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防爆電器常識(shí)
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組合防爆電器設(shè)備的基本常識(shí)
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| 發(fā)布時(shí)間：
2018/6/15 16:46:45 |
一、概述
在爆炸性氣體環(huán)境中使用著大量的各種各樣的防爆電器設(shè)備，有簡(jiǎn)單的單一型設(shè)備，也有復(fù)雜的組合型設(shè)備；所謂“單一”，是指這種設(shè)備為完成某一功能所需的執(zhí)行機(jī)構(gòu)單一，所謂“組合”，是指這種設(shè)備為完成某一功能所需的執(zhí)行機(jī)構(gòu)多，幾種機(jī)構(gòu)配合在一起才能完成。于是，為了實(shí)現(xiàn)這些電氣設(shè)備的防爆安全性能，人們?cè)诓捎梅辣夹g(shù)時(shí)對(duì)單一型設(shè)備要簡(jiǎn)單一些(一種防爆型式)，而對(duì)于組合型設(shè)備要復(fù)雜一些(幾種防爆型式)，也就有所謂的“單一防爆型”和“組合防爆型”。
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的日益復(fù)雜和現(xiàn)代化水平的迅速提高，在爆炸性氣體環(huán)境中使用復(fù)雜的組合防爆電器設(shè)備(裝置)的品種和數(shù)量也日益增多。例如，防爆型工業(yè)運(yùn)輸設(shè)備、防爆型除濕裝置、防爆型起重設(shè)備、防爆型空氣調(diào)節(jié)機(jī)等組合防爆電器設(shè)備已經(jīng)大量地運(yùn)行在爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所中。
為了確保這樣的組合防爆電器設(shè)備的防爆安全性能，正確和合理地設(shè)計(jì)組合防爆電器設(shè)備是至關(guān)重要的。
根據(jù)多年來設(shè)計(jì)和制造組合防爆電器設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)，我們把“組合防爆電器設(shè)備(裝置)”定義為：
這是一種具有某一防爆安全水平、由同一種防爆型式或不同種防爆型式的防爆電氣單元組裝在一起，完成某種功能的防爆電氣設(shè)備(裝置)。
從這個(gè)定義可以看出，組合防爆電器設(shè)備的防爆安全性能主要是由各個(gè)防爆電氣單元以及組裝后各部件的電氣和機(jī)械的連接、正壓柜外殼防護(hù)等安全措施來保證的。因而，這種類型電氣設(shè)備防爆結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制作，與簡(jiǎn)單的單一型防爆電氣設(shè)備(例如，隔爆型電動(dòng)機(jī)、增安型熒光燈等)防爆結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制作相比，一定存在著諸多的不同之處。
這里就這種類型電氣設(shè)備的一般設(shè)計(jì)和制造原則予以討論。
二、組合防爆電器設(shè)備設(shè)計(jì)與制作的一般原則
1．設(shè)計(jì)的一般原則
為了保證組合防爆電器設(shè)備在爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所中運(yùn)行時(shí)不能成為可燃性氣體一空氣混合物的點(diǎn)燃源，組合防爆電器設(shè)備的安全性能必須適應(yīng)于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所中可燃性氣體一空氣混合物的“危險(xiǎn)性能”。因而，設(shè)計(jì)的第一要?jiǎng)?wù)就是確定它的防爆安全水平，然后，設(shè)計(jì)人員就可以根據(jù)這種防爆安全水平在技術(shù)上提出相應(yīng)的安全措施和安全要求，來實(shí)現(xiàn)組合防爆電器設(shè)備的綜合防爆安全性能。
(1)防爆安全水平和防爆標(biāo)志
1)防爆安全水平
在組合防爆電器設(shè)備中，我們提出了“防爆安全水平”這一概念，是為了把組裝在這種設(shè)備上的各個(gè)防爆電氣單元以及采用的相關(guān)安全技術(shù)措施和安全要求統(tǒng)一到一個(gè)水平上。
所謂防爆安全水平，這里主要是指防爆電氣設(shè)備(裝置)所具有的適應(yīng)爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的區(qū)域和這種區(qū)域中存在的可燃性氣體的防爆級(jí)別、溫度組別的綜合保護(hù)水平。例如，某種組合防爆電器設(shè)備預(yù)期使用在1區(qū)，而且，1區(qū)中存在ⅡB級(jí)、T4組可燃性氣體，因而，這種設(shè)備上組裝的防爆電氣單元應(yīng)該具有Gb級(jí)(或Ga級(jí))設(shè)備保護(hù)級(jí)別、ⅡB級(jí)(或ⅡC級(jí))防爆級(jí)別、T4組(或T5組、嘶組)溫度組別。
在組合防爆電器設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，．設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)所要設(shè)計(jì)的設(shè)備即將運(yùn)行的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行分析，以確定可以采用的最低防爆安全水平。
在確定防爆安全水平時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)該考慮的是設(shè)備的安全性能，其次還應(yīng)該考慮到設(shè)備的技術(shù)最優(yōu)化方案。因?yàn)榉辣踩揭坏┐_定之后，一些安全技術(shù)措施和技術(shù)手段也就被確定了。
2)防爆標(biāo)志
當(dāng)防爆安全水平確定以后，人們就可以確定這種組合防爆電器設(shè)備的防爆標(biāo)志了。組合防爆電器設(shè)備的防爆標(biāo)志應(yīng)該包括設(shè)備上安裝的所有防爆電氣單元的防爆型式符號(hào)。具體組成方法參見第2章。
除此之外，每一個(gè)防爆電氣單元都應(yīng)該單獨(dú)地標(biāo)志自己的防爆標(biāo)志。
(2)防爆電氣單元的選擇
根據(jù)防爆安全水平選擇防爆電氣單元，是這種組合防爆電器設(shè)備防爆安全性能設(shè)計(jì)的一個(gè)基本原則。
1)根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域選擇防爆電氣單元的設(shè)備保護(hù)級(jí)別和防爆型式
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836．15《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第15部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外)》指出，適用于0區(qū)的設(shè)備為具有Ga級(jí)設(shè)備保護(hù)級(jí)別的某些防爆型式的設(shè)備，例如，ai級(jí)本質(zhì)安全型，“ma”級(jí)澆封型；適用于1區(qū)的設(shè)備為具有Gb級(jí)設(shè)備保護(hù)級(jí)別的某些防爆型式的設(shè)備，例如，除“n”型防爆型式以外的其他所有防爆型式的設(shè)備；適用于2區(qū)的設(shè)備為具有Gc級(jí)設(shè)備保護(hù)級(jí)別的某些防爆型式的設(shè)備，例如，“n”型和用于0區(qū)、1區(qū)的防爆型式。
另外，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836．20《爆炸性環(huán)境第20部分：設(shè)備保護(hù)級(jí)別(EPL)為G8a的設(shè)備》要求的包容性復(fù)合型電氣設(shè)備(參見第10．1節(jié))，也適用于0區(qū)，當(dāng)然也可以使用在1區(qū)和2區(qū)。
這些就是選擇組合防爆電器設(shè)備中使用的防爆電氣單元防爆型式的基本原則。
2)根據(jù)溫度組別和(或)防爆級(jí)別選擇防爆電氣單元
在防爆型式確定以后，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)該根據(jù)防爆安全水平來確定所選用的防爆電氣單元的溫度組別和防爆級(jí)別。
在第2章中，已經(jīng)比較詳細(xì)地介紹了防爆電氣設(shè)備的溫度組別(Tl組、，12組、r13組、T4組、T5組和T6組)和防爆級(jí)別(II A級(jí)、ⅡB級(jí)和Ⅱc級(jí))。設(shè)計(jì)人員在選擇溫度組別和(璃防爆級(jí)別時(shí)應(yīng)該遵循的基本原則是：
?、贉囟冉M別，按照T1組、他組、B組、T4組、rI'5組、髑組順序，后者可以替代前者。
?、诜辣?jí)別，按照ⅡA級(jí)、ⅡB級(jí)、ⅡC級(jí)順序，后者可以替代前者。
根據(jù)上述的選擇原則，舉例說明如下：
假若組合防爆電器設(shè)備是設(shè)計(jì)用于存在乙烯的爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所1區(qū)中的裝置，那么，設(shè)計(jì)人員查找資料后得知，乙烯的溫度組別為12組，防爆級(jí)別為ⅡB級(jí)，于是就可以確定，在這個(gè)裝置上允許使用的電氣單元可以是防爆標(biāo)志為“Exd 1I BT4 Gb”的隔爆型電氣單元，或者，防爆標(biāo)專為“ExdⅡCT5 Gb”的隔爆型電氣單元，或者，防爆標(biāo)志為“ExibHBT6 Gb(Ga)”的本質(zhì)安全型電氣單元，等等。因?yàn)楦舯?Gb級(jí))和本質(zhì)安全型(Gb級(jí)或G8級(jí))允許適用于1區(qū)，而且，這種選擇也符合“后者替代前者”的原則。
3)防爆合格證
除按照防爆安全水平選擇防爆電氣單元外，還有一點(diǎn)也是十分重要的。那就是，所選用的防爆電氣單元必須是經(jīng)過國(guó)家指定的防爆電氣產(chǎn)品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢測(cè)合格，并取得“防爆合格證”的產(chǎn)品。防爆合格證代表著那個(gè)被檢驗(yàn)的產(chǎn)品已經(jīng)具有防爆安全性能。
未取得防爆合格證的產(chǎn)品，盡管它的性能指標(biāo)符合要求，設(shè)計(jì)人員也是萬萬不可以選用的。
(3)設(shè)備正壓柜外殼(外罩)的設(shè)計(jì)
組合防爆電器設(shè)備，通常情況下，應(yīng)該配置一個(gè)適當(dāng)防護(hù)等級(jí)(IP防護(hù))的正壓柜外殼。正壓柜外殼的防護(hù)作用對(duì)于防爆電氣設(shè)備來說往往是非常重要的。它能夠防止固體異物和粉塵、水和潮氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)導(dǎo)致電氣絕緣破壞，甚至發(fā)生短路故障。
組合防爆電器設(shè)備的正壓柜外殼，可以用金屬材料制作，也可以用塑料材料制作。當(dāng)使用塑料材料制作時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮材料的抗靜電性能。
除此之外，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)組合防爆電器設(shè)備時(shí)還應(yīng)該考慮到，隔爆型電氣單元在組合防爆電器設(shè)備上安裝時(shí)應(yīng)該與它周圍的結(jié)構(gòu)物保持足夠的距離：這個(gè)距離，對(duì)于ⅡA級(jí)設(shè)備，至少為10mm；對(duì)于1I B級(jí)設(shè)備，至少為30mm；對(duì)于1I C級(jí)設(shè)備，至少為40mm。
(4)接地和電位平衡的要求
對(duì)于電氣設(shè)備來說，接地，主要是為了防止當(dāng)電氣絕緣被破壞時(shí)防爆正壓柜外殼帶電而傷害人體或繼發(fā)其他后續(xù)事故，所以稱為“保護(hù)性接地”。對(duì)于防爆電氣設(shè)備來說，保護(hù)性接地還可以防止由于正壓柜外殼帶電可能引起的點(diǎn)燃危險(xiǎn)。
不管在何種供電系統(tǒng)中，裸露的金屬部件都必須可靠地接地(連接到接地系統(tǒng)中)。例如，在TN．S系統(tǒng)中，這種“保護(hù)性接地”是通過導(dǎo)線(PE)把電源的接地點(diǎn)和用電設(shè)備的外露金屬部件直接連接起來；在rI、I-I系統(tǒng)中，設(shè)備的外露金屬部件直接同大地連接起來。
在組合防爆電器設(shè)備中，防爆電氣單元假若同安裝的結(jié)構(gòu)件保持“金屬”接觸，則可以不必單獨(dú)設(shè)置外接地連接。但是，所有的防爆電氣單元的內(nèi)接地系統(tǒng)必須連接完整。
電位平衡也是十分重要的，在組合防爆電器設(shè)備中，所有的金屬部件都必須處于同一電位上。要求電位平衡的道理很簡(jiǎn)單，那就是消除因電位不平衡造成的電位差可能引起的點(diǎn)燃危險(xiǎn)。
2．制作的一般原則
組合防爆電器設(shè)備的制作和安裝，是保證實(shí)現(xiàn)防爆安全性能的重要一環(huán)。制作人員應(yīng)該按照經(jīng)過防爆電氣產(chǎn)品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)審查合格的施工圖樣進(jìn)行施工。
(1)一般要求
在制作和安裝時(shí)，人們應(yīng)該按照?qǐng)D樣標(biāo)志的防爆安全水平檢查：
?、偎x用的防爆電氣單元是否經(jīng)防爆電氣產(chǎn)品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)合格，是否具有防爆合格證及其編號(hào)，是否與整體的防爆安全水平相適應(yīng)。
?、谒x用的防爆電氣單元是否完整，不得有缺陷。例如，在選用隔爆型電氣單元時(shí)，防爆正壓柜外殼不得有裂紋及損壞，緊固件成套、齊全。
(2)防爆電氣單元的安裝
在組合防爆電器設(shè)備組裝時(shí)，制作人員應(yīng)該注意：
①認(rèn)真清理防爆電氣單元的外部表面，如有油漆損壞，應(yīng)予以涂敷完好；認(rèn)真清理防爆電氣單元的內(nèi)部空腔，內(nèi)部不得有雜物；對(duì)于隔爆型電氣單元，還應(yīng)該清理隔爆接合面，隔爆接合面上不得有油漆和固體異物，清理后涂敷防銹油脂，例如204—1型防銹油。
②按照設(shè)計(jì)要求，防爆電氣單元在相應(yīng)的安裝位置上應(yīng)該固定牢固，緊固件必須有防松措施。
?、郛?dāng)防爆電氣單元通過自身與設(shè)備主體金屬結(jié)構(gòu)件保持“金屬”接觸來實(shí)現(xiàn)接地時(shí)，應(yīng)認(rèn)真清理安裝的相應(yīng)部位，使其具有“金屬”表面；當(dāng)設(shè)備主體各個(gè)金屬結(jié)構(gòu)件之間或金屬結(jié)構(gòu)件與電氣單元之間不可避免地被絕緣材料隔離時(shí)，應(yīng)該用導(dǎo)體將它們橋接起來，以保持電位平衡。
(3)電線電纜的選擇和安裝
在組合防爆電器設(shè)備安裝時(shí)，電線電纜的選擇與安裝十分重要，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)電線電纜的敷設(shè)很難定位，往往需要制作人員根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)來確定。這里提出以下注意事項(xiàng)。
1)電線電纜的選擇
電線電纜的選擇應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836．15《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第15部分：
危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外)》的規(guī)定。在組合防爆電器設(shè)備中，除使用電纜外，制作人員還可以使用無護(hù)套的絕緣電線來進(jìn)行各個(gè)防爆電氣單元之間的電氣連接。
2)電線電纜的引入
電線電纜應(yīng)該通過電纜引入裝置進(jìn)入防爆電氣單元內(nèi)部。當(dāng)電纜經(jīng)過密封圈式電纜引入裝置時(shí)，電纜的外徑應(yīng)該與電纜引入裝置中密封圈的內(nèi)徑很好地匹配。這種匹配在設(shè)計(jì)合理的情況下很容易實(shí)現(xiàn)，然而，有時(shí)則需要制作人員認(rèn)真選擇密封圈的同心圓才能達(dá)到這種匹配。
在安裝時(shí)，制作人員還應(yīng)該注意不要將墊圈卡在連通節(jié)的退刀槽中?！皦|圈卡在退刀槽中”往往不被人注意，然而卻潛在著很大的危險(xiǎn)性。
對(duì)于隔爆型電氣單元來說，這一點(diǎn)十分重要。這種匹配直接影響著此處的隔爆安全性能。
當(dāng)采用澆封式電纜引入裝置時(shí)，制作人員應(yīng)該在引入裝置中直接澆封電線或電纜的芯線。
3)接線
在接線時(shí)，電纜(電線)芯線應(yīng)該通過下列方式連接：
?、傩揪€壓接“0”形接線頭后套在接線柱上用螺母壓緊，不得使用“U”形接線頭。
?、谛揪€盤圈搪錫后套在接線柱上用螺母壓緊，不得直接用螺釘壓緊芯線。
③芯線盤圈后通過弓形墊圈套在接線柱上用螺母壓緊。
不管采用哪種接線方式，都必須有防松措施。
還應(yīng)該指出的是，在接線時(shí)，制作人員應(yīng)該注意調(diào)整好爬電距離和電氣間隙符合施工圖樣的要求。
4)電線電纜的敷設(shè)
電線電纜的敷設(shè)應(yīng)該避開熱表面和運(yùn)動(dòng)部件，而且捆扎固定牢固。在相連的防爆電氣單元之間，電線電纜不得有中間接頭，當(dāng)不可避免時(shí)，接頭應(yīng)該在符合相應(yīng)防爆型式的接線盒內(nèi)進(jìn)行連接。
5)本質(zhì)安全電路的配線
本質(zhì)安全電路的配線應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836．15《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第15部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外)》的相應(yīng)要求。
三、檢查與試驗(yàn)的一般原則
對(duì)于組合防爆電器設(shè)備來說，制作和安裝是保證它具有防爆安全性能的重要環(huán)節(jié)。因此檢驗(yàn)人員應(yīng)該認(rèn)真地進(jìn)行檢查和試驗(yàn)。
1．機(jī)械／電氣檢查
機(jī)械／電氣檢查，既是型式檢驗(yàn)也是出廠檢驗(yàn)，檢驗(yàn)人員應(yīng)該根據(jù)組合防爆電器設(shè)備的具體情況檢驗(yàn)下列內(nèi)容中的全部或幾項(xiàng)：
?、俜辣踩?；防爆合格證；警示標(biāo)志；機(jī)械連接，電氣連接；接地狀態(tài)，電位平衡；電纜電線防護(hù)，等等。
②絕緣電阻；介電強(qiáng)度。
2．綜合試驗(yàn)
綜合試驗(yàn)是指組合防爆電器設(shè)備組裝完成以后應(yīng)該進(jìn)行的試驗(yàn)。這種試驗(yàn)包括：
?、贉囟葯z測(cè)；檢測(cè)應(yīng)該按照防爆電氣設(shè)備的通用試驗(yàn)方法(參見第2章)或?qū)I(yè)試驗(yàn)方法進(jìn)行，但是，檢測(cè)的結(jié)果不得超過組合防爆電器設(shè)備溫度組別的溫度和(或)極限溫度。
?、谄渌c防爆安全性能有關(guān)的試驗(yàn)。 |
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