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南通正壓防爆電氣有限公司
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組合防爆電器設(shè)備的基本常識
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,人們在采用防爆技術(shù)時(shí)對單一型設(shè)備要簡單一些(一種防爆型式),而對于組合型設(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,與簡單的單一型防爆電氣設(shè)備(例如,隔爆型電動機(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)的第一要務(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)場所的區(qū)域和這種區(qū)域中存在的可燃性氣體的防爆級別、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、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(或Ga級)設(shè)備保護(hù)級別、ⅡB級(或ⅡC級)防爆級別、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。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)級別和防爆型式
  國家標(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級設(shè)備保護(hù)級別的某些防爆型式的設(shè)備,例如,ai級本質(zhì)安全型,“ma”級澆封型;適用于1區(qū)的設(shè)備為具有Gb級設(shè)備保護(hù)級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級設(shè)備保護(hù)級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)和防爆級別(II A級、ⅡB級和Ⅱc級)。設(shè)計(jì)人員在選擇溫度組別和(璃防爆級別時(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墑e,按照ⅡA級、ⅡB級、ⅡC級順序,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,防爆級別為ⅡB級,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)和本質(zhì)安全型(Gb級或G8級)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)過國家指定的防爆電氣產(chǎn)品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢測合格,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(IP防護(hù))的正壓柜外殼。正壓柜外殼的防護(hù)作用對于防爆電氣設(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,對于ⅡA級設(shè)備,至少為10mm;對于1I B級設(shè)備,至少為30mm;對于1I C級設(shè)備,至少為40mm。
  (4)接地和電位平衡的要求
  對于電氣設(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)該按照圖樣標(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,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:
 ?、僬J(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。
  ②芯線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。
 ?、诮^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;檢測應(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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