礦用防爆燈具主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路
?。?）光源的設(shè)計(jì)
燈具核心部件就是光源燈管。通常巷道的高度一般在3m到4m之間，假如要保障對(duì)工作場(chǎng)合均勻的普遍照明，燈具的設(shè)置必須要尊崇一定的規(guī)律，而非過(guò)分追求每個(gè)點(diǎn)的高照度，是要保證給巷道和整個(gè)工作場(chǎng)合帶來(lái)足夠的照明，燈具光源的使用壽命必須夠長(zhǎng)。所以，井下照明燈具的光源的最基本要求就是：有充足照度，光色好；節(jié)能、價(jià)格便宜；性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)。
礦用防爆燈具利用較多的光源有3種：白熾燈、熒光燈、鈉燈。白熾燈價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略，但照度與光效偏低、利用壽命短、維修量大、能耗較大是其較為突出的缺陷。鈉燈照度高，機(jī)能不變，但用電量大，制造本錢高，因?yàn)榫孪锏栏叨群蛯挾却蠖嘣?米到4米之間，沒(méi)法充分發(fā)揮其應(yīng)照明的面積，要想獲得均勻的照明效果，還需保證必然的安置密度，與其相對(duì)應(yīng)的照明體系安置像電纜截面必須與照明綜合保護(hù)裝置的投入將大幅上升，在礦井井下，巷道、峒室、采掘工作面幾乎所有工作場(chǎng)所都需要照明布置。照明設(shè)施的投入和使用成本要符合經(jīng)濟(jì)性原則；否則將導(dǎo)致礦井生產(chǎn)成本增大。綜上所述，我們認(rèn)為熒光燈是較為合適的選擇。
長(zhǎng)久以來(lái)，20w防爆燈具是礦山用的最多的防爆熒光燈具，也叫傳統(tǒng)燈具。普通20w直管形燈管是此燈具的所用光源，一種低壓汞蒸氣放電燈。它的大部分光是由放電所產(chǎn)生紫外線來(lái)激發(fā)管壁上的熒光粉涂層而產(chǎn)生的。因這類燈管較為廉價(jià)、性能穩(wěn)定，所以被越來(lái)越多的使用在礦用防爆燈具上，不過(guò)由于對(duì)井下照明要求的越來(lái)越高，此類產(chǎn)品也暴露出了壽命短、照度低、體積大等缺點(diǎn)，所以人們還在尋找更適合礦井要求的防爆燈光源。
單端型熒光燈所使用的是細(xì)管型結(jié)構(gòu)，燈管內(nèi)壁通常涂有2層熒光粉，第1層為鹵磷酸鹽普通熒光粉，與管壁之間接觸，以確定色溫；第二層是混入稀土金屬的三基色熒光粉涂層，可以確定燈的顯色指數(shù)。與普通熒光燈相比，三基色熒光燈擁有更高的顯色指數(shù)與光效，而且體積小、壽命長(zhǎng)，更易于制成優(yōu)質(zhì)的防爆燈具。
（2）電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)
燈具的心臟就是鎮(zhèn)流器，其性能關(guān)系到燈具的質(zhì)量。一般的20W防爆熒光燈具采取電感式鎮(zhèn)流器加啟輝器作為燈具的穩(wěn)流和啟動(dòng)附件。其優(yōu)點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)。但這類鎮(zhèn)流器體積龐大而且本身功耗很高，有噪音，會(huì)使熒光燈呈現(xiàn)頻閃；因電感鎮(zhèn)流器是應(yīng)用自感電動(dòng)勢(shì)發(fā)生高壓使燈管啟動(dòng)工作的，在井下，電壓呈現(xiàn)變化時(shí)，尤其是電壓太低時(shí)，*無(wú)法正常啟動(dòng)。
另外，將節(jié)能型燈管選作防爆燈具光源后，因節(jié)能燈管的管壓大大超出了直管20w熒光燈的管，而我國(guó)礦井照明電壓為127V，早已不適用于電感鎮(zhèn)流器的工作原理，所以只能將其當(dāng)作防爆燈具的電氣附件使用。電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)點(diǎn)非常突出。
因?yàn)闊晒鉄艚涣鞴╇婎l率從50Hz增加到20kHz以上，光輸出有所提高，消除了頻閃，提高燈具光效；功耗小，通常都不超過(guò)2W，而電感鎮(zhèn)流器在127V電壓中有時(shí)自身耗能會(huì)超過(guò)8w；燈具的功率因素也會(huì)有較大提高，將電感式鎮(zhèn)流器的功率因素從0.5～0.6提升至0.9以上，此外，電子鎮(zhèn)流器還有輕便、零閃爍、無(wú)噪聲、能在電壓過(guò)低時(shí)啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
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礦用防爆燈具外殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
燈具分為3個(gè)隔爆腔：鎮(zhèn)流器腔、光源腔、啟輝器腔。光源腔居中，外部有一層保護(hù)網(wǎng)，保護(hù)網(wǎng)的兩端用螺釘各與一個(gè)防爆腔相連。鎮(zhèn)流器腔、啟輝器腔上都有一個(gè)隔爆結(jié)合面，由6對(duì)螺栓固定，便于燈管的更換與燈具的維修。電氣上的連接路線為：電源通過(guò)燈具一端的引線機(jī)構(gòu)連接至鎮(zhèn)流器腔內(nèi)，再通過(guò)穿線管越過(guò)光源腔進(jìn)入啟輝器腔內(nèi)，也就是說(shuō)電源涉及到三個(gè)隔爆腔，并都有導(dǎo)線相連。
不過(guò)我們發(fā)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)的燈具在使用中仍然有安全性能等方面的缺陷存在。安全性能上的不足有：燈具有3個(gè)隔爆腔、2個(gè)防爆結(jié)合面，盡管燈具的兩端都依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB3836―2010）規(guī)定貼有“嚴(yán)禁帶電開(kāi)蓋”的警告牌，而中間的光源腔兩端卻是用螺釘從外部緊定的，*使用工具拆卸的，而此處并沒(méi)有也不會(huì)到處設(shè)置警告牌。在燈具工作時(shí)拆下任一部件，燈具就會(huì)喪失防爆性能。
另外，對(duì)任何一盞燈具進(jìn)行維修時(shí)都要關(guān)閉一個(gè)照明綜合保護(hù)裝置控制下2000至3000m距離內(nèi)全部燈具的電源，也就是說(shuō)維修人員需要來(lái)回走幾千米的距離來(lái)進(jìn)行對(duì)燈具的維修，每盞燈具的修理都要尊崇停電后檢修的原則，這種產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的缺陷，是屢次出現(xiàn)礦井井下違規(guī)檢修燈具的首要因素。
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