南通雙杰防爆電器有限公司

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防爆技術

充砂型防爆電氣設備的防爆結構和安全措施

發布時間:2017/9/14
  1.填充材料
  由前述可知,充砂型防爆型式是由填充材料來保證防爆電器設備的防爆安全性能的,所以,選用合適的材料是至關重要的。
  就目前而言,常常選用純凈的石英砂?;蚴⒉Aьw粒作為這種填充材料;顆粒的粒度大小應該在0.5-1mm范圍內。
  為保證填充材料具有很好的電氣絕緣性能,填充材料在填充之前應該進行電氣強度試驗。
  在試驗時,填充材料應該在溫度為(23±2)℃、相對濕度為45%~55%的環境中存放24h。試驗采用如圖8.1所示的電極系統。被試材料將電極掩埋起來,材料覆蓋電極的厚度在各個方向上都不小于10ram。然后,試驗人員將1000V(誤差為+5%)的直流電壓施加在電極上。
假若試驗中測得的填充材料的漏電電流不大于10“A,就可以認為這種材料符合要求。
2.外殼結構
        
  圖 填充材料的介電強度試驗
  V一直流電壓表“A一微安表
  充砂型防爆電器設備的外殼被稱為“充砂外殼”,應該具有一定的機械強度。通常情況下,充砂外殼是由薄鋼板或塑料材料制成的,因此,必須承受機械沖擊試驗,而且在進行沖擊試驗時應使用高危險級別的沖擊能量(參見第2章)。此外,充砂外殼還應該承受外殼機械強度的耐壓試驗。
  充砂型防爆電器設備的防護等級至少為國家標準GB 4208《外殼防護等級(IP代碼)》中規定6IP54。當設備使用在清潔、干燥的房間內時,防護等級允許不低于IP43。假若防護等級為IPl54或者更高一級,那么,這種設備還應該設置呼吸裝置。在所配置的呼吸裝置中還應該放置一些合適的干燥劑,以防止濕氣通過呼吸裝置進入填充材料中影響絕緣性能。
  充砂型防爆電器設備的所有連接部位的最大間隙,都應該至少比所用的填充材料的最小尺寸0.01rnl-11。這樣的尺寸可以防止填充材料發生外漏。
  充砂型防爆電器設備的內裝元器件可以是電子電路、傳感器、熔斷器、繼電器、本質安全型設備、關聯設備和電氣開關等,但是,在這些元器件中所有電容的儲能量不應該超過20J。原電器和蓄電池在沒有采取合適的防護措施時不允許使用在充砂型防爆電器設備內,因為電解液的泄漏會影響填充材料的絕緣性能。
  3.填充間距
  前面已經講過,將帶電零部件埋人填充材料內一定深度,是保證不發生外部點燃的一項重要的手段。填充間距指的就是這種“深度”,它是帶電零部件與絕緣部件、帶電零部件與外殼內則面之間通過填充材料的最短距離。這個最短距離應該符合表中的規定值?!?

電壓UIV

最短距離/mm

電壓U/V

最短距離

U250

5

L3200

32

U400

6.3

U4100

40

L500

8

L5000

50

U800

10

U6300

63

L1000

14

U8000

80

U1600

16

U10000

100

U2500

25

a

在充砂型防爆電器設備內,有時往往安裝一些帶有小孔腔的器件,例如小型繼電器。這種器件常常有一個密封的外殼,用以防止外物進入器件內削弱它的功能。在這種情況下,這種器件的外殼、表面與充砂型防爆電器設備外殼的內表面之間通過填充材料的距離(厚度)不應該小于:
 ?、佼斊骷鈿热莘e小于或等于3era3時,表中所示的相應數值。
 ?、诋斊骷鈿热莘e大于3cm3而小于或等于30cm3時,表中所示的相應數值,但是至少 15cm3
  通常情況下,充砂型防爆電器設備內部可能出現的密封外殼的內容積不要大于30cm3。
  這里應該特別指出的是,盡管充砂型防爆電器設備的適用電壓等級不應該超過1000V,但是,還是列出了大于1000V的可能出現的電壓。這主要是考慮到,當設備內部發生故障時可造成內部局部的電壓升高,以及有一些設備在起動時需要激勵的高壓脈沖電壓(例如熒光燈起動器或觸發器)。因此,在選擇電壓等級確定最短距離時,設計人員應該估計充砂型電氣設內可能發生的故障工況以及一些設備的特殊情況,并計算和評估這種情況下可能產生的過壓。
  4.溫度限制
  在確定充砂型防爆電器設備的溫度組別時,不僅要考慮設備外殼的表面溫度,而且還要考慮外殼內部填充材料5mm深處的溫度。在考慮這些溫度時,設計人員應該充分估計到可能發生的故工況對溫度造成的影響。
  在充砂型防爆電器設備中,設計人員應該設置限溫保護裝置,防止設備內部的溫度超過規定值。
  溫保護裝置可以采用熱電偶等感溫元件作為傳感器,當檢測的溫度接近規定值時,限溫裝置發生;聲光報警,并切斷電源;也可以采用熱熔斷器作為保護元件,此時,熱熔體應該密封在玻璃或口瓷制成的外殼內。
  5.預期故障短路電流
  當充砂型防爆電器設備的供電電壓不超過250V時,它的預期故障短路電流不應該大于1500A。
但是,在高壓的情況下,這個預期故障短路電流可能會大于1500A。
  在充砂型防爆電器設備的電路中,設計人員可以設置一個限流環節,用來限制預期故障短路電流R大于熔斷器的最大分斷能力。例如:使用電阻器就可以作為這樣的限流環節。此時,電阻器的額定值應該為:
  1.額定電流:1.5×1.71;
  2.額定功率:1.5×(1.71)2R;
  3.施加的最大電壓:
  其中L——熔斷器熔斷體的額定電流(A);
  R—限流環節電阻器的電阻值(Q);
  u—設備的最高電壓(V)。
  當使用電阻器來限制預期故障短路電流時,有關電阻器電阻值的相關計算。
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