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隔爆电气设备失爆检查标准
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求防爆设备基本原理及选型技巧之一隔爆型电气设备？？
提问者:罗一宇
爆炸性气体环境中安装的电气设备主要有隔爆型电气设备、增安型电气设备、本质安全型电气设备、正压型电气设备、浇封型电气设备、充油型电气设备、充沙型电气设备、&n&型电气设备等。现对几种主要的防爆电气设备进行介绍。
一 隔爆型电气设备
隔爆型电气设备是指具有隔爆外壳的电气设备，防爆标志为&d&。其制造检验标准应符合GB0及GB0标准的要求。隔爆外壳是指能承受内部的爆炸压力，并能阻止爆炸火焰向周围环境传播的防爆外壳。
电气设备外壳的内部由于呼吸作用会进入周围的爆炸性气体混合物，当设备产生电火花及危险高温时，将引燃壳内的爆炸性气体混合物，形成巨大的爆破力及冲击波。一方面隔爆外壳应能承受内部的爆炸压力而不破损；另一方面隔爆外壳的接合面应能阻止爆炸火焰向壳外传播点燃周围的爆炸性气体混合物。因此隔爆外壳应有耐爆性及隔爆性两种性能。
1. 隔爆外壳的耐爆性
隔爆外壳中产生的爆炸压力受爆炸性气体混合物的浓度、外壳的容积及形状、点火源的位置、接合面间隙、爆炸性气体混合物的初始压力及温度等的影响。在低于最大爆压浓度时，爆炸压力与混合物的浓度成正比；当外壳的容积增大时，其热损失相对减小，爆炸压力相对增高；就外壳的形状而言，非球型容器比球型容器的爆炸压力要低；点火位置偏离中心，其爆炸压力会下降；接合面间隙增大，爆炸压力将下降；爆炸性气体混合物的初始压力及温度提高，爆炸压力将增大。
隔爆型电气设备爆炸时其内部会产生0.5MPa-2.0MPa的爆压，将对壳壁产生冲击力。当外壳材质的强度不能满足要求时，造成破损，所以外壳的抗拉强度及壁厚应达到要求。
隔爆型电气设备的外壳材料均用金属材质制成。常用的有钢板、铸钢、铸铝合金、铸铁等材料。当采用铸铁时，其牌号应不低于HT250；当采用铸铝时，应用抗拉强度不低于120Mpa，含镁量不低于6%的铜铝合金。当外壳容积不大于0.01升时，可采用陶瓷材料制造；当外壳容积不大于2.0升时，可采用塑料材料制造，但塑料外壳的结构强度受成型工艺及易自然老化的影响，一般用于外壳容积小于0.1升的隔爆部件。
隔爆外壳由于要承受爆压的冲击力，因此其壁厚值相对其它防爆型式的外壳要大。以铸铝壳体为例，容积不大于2.0升的外壳，壳壁厚度应在4.0-8.0mm之间，法兰厚度应在8.0-12.0mm之间；压铸铝外壳的壁厚由于致密度相对较高，其壁厚可设计得小一点。当容积大于4.0升时，须采用铸钢等黑色金属材料。
隔爆型电气设备在结构设计时，要尽量避免压力重叠现象。压力重叠现象一般产生在包含两个或多个空腔以小孔形式连通的外壳内，当一个空腔引爆后，其火焰将向另一空腔传播，由于火焰的前沿面比气体传播速度要慢，另一空腔首先进行气体预压，再进行点燃爆炸，这样产生的爆压比前一个空腔高数倍，将造成壳体的严重损坏。事实上，在同一空腔中，当电气部件安装不合理时也会产生压力重叠现象。
综上所述，外壳不宜制成以小孔连通的多空腔形式，壳内电器元件的安装也应避免将整腔分割成几个小空腔。另外，外壳三维尺寸之比不宜过大。否则壳内会产生压力重叠现象。
2. 隔爆外壳的隔爆性
由于制造、安装、维护等原因，隔爆外壳不可能是天衣无缝的整体，而是由许多个零部件组成。零件间的连接缝隙会成为壳内的爆炸产物所通过的路径，引燃周围的爆炸性气体混合物。这些零部件的配合部分称隔爆接合面，其接合缝隙称隔爆接合面间隙。
隔爆外壳的隔爆性是建立在隔爆接合面对内部的爆炸火焰有冷却作用为理论基础的。隔爆接合面的结构应能保证熄灭间隙中的火焰，损失至少20%的热量。为此隔爆接合面的宽度L、间隙（或直径差）i、法兰至壳体内缘的距离l应符合GB3836.2 表1-表4的规定，对于ⅡC外壳的螺纹隔爆接合面应符合表5的规定。隔爆面的表面粗糙度Ra应不低于6.3微米，隔爆螺纹的精度应不低于6H/6g。为了防锈防腐，隔爆面的表面应涂204-1油脂。
隔爆接合面的结构形式有平面式、止口式、螺纹式。操纵杆和轴的配合属于圆筒式结构，它们分别应用于壳体与壳盖的接合处；壳体与操纵杆的接合处；电机轴伸与端盖的接合处；电缆或导线的引入装置与壳体的接合处；仪表及显示器窗与壳体的接合处等。对维修中不经常打开的透明件衬垫应采用金属或金属包覆的可压缩不燃材料制成，其厚度不小于2.0mm。接合面的宽度：外壳容积小于100cm2时，不小于6.0mm；外壳容积大于100cm2时，不小于9.5mm。还有一种胶粘接合面结构。其胶粘材料应采用热稳定性能好的不燃材料。胶粘接合面的宽度：当外壳容积小于10cm2时，不小于3.0mm；当外壳容积小于100cm2时，不小于6.0mm；当外壳容积大于100cm2时，不小于10.0mm。
3. 隔爆外壳上的几个主要零部件
紧固件应有足够的机械强度，当壳体爆炸时，不会引起螺栓断裂。紧固件应有防锈、防松措施，以保证平面式隔爆接合面的间隙。用螺栓紧固时，若用弹簧垫圈防松，只需将弹簧垫圈压平即可，不宜拧得太紧。为了避免外力对紧固螺栓的剪切，盖和壳体接合处的外型尺寸必须一致。
为了紧固牢靠，不允许用塑料或轻合金制造螺栓和螺母，也不允许在塑料外壳上直接攻螺孔。
不透螺孔的深度应保证螺栓和螺孔紧固后，须留有大于2倍防松垫圈厚度的螺纹余量。不透螺孔的周围及底部厚度须不小于螺栓直径的三分之一，但至少有3.0mm的裕度。
工艺用透孔或结构上必须穿透外壳的螺孔，应采用圆筒式或螺纹式隔爆型结构将其堵住，外露的端头须永久性固定。
2） 联锁装置及警告牌
正常运行时会产生火花和电弧的电气设备，须设置联锁装置。联锁装置的机构应保证电源接通时壳盖不能打开；壳盖打开后，电源不能接通。
用螺栓紧固的外壳允许用警告牌代替联锁装置。警告牌内容：严禁带电开盖！
透明件主要用于照明灯具的透明罩、仪表窗口、指示灯罩等部位。照明灯具的透明罩用钢化玻璃、高硼玻璃制成；仪表窗口用的透明件采用光学玻璃、钢化玻璃制成，前者透明性好，但应增加厚度；指示灯罩用的透明件采用钢化玻璃、聚碳酸酯塑料制成。以上均应能承受规定的冲击试验及耐压试验。
隔爆外壳上固定透明件的方法有胶粘式、衬垫式两种。胶粘或衬垫的宽度应符合2条有关规定的要求。
4）引入装置
引入装置是电缆或导线进出电气设备的防爆部件。按其结构分有橡胶密封圈式、填料密封式、带螺纹的电缆引入方式之分。
橡胶密封圈式引入装置是用压紧螺母将橡胶密封圈抱紧电缆或导线，同时挤实引入装置的内孔，达到致密效果。为了达到防爆要求，规定了密封圈的非压缩轴向长度：对同一外径，多层内孔的密封圈，当圆形电缆直径不大于20mm，非圆形电缆截面周长不大于60mm时，最小为20mm；当圆形电缆直径大于20mm，非圆型电缆截面周长大于60mm时，最小为25mm；对同一外径，只有一个内孔的密封圈，其密封圈的非压缩轴向长度：当外壳容积小于0.1升时，最小为10mm；当外壳容积大于0.1升时，最小为16mm；对ⅡC类容积大于2.0升的隔爆外壳，密封圈的非压缩轴向长度应符合多层内孔密封圈的有关规定。
密封圈的压紧件有压紧螺母式及压盘式两种结构，均用金属材料制成。当圆形电缆直径大于20mm时，压紧件应有防拔脱机构。
填料密封式引入装置是在引入装置内充填热固性混合填料，其最小轴向长度应为20mm。填料密封盒内贯通的电缆芯线数应符合说明书要求，并保证沿密封长度20mm各点上至少有20%的横截面积有填料填充。
带螺纹的电缆引入装置的隔爆螺纹至少有6扣螺纹，并至少有8mm长度。
隔爆外壳上的衬垫有两种形式：防爆用的衬垫，应采用金属或金属包覆的可压缩不燃材料；防护用的衬垫，应采用橡胶或塑料的可压缩不燃材料，且不能计算在隔爆接合面内。
有电火花及危险高温的电气设备应设置接线盒，构成间接引入方式。接线盒应有足够的尺寸便于设备的连线，电气连接件的电气间隙及爬电距离应符合增安型的要求。
如果电缆封入主外壳内，则外壳外部的电缆长度至少应为1.0m。
7）接地连接件
为安装方便，隔爆外壳上的接地连接件有内、外之分，连接件的尺寸应压紧4.0mm2铜芯线，并有防松、防腐措施。金属管布线及双重绝缘的电气设备可不设接地连接件。
铭牌是隔爆型电气设备标志及电气参数的承诺。其内容有额定电压、额定电流或功率、防爆标志、防爆合格证号、出厂日期或编号、制造厂名等。
4.隔爆型电气设备的评估
隔爆型电气设备的外壳能保证内部引燃爆炸后不会点燃周围的爆炸性气体混合物，其安全程度较高，可用于1区、2区爆炸性气体危险环境。但内部爆炸会损坏电气部件，造成工艺装置的停产，所以对重要的工艺装置所配置的电气设备不能采用隔爆型电气设备。
此外，在设计隔爆外壳时因考虑其耐爆性及隔爆性，所以会造成隔爆外壳的结构尺寸大、重量重。用户安装时要注意机架的固定。
回答者:宋明文
Mail: Copyright by ；All rights reserved.[摘 要]本文主要阐述了一般电气失爆的现象与检查方法，矿用隔爆型电气设备的失爆原因及预防措施等问题。[关键词]电气失爆；现象；原因；预防措施中图分类号：TD684 文献标识码：B 文章编号：X（0-011、失爆的现象与检查方法失爆是指电气设备的隔爆外壳失去了耐爆性能或隔爆性能。井下隔爆型电气设备一般失爆现象主要有以下几种：1.1 用螺栓固定的隔爆接合面的失爆现象缺螺栓、弹簧垫圈或螺母，螺栓或螺孔滑扣，螺栓折断在螺孔中，没上满扣；弹簧垫圈没压平或螺栓不牢固，弹簧垫圈断裂或失去弹性。1.2 电缆引出入装置的失爆现象（1）密封圈老化、已无弹性、变质、变形，不能起密封的作用；密封圈外径与进线装置内径差值未满足规定；密封圈内径与引入电缆外经差在lmm以上；密封圈的单孔内穿进多根电缆；密封圈割开套在电缆上；密封圈刀削后凹凸不平整圆滑，锯齿直径差在2mm以上；密封圈未完全套在电缆护套上。（2）线嘴压紧无余量，线嘴与密封圈之间未加装金属垫圈；进线嘴压紧后无余量或进线嘴内缘压不紧密封圈，或密封圈端面与器壁接触不严，或密封圈能活动。（3）引入引出电缆压线板没有压紧电缆，用单手扳动喇叭嘴上下左右晃动时有明显晃动。（4）在引入装置处可轻易拉锯抽动电缆。（5）高压铠装电缆终端接线盒无灌绝缘胶；绝缘胶未灌在电缆三叉以上；绝缘胶有裂纹并能相对活动。1.3 隔爆电气设备内外壳的失爆现象（1）使用未经国家法定的检验单位发证的生产的防爆部件。（2）隔爆外壳有裂纹、开焊、变形严重。（3）隔爆壳内外有锈皮脱落。（4）闭锁装置不能满足规定要求。（5）隔爆室（腔）的观察窗（孔） 的透明板松动、破裂，机械强度不能满足规定。（6）喇叭嘴外缺损影响防爆性能者；未接线的喇叭嘴没有分别用密封圈、挡板、金属圈依次装入、压紧，有一项未装上或没压紧者。（7）金属圈外径小，与进线装置内径之差大于2mm；金属圈厚度小于1mm；金属圈开口等。1.4 防爆面的失爆现象防爆接合面必须保持光洁、完整，各个结构的参数要满足规定。如有以下情况之一者即失爆：（1）隔爆接合面间隙、直径差或最小有效长度（宽度）不能满足规定要求。（2）操纵杆直径与隔爆接合面长度不符合规定要求；操纵杆及电机轴隔爆接合面长度及接合面直径差不符合规定要求。（3）静止隔爆接合面的间隙与接合面长度不符合规定要求。（4）转盖式或插盖式隔爆接合面的宽度小于25mm， 间隙大于0.5mm以上。（5）隔爆电动机轴与轴孔的隔爆接合面在工作状态中出现摩擦现象；隔爆面上的机械伤痕，宽度与深度大于0.5mm；隔爆接合面和操纵杆表面粗糙度；隔爆接合面无间隙或锈蚀。2、矿用隔爆型电气设备的失爆原因（1）因其维护和定期检修不善，防护层脱落使隔爆面上有砂泥灰尘等杂物，一些用螺钉紧固的平面对口接合面有凹坑，使隔爆面间隙增大。（2）矿井电气设备移动或搬运不当出现磕碰，产生外壳变形或严重的机械伤痕，或在使用中出现撞击。（3）装配时出现严重的机械划痕。（4）隔爆面上出现锈蚀，增大了粗糙度。（5）因其不熟悉设备的性能，在装卸中未采用专用工具或出现误操作。（6）螺钉紧固的隔爆面，因其螺孔深度过浅或螺钉太长，不能较好地紧固零件。（7）工作人员对防爆各种规程不能正确贯彻执行，或对设备的隔爆要求粗心，都会导致失爆。3、矿用隔爆电气设备失爆的预防措施为确保矿用隔爆型电气设备的完好，解决失爆问题，要坚持装备和培训并重的原则，采取有效的预防措施。3.1 加强职工技术培训（1）对从事矿井生产并是隔爆型电气设备使用的技术人员，煤矿职教部门要有计划地安排技术培训。认真领会贯彻《煤矿安全规程》及国家有关标准，提高每个技术人员的安全意识。（2）组织技术人员学习专业理论知识，掌握对隔爆型电气设备的实际使用、维护和检修的技能方法。（3）对于新上岗的技术人员，除必须在矿级职教部门脱产培训外，还要到使用单位进行专业技术培训、师傅带徒的培训。（4）从事井下技术工作的技术人员在上岗前要有通过煤炭行业特有工种的技能鉴定。3.2 用好隔爆型电气设备（1）对超过服务年限的设备，必须进行更新。（2）新进的隔爆型电气设备要优选国内先进设备。（3）要了解隔爆电气设备的隔爆性能与技术要求。（4）要把握井下隔爆电气设备的维修技术与保养方法。3.3 隔爆外壳的修理与保养（1）隔爆接合面的修复。隔爆接合面的表面粗糙度必须要小，接合面发生轻微的伤痕或锈蚀时，要使用油石蘸机油研磨。若伤痕深度和宽度不超过0.5mm，其投影长度小于接合面长度的30%，磨平后能够继续使用。局部的缺陷超过规定时，要用焊补工艺。主要方法是：焊补前，先将隔爆面缺陷处打磨干净，露出金属光泽，用烧好的烙铁把待补处加热至60℃左右，再在缺陷处涂少量的焊剂，用烙铁把铅锌焊条溶于缺陷处，使焊料与金属焊牢。在冷却后用油石蘸机油磨平突出的焊料，使其表面粗糙度符合要求。再涂防锈油脂或进行磷化处理。（2）隔爆面的防锈处理。①涂防锈油剂。在隔爆接合面上直接涂防锈油。②涂磷化底漆。这种新型防锈涂漆，漆膜薄，坚韧耐久，有较强的附着力；涂抹方便，仅用半小时就能自然干燥；漆膜不怕瓦斯爆炸时的瞬时高温。③进行热磷处理。能够避免隔爆面的氧化锈蚀。④冷磷处理。能避免隔爆接合面氧化锈蚀。（3）隔爆外壳的保养。隔爆外壳能起到隔爆作用，它是隔爆设备的主要部件，需要经常检查。有水的地方必须挡好，防止井下的水对它的腐蚀作用。铁器、矸石对外壳的碰撞而发生变形、凹坑时，要进行修理。转动盖的开闭不可用锤子、铁棍敲打。外壳上的散热片必须保持完好。接线箱、线嘴注意不可被支架等挤压损坏。隔爆面是隔爆设备是否起隔爆作用的重要部位，所以，要精心地爱护、保养。首先要防锈蚀，避免水的进入。在一般情况下3-5天擦隔爆面一次，去除煤尘、岩尘。隔爆面擦净后，轻轻地涂上一层防锈油。同时，还尤其要防止隔爆面的碰撞。检查修理时，接合面部件必须轻拿轻放、不能用螺丝刀、扁铲等工具插入隔爆间隙内硬撬硬撑。检查修理工作完毕盖盖时，不可将煤尘、漆皮、木屑、棉线、铜丝等杂物掉在隔爆面上。修理完后，必须用塞尺检查隔爆间隙合格与否，若不合格，必须查找原因，处理好为止。3.4 加强对井下隔爆电气设备的管理（1）要制定井下隔爆电气设备的管理办法、管理制度；严格执行包机制、维护检修制度。（2）业务科室每月要组织检查，对查出的隐患进行，定处理时间、定处理措施、定处理人员。（3）认真组织好设备的日检、周检、月检，确保设备不带“病”作业。（4）严格把好设备检修质量关；充分发挥防爆检查员的作用，做好检查督促工作，杜绝使用失爆设备现象。参考文献[1] 马维绪：掘进及其机电技术，北京，煤炭工业出版社，2011.1.[2] 黄开启、古莹奎：矿山机电设备使用与维修，北京，化学工业出版社，2009.6.
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