1.基本概念和通用要求

在瓦斯和煤尘爆炸事故中，由于电火花等电气设备失爆引起的瓦斯和煤尘爆炸事故占有很大的比例。因此，加强防爆电气设备的监察和管理，，对减少瓦斯和煤尘爆炸事故的发生具有十分重要的作用。

工作在煤矿井下爆炸性环境中的电气设备必须采取一定的防爆安全措施，使其在规定的运行条件下不会引起周围爆炸性混合物爆炸。这种按规定的条件设计制造的、不会引起周围爆炸性混合物爆炸的电气设备通称为防爆电气设备。防爆电气设备的种类很多，有防爆电机、防爆开关、防爆灯具、防爆仪器仪表、防爆电话等。

1.1基本概念

1.11类别、级别和组别

为了正确选用防爆电气设备，必须了解防爆电气设备的类别、级别和组别。防爆电气设备按使用环境的不同分为两大类。

  I类：用于煤矿井下的电气设备。

 Ⅱ类：用于工厂的防爆电气设备。

为了保证各种类型电气设备在运行中不产生引燃爆炸性混合物的温度，对电气设备运行时能允许的最高表面温度进行了分组。

1.12电气间隙和爬电距离

由于煤矿井下空气潮湿、粉尘较多、环境温度较高，严重影响电气设备的绝缘性能。为了避免电气设备由于绝缘强度低而产生短路电弧、火花放电等现象，对电气设备的爬电距离和电气间隙作出了规定。

电气间隙和爬电距离是既有区别又有联系的两个不同概念。电气间隙是指两个裸露的导体之间的最短距离，即电气设备设备中有电位差的金属导体之间通过空气的最短距离。电气间隙通常包括：①带电零件之间以及带电零件和接地零件之间的最短空气距离；②带电零件和易碰零件之间的最短空气距离。电气间隙应符合表5-3的规定。

表5-3电气间隙和爬电距离

只有满足电气间隙的要求，裸露导体之间和它们对地之间才不会发生击穿放电，才能保证电气设备的安全运行。

1.13防护等级

电气设备应具有坚固的外壳，外壳应具有一定的防护能力，达到一定的防护等级标准。防护等级就是防外物和防水能力。防外物是指防止外部固体进入设备内部和防止人体触及设备内的带电或运动部分的性能，简称防外物。防水是防止外部水份进入设备内部，对设备产生有害影响的防护性能，简称防水。防护等级用字母IP连同两数字来标志。例如，IP43中的IP是外壳防护等级标志，第一位数字4表示防外物4级，第二位数字3表示防水3级。数字越大表示等级越高，要求越严格。防外物共7级，防水共分9级。外壳防护等级标准见表5-5。

外壳的防护等级

2.通用要求

不同类型的防爆电气设备具有不同的特性，这就需要对它们作出专用的规定。但作为防爆电气设备，它们又有共同的特性，这就是对防爆电气设备的通用要求。无论何种类型的电气设备都必须在符合通用要求和专用规定的情况下，才能保证防爆性能。通用要求主要包括：防爆电气设备使用的环境温度对外壳、紧固件、连锁装置、绝缘套管、接线盒、连接件、引入装置及接地的要求等。现将有关要求介绍如下：

⑴防爆电气设备使用的环境温度为-20℃～40℃，环境气压为（0.8～1.1）×10⁵Pa。

⑵防爆电气设备如果采用塑料外壳，须采用不燃性或难燃性材料制成，并保证塑料表面的绝缘电阻不大于1×10⁹Ω，以防积聚静电，还必须承受冲击试验和热稳定试验。

⑶防爆电气设备限制使用铝合金外壳，防止其和锈铁摩擦产生大量热能，避免形成危险温度。

⑷紧固件是防爆电气设备的主要零件。常用的紧固件是由螺栓和螺母及防松用的弹簧垫组成。对于要用特殊紧固件的防爆电气设备必须用特殊紧固件，如隔爆型电气设备外壳各部分的连接必须用护圈式紧固件，以防无关人员随意打开外壳，①螺栓头或螺母要放在护圈内，并且只有使用专用工具才能打开；②紧固后的螺栓头或螺母的上平面不能超出护圈；③各种规格螺栓的通孔直径、护圈高度、护圈直径应符合有关规定；④护圈可设开口，开口的圆心角不大于120°；⑤护圈要和主体牢固连在一起。无论何种紧固件都应采用不锈材料制成或经防锈处理。

⑸为了防止电气设备误操作造成事故，防爆电气设备应设置连锁装置。连锁装置在设备带电时，设备可拆卸部分不能拆卸。当可拆卸部分拆开时，设备不能送电，以保证安全。

⑹对于固定在设备外壳隔板上用来使导线穿过隔板的绝缘套管，必须用不易吸湿的绝缘材料制成，绝缘套管的使用不能改变电气设备的防爆形式。如果绝缘套管或电气设备需要使用胶结剂，胶结剂必须具有抗机械、热和化学的能力。

⑺为了保证电气设备导线和电缆连结牢固，防止电气设备运行中产生火花、电弧，引燃爆炸性混合物，对正常运行产生火花、电弧或危险温度的电气设备，功率大于250W或电流大于5A的I类电气设备，其电缆和导线的连接都应使用接线盒和连接件。接线盒的形式根据使用环境及有关技术要求决定。接线盒应符合下列条件：接线盒内要留有导线弯曲半径的空间；接线盒内裸露导体间的电气间隙、爬电距离要符合相应防爆类型的有关规定；为防止电弧、闪络现象，接线盒内壁应涂耐弧漆。

⑻连接件是置于接线盒内，供引入电缆或电线接线用的（又称接线端子）。连接件要有足够的机械强度和结构尺寸，要保证导线连接可靠，保证在振动和温度的影响下连接不松动，不产生火花、过热和接触不良等现象。对于和铝芯电缆连接的连接件要用铜铝过渡接头。

⑼引入装置是防爆电气设备外电路的电缆或电线进入设备内的过渡装置，是防爆电气设备的薄弱环节，因此引入装置的密封是十分重要的。常用的密封引入装置有三种：①密封圈式引入装置，该种引入方式使用最广泛，包括压盘式引入装置和压紧螺母式引入装置两种，②浇封固化填料密封式引入装置；③金属密封环式引入装置。

引入装置所用密封圈的材料要用弹性好、不易老化、不易龟裂的橡胶材料或其他类似材料制成，其硬度应达到邵尔氏硬度45°～55°。密封圈只有硬度适宜才能起到密封和防松作用，保证防爆性能。引入装置必须具有防松和防止拔脱装置。

⑽为了防止电气设备外壳带电时发生人身触电或对地放电引起周围可燃性气体混合物爆炸，防爆电气设备必须进行良好接地。电气设备的接地主要包括设备金属外壳的外接地端子和设备接线盒内的内接地端子。内外接地端子都应标接地符号“⊥”。接地零件要用不锈钢材料制成或经防锈处理。无论是内接地端子还是外接地端子，所选用的规格必须和电气设备容量大小相匹配，设备功率越大所用接线端子直径应越大。对于便携式或运行中需要移动的电气设备，可不设置接地装置，但必须使用有接地芯线的电缆，其外壳和接地芯线连接并和井下总接地网可靠连接。

⑾无论何种形式的防爆电气设备，都应有明显的防爆标志，它是由防爆电气设备的类型、类别、级别、组别和防爆设备的总标志“Ex”构成，矿用电气设备没有级别和级别之分。因此，不用引出级别和组别。单一型防爆电气设备标志按前面所述内容标出即可。例如，“Exd I”表示是I类隔爆型防爆电气设备；“Exi_bI”表示是I类本质安全型i_b等级防爆电气设备。复合式防爆电气设备必须先标出主体防爆形式，后标出其他防爆形式。例如“Exi_bI”表示是I类隔爆兼本质安全型防爆电气设备。复合型电气设备，还应分别在不同防爆形式的外壳上标出相应的防爆形式。防爆标志一定要制作在防爆电气设备的最明显处。其标志牌可铆或焊在外壳上，也可以采用凹纹标志。防爆型电气设备必须设置铭牌，在铭牌的右上方标出“Ex”字样。铭牌应包括以下内容：防爆标志（形式、类别、级别、温度组别等），防爆合格证编号，其他要标出的特殊条件有关防爆形式专用标准规定的附加标志，出厂日期或产品编号。铭牌可用青铜或不锈钢制成，厚度应不小于1mm。标志应清晰可见，经久不褪。

由于煤矿井下环境潮湿，还有煤块、岩石冒落的危险，并存在爆炸性混合物，因此用于煤矿井下的电气设备应具有一些基本条件，也就是矿用电气设备的通用要求：①电气设备的外壳应具有一定的防护能力；②具有良好的防潮性能，以保证电气设备良好的绝缘性能；③各种类型的电气设备在满足技术要求的前提下，应尽量减小体积、减轻重量、便于操作、维护方便，以适合井下工作环境狭小的特点；④无论何种形式的防爆电气设备必须具有良好的防爆性能，这是至关重要的一点。

3.防爆电气设备有下列情况之一者即为失爆：

3.1防爆电气外壳焊缝开焊、裂纹、严重变形长度超过50mm，凸凹深度超过5mm。

3.2采用螺栓紧固的隔爆接合面缺螺钉和弹簧垫或螺母，弹簧垫圈未压平或螺栓松动，螺栓或螺孔滑扣。

3.3隔爆接合面的间隙：

3.3.1平面接合面和止口接合面在外壳容积≤100cm³，宽度范围6≤L<12.5时，间隙超过0.3mm；宽度范围12.5≤L<25时，间隙超过0.4mm；宽度范围25≤L时，间隙超过0.5mm；平面接合面和止口接合面在外壳容积>100cm³，宽度范围12.5≤L<25mm时，间隙超过0.4mm；宽度范围25≤L时，间隙超过0.5mm。

3.3.2电机滚动轴承的转轴在外壳容积≤100cm³，宽度范围6≤L<12.5时，间隙超过0.45mm；宽度范围12.5≤L<25时，间隙超过0.6mm；宽度范围25≤L时，间隙超过0.75mm；电机滚动轴承的转轴在外壳容积>100cm³，宽度范围12.5≤L<25时，间隙超过0.6mm；宽度范围25≤L时，间隙超过0.75mm。

3.4隔爆接合面的粗糙度平均超过6.3微米。

3.5隔爆接合面采用螺钉连接未满扣，沉孔螺纹啮合少于6扣，螺母连接螺纹未露出螺母3扣。

3.6一个电缆引入装置穿入多根电缆；不用的电缆引入装置进线孔未用厚度2mm以上不锈钢制挡板封堵严密；连接电缆未使用合格的密封圈或老化、变质、失去弹性；密封圈割开套在电缆上；一个引入装置内用多个密封圈；密封圈没有完全套在电缆护套上；密封圈和电缆护套之间有其它包扎物。

3.7密封圈的内径和电缆外径之差大于1mm；密封圈的外壳和电缆引入装置的内径之差大于2mm。

3.8密封圈宽度小于电缆外径的0.7倍，但最小应大于10mm。

3.9密封圈厚度小于电缆外径的0.3倍，但最小应大于4mm。

3.10隔爆接合面有锈蚀和斑痕。

3.11橡套电缆护套损坏露出芯线的；电缆出现鸡爪子、羊尾巴、明接头的。

3.12防爆安全型灯具改为螺口不能提前断电的。

3.13在外壳或防爆腔内随意增加元件或绝缘座损坏。

4.电气设备隔爆面的维护

4.1遭受淋水的电气设备隔爆接合面，必须用完整的不漏水的长方形风筒布将开关上部盖上。

4.2每月对采掘工作面的防爆电气隔爆面用干净的大布清除煤粉、岩粉，避免划伤隔爆接合面。采区变电所和井下中央变电所的电气设备隔爆面每两个月维护一次。

4.3隔爆接合面擦净后，必须薄薄地涂上一层凡士灵，但不可涂油过多，以免影响间隙对壳内爆炸间隙的泄放。

5.电缆和防爆电气设备的连接

5.1进线嘴连接紧固。接线后紧固件的紧固程度，大嘴以双手抽拉电缆不串动为合格，螺纹连接的进线装置以用活动扳手拧紧为合格。压板式压线嘴压紧电缆后的压扁量不超过电缆直径的10%。

5.2电缆护套穿入盒壁的长度在5-10mm。如电缆粗穿不进时，可将穿入部分挫细，但护套和密封圈结合部位不得挫细。

5.3电缆接线应整齐、无毛刺、压线板不压绝缘胶皮，也不得压住或接触屏蔽层。地线长度适宜，松开接线嘴拉电缆时，三相火线拉紧或脱开，地线应不掉。

5.4屏蔽电缆和电气设备连接时，必须剥除主芯线的屏蔽层，并用塑料带包扎，其剥离长度不少于200mm。

5.5高压铠装电缆引入（出）线的终端头必须制作热缩头。

5.6各电气设备接线装置的电缆必须正对密封圈中心，若不能正对时，使用橡胶撑垫，撑垫的宽度和压板的宽度一致。    

6.电缆和电缆之间的连接

6.1不同型号电缆之间不能直接连接（如橡套电缆和塑料电缆之间），必须使用电压、电流满足要求的接线盒。

6.2相同型号的电缆，除能用接线盒连接外，还可直接连接。橡套电缆的连接（包括绝缘、护套已损坏的修复），必须用硫化热补或热缩。

6.3不同截面的橡套电缆不准直接连接（照明线上的分支接头除外）。

6.4两根电缆的铠装、屏蔽层和接地芯线都必须牢固连接。