1.基本概念和通用要求

在瓦斯和煤塵爆炸事故中，由于電火花等電氣設備失爆引起的瓦斯和煤塵爆炸事故占有很大的比例。因此，加強防爆電氣設備的監(jiān)察和管理，，對減少瓦斯和煤塵爆炸事故的發(fā)生具有十分重要的作用。

工作在煤礦井下爆炸性環(huán)境中的電氣設備必須采取一定的防爆安全措施，使其在規(guī)定的運行條件下不會引起周圍爆炸性混合物爆炸。這種按規(guī)定的條件設計制造的、不會引起周圍爆炸性混合物爆炸的電氣設備通稱為防爆電氣設備。防爆電氣設備的種類很多，有防爆電機、防爆開關、防爆燈具、防爆儀器儀表、防爆電話等。

1.1基本概念

1.11類別、級別和組別

為了正確選用防爆電氣設備，必須了解防爆電氣設備的類別、級別和組別。防爆電氣設備按使用環(huán)境的不同分為兩大類。

? I類：用于煤礦井下的電氣設備。

?Ⅱ類：用于工廠的防爆電氣設備。

為了保證各種類型電氣設備在運行中不產生引燃爆炸性混合物的溫度，對電氣設備運行時能允許的最高表面溫度進行了分組。

1.12電氣間隙和爬電距離

由于煤礦井下空氣潮濕、粉塵較多、環(huán)境溫度較高，嚴重影響電氣設備的絕緣性能。為了避免電氣設備由于絕緣強度低而產生短路電弧、火花放電等現(xiàn)象，對電氣設備的爬電距離和電氣間隙作出了規(guī)定。

電氣間隙和爬電距離是既有區(qū)別又有聯(lián)系的兩個不同概念。電氣間隙是指兩個裸露的導體之間的最短距離，即電氣設備設備中有電位差的金屬導體之間通過空氣的最短距離。電氣間隙通常包括：①帶電零件之間以及帶電零件和接地零件之間的最短空氣距離；②帶電零件和易碰零件之間的最短空氣距離。電氣間隙應符合表5-3的規(guī)定。

表5-3電氣間隙和爬電距離

只有滿足電氣間隙的要求，裸露導體之間和它們對地之間才不會發(fā)生擊穿放電，才能保證電氣設備的安全運行。

1.13防護等級

電氣設備應具有堅固的外殼，外殼應具有一定的防護能力，達到一定的防護等級標準。防護等級就是防外物和防水能力。防外物是指防止外部固體進入設備內部和防止人體觸及設備內的帶電或運動部分的性能，簡稱防外物。防水是防止外部水份進入設備內部，對設備產生有害影響的防護性能，簡稱防水。防護等級用字母IP連同兩數(shù)字來標志。例如，IP43中的IP是外殼防護等級標志，第一位數(shù)字4表示防外物4級，第二位數(shù)字3表示防水3級。數(shù)字越大表示等級越高，要求越嚴格。防外物共7級，防水共分9級。外殼防護等級標準見表5-5。

外殼的防護等級

2.通用要求

不同類型的防爆電氣設備具有不同的特性，這就需要對它們作出專用的規(guī)定。但作為防爆電氣設備，它們又有共同的特性，這就是對防爆電氣設備的通用要求。無論何種類型的電氣設備都必須在符合通用要求和專用規(guī)定的情況下，才能保證防爆性能。通用要求主要包括：防爆電氣設備使用的環(huán)境溫度對外殼、緊固件、連鎖裝置、絕緣套管、接線盒、連接件、引入裝置及接地的要求等?，F(xiàn)將有關要求介紹如下：

⑴防爆電氣設備使用的環(huán)境溫度為-20℃～40℃，環(huán)境氣壓為（0.8～1.1）×10⁵Pa。

⑵防爆電氣設備如果采用塑料外殼，須采用不燃性或難燃性材料制成，并保證塑料表面的絕緣電阻不大于1×10⁹Ω，以防積聚靜電，還必須承受沖擊試驗和熱穩(wěn)定試驗。

⑶防爆電氣設備限制使用鋁合金外殼，防止其和銹鐵摩擦產生大量熱能，避免形成危險溫度。

⑷緊固件是防爆電氣設備的主要零件。常用的緊固件是由螺栓和螺母及防松用的彈簧墊組成。對于要用特殊緊固件的防爆電氣設備必須用特殊緊固件，如隔爆型電氣設備外殼各部分的連接必須用護圈式緊固件，以防無關人員隨意打開外殼，①螺栓頭或螺母要放在護圈內，并且只有使用專用工具才能打開；②緊固后的螺栓頭或螺母的上平面不能超出護圈；③各種規(guī)格螺栓的通孔直徑、護圈高度、護圈直徑應符合有關規(guī)定；④護圈可設開口，開口的圓心角不大于120°；⑤護圈要和主體牢固連在一起。無論何種緊固件都應采用不銹材料制成或經防銹處理。

⑸為了防止電氣設備誤操作造成事故，防爆電氣設備應設置連鎖裝置。連鎖裝置在設備帶電時，設備可拆卸部分不能拆卸。當可拆卸部分拆開時，設備不能送電，以保證安全。

⑹對于固定在設備外殼隔板上用來使導線穿過隔板的絕緣套管，必須用不易吸濕的絕緣材料制成，絕緣套管的使用不能改變電氣設備的防爆形式。如果絕緣套管或電氣設備需要使用膠結劑，膠結劑必須具有抗機械、熱和化學的能力。

⑺為了保證電氣設備導線和電纜連結牢固，防止電氣設備運行中產生火花、電弧，引燃爆炸性混合物，對正常運行產生火花、電弧或危險溫度的電氣設備，功率大于250W或電流大于5A的I類電氣設備，其電纜和導線的連接都應使用接線盒和連接件。接線盒的形式根據(jù)使用環(huán)境及有關技術要求決定。接線盒應符合下列條件：接線盒內要留有導線彎曲半徑的空間；接線盒內裸露導體間的電氣間隙、爬電距離要符合相應防爆類型的有關規(guī)定；為防止電弧、閃絡現(xiàn)象，接線盒內壁應涂耐弧漆。

⑻連接件是置于接線盒內，供引入電纜或電線接線用的（又稱接線端子）。連接件要有足夠的機械強度和結構尺寸，要保證導線連接可靠，保證在振動和溫度的影響下連接不松動，不產生火花、過熱和接觸不良等現(xiàn)象。對于和鋁芯電纜連接的連接件要用銅鋁過渡接頭。

⑼引入裝置是防爆電氣設備外電路的電纜或電線進入設備內的過渡裝置，是防爆電氣設備的薄弱環(huán)節(jié)，因此引入裝置的密封是十分重要的。常用的密封引入裝置有三種：①密封圈式引入裝置，該種引入方式使用最廣泛，包括壓盤式引入裝置和壓緊螺母式引入裝置兩種，②澆封固化填料密封式引入裝置；③金屬密封環(huán)式引入裝置。

引入裝置所用密封圈的材料要用彈性好、不易老化、不易龜裂的橡膠材料或其他類似材料制成，其硬度應達到邵爾氏硬度45°～55°。密封圈只有硬度適宜才能起到密封和防松作用，保證防爆性能。引入裝置必須具有防松和防止拔脫裝置。

⑽為了防止電氣設備外殼帶電時發(fā)生人身觸電或對地放電引起周圍可燃性氣體混合物爆炸，防爆電氣設備必須進行良好接地。電氣設備的接地主要包括設備金屬外殼的外接地端子和設備接線盒內的內接地端子。內外接地端子都應標接地符號“⊥”。接地零件要用不銹鋼材料制成或經防銹處理。無論是內接地端子還是外接地端子，所選用的規(guī)格必須和電氣設備容量大小相匹配，設備功率越大所用接線端子直徑應越大。對于便攜式或運行中需要移動的電氣設備，可不設置接地裝置，但必須使用有接地芯線的電纜，其外殼和接地芯線連接并和井下總接地網可靠連接。

⑾無論何種形式的防爆電氣設備，都應有明顯的防爆標志，它是由防爆電氣設備的類型、類別、級別、組別和防爆設備的總標志“Ex”構成，礦用電氣設備沒有級別和級別之分。因此，不用引出級別和組別。單一型防爆電氣設備標志按前面所述內容標出即可。例如，“Exd I”表示是I類隔爆型防爆電氣設備；“Exi_bI”表示是I類本質安全型i_b等級防爆電氣設備。復合式防爆電氣設備必須先標出主體防爆形式，后標出其他防爆形式。例如“Exi_bI”表示是I類隔爆兼本質安全型防爆電氣設備。復合型電氣設備，還應分別在不同防爆形式的外殼上標出相應的防爆形式。防爆標志一定要制作在防爆電氣設備的最明顯處。其標志牌可鉚或焊在外殼上，也可以采用凹紋標志。防爆型電氣設備必須設置銘牌，在銘牌的右上方標出“Ex”字樣。銘牌應包括以下內容：防爆標志（形式、類別、級別、溫度組別等），防爆合格證編號，其他要標出的特殊條件有關防爆形式專用標準規(guī)定的附加標志，出廠日期或產品編號。銘牌可用青銅或不銹鋼制成，厚度應不小于1mm。標志應清晰可見，經久不褪。

由于煤礦井下環(huán)境潮濕，還有煤塊、巖石冒落的危險，并存在爆炸性混合物，因此用于煤礦井下的電氣設備應具有一些基本條件，也就是礦用電氣設備的通用要求：①電氣設備的外殼應具有一定的防護能力；②具有良好的防潮性能，以保證電氣設備良好的絕緣性能；③各種類型的電氣設備在滿足技術要求的前提下，應盡量減小體積、減輕重量、便于操作、維護方便，以適合井下工作環(huán)境狹小的特點；④無論何種形式的防爆電氣設備必須具有良好的防爆性能，這是至關重要的一點。

3.防爆電氣設備有下列情況之一者即為失爆：

3.1防爆電氣外殼焊縫開焊、裂紋、嚴重變形長度超過50mm，凸凹深度超過5mm。

3.2采用螺栓緊固的隔爆接合面缺螺釘和彈簧墊或螺母，彈簧墊圈未壓平或螺栓松動，螺栓或螺孔滑扣。

3.3隔爆接合面的間隙：

3.3.1平面接合面和止口接合面在外殼容積≤100cm³，寬度范圍6≤L<12.5時，間隙超過0.3mm；寬度范圍12.5≤L<25時，間隙超過0.4mm；寬度范圍25≤L時，間隙超過0.5mm；平面接合面和止口接合面在外殼容積>100cm³，寬度范圍12.5≤L<25mm時，間隙超過0.4mm；寬度范圍25≤L時，間隙超過0.5mm。

3.3.2電機滾動軸承的轉軸在外殼容積≤100cm³，寬度范圍6≤L<12.5時，間隙超過0.45mm；寬度范圍12.5≤L<25時，間隙超過0.6mm；寬度范圍25≤L時，間隙超過0.75mm；電機滾動軸承的轉軸在外殼容積>100cm³，寬度范圍12.5≤L<25時，間隙超過0.6mm；寬度范圍25≤L時，間隙超過0.75mm。

3.4隔爆接合面的粗糙度平均超過6.3微米。

3.5隔爆接合面采用螺釘連接未滿扣，沉孔螺紋嚙合少于6扣，螺母連接螺紋未露出螺母3扣。

3.6一個電纜引入裝置穿入多根電纜；不用的電纜引入裝置進線孔未用厚度2mm以上不銹鋼制擋板封堵嚴密；連接電纜未使用合格的密封圈或老化、變質、失去彈性；密封圈割開套在電纜上；一個引入裝置內用多個密封圈；密封圈沒有完全套在電纜護套上；密封圈和電纜護套之間有其它包扎物。

3.7密封圈的內徑和電纜外徑之差大于1mm；密封圈的外殼和電纜引入裝置的內徑之差大于2mm。

3.8密封圈寬度小于電纜外徑的0.7倍，但最小應大于10mm。

3.9密封圈厚度小于電纜外徑的0.3倍，但最小應大于4mm。

3.10隔爆接合面有銹蝕和斑痕。

3.11橡套電纜護套損壞露出芯線的；電纜出現(xiàn)雞爪子、羊尾巴、明接頭的。

3.12防爆安全型燈具改為螺口不能提前斷電的。

3.13在外殼或防爆腔內隨意增加元件或絕緣座損壞。

4.電氣設備隔爆面的維護

4.1遭受淋水的電氣設備隔爆接合面，必須用完整的不漏水的長方形風筒布將開關上部蓋上。

4.2每月對采掘工作面的防爆電氣隔爆面用干凈的大布清除煤粉、巖粉，避免劃傷隔爆接合面。采區(qū)變電所和井下中央變電所的電氣設備隔爆面每兩個月維護一次。

4.3隔爆接合面擦凈后，必須薄薄地涂上一層凡士靈，但不可涂油過多，以免影響間隙對殼內爆炸間隙的泄放。

5.電纜和防爆電氣設備的連接

5.1進線嘴連接緊固。接線后緊固件的緊固程度，大嘴以雙手抽拉電纜不串動為合格，螺紋連接的進線裝置以用活動扳手擰緊為合格。壓板式壓線嘴壓緊電纜后的壓扁量不超過電纜直徑的10%。

5.2電纜護套穿入盒壁的長度在5-10mm。如電纜粗穿不進時，可將穿入部分挫細，但護套和密封圈結合部位不得挫細。

5.3電纜接線應整齊、無毛刺、壓線板不壓絕緣膠皮，也不得壓住或接觸屏蔽層。地線長度適宜，松開接線嘴拉電纜時，三相火線拉緊或脫開，地線應不掉。

5.4屏蔽電纜和電氣設備連接時，必須剝除主芯線的屏蔽層，并用塑料帶包扎，其剝離長度不少于200mm。

5.5高壓鎧裝電纜引入（出）線的終端頭必須制作熱縮頭。

5.6各電氣設備接線裝置的電纜必須正對密封圈中心，若不能正對時，使用橡膠撐墊，撐墊的寬度和壓板的寬度一致。????

6.電纜和電纜之間的連接

6.1不同型號電纜之間不能直接連接（如橡套電纜和塑料電纜之間），必須使用電壓、電流滿足要求的接線盒。

6.2相同型號的電纜，除能用接線盒連接外，還可直接連接。橡套電纜的連接（包括絕緣、護套已損壞的修復），必須用硫化熱補或熱縮。

6.3不同截面的橡套電纜不準直接連接（照明線上的分支接頭除外）。

6.4兩根電纜的鎧裝、屏蔽層和接地芯線都必須牢固連接。