丁存義

[摘 要]煤炭資源提供了我國大部分的電力，可以說為我國的經(jīng)濟增長做出了重大的貢獻。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)備的安全運行，既保證了生產(chǎn)的有效進行，又有效保護了生產(chǎn)者的安全，對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：TM121.1.3 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：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)備機會多。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)備移動次數(shù)少、啟動頻繁、負荷變化大、過載機會多。井下含有瓦斯、煤塵，當(dāng)達到一定量值時遇有電弧、電火花及局部高溫時，將會引起燃燒和爆炸。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關(guān)設(shè)備、電動機等。

1.2 增安。所謂增安，就是對一些電氣設(shè)備采取防護措施，制定特殊要求，以防止電火花、電弧和過熱現(xiàn)象的發(fā)生，如提高絕緣強度、規(guī)定最小電氣間隙、限制表面溫升及裝設(shè)不會產(chǎn)生過熱或火花的導(dǎo)線接頭等。這種措施用于電動機、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、測量儀表、自動控制系統(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)過一定時間的延遲特性，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弓J爆瓦斯、煤塵之前切斷電源達到防爆目的。

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，無煤粉沉積時不得超過450℃ ，有煤粉沉積時不得超過l5O℃ 。粉塵、纖維爆炸危險環(huán)境中，一般電氣設(shè)備的最高表面溫度不得超過125℃ ，若粉塵沉積厚度5mm以下時，要低于弓i燃溫度75℃ ，或不超過引燃溫度的2/3。

2.2 設(shè)備的環(huán)境要求

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

2.3 設(shè)備要有防爆性

采煤機、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、順槽帶式輸送機、破碎機等煤礦機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關(guān)、防爆電動機等。其防爆原理：外殼同時具有“隔爆性、耐爆性”，可防止電火花引出殼外點燃爆炸性混合物。

②增安型（e）。其防爆原理：在沒備的結(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、蓄電池機車、礦燈等），提高安全程度，以達到電氣防爆的要求。主要措施：增大電氣間隙和爬電距離；提高絕緣材料的等級；加強導(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、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，如電機車、礦燈等。

3 隔爆型磁力啟動器的改造應(yīng)用

隔爆型磁力啟動器是一種組合電器，主要由隔離開關(guān)、接觸器、熔斷器、過熱過流繼電器、按鈕等元件組成，并將其裝在隔爆外殼中.用來控制和保護電動機。目前， 我礦井下大多采用QC83系列空氣磁力啟動器。QC83系列磁力啟動器因使用空氣接觸器.分斷能力較小，觸頭易燒損和熔焊，有時被迫降容使用，且開關(guān)的維修量很大，不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要.達不到安全、可靠、高效率運行的目的。為發(fā)揮原有設(shè)備的能力.對QC83系列磁力啟動器進行技術(shù)改造。

（1）開關(guān)使用原開關(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型電動機綜合保護器代替過流過熱繼電器。

真空接觸器的主觸頭用來接通或斷開負荷線路. 它具有分斷能力強、電壽命長、可頻繁操作、安全可靠等優(yōu)點。2種接觸器的主要指標(biāo)比較見表1。

JDB型電動機綜合保護裝置為電子式繼電保護裝置， 具有短路、過負荷、斷相和漏電閉鎖保護功能。它具有保護功能齊全、體積小、壽命長、靈敏度高等優(yōu)點，在煤礦得到廣泛應(yīng)用。改造后的啟動器主電路中接入了阻容吸收電路. 以防止產(chǎn)生截流過電壓。對QC83-80，QC83-80（N）系列啟動器進行了真空改造. 改造后的型號分別為QC83-80Z，QC83-80Z（N）。它們既能滿足原開關(guān)的使用條件，又能進行頻繁操作，且具有容量大、分斷能力強、電壽命長、保護齊全和安全可靠等優(yōu)點。

經(jīng)過改造，僅主觸頭、線圈等消耗便可節(jié)約1.5萬元/a，同時，改造后設(shè)備故障易發(fā)生部位減少.故障次數(shù)、維修時間、維修量及例檢時問相應(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)濟效益，應(yīng)積極實施。

結(jié)語

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