻合金外壳 考虑到铝合金与锈铁撞
5、击产生火花所释放的能量会引起足够浓度的甲烷空气混合物的点燃,标准中规定携带式或支架式电钻及附带的插销可用抗拉强度不低于120Mpa的轻合金制成,其外壳还须能承受20J的冲击能量试验,试验后不得产生影响防爆性能的变形或损坏。,防爆标准对携带式仪表、灯的外壳采用轻合金材质时,有以下明确的规定: (1) I类携带式或支架式电钻(及其附带的插接装置)、携带式仪器仪表、灯具的外壳,可采用抗拉强度不低于120MPa,能承受GB13813规定的摩擦火花试验方法考核合格的轻合金制成。 (2) 含轻金属的外壳材质按重量比,铝、钛和镁的总含量不得大于15%,并且钛和镁的总含量不大于6%。,2. 4 紧固件 紧固件
6、是确保电气设备防爆性能的重要零件,设计选用时一般应作如下考虑: (1) 紧固用螺栓和螺母附能防松装置。,(2)对要求采用特殊紧固结构时,可采用护圈式结构。 a. 螺栓头或螺母设在护圈内,要使用专用工具者能拧松取出; b. 紧固后的螺栓头或螺母的上平面不得超出护圈高度; c. 护圈直径、高度、螺栓通孔直径须符合标准中的规定; d. 护圈可设有开口,开口的圆心张角须不大于120度。 (3)紧固件应采用不锈材料制造,或经电镀等防锈措施。,2. 5 联锁装置 根据标准规定,联锁装置就设计成使用非专用工具不能解除其联锁功能的结构。 对于螺钉紧固结构的设备,安设联锁装置确实有困难,可考虑设警告牌来替代。
7、2. 6绝缘套管 (1) 绝缘套管应采用吸湿性较小的材料制成,对于电压高于127V的电气设备,不得采用酚醛塑料制品。现将几种固体电工绝缘材料的吸水性能经试验后列表如下:,由表内数据可知,a级低收缩不饱和聚酯料团性能优于其它材料,可提高电气设备在井下潮湿环境中的使用安全性。 (2) 当绝缘套管与连接件接线过程中承受力矩作用时,须能承受所规定的连接件扭转试验,结果为连接件与绝缘套管不得转动和损坏。,2. 7 连接件与接线盒 (1) 电气连接件: a. 保证连接可靠; b. 具有足够的机械强度和发热截面,足够的电气间隙、爬电距离; c. 在振动、温度变化影响下,不产生松动或者接触不良等现象。,(2)
8、 接线盒: 凡正常运行时产生火花、电弧或危险高温的电气设备,其功率大于250W或电流5A者,均须采用接线空腔。 设计时应考虑: a. 接线、拆线操作方便; b. 盒内要留有电缆芯线弯曲半径的空间; c. 接线后裸露带电体之间及每相对任何壳体之间的电气间隙、爬电距离都要符合相应电压等级规定的数值; d. 为防止万一出现电弧闪络现象,接线盒内壁应涂以耐电弧瓷漆。,2.8 接地 一般电气设备均须设外接地装置,接线空腔内部(当采用直接引入方式时,则在主空腔内部)须设有专用的内接地螺栓。对于携带式和移动式电气设备,可不设外接地装置,但必须采用有接地芯线或等效接地芯线的电缆。对于无必要接地或不允许接地的电
9、气设备,可不设内、外接地螺栓。具体规定如下:,(1) 应设内、外接地的设备,须标志接地符号。 (2)电气设备非接地连接件应能至少与截面积为4mm2接地线有效连接。 (3)本质安全型设备和仪器仪表类,外接地螺栓能压紧接地芯线即可。 (4)接地螺栓应用不锈材料制造,或进行电镀等防锈处理。,2.9 引入装置 引入电气设备的电缆或导线(包括橡套电缆、铠装电缆)的引入装置有三种方式,即密封圈式、浇铸固化填料密封式及金属密封环式。 (1) 密封圈式 a. 密封圈式中分为压盘式与压紧螺母式,两种,这两种引入装置都须具有防松与防止电缆拔脱的措施。 b. 引入橡套电缆时,其电缆入口处须制成喇叭状,要求内缘应平滑
10、。,c.引入高压电缆时,引入装置(或接线盒)须留有放置电缆头的空间。 d.密封圈须能承受标准中所规定的老化试验。 e.密封圈的非压缩轴向长度需符合标准中的规定。 f.引入装置一般应加设金属垫圈,以增大接触面积。 g.当引入装置超过一个时,须备有公称厚度不小于2mm的钢质堵板,以防止在不引入电缆时,形成对外通孔,同时也作为防爆的措施之一。,h.在额定工作状态下,如电缆引入口处的温度高于70或电缆芯线分支处的温度高于80时,须在接线盒内部设置铭牌,标明温度,以便选配相就的电缆。 i.引入装置还须能承受专门规定的夹紧试验。,(2)浇铸固化填料密封式: A. 须设置防止电缆拔脱装置,并须敷设电缆保护管
11、。 B. 填料须符合下列要求: (a)具有不燃性或难燃性; (b)不必加热即可填充; (c)填充后,在常温下短时间内即可固化; (d)固化后,不产生有害的裂纹,且软化的温度不低于95; (e)不得对电缆护套产生不良影响;,C. 填料的填充深度须大于电缆引入口孔径的1.5倍(最小40mm),并应有表示所需填充量的标记。 (3)金属密封环式:主要用于IIA、IIB电气设备。,压紧螺母式引入装置 a-适用于公称外径不大于20mm的电缆;b-适用于公称外径不大于30mm的电缆; 1-压紧螺母;2-金属垫圈;3-金属垫片;4-密封圈;5-防止带你了拔脱及防松装置;6-连通节;7-接线盒,3 防爆电气设备
12、的专门规定 3.1 电机 (a)外扇冷电机,通风孔的防护等级:进风口IP20;出风口IP10。 (b)立式电机,外物不得垂直落入通风孔。 (c)风扇、风扇罩、隔板须有足够的机械强度,并保证可靠的固定,同时能承受冲击试验。,(d)正常工作状态下,风扇距、风扇罩、隔板及其紧固件的间距须不小于风扇直径的1,但最小为1mm。 (e)如风扇为塑料材质,其电阻值须不大于1109。 (f)风扇如用轻合金制成,标准中规定轻合金按重量比,铝、钛和镁的总含量不得大于15%,且钛和镁的总含量不大于6%。,3.2开关及控制器: a.电磁起动器中的隔离开关,通断能力低于AC3负荷时,须在电气上或机械上与接触器联锁。 b
13、.设有短路、漏电保护的开关,保护装置动作机构须采用手动复位的形式。其复位装置须具有特殊紧固件,或可设在有保护装置的外壳内部。 c.控制器手柄如有可拆卸式,须保证在停止位置上才可卸下。,3.3 灯具: a.透明件须能承受规定的冲击试验与热剧变试验; b.应设置断电开源后才能打开透明件的联锁装置或可用有“严禁带电打开”字样的警告牌代替; c.金属保护网与外壳须可靠固定,网孔面积与网条尺寸应符合规定要求。,4.防爆电气设备的试验 4.1机械试验 a.冲击试验 试验部件: 透明件 塑料外壳和外壳上的塑料零部件 铸铁外壳 轻合金外壳。 等等,b.跌落试验 试验方法: 将装备完整的携带型电气设备一台,从1
14、m高处跌落到水泥平台上。而落下的方向由检验单位规定,但对于灯具应将其透明罩朝下。对一台被试品共试验4次。 检验要求: 经过试验的样品,不得产生任何影响防爆性能的变形或损坏;风扇罩或隔爆外壳的变形不得使与其相对运动的零部件摩擦。,4.2其他试验: a.外壳防护等级试验; b.绝缘套管扭转试验; c.温度试验; d.塑料外壳绝缘电阻的测定; e.引入装置夹紧试验; f.橡胶材料老化试验。,5 .防爆电气设备的检验 防爆检验是对电气设备的样品进行的试验,样品是按批准合格的图纸进行生产的。 GB3836-2000规定防爆合格证有效期为5年。,第二节 隔爆型电气设备,1.概述 具有隔爆外壳的电气设备称为
15、“隔爆型电气设备”。隔爆型电气设备具有良好的隔爆和耐爆性能,被广泛用于煤矿井下等爆炸性环境工作场所。隔爆性电气设备的标志为“d”。,2.隔爆原理 目前有两种观点:一种观点认为隔爆是法兰间隙的熄火作用;另一种是由于法兰间隙的熄火作用加上法兰间隙对爆炸产物的冷却作用。从研究结果看后一种观点的理由更充分一些。,3.隔爆型电气设备隔爆结构参数 a.隔爆接合面; b.隔爆接合面的长度; c.隔爆接合面的间隙; d.隔爆接合面的粗糙度;,4.隔爆型电气设备的外壳附件 a.衬垫 b.胶粘接合面 c.透明件 d.外壳的紧固件 c.插接装置 e.接线盒内的电气间隙与爬电距离 f.操纵杆,5.隔爆型电气设备的试验
16、 爆炸压力测定 强度试验 动力试验 静压试验 试验内容 隔爆外壳隔爆性能式样 密封性能试验 引入装置试验 机械强度试验,第三节 增安型电气设备,1 概述,增安型电气设备“e”的含义是: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。也就是说,只有在正常运行条件下不会产生火花、电弧或危险温度,其额定电压不高于11kV的电气设备及其部件,才允许制成增安型。,此种防爆结构适用于电动机、变压器、照明灯具及接线盒等。增安型电气设备除须符合本安型规定外,还须符合通用要求的有关规定。值得注意的是,增安型的
17、“增安”一词决不意味着它比其它防爆类型更好,它仅仅是为了表述增安型的目的而已。增安型所达到的安全程度主要取决于增安型结构型式及其使用的环境、维护的情况等许多因素。,2 通用要求,2.1 外壳的防护等级 裸露带电部件的外壳须符合IP54的规定;绝缘带电部件的外壳须符合IP44的规定。 对安装在清洁室内并经常有专人检查管理的电动机(接线盒和裸露带电部件除外)外壳只须IP23的规定即可。,2.2 电路的连接 (1) 引入电缆或导线的连接件; a. 应保证连接可靠、接线方便,还须防上连接松动、自行脱落、扭转,同时能保持良好的接触压力。 b. 不允许在正常工作条件下,因温度升高而引起接触压力降低。,c.
18、 不允许带有可能损伤电缆或导线的棱角,不允许在正常紧固时产生永久变形和自行转动。 d. 不允许用绝缘材料部件传递接点压力。用于连接多股线的连接件,须有防止导线分股的措施。连接件载面积在4mm2以下的电缆或导线的连接件,须设计成能与载面积更小的电缆或导线可靠连接。,(2) 内部导线连接 电气设备内部的导线连接不允许承受不适当的机械应力。允许采用下述任一方法连接: a. 能防止松动的螺栓或螺钉连接; b. 挤压连接; c. 导线先用机械方式连接后再用软钎焊连接; d. 硬焊连接; e. 熔焊连接。,2.3 电气间隙与爬电距离 (1) 不同电位的导电零件之间的电气间隙须符合下表规定。,(2) 带电零
19、件与接地零件之间的电气 间隙,按线电压进行计算。如果额定电压为10kV或更高的电气设备,仅用在中性点直接接地的电网中,则带电零件与接地零件之间的电气间隙可按电气设备的相电压计算。,(3) 不同电位的导电零件之间爬电距离须符合下表规定:,(4) 爬电距离的长度根据额定电压,绝缘材料的耐泄痕性和绝缘件表面形状确定。,2.4 固体绝缘材料 (1) 固体绝缘材料应采用耐热性材料制成,在高于电气设备连续额定运行温度至少20的温度下(但不低于80),仍应具有良好的机械性能。 固体绝缘件应采用吸潮性小,耐电弧性能好,不燃或难燃的材料制造。 (2) 由模压塑料或尼龙材料制成的绝缘件,如果绝缘表面有损伤或脱落时
20、,须有耐泄痕性与绝缘件本身至少为同级的绝缘漆涂复。本条不适用于表面虽有损伤,但不影响其相比耐泄痕性或者未损伤部分达到规定的爬电距离要求的材料。,2.5 绕组 (1) 绕组应采用QZ型厚绝缘漆包线;至少包复两层绝缘材料的裸导线及至少包复一层绝缘材料的薄型漆包线。 (2) 绕组在嵌绕和绑扎后进行干燥,然后用合适的浸渍剂,采用沉浸法、滴注法、真空浸渍法等作浸渍处理。 (3) 绕组不允许采用公称直径小于0.25mm的导线浇制。,2.6 极限温度 (1) 电气设备在起动、额定动行或规定的过载状态(如在tE时间结束)时,其任何部件的最高表面温度不允许超过GB3836.1通用要求中的规定。 (2) 导线和其
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- 电气 防爆 检查 第四
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