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礦用防爆電氣設備與井下安全用電

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礦井探放水工
鄭煤職教中心教師：陳慶業(yè)
序：   礦用防爆電氣設備與井下安全用電
第一節(jié)  礦用防爆電氣設備用電安全
    一、井下作業(yè)環(huán)境對電氣設備的特殊要求
1、煤礦井下空氣在瓦斯及煤塵含量達到一定濃度的條件下，如果產(chǎn)生電火花、電弧或局部熱效應達到點燃能量時，就會燃燒或爆炸，故要求煤礦井下電氣設備具有防爆性能。
2、電氣設備對地漏電有可能引起瓦斯煤塵爆炸、引爆電雷管、造成人身觸電等危險。因此，要求電氣系統(tǒng)有漏電保護裝置。
    一、井下作業(yè)環(huán)境對電氣設備的特殊要求
3、井下硐室、巷道、采掘工作面等安裝電氣設備的地方，空間都比較狹窄，且人體接觸電氣設備、電纜的機會較多，容易發(fā)生觸電事故。因此，要求井下電氣設備外殼必須接入接地系統(tǒng)。
4、由于井下會發(fā)生冒頂和片幫事故，電氣設備（特別是電纜）很容易受到砸、碰、擠、壓損壞。因此，電氣設備外殼要堅固。 
    一、井下作業(yè)環(huán)境對電氣設備的特殊要求
5、井下空氣比較潮濕，濕度一般在90%以上，且經(jīng)常有滴水和淋水，電氣設備很容易受潮。因此，要求電氣設備有良好的防潮、防水性能。
6、井下電氣設備的散熱條件較差，故要求井下電氣設備有足夠的額定容量。
7、采掘工作面的電氣設備移動頻繁，要求盡量減輕重量，并便于安裝、拆遷。
    一、井下作業(yè)環(huán)境對電氣設備的特殊要求
8、井下采掘設備的負荷變化較大，有時會產(chǎn)生短時間過載，要求井下電氣設備要有足夠的容量和過載能力，并配置過載保護裝置。
9、井下發(fā)生全部停電事故且超過一定時間后，可能發(fā)生淹井、瓦斯積聚等重大故障，再次送電還會造成瓦斯煤塵爆炸的危險。因此，礦井供電絕不能中斷。
    一、井下作業(yè)環(huán)境對電氣設備的特殊要求
從電氣設備的工作環(huán)境來看，井下發(fā)生電氣事故的危險性確實存在。但是，只要嚴格執(zhí)行《規(guī)程》的規(guī)定，正確選擇、使用電氣設備，完善保護裝置，加強對各崗位職工的安全技術培訓，完全可以避免電氣事故的發(fā)生。
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
1、礦用防爆電氣設備的分類及要求
礦用防爆電氣設備是按照國家標準GB3836.1—2000生產(chǎn)的專供煤礦井下使用的防爆電氣設備，該設備規(guī)定防爆電氣設備分為Ⅰ類和Ⅱ類：
Ⅰ類：用于煤礦井下的電氣設備，主要用于含有甲烷混合物的爆炸性環(huán)境。
Ⅱ類：用于工廠的防爆電氣設備，主要用于含有除甲烷外的其它各種爆炸性混合物的環(huán)境。
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
礦用防爆電氣設備，除了要符合GB3836.1—2000的規(guī)定外，還必須符合專用標準和其它有關標準規(guī)定。根據(jù)不同的防爆要求可分為十種類型，其分類、標志和基本要求如下：
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
（1）隔爆型（d）
具有隔爆外殼的防爆電氣設備，該外殼既能承受其內部爆炸性氣體混合物引爆產(chǎn)生的爆炸壓力，又能防止爆炸產(chǎn)物穿出隔爆間隙點燃外殼周圍的爆炸性混合物。
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
（2）增安型電氣設備（e）
在正常運行條件下不會產(chǎn)生電弧、火花或可能點燃爆炸性混合物的高溫設備結構上，采取措施提高安全程度，以避免在正常和認可的過載條件下出現(xiàn)這些現(xiàn)象的電氣設備。
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
（3）：本質安全型電氣設備（i）
 全部電路均為本質安全電路的電氣設備。所謂本質安全電路，是指在規(guī)定的試驗條件下，正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應均不能點燃規(guī)定的爆炸性混合物的電路。
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
（4）正壓型電氣設備（p）
具有正壓外殼的電氣設備。即外殼內充有保護性氣體，并保持其壓力（壓強）高于周圍爆炸性環(huán)境的壓力（壓強），以阻止外部爆炸性混合物進入的防爆電氣設備。
（5）充油型電氣設備（o）
 全部或部分部件浸在油內，使設備不能點燃油面以上的或外殼外的爆炸性混合物的防爆電氣設備。 
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
（6）充砂型電氣設備（q）
外殼內充填砂粒材料，使之在規(guī)定的條件下殼內產(chǎn)生的電弧、傳播的火焰、外殼壁或砂粒材料表面的過熱溫度，均不能點燃周圍爆炸性混合物的防爆電氣設備。
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
（7）澆封型電氣設備（m）
將電氣設備或其部件澆封在澆封劑中，使它在正常運行和認可的過載或認可的故障下不能點燃周圍的爆炸性混合物的防爆電氣設備。
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
（8）：無火花型電氣設備（n）
 在正常運行條件下，不會點燃周圍爆炸性混合物，且一般不會發(fā)生有點燃作用的故障的電氣設備。
（9）氣密型電氣設備（h）
具有氣密外殼的電氣設備。
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
（10）特殊型電氣設備（s） 
異于現(xiàn)有防爆型式，由主要部門制訂暫行規(guī)定，經(jīng)國家認可的檢驗機構檢驗證明，具有防爆性能的電氣設備。該類型防爆電氣設備須報國家技術監(jiān)督局備案。
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
2、礦用防爆電氣設備的通用要求
1）電氣設備的允許最高表面溫度
（1）表面可能堆積粉塵時為150度；
（2）采取防塵措施時為450度。
2）電氣設備與電纜的連接應采用防爆電纜接線盒。電纜的引入、引出必須采用密封式電纜引入裝置，并應具有防松動、防拔脫措施。
    二、礦用防爆電氣設備的分類及要求
3）對不同的額定電壓和絕緣材料，電氣間隙和爬電距離都有相應較高的要求。
4）具有電氣和機械閉鎖裝置，有可靠的接地及防止螺釘松動裝置。
5）在設備外殼的明顯處均需設清晰永久性凸紋標志（Ex）并有銘牌。
6）防爆電氣設備，必須經(jīng)國家指定的防爆試驗鑒定單位進行嚴格的試驗鑒定，取得防爆合格證后，方可生產(chǎn)。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
（一）常見的失爆現(xiàn)象
電氣設備的隔爆外殼失去了耐爆性或不傳爆性，稱為失爆。井下隔爆型電氣設備常見的失爆現(xiàn)象有以下幾種：
1、隔爆外殼嚴重變形或出現(xiàn)裂紋；焊縫開焊；連接螺栓不齊全，螺紋扣損壞或擰入深度小于規(guī)定值；隔爆殼內外有銹皮脫落，致使其機械強度達不到耐爆性的要求。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
2、隔爆接合面嚴重銹蝕、機械劃傷、凹坑、間隙過大、連接螺釘沒擰緊等，使接合面達不到隔爆要求。
3、電纜進、出線口設有使用合格的密封圈和封堵?lián)醢?，或者安裝不合格。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
4、在設備外殼內隨意增加電氣元件，使某些電氣設備的爬電距離和電氣間隙小于規(guī)定值，或絕緣損壞，消弧裝置失效造成相間經(jīng)外殼弧接地短路，使外殼被短路電弧燒穿而失爆。
5、外殼內兩個隔爆空腔由于接線柱、接線套管燒毀而連通，內部爆炸時壓力形成疊加，導致外殼失爆。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
6、開關的連鎖裝置不全、變形、損壞、起不到連鎖作用。
7、隔爆室的觀察窗的透明件松動、破裂或機械強度不符合規(guī)定。
因此必須按照GB3836.1—2000標準、《煤礦機電設備檢修質量標準》和《煤礦礦井機電設備完好標準》中的各項規(guī)定使用和維護好防爆電氣設備，尤其是隔爆電氣設備，使井下防爆電氣設備的失爆率保持為零。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
（二）電氣設備的失爆的原因
造成隔爆外殼失爆的原因是復雜多樣的，常見的主要原因有：
1、井下電氣設備由于移動或搬運不當而發(fā)生磕碰，使外殼變形或產(chǎn)生嚴重的機械傷痕；在使用過程中也很可能發(fā)生碰擊，嚴重時可能增大接合面間隙。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
2、隔爆電氣設備運行到一定程度或由于維護和定期檢修不當，防護層脫落，往往使隔爆面上出現(xiàn)沙、泥、灰塵等雜物。某些用螺釘緊固的平面對口接合面上也會出現(xiàn)凹坑，有可能使隔爆面間隙增大。
3、隔爆面上產(chǎn)生銹蝕而失爆。這是由于井下濕度大，鋼制零件容易氧化而產(chǎn)生銹蝕斑點，損傷隔爆面所致。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
4、裝配時產(chǎn)生嚴重的機械傷痕。這是由于裝配前隔爆面上鐵屑、焊釉等雜質沒清除干凈而劃傷隔爆面。在轉蓋式結構的結合面上特別容易發(fā)生這種現(xiàn)象。
5、拆卸防爆電動機端蓋時，為了省事而用器械敲打，將端蓋打壞或產(chǎn)生不明顯的裂紋而失爆。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
6、螺釘緊固的隔爆面，由于螺孔深度過淺或螺釘過長，而不能很好地緊固，從而是隔爆面產(chǎn)生間隙而失爆。
7、拆卸時零部件沒有打鋼印標記，待裝配時沒有對號而誤認為是可互換的，造成間隙過小，使活動接合面產(chǎn)生磨擦現(xiàn)象，破壞隔爆面而失爆。 
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
（三）電氣設備失爆的危害
井下防爆電氣設備具有隔爆性和耐爆性，就是說在設備的外殼內產(chǎn)生的電火花引起混合氣體爆炸時其火焰?zhèn)鞑坏綒ね?，而設備失爆后就起不到隔爆和耐爆的作用。內部發(fā)生爆炸的火焰會傳到殼外，并且與井下可燃、可爆性混合氣體直接接觸，會引起礦井火災及瓦斯煤塵爆炸，造成重大惡性事故。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
（四）電氣設備失爆的預防措施
1、搬運防爆電氣設備要輕裝輕放。起吊時防磕碰；放在車內要進行固定以防止?jié)L動；要有專人護送；要控制速度；在坡陡的上山及工作面搬運時，注意防止設備自行滑落。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
2、保持良好的使用環(huán)境。運行中的隔爆電氣設備，周圍環(huán)境要干燥、整潔，不能堆積雜物和浮煤，保持良好的通風；設備上的煤塵要及時打掃；頂板要插嚴背實，有可靠的支架，防止矸石冒落砸壞設備；有滴水的地方，要疏通水溝及時排水；底板潮濕時，要用非燃性材質制成的臺子把設備墊起來；避不開的淋水，要搭設防水槽，避免淋水澆到電氣設備上。 
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
3、加強備用設備的管理。備用的隔爆電氣設備、零部件要齊全，螺釘要擰緊，大小線嘴要有密封膠圈、墊圈，并用擋板堵好；外露螺釘要涂油防銹，隔爆面要涂油防銹；存放地點要安全、干燥，且便于運輸；設備上要掛有明顯的“備用”標志牌，備用設備的零件不許任意拆用。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
4、使用舊的防爆設備或部件必須嚴格檢查檢修。因急需或倒裝需用拆下來未經(jīng)升井檢修的隔爆電氣設備時，要在井下現(xiàn)場進行小修，如更換老舊螺栓和失效的彈簧墊圈，擦凈隔爆腔內的煤塵、電弧、鋼末、潮氣，修理接線柱螺紋扣、變形的卡爪，修理或更換燒灼的觸頭，防潮面除銹，擦拭涂油，并用歐姆表測量其三相之間、相地之間的絕緣情況，看是否符合《規(guī)程》要求。用塞尺測量隔爆間隙是否符合要求，合格后方可使用。不經(jīng)檢修，零件不全，螺栓折斷，絕緣、防爆間隙不合要求的設備不準使用。 
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
5、設備使用要合理，保護要齊全。增加容量要辦理手續(xù)，要有專人掌握負荷情況。采掘生產(chǎn)變化很大，產(chǎn)量不均、負荷電流忽高忽低的問題要加以注意。例如：刮板輸送機鋪設長度要適當，采煤機的牽引速度要合理控制，防止電氣設備因過載而燒毀，或因保護裝置失靈而引起火災，造成重大事故。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
6、備品配件要齊全合格，配備和使用專用工具，嚴格按《規(guī)程》操作。為了及時排除設備故障，保證隔爆性能良好，井下使用單位必須在現(xiàn)場準備一定量的備件和材料。如各種線嘴、線盒、接線柱、絕緣套管、卡爪、接線座、觸頭、螺栓、彈簧圈、密封膠圈、墊圈、按鈕、膠布等。要做到數(shù)量足夠，質量合格，及時補充，專人保管。
三、電氣設備失爆的原因、危害及預防
7、配備和使用專用工具，嚴格按規(guī)定操作。雖然設備是隔爆的，備件是合格的，但如果設有一定的專用工具和合理的操作規(guī)程，就會人為地導致設備失爆，所以檢修時必須配備和使用專用工具，不常用的特殊工具，也要以工作面、片為單位準備一套，努力做到按操作規(guī)程辦事，提高技術水平，使工作符合質量標準。
第二節(jié)   井下安全用電
電在煤礦井下工作中運用非常普遍，給工作帶來了很大的便利。但同時電還有不安全的一面，用電時稍有不慎就可能發(fā)生事故。因此，煤礦工人應了解井下用電的相關規(guī)定，堅持安全用電。
    一、《規(guī)程》對井下用電的有關規(guī)定
1、煤礦地面、井下各種電氣設備、電力和通信系統(tǒng)的設計、安裝、驗收、運行、檢修、試驗以及安全等工作，可參照有關部門的規(guī)程執(zhí)行；遇有與本規(guī)程相抵觸的，應按本規(guī)程執(zhí)行。
    一、《規(guī)程》對井下用電的有關規(guī)定
2、井下不得帶電檢修、搬遷電氣設備、電纜和電線。檢修或搬遷前，必須切斷電源，檢查瓦斯，在其巷道風流中瓦斯?jié)舛鹊陀?.0%時，再用與電源電壓相適應的驗電筆檢驗；檢驗無電后，方可進行導體對地放電。控制設備內部安有放電裝置的，不受此限。所有開關的閉鎖裝置必須能可靠地防止擅自送電，防止擅自開蓋操作，開關把手在切斷電源時必須閉鎖，并懸掛“有人工作，不準送電”字樣的警示牌，只有執(zhí)行這項工作的人員才有權取下此牌送電。
    一、《規(guī)程》對井下用電的有關規(guī)定
3、操作井下電氣設備應遵守下列規(guī)定：
（1）非專職人員或非值班電氣人員不得擅自操作電氣設備。
（2）操作高壓電氣設備主回路時，操作人員必須戴絕緣手套，并穿電工絕緣靴或站在絕緣臺上。
（3）手持式電氣設備的操作手柄和工作中必須接觸的部分必須有良好絕緣。
   一、《規(guī)程》對井下用電的有關規(guī)定
（4） 容易碰到的、裸露的帶電體及機械外露的轉動和傳動部分必須加裝護罩或遮欄等防護設施。
（5）防爆電氣設備入井前,應檢查其“產(chǎn)品合格證”、“煤礦礦用產(chǎn)品安全標志”及安全性能；檢查合格并簽發(fā)合格后，方準入井。
（6）礦井高壓電網(wǎng)，必須采取措施限制單相接地電容電流不超過20A。每天必須對低壓檢漏裝置的運行情況進行1次跳閘試驗。
   一、《規(guī)程》對井下用電的有關規(guī)定
（7）直接向井下供電的高壓饋電線上，嚴禁裝設自動重合閘。手動合閘時，必須事先同井下聯(lián)系。井下低壓饋電線上有可靠的漏電、短路檢測閉鎖裝置時，可采用瞬間1次自動復電系統(tǒng)。
   一、《規(guī)程》對井下用電的有關規(guī)定
（8）帶油的電氣設備必須設在機電設備硐室內。嚴禁設集油坑。硐室不應有滴水。硐室的過道應保持暢通，嚴禁存放無關的設備和物件。帶油的電氣設備溢油或漏油時，必須立即處理。

二、煤礦安全用電“十不準”
1、不準甩掉無壓釋放和過電流保護裝置。
2、不準甩掉漏電繼電器。
3、不準甩掉煤電鉆綜合保護裝置。
4、不準甩掉局部通風機風、電、瓦斯閉鎖裝置。
5、不準明火操作、明火打點、明火放炮。
二、煤礦安全用電“十不準”
6、不準用銅、鋁、鐵絲等代替保險絲。
7、停風、停電的工作面，沒有檢查瓦斯不準送電。
8、失爆的電氣設備不準使用。
9、不準在井下敲打、撞擊、拆卸礦燈。
10、不準帶電檢修和搬遷電氣設備。
三、觸電事故及其預防
（一）觸電的危險性
人體觸及帶電體及因絕緣損壞而帶電的設備外殼或接近高壓帶電體時，就可能造成觸電事故。由于井下的特殊工作條件，再加上管理不善，維修不及時，甚至違章作業(yè)，發(fā)生觸電的可能性很大。
三、觸電事故及其預防
觸電對人體傷害大致可分為電擊和電傷兩種情況。電擊是指人觸電后電流通過人體，在熱化學和電能作用下使呼吸器官、心臟和神經(jīng)系統(tǒng)受到損傷和破壞，多數(shù)情況下電擊可以使人致死。電傷是指由于強電流瞬時通過人身某一局部，或電弧燒傷人體，造成人體外表器官破壞，當燒傷面積不大時，不至于有生命危險。
三、觸電事故及其預防
（二）造成人身觸電事故的原因
造成人身觸電事故的原因是多方面的，主要原因有：
1、電工作業(yè)違反《規(guī)程》規(guī)定，帶電工作造成觸電事故。
2、不執(zhí)行停、送電制度。如把總開關斷開后，不派專人看管，沒有上鎖，沒有掛停電標志牌，沒有嚴格執(zhí)行誰停電仍由誰送電制度，沒有確切聯(lián)系好就急于送電或誤送電等造成觸電事故；或用電話或委托無關人代停、送電造成觸電事故。
三、觸電事故及其預防
3、不按操作規(guī)程進行電氣操作，忘停電、停錯電、沒有驗電、停電后沒有放電、沒有保安措施等原因造成觸電事故。
4、未經(jīng)有關部門批準或未與使用同一條線路的友鄰用電單位聯(lián)系好，或對可能發(fā)生串電的線路沒有采取絕對防止措施，導致停、送電紊亂而造成嚴重觸電事故。
三、觸電事故及其預防
5、電工技術水平達不到就擅自擺弄電器或由于接線、檢修不當而造成觸電事故。
6、人身觸及已經(jīng)破皮漏電的導線或觸及因漏電而造成帶電的金屬外殼、構架，發(fā)生觸電事故。
7、人員上、下礦車，攜帶較長的鋼釬或其它導電物體在巷道里行走，不慎觸及較低的架線電機車的架空線，發(fā)生觸電事故。
三、觸電事故及其預防
8、人員觸及已經(jīng)停電但沒有放電的高壓電氣設備或電纜而發(fā)生觸電事故。
9、由于漏電保護裝置失靈或整定、檢修不符合要求，當人體觸電時不動作或不立即動作，造成觸電事故。
三、觸電事故及其預防
（三）預防人身觸電的措施
1、嚴格執(zhí)行電氣作業(yè)安全的有關規(guī)定，提高作業(yè)人員的操作水平。
2、不得帶電檢修、搬遷電氣設備、電纜和電線。
三、觸電事故及其預防
3、使人體不能觸及或接近帶電休。首先，將人體可能觸及的電氣設備的帶電部分全部封閉在外殼內，并設置閉鎖機構，只有停電后外殼才能打開，外殼不閉合送不上電。對于那些無法用外殼封閉的電氣設備的帶電部分，采用柵欄門隔離，并設置閉鎖機構，防止人無意觸及。
三、觸電事故及其預防
4、設置保護接地。當設備的絕緣損壞，電壓串到其金屬外殼時，把外殼上的電壓限制在安全范圍內，防止人身觸及帶電設備外殼而造成觸電事故。
5、在供電系統(tǒng)中，裝設漏電保護裝置，防止供電系統(tǒng)漏電造成人身觸電或引起瓦斯及煤塵爆炸事故。
三、觸電事故及其預防
6、采用較低的電壓等級。對那些人身經(jīng)常觸及的電氣設備（如照明、信號、監(jiān)控、通信和手持式電氣設備），除加強手柄的絕緣外，還必須采用較低的電壓等級。
7、維修電氣裝置時要使用絕緣工具，如絕緣夾鉗、絕緣手套等。
第七章   礦用防爆電氣設備用電安全和井下用電安全總結
本章總結：在這一章中我們學習了礦用防爆電氣設備用電安全和井下用電安全。要求學員了解防爆電氣設備失爆的原因及預防措施和熟悉煤礦井下安全用電（十不準）內容。
復習思考題
一、單選題
1、煤礦井下電氣設備如果產(chǎn)生電火花，且瓦斯與煤塵含量達到一定濃度時，就可能發(fā)生燃燒或爆炸，因此要求煤礦井下電氣設備必須具有（  ）性能。
A、防爆    B、透氣    C、導電    D、防潮
復習思考題
2、煤礦井下帶油的電氣設備必須設在（   ）。
A、油坑內                 B、機電設備硐室內  
C、機電設備硐室外   D、巷道側壁上
3、正常條件下，不會點燃周圍爆炸性混合物，且一般不會發(fā)生有點燃作用的故障的電氣設備，屬于哪種防爆類型？（   ）
A、氣密型     B、無火花型   
C、充油型    D、正壓型
復習思考題
二、判斷題
1、煤礦井下，專職人員可以帶電檢修和搬遷電氣設備。（  ）
2、煤礦井下不準甩掉漏電繼電器。（  ）
3、礦井的高壓電網(wǎng)，必須采取措施限制單相接地電容電流不超過36A。（  ）
4、煤礦井下電氣設備上緊固的螺栓、螺母應有防松裝置。（  ）
復習思考題參考答案
一、單選題
1、A   2、B  3、B
二、判斷題
1、×  2、√   3、×   4、√

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