化工装备杂志矿用隔爆型电气设备的隔爆性和耐爆性

　　摘 要：矿用隔爆型电气设备主要应用于煤矿作业的特殊环境，其外壳必须具备隔爆性和耐爆性的特点，对于这类设备的失爆防治在矿井防爆检查工作中非常重要。本文基于隔爆型电气设备的隔爆原理，对矿用隔爆型电气设备外壳隔爆、耐爆性能的实现进行了分析和探讨，希望对矿用隔爆型电气设备的设计及应用有所帮助。

　　关键词：化工装备杂志社,煤矿作业,隔爆型电气设备,隔爆性,耐爆性

　　受煤矿作业特殊环境的制约，对矿用电气设备的要求都比较高，由于在矿井气体中含有大量的瓦斯，一旦遇到电火花就可能引发瓦斯爆炸，再有就是采掘过程中产生的煤尘，遇到高于700℃以上的热源时也会发生爆炸，井下作业危险性较高，伴随着现代化矿井系统的建立，大量电气设备广泛应用于井下作业，矿用电气设备应达到能够在井下便于移动、安装简单且具备隔爆性和耐爆性的要求。

　　1.矿用隔爆型电气设备的隔爆原理

　　在煤矿井下存在瓦斯、煤尘等爆炸危险的特殊环境下，电气设备应具备隔爆性和耐爆性的特点，隔爆型电气设备的隔爆外壳采用的是间隙隔爆机理，即内部爆炸火焰在通过接合间隙向外传播时，外壳会起到吸热灭火以及冷却的作用，降低温度使火焰熄灭，从而有效避免传爆，同时外壳还要具备一定的强度，壳内爆炸产生的高温和压力不至于对外壳造成损伤或变形，大量实践证实，外壳间隙能够起到良好的隔爆作用[1]。

　　以矿用隔爆型LED巷道灯为例，该设备是按照国际《GB3836.1.1.3-2010爆炸性环境电气设备》中相关要求设计制造，隔爆外壳采用的是间隙隔爆机理，具备免维护、低能耗、抗震动、耐高温、防爆等特点，是目前应用最为广泛的矿用防爆灯具，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘、潮湿等危险环境中。隔爆型电气设备的隔爆外壳对形状、材质、结构等都有特殊的要求，决定其性能的参数主要有隔爆接合面的有效长度、加工粗糙度以及接合面之间间隙的大小，为保证外壳的耐爆性能加强筋的增设尤为关键[2]。

　　2.矿用隔爆型电气设备外壳隔爆、耐爆性能的实现

　　矿用隔爆型电气设备外壳主要由接线腔、主腔和托翘构成，三部分在独立的同时有存在关联，其目的在于能够在煤矿井下特殊环境下保证设备运行的安全和可靠，且便于使用。

　　2.1隔爆接合面的结构、长度、粗糙度及间隙

　　2.1.1隔爆接合面的结构

　　隔爆接合面的结构类型主要有以下几种：其一，平面式，隔爆接合面为平面，采用螺丝或其他方法固定外壳的隔爆接合面，例如在矿用隔爆型真空电磁启动器的上接线腔，采用紧固螺钉对其接合面进行紧固;其二，圆筒式，隔爆接合面为圆筒形，有固定不动(如电机端盖)和相对转动(电机轴)两种形式，选用圆筒式接合面的电气设备较多，如矿用隔爆型真空电磁起动器门盖上的按钮操纵杆与轴套的接合面、隔离开关操作手把的隔壁与操纵杆的接合面等;其三，螺纹式，为增加设备隔爆接合面长度，通常会采用螺纹式结构，如矿用隔爆型真空电磁起动器的接线腔[3]。

　　2.1.2隔爆接合面的长度

　　隔爆接合面的长度指的是火焰通路长度，即从隔爆外壳内部通过接合面到外壳的最短通路长度，强调的是有效长度而非结构长度，隔爆接合面越长，传爆可能性则越小，这一长度取决于隔爆外壳容积。在设计时应注意选择止口式隔爆接合面的长度计算方式，主要遵循“最短通路”计算原则。

　　2.1.3隔爆接合面的粗糙度及间隙

　　隔爆接合面的粗糙度主要根据接合面结构来确定，是影响隔爆间隙的最大值，国际《GB3836.1.1.3-2010爆炸性环境电气设备》中要求隔爆接合面的粗糙度要低于6.3微米，操纵杆要控制在3.2微米以下。隔爆接合面的间隙指的是接合面相对表面间的距离，其大小直接决定着到隔爆外壳的隔爆性能，在实践中，接合面的间隙越大，爆炸产生物通过间隙的能量就越多，其隔爆性就越差，传爆性则越强，反之，其隔爆性就越号，传爆性则越弱，通常情况下，平面式隔爆接合面、圆筒式隔爆接合面和止口结合面最大间隙和最小有效长度因隔爆外壳的容积不同而不同，最大间隙为0.5毫米，最小有效长度为6毫米;其中，快开门隔爆接合面的最小有效长度一般不低于25毫米。单纯从隔爆角度讲，间隙越小矿用隔爆型电气设备的隔爆性和耐爆性就越好，也就越安全。

　　2.2隔爆接合面之间的紧固及防锈和警告标志设置

　　2.2.1隔爆接合面之间的紧固

　　隔爆外壳通常要由两个以上零件构成才称得上完整，零件间的相对面就是隔爆接合面，要想确保矿用隔爆型电气设备的隔爆参数能够达到规定要求，隔爆接合面之间的连接和紧固尤为重要，必须符合以下几点要求：螺丝不应采用塑料以及一些轻合金材料制品;对于隔爆外壳螺栓以及不透螺孔的紧固，不带垫圈完全拧入盲孔底部至少保留一整扣螺纹的裕量;保证外盖与壳体接合处尺寸的一致;禁止在塑料外壳上直接攻螺孔。

　　2.2.2隔爆接合面的防锈和警告标志设置

　　隔爆接合面发生锈蚀会降低矿用隔爆型电气设备的隔爆性能，应做好防锈措施，主要方法有磷化、电镀和涂防锈油，禁止涂油漆。对于在运行中易产生火化和电弧的隔爆型电气设备，还应备有连锁装置，也可以考虑设置警告牌，即要做到“先断电源后开盖”的要求。

　　3.结论

　　综上所述，隔爆型电气设备主要应用于煤矿井下有爆炸危险的场所，由于其使用环境的特殊性和复杂性，不仅要求其外壳具备隔爆性和耐爆性的特点，还要有一定的机械强度。与此同时，还要做好矿用隔爆型电气设备的失爆防治工作，更好地发挥其隔爆性能。

　　参考文献：

　　[1]孙继平.《煤矿安全规程》电气部分修订意见[J].工矿自动化，2014，12(4)：3-5.

　　[2]张刚平.矿用电气设备隔爆外壳设计制造工艺的研究[J].煤矿机械，2009，13(4)：107-109.

　　[3]孙继平.煤矿电气安全关键技术研究[J].工矿自动化，2011，10(1)：2-4.

　　作者简介：黄小明(1982.9-)，男，汉，江西省新干县人，现供职于天地(常州)自动化股份有限公司，硕士学位，研究方向：矿用隔爆设计。

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