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(shè)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(qiáng)防爆電氣設(shè)備的監(jiān)察和管理，，對(duì)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(shè)備必須采取一定的防爆安全措施，使其在規(guī)定的運(yùn)行條件下不會(huì)引起周圍爆炸性混合物爆炸。這種按規(guī)定的條件設(shè)計(jì)制造的、不會(huì)引起周圍爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備通稱為防爆電氣設(shè)備。防爆電氣設(shè)備的種類很多，有防爆電機(jī)、防爆開關(guān)、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(jí)別和組別

為了正確選用防爆電氣設(shè)備，必須了解防爆電氣設(shè)備的類別、級(jí)別和組別。防爆電氣設(shè)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(shè)備。

?Ⅱ類：用于工廠的防爆電氣設(shè)備。

為了保證各種類型電氣設(shè)備在運(yùn)行中不產(chǎn)生引燃爆炸性混合物的溫度，對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)能允許的最高表面溫度進(jìn)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(yán)重影響電氣設(shè)備的絕緣性能。為了避免電氣設(shè)備由于絕緣強(qiáng)度低而產(chǎn)生短路電弧、火花放電等現(xiàn)象，對(duì)電氣設(shè)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(gè)不同概念。電氣間隙是指兩個(gè)裸露的導(dǎo)體之間的最短距離，即電氣設(shè)備設(shè)備中有電位差的金屬導(dǎo)體之間通過(guò)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(yīng)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(dǎo)體之間和它們對(duì)地之間才不會(huì)發(fā)生擊穿放電，才能保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

1.13防護(hù)等級(jí)

電氣設(shè)備應(yīng)具有堅(jiān)固的外殼，外殼應(yīng)具有一定的防護(hù)能力，達(dá)到一定的防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。防護(hù)等級(jí)就是防外物和防水能力。防外物是指防止外部固體進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部和防止人體觸及設(shè)備內(nèi)的帶電或運(yùn)動(dòng)部分的性能，簡(jiǎn)稱防外物。防水是防止外部水份進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生有害影響的防護(hù)性能，簡(jiǎn)稱防水。防護(hù)等級(jí)用字母IP連同兩數(shù)字來(lái)標(biāo)志。例如，IP43中的IP是外殼防護(hù)等級(jí)標(biāo)志，第一位數(shù)字4表示防外物4級(jí)，第二位數(shù)字3表示防水3級(jí)。數(shù)字越大表示等級(jí)越高，要求越嚴(yán)格。防外物共7級(jí)，防水共分9級(jí)。外殼防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表5-5。

外殼的防護(hù)等級(jí)

2.通用要求

不同類型的防爆電氣設(shè)備具有不同的特性，這就需要對(duì)它們作出專用的規(guī)定。但作為防爆電氣設(shè)備，它們又有共同的特性，這就是對(duì)防爆電氣設(shè)備的通用要求。無(wú)論何種類型的電氣設(shè)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(shè)備使用的環(huán)境溫度對(duì)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。現(xiàn)將有關(guān)要求介紹如下：

⑴防爆電氣設(shè)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(shè)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(yàn)和熱穩(wěn)定試驗(yàn)。

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

⑷緊固件是防爆電氣設(shè)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(duì)于要用特殊緊固件的防爆電氣設(shè)備必須用特殊緊固件，如隔爆型電氣設(shè)備外殼各部分的連接必須用護(hù)圈式緊固件，以防無(wú)關(guān)人員隨意打開外殼，①螺栓頭或螺母要放在護(hù)圈內(nèi)，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(hù)圈；③各種規(guī)格螺栓的通孔直徑、護(hù)圈高度、護(hù)圈直徑應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；④護(hù)圈可設(shè)開口，開口的圓心角不大于120°；⑤護(hù)圈要和主體牢固連在一起。無(wú)論何種緊固件都應(yīng)采用不銹材料制成或經(jīng)防銹處理。

⑸為了防止電氣設(shè)備誤操作造成事故，防爆電氣設(shè)備應(yīng)設(shè)置連鎖裝置。連鎖裝置在設(shè)備帶電時(shí)，設(shè)備可拆卸部分不能拆卸。當(dāng)可拆卸部分拆開時(shí)，設(shè)備不能送電，以保證安全。

⑹對(duì)于固定在設(shè)備外殼隔板上用來(lái)使導(dǎo)線穿過(guò)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(shè)備的防爆形式。如果絕緣套管或電氣設(shè)備需要使用膠結(jié)劑，膠結(jié)劑必須具有抗機(jī)械、熱和化學(xué)的能力。

⑺為了保證電氣設(shè)備導(dǎo)線和電纜連結(jié)牢固，防止電氣設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生火花、電弧，引燃爆炸性混合物，對(duì)正常運(yùn)行產(chǎn)生火花、電弧或危險(xiǎn)溫度的電氣設(shè)備，功率大于250W或電流大于5A的I類電氣設(shè)備，其電纜和導(dǎo)線的連接都應(yīng)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(guān)技術(shù)要求決定。接線盒應(yīng)符合下列條件：接線盒內(nèi)要留有導(dǎo)線彎曲半徑的空間；接線盒內(nèi)裸露導(dǎo)體間的電氣間隙、爬電距離要符合相應(yīng)防爆類型的有關(guān)規(guī)定；為防止電弧、閃絡(luò)現(xiàn)象，接線盒內(nèi)壁應(yīng)涂耐弧漆。

⑻連接件是置于接線盒內(nèi)，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(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)尺寸，要保證導(dǎo)線連接可靠，保證在振動(dòng)和溫度的影響下連接不松動(dòng)，不產(chǎn)生火花、過(guò)熱和接觸不良等現(xiàn)象。對(duì)于和鋁芯電纜連接的連接件要用銅鋁過(guò)渡接頭。

⑼引入裝置是防爆電氣設(shè)備外電路的電纜或電線進(jìn)入設(shè)備內(nèi)的過(guò)渡裝置，是防爆電氣設(shè)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(yīng)達(dá)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(shè)備外殼帶電時(shí)發(fā)生人身觸電或?qū)Φ胤烹娨鹬車扇夹詺怏w混合物爆炸，防爆電氣設(shè)備必須進(jìn)行良好接地。電氣設(shè)備的接地主要包括設(shè)備金屬外殼的外接地端子和設(shè)備接線盒內(nèi)的內(nèi)接地端子。內(nèi)外接地端子都應(yīng)標(biāo)接地符號(hào)“⊥”。接地零件要用不銹鋼材料制成或經(jīng)防銹處理。無(wú)論是內(nèi)接地端子還是外接地端子，所選用的規(guī)格必須和電氣設(shè)備容量大小相匹配，設(shè)備功率越大所用接線端子直徑應(yīng)越大。對(duì)于便攜式或運(yùn)行中需要移動(dòng)的電氣設(shè)備，可不設(shè)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(wǎng)可靠連接。

⑾無(wú)論何種形式的防爆電氣設(shè)備，都應(yīng)有明顯的防爆標(biāo)志，它是由防爆電氣設(shè)備的類型、類別、級(jí)別、組別和防爆設(shè)備的總標(biāo)志“Ex”構(gòu)成，礦用電氣設(shè)備沒(méi)有級(jí)別和級(jí)別之分。因此，不用引出級(jí)別和組別。單一型防爆電氣設(shè)備標(biāo)志按前面所述內(nèi)容標(biāo)出即可。例如，“Exd I”表示是I類隔爆型防爆電氣設(shè)備；“Exi_bI”表示是I類本質(zhì)安全型i_b等級(jí)防爆電氣設(shè)備。復(fù)合式防爆電氣設(shè)備必須先標(biāo)出主體防爆形式，后標(biāo)出其他防爆形式。例如“Exi_bI”表示是I類隔爆兼本質(zhì)安全型防爆電氣設(shè)備。復(fù)合型電氣設(shè)備，還應(yīng)分別在不同防爆形式的外殼上標(biāo)出相應(yīng)的防爆形式。防爆標(biāo)志一定要制作在防爆電氣設(shè)備的最明顯處。其標(biāo)志牌可鉚或焊在外殼上，也可以采用凹紋標(biāo)志。防爆型電氣設(shè)備必須設(shè)置銘牌，在銘牌的右上方標(biāo)出“Ex”字樣。銘牌應(yīng)包括以下內(nèi)容：防爆標(biāo)志（形式、類別、級(jí)別、溫度組別等），防爆合格證編號(hào)，其他要標(biāo)出的特殊條件有關(guān)防爆形式專用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的附加標(biāo)志，出廠日期或產(chǎn)品編號(hào)。銘牌可用青銅或不銹鋼制成，厚度應(yīng)不小于1mm。標(biāo)志應(yīng)清晰可見，經(jīng)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(xiǎn)，并存在爆炸性混合物，因此用于煤礦井下的電氣設(shè)備應(yīng)具有一些基本條件，也就是礦用電氣設(shè)備的通用要求：①電氣設(shè)備的外殼應(yīng)具有一定的防護(hù)能力；②具有良好的防潮性能，以保證電氣設(shè)備良好的絕緣性能；③各種類型的電氣設(shè)備在滿足技術(shù)要求的前提下，應(yīng)盡量減小體積、減輕重量、便于操作、維護(hù)方便，以適合井下工作環(huán)境狹小的特點(diǎn)；④無(wú)論何種形式的防爆電氣設(shè)備必須具有良好的防爆性能，這是至關(guān)重要的一點(diǎn)。

3.防爆電氣設(shè)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(yán)重變形長(zhǎng)度超過(guò)50mm，凸凹深度超過(guò)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(dòng)，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(shí)，間隙超過(guò)0.3mm；寬度范圍12.5≤L<25時(shí)，間隙超過(guò)0.4mm；寬度范圍25≤L時(shí)，間隙超過(guò)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(shí)，間隙超過(guò)0.4mm；寬度范圍25≤L時(shí)，間隙超過(guò)0.5mm。

3.3.2電機(jī)滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)軸在外殼容積≤100cm³，寬度范圍6≤L<12.5時(shí)，間隙超過(guò)0.45mm；寬度范圍12.5≤L<25時(shí)，間隙超過(guò)0.6mm；寬度范圍25≤L時(shí)，間隙超過(guò)0.75mm；電機(jī)滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)軸在外殼容積>100cm³，寬度范圍12.5≤L<25時(shí)，間隙超過(guò)0.6mm；寬度范圍25≤L時(shí)，間隙超過(guò)0.75mm。

3.4隔爆接合面的粗糙度平均超過(guò)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(gè)電纜引入裝置穿入多根電纜；不用的電纜引入裝置進(jìn)線孔未用厚度2mm以上不銹鋼制擋板封堵嚴(yán)密；連接電纜未使用合格的密封圈或老化、變質(zhì)、失去彈性；密封圈割開套在電纜上；一個(gè)引入裝置內(nèi)用多個(gè)密封圈；密封圈沒(méi)有完全套在電纜護(hù)套上；密封圈和電纜護(hù)套之間有其它包扎物。

3.7密封圈的內(nèi)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(nèi)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(yīng)大于10mm。

3.9密封圈厚度小于電纜外徑的0.3倍，但最小應(yīng)大于4mm。

3.10隔爆接合面有銹蝕和斑痕。

3.11橡套電纜護(hù)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(nèi)隨意增加元件或絕緣座損壞。

4.電氣設(shè)備隔爆面的維護(hù)

4.1遭受淋水的電氣設(shè)備隔爆接合面，必須用完整的不漏水的長(zhǎng)方形風(fēng)筒布將開關(guān)上部蓋上。

4.2每月對(duì)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(shè)備隔爆面每?jī)蓚€(gè)月維護(hù)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(guò)多，以免影響間隙對(duì)殼內(nèi)爆炸間隙的泄放。

5.電纜和防爆電氣設(shè)備的連接

5.1進(jìn)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(dòng)為合格，螺紋連接的進(jìn)線裝置以用活動(dòng)扳手?jǐn)Q緊為合格。壓板式壓線嘴壓緊電纜后的壓扁量不超過(guò)電纜直徑的10%。

5.2電纜護(hù)套穿入盒壁的長(zhǎng)度在5-10mm。如電纜粗穿不進(jìn)時(shí)，可將穿入部分挫細(xì)，但護(hù)套和密封圈結(jié)合部位不得挫細(xì)。

5.3電纜接線應(yīng)整齊、無(wú)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(zhǎng)度適宜，松開接線嘴拉電纜時(shí)，三相火線拉緊或脫開，地線應(yīng)不掉。

5.4屏蔽電纜和電氣設(shè)備連接時(shí)，必須剝除主芯線的屏蔽層，并用塑料帶包扎，其剝離長(zhǎng)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(shè)備接線裝置的電纜必須正對(duì)密封圈中心，若不能正對(duì)時(shí)，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(hào)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(hào)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(hù)套已損壞的修復(fù)），必須用硫化熱補(bǔ)或熱縮。

6.3不同截面的橡套電纜不準(zhǔn)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。