防爆电器产品的分类

  防爆电器产品的分类 1. 按使用场所不同分为: Ⅰ类:煤矿用防爆电器; Ⅱ类:工厂用防爆电器; 2. 按用途不同分为: 灯具:有内装灯泡、灯管、LED、激光等; 电器:操作柱、开关、按钮、配电箱、起动器、控制柜; 管件:接线盒(箱)、穿线盒、活接头、挠性连接管; 仪表:安全栅、电表、电话机; 其它类:电铃、风机、风扇、变压器、插销、镇流器、加热器、空调; 3. 按最大试验安全间隙和最小点燃电流比例不同,Ⅱ类防爆电器又可分为: ⅡA 类防爆电器; ⅡB 类防爆电器; ⅡC 类防爆电器; 防爆级别:ⅡC>ⅡB>ⅡA 本质安全型及隔爆型防爆电气设备有ⅡA、ⅡB、ⅡC 分级外,其它类型无级别规定。 4. 按防爆类型分为: 隔爆型(d);增安型(e);正压型(P);充砂型(q);充油型(O);本质安全型(i); 无火花型(n);气密型(h);浇封型(m);特殊型(s);粉尘防爆型(DIP);复合型(ed); 5. 按危险环境的区域选用防爆电气设备类型 0 区:ia、S; 1 区:ia、ib、d、e(部分)、m、p、O、q; 2 区:ia、ib、d、e、m、p、 O、q、n. 以上符号代表:ia、ib-本质安全型;d-隔爆型;e-增安型;m-浇封型;p-正压型;O-充油 型;q-充沙型;n-无火花型;S-特殊型。 S 型防爆电气设备是指不符合上述防爆型式标准的电气设备, 但经检验单位认可。 一般由检 验单位确认使用的危险区域。 1 区环境使用的 e 型防爆电气设备仅限于接线盒(箱)、三相鼠笼式异步电动机、单插脚荧 光灯产品。 爆炸性气体(蒸气)混合物的分类、分组 1. 爆炸性气体(蒸气)混合物分类: 中国: Ⅰ类(甲烷) 、Ⅱ类(爆炸性气体混合物) 、Ⅲ类(爆炸性粉尘和纤维) 北美: ClassⅠ(爆炸性气体);ClassⅡ(爆炸性粉尘);ClassⅢ(纤维) 对隔爆型及本质安全型电气设备又分成ⅡA、ⅡB、ⅡC 类三种。 分 类 ⅡA MESG≥0.9 MICR>0.8 ⅡB 0.9>MESG>0.5 0.8≥MICR≥0.45 ⅡC 0.5≥MESG 0.45>MICR 最大试验安全间隙 MESG(mm) 最小点燃电流比 MICR 2. 爆炸性气体(蒸气)混合物分级: 爆炸性气体(蒸气)混合物分级我国和 IEC 一样,与北美不同,见下表: 典型 典型气体 甲烷 丙烷 乙烯 氢气 乙炔 3.爆炸性气体分组总汇 类 和 级 Ⅰ 最大试 验安全 间隙 MESG (mm) MESG=1 .14 0. 9 MESG 1.14 最小点燃 电流比 MICR MICR=1.0 T1 t450 甲烷 乙烷、丙烷、丙酮、 苯乙烯、氯乙烯、 氨苯、甲苯、苯、 氨、甲醇、一氧化 碳、乙酸乙酯、乙 酸、丙烯腈 丁烷、 乙醇 丙烯、丁 醇、 乙酸丁 酯、 乙酸戊 酯、 乙酸酐 戊烷、已 烷、 庚烷、 癸烷、辛 烷、 汽油、 硫化氢、 环已烷 引燃温度(t) (°C)与组别 T2 T3 T4 450≥ t300 300≥ t200 200≥ t135 T5 135≥ t100 T6 100≥t 85 中国、IEC、欧洲标准 Ⅰ ⅡA ⅡB ⅡC 北美标准(NEC) Group D Group C Group B Group A 易 点燃特性 难 Ⅱ A 0.8 MICR 1.0 乙醛 亚硝酸乙 酯 Ⅱ B Ⅱ C 0.5ME SG≤ 0.9 MESG≤ 0.5 0.45 MICR≤ 0.8 MICR≤ 0.45 环氧乙烷、 二甲醚、民用煤气、 环氧丙烷、 异戊二烯 环丙烷 丁二烯、 乙 烯 水煤气、氢、 乙炔 焦炉煤气 二硫 化碳 硝酸 乙 酯 4. 爆炸性气体(蒸气)环境的分区 世界各国对危险场所区域划分不同,但大致分为两大派系:我国和大多数欧洲国家采用国际电工委员会 (IEC)的划分方法,而以美国和加拿大为主要代表的其他国家则采用北美划分方法。 1)我国对爆炸性危险场所划分的依据: GB3836.14-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第 14 部分 危险场所分类》 GB50058-1992 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 根据爆炸性气体(蒸气)环境出现的频率和持续时间把危险场所分为以下区域。 0 区:爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。 1 区:在正常运行时,可能出现爆炸性气体环境的场所。 2 区:在正常运行时,不可能出现爆炸性气体环境,如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。 另外,按英国专家 R.H 卡恩迪根据持续时间的概念论述: 0 区:每年至少出现 1000h; 1 区:每年在 10—1000h; 2 区:每年在 10h 以下。 隔爆型电气设备 隔爆型电气设备是指具有隔爆外壳的电气设备, 防爆标志为 “d” 。 其制造检验标准应符合 GB3836.1-2000 及 GB3836.2-2000 标准的要求。隔爆外壳是指能承受内部的爆炸压力,并能阻止爆炸火焰向周围环境传播的 防爆外壳。 电气设备外壳的内部由于呼吸作用会进入周围的爆炸性气体混合物,当设备产生电火花及危险高温时, 将引燃壳内的爆炸性气体混合物,形成巨大的爆破力及冲击波。一方面隔爆外壳应能承受内部的爆炸压力而 不破损;另一方面隔爆外壳的接合面应能阻止爆炸火焰向壳外传播点燃周围的爆炸性气体混合物。因此隔爆 外壳应有耐爆性及隔爆性两种性能。 1. 隔爆外壳的耐爆性 隔爆外壳中产生的爆炸压力受爆炸性气体混合物的浓度、外壳的容积及形状、点火源的位置、接合面间 隙、爆炸性气体混合物的初始压力及温度等的影响。在低于最大爆压浓度时,爆炸压力与混合物的浓度成正 比;当外壳的容积增大时,其热损失相对减小,爆炸压力相对增高;就外壳的形状而言,非球型容器比球型 容器的爆炸压力要低;点火位置偏离中心,其爆炸压力会下降;接合面间隙增大,爆炸压力将下降;爆炸性 气体混合物的初始压力及温度提高,爆炸压力将增大。 隔爆型电气设备爆炸时其内部会产生 0.5MPa-2.0MPa 的爆压,将对壳壁产生冲击力。当外壳材质的强度 不能满足要求时,造成破损,所以外壳的抗拉强度及壁厚应达到要求。 隔爆型电气设备的外壳材料均用金属材质制成。常用的有钢板、铸钢、铸铝合金、铸铁等材料。当采用 铸铁时, 其牌号应不低于 HT250; 当采用铸铝时, 应用抗拉强度不低于 120Mpa, 含镁量不低于 6%的铜铝合金。 当外壳容积不大于 0.01 升时,可采用陶瓷材料制造;当外壳容积不大于 2.0 升时,可采用塑料材料制造, 但塑料外壳的结构强度受成型工艺及易自然老化的影响,一般用于外壳容积小于 0.1 升的隔爆部件。 隔爆外壳由于要承受爆压的冲击力,因此其壁厚值相对其它防爆型式的外壳要大。以铸铝壳体为例,容 积不大于 2.0 升的外壳,壳壁厚度应在 4.0-8.0mm 之间,法兰厚度应在 8.0-12.0mm 之间;压铸铝外壳的壁 厚由于致密度相对较高,其壁厚可设计得小一点。当容积大于 4.0 升时,须采用铸钢等黑色金属材料。 隔爆型电气设备在结构设计时,要尽量避免压力重叠现象。压力重叠现象一般产生在包含两个或多个空 腔以小孔形式连通的外壳内,当一个空腔引爆后,其火焰将向另一空腔传播,由于火焰的前沿面比气体传播 速度要慢,另一空腔首先进行气体预压,再进行点燃爆炸,这样产生的爆压比前一个空腔高数倍,将造成壳 体的严重损坏。事实上,在同一空腔中,当电气部件安装不合理时也会产生压力重叠现象。 综上所述,外壳不宜制成以小孔连通的多空腔形式,壳内电器元件的安装也应避免将整腔分割成几个小 空腔。另外,外壳三维尺寸之比不宜过大。否则壳内会产生压力重叠现象。 2. 隔爆外壳的隔爆性 由于制造、安装、维护等原因,隔爆外壳不可能是天衣无缝的整体,而是由许多个零部件组成。零件间 的连接缝隙会成为壳内的爆炸产物所通过的路径,引燃周围的爆炸性气体混合物。这些零部件的配合部分称 隔爆接合面,其接合缝隙称隔爆接合面间隙。 隔爆外壳的隔爆性是建立在隔爆接合面对内部的爆炸火焰有冷却作用为理论基础的。 隔爆接合面的结构 应能保证熄灭间隙中的火焰,损失至少 20%的热量。为此隔爆接合面的宽度 L、间隙(或直径差)i、法兰至 壳体内缘的距离 l 应符合 GB3836.2 表 1-表 4 的规定,对于ⅡC 外壳的螺纹隔爆接合面应符合表 5 的规定。 隔爆面的表面粗糙度 Ra 应不低于 6.3 微米,隔爆螺纹的精度应不低于 6H/6g。为了防锈防腐,隔爆面的表面 应涂 204-1 油脂。 隔爆接合面的结构形式有平面式、止口式、螺纹式。操纵杆和轴的配合属于圆筒式结构,它们分别应用 于壳体与壳盖的接合处;壳体与操纵杆的接合处;电机轴伸与端盖的接合处;电缆或导线的引入装置与壳体 的接合处;仪表及显示器窗与壳体的接合处等。对维修中不经常打开的透明件衬垫应采用金属或金属包覆的 可压缩不燃材料制成,其厚度不小于 2.0mm。接合面的宽度:外壳容积小于 100cm 时,不小于 6.0mm;外壳 容积大于 100cm 时,不小于 9.5mm。还有一种胶粘接合面结构。其胶粘材料应采用热稳定性能好的不燃材料。 胶粘接合面的宽度:当外壳容积小于 10cm 时,不小于 3.0mm;当外壳容积小于 100cm 时,不小于 6.0mm;当 外壳容积大于 100cm 时,不小于 10.0mm。 3. 隔爆外壳上的几个主要零部件 1)紧固件 紧固件应有足够的机械强度,当壳体爆炸时,不会引起螺栓断裂。紧固件应有防锈、防松措施,以保证 平面式隔爆接合面的间隙。用螺栓紧固时,若用弹簧垫圈防松,只需将弹簧垫圈压平即可,不宜拧得太紧。 为了避免外力对紧固螺栓的剪切,盖和壳体接合处的外型尺寸必须一致。 为了紧固牢靠,不允许用塑料或轻合金制造螺栓和螺母,也不允许在塑料外壳上直接攻螺孔。 2 2 2 2 2 不透螺孔的深度应保证螺栓和螺孔紧固后,须留有大于 2 倍防松垫圈厚度的螺纹余量。不透螺孔的周围 及底部厚度须不小于螺栓直径的三分之一,但至少有 3.0mm 的裕度。 工艺用透孔或结构上必须穿透外壳的螺孔,应采用圆筒式或螺纹式隔爆型结构将其堵住,外露的端头须 永久性固定。 2) 联锁装置及警告牌 正常运行时会产生火花和电弧的电气设备,须设置联锁装置。联锁装置的机构应保证电源接通时壳盖不 能打开;壳盖打开后,电源不能接通。 用螺栓紧固的外壳允许用警告牌代替联锁装置。警告牌内容:严禁带电开盖! 3)透明件 透明件主要用于照明灯具的透明罩、仪表窗口、指示灯罩等部位。照明灯具的透明罩用钢化玻璃、高硼 玻璃制成;仪表窗口用的透明件采用光学玻璃、钢化玻璃制成,前者透明性好,但应增加厚度;指示灯罩用 的透明件采用钢化玻璃、聚碳酸酯塑料制成。以上均应能承受规定的冲击试验及耐压试验。 隔爆外壳上固定透明件的方法有胶粘式、衬垫式两种。胶粘或衬垫的宽度应符合 2 条有关规定的要求。 4)引入装置 引入装置是电缆或导线进出电气设备的防爆部件。按其结构分有橡胶密封圈式、填料密封式、带螺纹的 电缆引入方式之分。 橡胶密封圈式引入装置是用压紧螺母将橡胶密封圈抱紧电缆或导线,同时挤实引入装置的内孔,达到致 密效果。为了达到防爆要求,规定了密封圈的非压缩轴向长度:对同一外径,多层内孔的密封圈,当圆形电 缆直径不大于 20mm,非圆形电缆截面周长不大于 60mm 时,最小为 20mm;当圆形电缆直径大于 20mm,非圆型 电缆截面周长大于 60mm 时,最小为 25mm;对同一外径,只有一个内孔的密封圈,其密封圈的非压缩轴向长 度:当外壳容积小于 0.1 升时,最小为 10mm;当外壳容积大于 0.1 升时,最小为 16mm;对ⅡC 类容积大于 2.0 升的隔爆外壳,密封圈的非压缩轴向长度应符合多层内孔密封圈的有关规定。 密封圈的压紧件有压紧螺母式及压盘式两种结构,均用金属材料制成。当圆形电缆直径大于 20mm 时, 压紧件应有防拔脱机构。 填料密封式引入装置是在引入装置内充填热固性混合填料,其最小轴向长度应为 20mm。填料密封盒内贯 通的电缆芯线数应符合说明书要求,并保证沿密封长度 20mm 各点上至少有 20%的横截面积有填料填充。 带螺纹的电缆引入装置的隔爆螺纹至少有 6 扣螺纹,并至少有 8mm 长度。 5)衬垫 隔爆外壳上的衬垫有两种形式:防爆用的衬垫,应采用金属或金属包覆的可压缩不燃材料;防护用的衬 垫,应采用橡胶或塑料的可压缩不燃材料,且不能计算在隔爆接合面内。 6)接线盒 有电火花及危险高温的电气设备应设置接线盒,构成间接引入方式。接线盒应有足够的尺寸便于设备的 连线,电气连接件的电气间隙及爬电距离应符合增安型的要求。 如果电缆封入主外壳内,则外壳外部的电缆长度至少应为 1.0m。 7)接地连接件 为安装方便,隔爆外壳上的接地连接件有内、外之分,连接件的尺寸应压紧 4.0mm 铜芯线,并有防松、 防腐措施。金属管布线及双重绝缘的电气设备可不设接地连接件。 8)铭牌 铭牌是隔爆型电气设备标志及电气参数的承诺。其内容有额定电压、额定电流或功率、防爆标志、防爆 合格证号、出厂日期或编号、制造厂名等。 4.隔爆型电气设备的评估 隔爆型电气设备的外壳能保证内部引燃爆炸后不会点燃周围的爆炸性气体混合物,其安全程度较高,可 用于 1 区、2 区爆炸性气体危险环境。但内部爆炸会损坏电气部件,造成工艺装置的停产,所以对重要的工 艺装置所配置的电气设备不能采用隔爆型电气设备。 此外,在设计隔爆外壳时因考虑其耐爆性及隔爆性,所以会造成隔爆外壳的结构尺寸大、重量重。用户 安装时要注意机架的固定。 2

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