隔爆型電氣設(shè)備在井下使用防爆措施

1、隔爆型電氣設(shè)備在井下使用防爆措施 隔爆型電氣設(shè)備主要在煤礦井下爆炸危急工作場(chǎng)所使用,其使用環(huán)境場(chǎng)地狹窄,搬運(yùn)困難,并有巖石、煤塊冒落、撞擊的危急,其外殼不僅要具有耐爆性,還應(yīng)具有足夠機(jī)械強(qiáng)度,才能保證設(shè)備外殼在發(fā)生內(nèi)部爆炸或受到外物撞擊時(shí),外殼不發(fā)生嚴(yán)重變形或損壞。為此,常在煤礦井下采掘工作面工作的隔爆型電氣設(shè)備的隔爆外殼必需采用鋼板或鑄鐵構(gòu)成,但其他零部件或裝配后沖擊不到的或容積不超過(guò)2l的電氣設(shè)備,可用ht25-47灰鑄鐵制成。對(duì)于i類(lèi)非采掘工作面用隔爆外殼也可以用ht25-47灰鑄鐵制成。對(duì)于容積不大于2l的外殼,也可以采用工程塑料制成,這種材料具有易成型、易切削加工,比重輕、易于制造等

2、優(yōu)點(diǎn),但使用這種材料作隔爆外殼時(shí)必需留意到塑料在高溫下易發(fā)生分解和變形的性質(zhì)。因此,在具有大量熱源和能發(fā)生大電弧的電氣設(shè)備上不宜使用塑料外殼。 隔爆外殼的幾何外形是多樣的,大量的理論研究和實(shí)踐證明:在相同容積、不同外形的隔爆外殼中,非球形外殼中的爆炸壓力比球形外殼中壓力低,即球形外殼的爆炸壓力最大,而長(zhǎng)方體外殼爆炸壓力最小,外殼內(nèi)的爆炸壓力是隨著容器外形的不同而轉(zhuǎn)變。這是因?yàn)殡S著形狀散熱表面積的增大而降低了爆炸壓力。因此,隔爆外殼以采用長(zhǎng)方形形狀為宜,這樣可以提高外殼的耐爆能力。 隔爆外殼的容積也是設(shè)計(jì)隔爆外殼的關(guān)鍵。理論和實(shí)踐都證明:在其他條件都一定的狀況下,隔爆外殼的容積與外殼內(nèi)的爆炸壓力

3、無(wú)關(guān),容積對(duì)壓力的影響不大。因此在設(shè)計(jì)制造隔爆外殼時(shí)就可以在滿(mǎn)意設(shè)備技術(shù)要求的前提下,盡量減小隔爆外殼的體積,既保證了外殼的耐爆性又減小了 體積、減輕了重量,更便于在煤礦井下特別環(huán)境中使用。 一般隔爆外殼大都是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的空腔組成,且空腔間是連通的,因此在外殼內(nèi)爆炸性混合物發(fā)生爆炸時(shí)將會(huì)產(chǎn)生壓力重疊現(xiàn)象,也就是當(dāng)一個(gè)空腔里的爆炸性混合物爆炸時(shí),會(huì)使另一個(gè)空腔里的爆炸性混合物受到壓縮,而使壓力增高。假如這個(gè)空腔再爆,將會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓現(xiàn)象,形成多空腔壓力重疊,隔爆外殼的耐爆性將受到威逼。因此,在設(shè)計(jì)制造隔爆外殼時(shí)應(yīng)盡量避免采用多空腔結(jié)構(gòu),假如無(wú)法避免這種結(jié)構(gòu)則應(yīng)盡量增大各空腔間聯(lián)通孔的面積。因?yàn)?/p>

4、多空腔壓力重疊的過(guò)壓大小與兩空腔容積比以及連通孔斷面積有關(guān)。當(dāng)兩空腔容積比一定時(shí),連通孔斷面積越大,過(guò)壓就愈小,從而增加外殼的耐爆性能。另外,外殼的長(zhǎng)、寬、高尺寸之比也不要過(guò)大,以免造成外殼內(nèi)的壓力重疊現(xiàn)象。 隔爆型電氣設(shè)備的隔爆外殼不但具有耐爆性還應(yīng)具有隔爆性。隔爆外殼如何實(shí)現(xiàn)隔爆作用,這是研究隔爆型電氣設(shè)備的關(guān)鍵。我們知道,由于加工、制造、使用、修理等方面的需要,無(wú)論何種外形的隔爆外殼,都不可能是一個(gè)“天衣無(wú)縫”的整體,而是由幾部分和各種零件構(gòu)成的。各部分以及零件之間都需要聯(lián)接,而聯(lián)接的縫隙勢(shì)必會(huì)成為外殼內(nèi)的爆炸性產(chǎn)物穿過(guò)的途徑。假如對(duì)這些聯(lián)接的間隙不作特別規(guī)定和技術(shù)要求,那么穿過(guò)間隙的殼

5、內(nèi)爆炸產(chǎn)物就要引燃?xì)ね馑闹鼙ㄐ曰旌衔?其后果不堪設(shè)想。為了阻擋殼內(nèi)爆炸性混合物爆炸生成物引燃?xì)ね馑闹艿谋ㄐ曰旌衔?就必需在外殼的各接合處,也就是聯(lián)接間隙采取一些特別有效的措施,實(shí)現(xiàn)外殼隔爆性能。通常把相互聯(lián)接的接合面稱(chēng)為“隔爆接合面”,簡(jiǎn)稱(chēng)“隔爆面”。而隔爆面之間的間隙稱(chēng)為“隔爆接合面間隙”,簡(jiǎn)稱(chēng)“隔爆間隙”。隔爆間隙的大小是隔爆外殼能否隔爆的關(guān)鍵。通常隔爆面是采用法蘭連接的隔爆保護(hù)方式。隔爆結(jié)合面間隙有多種結(jié)構(gòu):平面形結(jié)構(gòu)(開(kāi)關(guān)大蓋與殼體、接線盒與殼體),圓筒形結(jié)構(gòu)(電動(dòng)機(jī)端蓋與機(jī)座、轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)孔),平面加圓筒形結(jié)構(gòu)(煤電鉆接線盒蓋與接線盒),曲路(迷宮)結(jié)構(gòu)(原蘇聯(lián)進(jìn)口的開(kāi)關(guān)大蓋與殼體)

6、,螺紋結(jié)構(gòu),襯墊結(jié)構(gòu)(照明燈罩與金屬外殼),疊片結(jié)構(gòu)(老式蓄電池箱上防爆結(jié)構(gòu)),微孔結(jié)構(gòu)(分析儀器傳感器用銅基、不銹鋼基粉末冶金片,不銹鋼球隔爆結(jié)構(gòu)、發(fā)泡不銹鋼板),金屬網(wǎng)隔爆結(jié)構(gòu)(多層銅網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng))等,如圖1所示。 利用外殼的間隙進(jìn)行隔爆的理論與金屬網(wǎng)對(duì)火焰熄滅作用原理相仿。隔爆外殼的隔爆作用是利用外殼的法蘭間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)隔爆的。為什么法蘭間隙能實(shí)現(xiàn)隔爆,現(xiàn)在理論研究上仍有兩種觀點(diǎn):一種觀點(diǎn)認(rèn)為,法蘭間隙對(duì)殼內(nèi)爆炸生成物(火焰)有熄火作用,火焰在狹窄的法蘭間隙中自動(dòng)熄滅,因此法蘭間隙有隔爆作用,另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為,法蘭間隙不僅能熄滅殼內(nèi)火焰而且還能降低殼內(nèi)爆炸生成物的溫度,而這些生成物是有傳爆危

7、急的,所以法蘭間隙能起到隔爆作用?？傊?理論的研究和實(shí)踐都證明白利用隔爆外殼的法蘭間隙能起到隔爆作用。既然法蘭間隙能起隔爆作用,那么間隙的大小與隔爆作用的大小又存在什么關(guān)系呢研究證明:法蘭間隙越大,穿過(guò)間隙的爆炸產(chǎn)生物能量就越多,傳爆性就越強(qiáng),隔爆性能就越差。相反,法蘭間隙越小,傳爆性就越弱,隔爆性能就越好。 法蘭隔爆面的長(zhǎng)度也和法蘭間隙的隔爆性緊密相關(guān)。隔爆面越長(zhǎng),傳爆的可能性就愈小,隔爆面越短,傳爆的可能性就越大。為了能使隔爆外殼具有最佳隔爆性,人們對(duì)外殼法蘭間隙的大小與隔爆性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,試驗(yàn)得出:最大不傳爆間隙就是最大試驗(yàn)安全間隙,不同的爆炸性混 合物的最大試驗(yàn)安全間隙不同(當(dāng)法蘭

8、間隙的長(zhǎng)度為25mm)。既然法蘭最大安全間隙對(duì)隔爆有如此重要的作用,那么影響最大安全間隙又有哪些因素呢研究證明,影響最大試驗(yàn)安全間隙的因素有:1爆炸性混合物的濃度,2隔爆法蘭的長(zhǎng)度及其表面加工粗糙度;3隔爆外殼的容積;4爆炸混合物的初始?jí)毫?、溫度和濕?5點(diǎn)火源到隔爆間隙內(nèi)緣的距離;6爆炸性混合物的流淌狀態(tài)等諸多因素。下面逐一研究這些因素對(duì)最大安全間隙影響的程度。 a.爆炸性混合物濃度的影響。最大安全間隙試驗(yàn)時(shí)使用的爆炸性混合物的濃度是最危急的濃度,當(dāng)這種爆炸性混合物濃度高于或低于最危急濃度時(shí)(最大安全間隙試驗(yàn)中所采用的濃度),都會(huì)使試驗(yàn)安全間隙增大。爆炸性混合物濃度對(duì)最大試驗(yàn)安全間隙的影響是

9、非線性關(guān)系變化的。 b.隔爆法蘭長(zhǎng)度的影響。法蘭長(zhǎng)度下降;安全間隙下降,法蘭長(zhǎng)度上升,試驗(yàn)安全間隙增大。當(dāng)法蘭長(zhǎng)度從零增加到15mm時(shí),試驗(yàn)安全間隙增長(zhǎng)很快。但當(dāng)法蘭長(zhǎng)度再度增大時(shí),試驗(yàn)安全間隙只能增大到這種爆炸性混合物的熄火距離。假如再增大法蘭面的間隙,爆炸性混合物的爆炸生成物將穿過(guò)間隙向殼外四周傳播,那么外殼也就失去了隔爆作用。 c.隔爆外殼法蘭表面加工粗糙度的影響。法蘭表面加工粗糙度只要不影響間隙的寬度,即只要保持法蘭表面平整,不會(huì)造成間隙寬度畸形,法蘭表面略粗糙一些,對(duì)隔爆性能沒(méi)有大的影響。一般認(rèn)為,隔爆面加工粗糙度達(dá)到3.2就能滿(mǎn)意要求,但不能低于3.2。在保證隔爆面平整的前提下,加工表面略粗糙些,將會(huì)降低隔爆殼內(nèi)爆炸性產(chǎn)物在穿過(guò)隔爆間隙時(shí)的速度,這對(duì)法蘭間隙的隔爆作用是有利的,但不能過(guò)分粗糙,否則將引起安全間隙下降。 d.隔爆外殼的容積對(duì)最大試驗(yàn)安全間隙的影響。在殼內(nèi)點(diǎn)火源位置一定的前提下,隔爆外殼容積的轉(zhuǎn)變對(duì)最大試驗(yàn)安全間隙影響是不大的。 e.爆炸性混合物的壓力和溫度對(duì)最大安全間隙的影響。爆炸性混合物壓力提高,最大試驗(yàn)安全間隙將下降;爆炸性混合物溫度的提高更易爆炸,將會(huì)使試驗(yàn)安全間隙下降。 f.爆炸性混合物濕度的影響。隨著爆炸性混合物濕度的提高,間隙的傳爆的可能性減小,最大試驗(yàn)安全