防爆電氣設(shè)備概述與分類

1、第一講 防爆電氣設(shè)備概述與分類（參考書目：中國電器工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編防爆電氣專業(yè)卷）一、什么是防爆電氣設(shè)備？井下使用防爆電氣設(shè)備有什么意義？答： 防爆電氣設(shè)備是按國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造的，在規(guī)定條件下不會引起周圍爆炸性環(huán)境點燃或爆炸的電氣設(shè)備。 煤礦井下有瓦斯、煤塵，為了防止發(fā)生爆炸，一方面要限制它們在空氣中的含量；另一方面要杜絕一切能夠點燃瓦斯、煤塵的點火源和危險溫度。電氣設(shè)備正常運行或事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)火花、電弧、熱表面和熱顆粒等，它們都可能成為點燃礦井瓦斯和煤塵的點火源。因此，煤礦井下使用防爆電氣設(shè)備對防止瓦斯、煤塵引燃和爆炸事故具有十分重要的意義。二.防爆電氣設(shè)備有何標(biāo)志？答：為了從防爆電氣設(shè)備的

2、外觀上能明顯地了解它的類型，把防爆電氣設(shè)備的形式、標(biāo)志、類別、級別和組別連同防爆電氣設(shè)備的總標(biāo)志“EX”按一定的順序連起來構(gòu)成防爆標(biāo)志。三.防爆電氣設(shè)備的類別如何劃分？答：按使用環(huán)境不同，防電氣設(shè)備可分為下述兩類：類：煤礦井下用電氣設(shè)備； 類：除煤礦井下之外所有其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備。此類設(shè)備再劃分為幾個級別。1. 類防爆電氣設(shè)備按防爆形式（為防止點燃周圍爆炸性環(huán)境而對電氣設(shè)備采取各種專門措施的形式）主要分以下幾種：a.隔爆型電氣設(shè)備：電氣設(shè)備的一種防爆型式。這是一種具有隔爆外殼的電氣設(shè)備。該防爆型式用字母“d”表示。b.充砂型電氣設(shè)備：電氣設(shè)備的一種防爆型式。它是一種在外殼內(nèi)充填砂?；?/p>

3、其他規(guī)定特性的粉末材料，使之在規(guī)定的使用條件下，殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧或高溫均不能點燃周圍爆炸性氣體環(huán)境的電氣設(shè)備。該防爆型式用字母“q”表示。c.增安型電氣設(shè)備：電氣設(shè)備的一種防爆型式。它是一種對在正常運行條件下不會產(chǎn)生電弧、火花的電氣設(shè)備采取一些附加措施以提高其安全程度，防止其內(nèi)部和外部部件可能出現(xiàn)危險溫度、電弧和火花的電氣設(shè)備。該防爆型式用字母“e”表示。d.正壓型電氣設(shè)備：電氣設(shè)備的一種防爆型式。它是一種通過保持內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于周圍爆炸性環(huán)境壓力的措施來達(dá)到安全的電氣設(shè)備。該防爆型式用字母“p”表示。e.油浸型電氣設(shè)備：電氣設(shè)備的一種防爆型式。它是一種將將整個設(shè)備或設(shè)備的部件浸在油內(nèi)，使

4、之不能點燃油面以上或外殼外面的爆炸性氣體環(huán)境中電氣設(shè)備。該防爆型式用字母“O”表示。f. 本質(zhì)安全型電氣設(shè)備：全部電路為本質(zhì)安全電路的電氣設(shè)備。該防爆型式用字母“i”表示。g澆封型電氣設(shè)備：整臺設(shè)備或其中部分澆封在澆封劑中，在正常運行和認(rèn)可的過載或認(rèn)可的故障下均不能點燃周圍的爆炸性混合物的電氣設(shè)備，該防爆型式用字母“m”表示。另外，還有無火花型（n）、氣密型（h）和特殊型（s）等幾種類型，我們最常用到的是隔爆型和本質(zhì)安全型的防爆電氣設(shè)備。2. 類電氣設(shè)備按其適用于爆炸性氣體混合物的最大試驗安全間隙或最小點燃電流比分為3級（A、B、c），并按其最高表面溫度分為6組（T1一T6），由于我單位極少采

5、用，這里不再多談。有興趣的朋友可以參閱其它資料。爆炸性氣體混合物，按其最大試驗安全間隙（MESG）或最小點燃電流比（MIC)分級如下： 類 別最大試驗安全間隙最小點燃流比（MIC)(MESG)(mm) A0.90.8 B0.5MESG0.90.45MESG0.8 C0.50.45爆炸性氣體混合物按引燃溫度分組如下：電氣設(shè)備的氣體或蒸氣的電氣設(shè)備最高溫度組別引燃溫度t()表面溫度t()T1450450T2300300T3200200T4135135T5100100這兩類防爆電氣設(shè)備主要品種有防爆轉(zhuǎn)換開關(guān)及刀開關(guān)、防爆空氣自動開關(guān)、工廠用防爆磁力起動器、防爆控制按鈕、防爆操作柱、防爆行程開關(guān)、防爆

6、插銷、防爆接線箱、防爆接線盒、防爆管件及密封材料、防爆電磁鐵及防爆電磁閥等。1 防爆控制箱類 主要包括用于控制照明系統(tǒng)的照明配電箱和用于控制動力系統(tǒng)的動力箱。這類產(chǎn)品大部分結(jié)構(gòu)為組合式，最多可控制12個回路，其外殼大部分是以鑄造鋁合金材料制作的，也有一部分為鋼板焊接的，還有很少一部分為絕緣材料外殼。其內(nèi)部主要由斷路器、接觸器、熱繼電器。轉(zhuǎn)換開關(guān)、信號燈、按鈕等元件構(gòu)成，制造廠還可根掘用戶需要而選擇配備。防爆等級最高可達(dá)CT6級。順便指出，防爆自動開關(guān)、防爆刀開關(guān)以及熔斷器在一些控制場合也常用作控制動力或照明配電系統(tǒng)的線路分合之用，只是變成一個單件而已。因此這些產(chǎn)品也劃歸到這類產(chǎn)品中來。 2 防

7、爆起動器類 此類產(chǎn)品包括手動起動器、電磁起動器、可逆電磁起動器、自耦減壓起動器、Y變換降壓起動器和饋電開關(guān)等產(chǎn)品。防爆起動器類產(chǎn)品作為終端控制設(shè)備，一般是一臺起動器控制一臺電動機(jī)，屬于量大面廣類產(chǎn)品。其外殼殼體通常由鑄造鋁合金或鋼板制成。其內(nèi)部一般由接觸器（空氣式或真空式）、電動機(jī)保護(hù)系統(tǒng)、信號燈、按鈕和自耦變壓OS等元件組成，而且一般都具有就地控制、遠(yuǎn)距離控制和自動控制功能。也有的產(chǎn)品中安裝有斷路器作總開關(guān)，使產(chǎn)品更加完善。 3防爆控制開關(guān)類 這類產(chǎn)品市場需求量相對來說也很大，所以生產(chǎn)廠家也比較多，主要包括照明開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)（組合開關(guān)）、行程開關(guān)、拉線開關(guān)等小型防爆產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的防爆等級可

8、達(dá)CT6級別，其防爆外殼殼體通常是采用鑄造鋁合金壓鑄而成的復(fù)合型結(jié)構(gòu)，也有少數(shù)制造廠采用其它材質(zhì)外殼。這類產(chǎn)品的特點是體積小，內(nèi)部元件單一、技術(shù)含量較低、結(jié)構(gòu)簡單、制作容易。 4 防爆主令電器類 主令電器是用作閉合或斷開控制電路，以發(fā)出命令或程序控制的開關(guān)電器。這類防爆電器主要包括控制按鈕和操作柱。防爆控制按鈕外殼一般用聚碳酸脂，玻璃纖維增強(qiáng)不飽合聚脂樹脂或ABS塑料注塑來制造，也有少量是用鑄鋁壓鑄成形的。一般結(jié)構(gòu)為增安型外殼，內(nèi)裝隔爆型元件，而且可以實現(xiàn)防腐功能，防爆等級可達(dá)C級。操作柱主要由主箱、接線箱和支柱組成。其主箱和接線箱有的制成一體，有的制成分體，各有特點。其材質(zhì)基本上是用鑄造鋁合

9、金材料制造。內(nèi)部由各種儀表、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕和信號燈等元件組成。可以根據(jù)不同需要進(jìn)行組合。 5 防爆接線箱類 電氣設(shè)備在使用中須經(jīng)電線或電纜與供電網(wǎng)絡(luò)連接起來，形成系統(tǒng)來完成其使用功能。但其連接導(dǎo)線或電纜不可能無限長，而且在連接過程中有很多地方需要串聯(lián)、并聯(lián)進(jìn)行導(dǎo)線分接。這就勢必造成接頭部分外濾，容易引發(fā)事故。防爆接線箱類產(chǎn)品就是為解決這類問題而生產(chǎn)的產(chǎn)品，以求進(jìn)一步保證安全生產(chǎn)。這類產(chǎn)品包括接線箱、接線盒、穿線盒、吊線盒、分線盒等產(chǎn)品，其外殼主要由鑄造鋁合金制造。根據(jù)需要設(shè)有很多進(jìn)線和出線引入裝置，箱內(nèi)裝有接線端子，用來進(jìn)行連接或分接之用。這類產(chǎn)品大部分制成隔爆型或增安型，體積有大有小，差異較

10、大，防爆等級可達(dá)C級。 6 防爆燈具類 任何一個工作場所和環(huán)境都必須采取照明措施，含有各種爆炸性氣體的場所也不例外。由于其使用場所很多，遍布各個生產(chǎn)角落，因而使得防爆燈具類產(chǎn)品大批量生產(chǎn)。這類產(chǎn)品品種多、規(guī)格全，但大致可分為照明用、標(biāo)志用、信號用、手提用等幾種形式，從光源種類可分為白熾燈、汞燈、納燈，鹵燈、鏑燈和熒光燈，從結(jié)構(gòu)上分更加繁多，大致上有吊式、掛式、墻壁安裝式、吸頂式、手提式、懸臂式等。從安裝角度來說，防爆燈具類可以從30°90°內(nèi)都能實現(xiàn)。從功率來說，可以從幾十瓦到幾百瓦。安裝高度從地面開始到幾米高?？梢哉f，防爆燈具是所有防爆電氣產(chǎn)品中產(chǎn)量最大，使用最多的產(chǎn)品。

11、而且，由于其特定功能，造成了損耗大、更換量大的局面。這類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀各異，變化很多，但從防爆性能方面來分，基本上是隔爆型為主，外殼材質(zhì)以鑄造鋁合金為多，基本上可以滿足用戶在C級以下場所的各種照明和顯示功能的需要。 7 防爆連接類 防爆連接件主要功能是進(jìn)行電纜連接和電纜分支之用。其主要產(chǎn)品為防爆插銷和防爆電源插座箱。額定電壓為220V380V，額定工作電流最大可達(dá)100A，品種有兩極、三極加中性線和接地線結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品外殼有金屬和塑料材質(zhì)制成，防爆等級可達(dá)C級。其內(nèi)部主要由接插件組成，有的產(chǎn)品加裝有帶斷點的開關(guān)，這個開關(guān)與接插件之間均具有連鎖功能，即先斷開開關(guān)后拔插，先插入插頭后關(guān)合。不帶開關(guān)的產(chǎn)

12、品也具有先斷開主回路后斷開接地線，先插入接地線后插入主回路之功能。這都是為保證安全狀態(tài)下操作。這類產(chǎn)品大部分是用手直接操作，所以對其絕緣性能要求一般較高，切不可忽視。 8 防爆風(fēng)扇類 此類產(chǎn)品主要包括防爆吊扇、防爆排風(fēng)扇和防爆軸流風(fēng)機(jī)等產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)由防爆電機(jī)、防爆接線盒和防爆調(diào)速控制器及葉片組成。其額定工作電壓一般至380V，防爆等級可達(dá)BT4級。 9 具有發(fā)熱功能的防爆電器類 石化企業(yè)在生產(chǎn)過程中經(jīng)常需要一些加熱設(shè)備和電氣取暖設(shè)備，因此這類產(chǎn)品的防爆問題也是十分重要的。主要產(chǎn)品有防爆電暖器、防爆加熱器。由于防爆控制變壓器和防爆鎮(zhèn)流器等產(chǎn)品盡管主要功能不是獲取熱能，但其在運行中也會發(fā)熱，也應(yīng)引

13、起極大重視，所以全部劃入此類產(chǎn)品中。當(dāng)然，在科技飛速發(fā)展的今天，也會出現(xiàn)很多用高科技材料制成的電熱設(shè)備，但其防爆問題仍不能忽視。防爆發(fā)熱設(shè)備主要元件為繞組、控制器和接線盒等元件組成，而且往往具有對溫度進(jìn)行控制或監(jiān)視的保護(hù)功能。此類產(chǎn)品基本上為隔爆型，防爆等級為BT4級。 10 防爆報警電器類 在某些生產(chǎn)場合，往往需要一些燈光和聲響來提示人們的行動，在含有爆炸性危險氣體的環(huán)境中，這類電器就顯得更加重要。其主要產(chǎn)品有防爆指示燈、防爆電鈐、防爆電笛、防爆峰鳴器等產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)通常為隔爆型，用鑄造鋁合金制造，防爆等級可達(dá)CT6級。其工作電壓可分為直36220V，交流可達(dá)380V。防爆接線盒和防爆殼體是其主

14、要結(jié)構(gòu)件。 11 防爆電磁鐵類 這類產(chǎn)品主要有防爆電磁鐵、防爆電磁閥、防爆電磁驅(qū)動器等產(chǎn)品。其工作原理是在電磁場作用下，通過產(chǎn)生的電磁力來推動機(jī)械設(shè)備工作，一般作制動用。結(jié)構(gòu)大部分為隔爆型，用鑄鋼或鑄鐵制造，防爆等級為BT6級。其主要技術(shù)參數(shù)一般為推力或吸力（以kg計算）和通電持續(xù)率，切不可長期通電，否則容易過熱造成危險。 12 防爆其他類 在復(fù)雜的生產(chǎn)過程中往往會遇到許多的特殊要求，對此需制造出特殊的防爆電器產(chǎn)品。由于此類產(chǎn)品產(chǎn)量少，要求特殊，屬非標(biāo)準(zhǔn)類產(chǎn)品，因此將其歸納為防爆其它類。主要有電工儀表、溫度變送器、壓力變送器、速度變送器、液位計、定量控制儀、點火裝置、攝像機(jī)等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品基本

15、上是以生產(chǎn)需要而制造的，盡管其性能要求各不相同，但大部分產(chǎn)品為金屬制作的外殼，其型式為隔爆型或增安型結(jié)構(gòu)，也有很少一部分產(chǎn)品為本質(zhì)安全型產(chǎn)品，其工作電壓和工作電流一般都比較低，防爆等級為CT6級。 13 民用防爆產(chǎn)品根據(jù)在實際生活中的需要，現(xiàn)在在民用上也需要一些防爆產(chǎn)品，這類產(chǎn)品比較雜，所以歸一為民用防爆產(chǎn)品，主要有防爆三輪車，防爆電鉆等。這類產(chǎn)品要求技術(shù)比較高。也是防爆行業(yè)的一個新起點，和新方向.以上將工廠用防爆電器產(chǎn)品大致分為十二大類，以求得對這些產(chǎn)品有一個比較清晰的理性認(rèn)識。上述分類可能有遺漏或不全面的地方。但基本上包括了現(xiàn)在市場上流通的大多數(shù)產(chǎn)品。 應(yīng)當(dāng)指出的是：還有一些產(chǎn)品，如變徑接

16、頭、密封接頭、管接頭、活接頭、撓性連接管等產(chǎn)品，很多制造廠將它們也列為防爆產(chǎn)品，這是一個錯誤認(rèn)識。這些產(chǎn)品只能稱之為防爆電器產(chǎn)品的輔助件。因此，這里的產(chǎn)品分類沒有包括這些產(chǎn)品。四、防爆電氣設(shè)備的一些基本概念1.隔爆外殼：電氣設(shè)備的一種防爆型式。包容電氣設(shè)備帶電部件的整個殼壁（包括門、蓋、電纜引入裝置，操縱桿、心軸和轉(zhuǎn)軸等）。它能承受已進(jìn)入外殼內(nèi)部的可燃性混合物內(nèi)部爆炸而不損壞，并且通過外殼上的任何接合面或結(jié)構(gòu)孔不會引燃由一種或多種氣體或蒸氣所形成的外部爆炸性環(huán)境的電氣設(shè)備外殼。 電氣設(shè)備外殼的防護(hù)要求：a.防止人體觸及或接近外殼內(nèi)部的帶電部件和運動部件（光滑的旋轉(zhuǎn)軸和類似部件除外），防止固體異

17、物進(jìn)入電氣設(shè)備內(nèi)部；b防止水進(jìn)入而損壞外殼內(nèi)部的設(shè)備。2.隔爆接合面：隔爆外殼的各個部件相對表面配合在一起并能阻止內(nèi)部的爆炸向外殼周圍的爆炸性氣體環(huán)境傳爆的接合面。 3.隔爆接合面長度：從隔爆外殼內(nèi)部通過隔爆接合面到隔爆外殼外部的最短通路長度。 4.接線空腔：與主體外殼分離或者屬于主體外殼一部分，與主體外殼連通或不連通的包含連接件的空腔。5.Ex元件：單獨使用并具有符號“U”，當(dāng)與其他電氣設(shè)備或系統(tǒng)一起使用時需附加認(rèn)證的爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備的部件或組件（Ex電纜引入裝置除外）6.符號“U”：一種加在防爆合格證編號后的表明該產(chǎn)品為Ex元件的符號。7.最大許可間隙：根據(jù)隔爆型電氣設(shè)備的類級別、

18、隔爆外殼的容積和隔爆接合面的長度而規(guī)定的最大間隙值。8.隔爆絕緣套管：供一根或多根導(dǎo)體穿過隔爆外殼的內(nèi)隔板或殼壁而不影響外殼或空腔隔爆性能的絕緣件。五、本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的一些基本概念：1.本質(zhì)安全電路：在規(guī)定的試驗條件下，正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點燃規(guī)定的爆炸氣體和蒸氣的電路。2.（連接到本質(zhì)安全電路的）關(guān)聯(lián)電氣設(shè)備：設(shè)備內(nèi)的電路或部分電路并非全是本質(zhì)安全電路，但有可能影響到本質(zhì)安全電路性能的電路的電氣設(shè)備。3.“ia”等級電氣設(shè)備：正常工作和施加一個故障和任意組合的兩個故障條件下，均不能引起點燃的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。4.“ib”等級電氣設(shè)備：正常工作和施加一個故

19、障條件下，不能引起點燃的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。5.安全柵：接在本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路之間，用以限制本質(zhì)安全電路的電壓和電流使其達(dá)不到引起點燃程度的裝置。六、對礦用防爆電氣設(shè)備的表面溫度有哪些規(guī)定？類電氣設(shè)備最高表面溫度：150,當(dāng)電氣設(shè)備表面可能規(guī)程煤塵時，450，當(dāng)電氣設(shè)備表面不會規(guī)程或采取措施（例如密封防塵或通風(fēng)）可以防止規(guī)程煤塵時。電氣設(shè)備的實際最高表面溫度應(yīng)在銘牌上標(biāo)示出來，或在防爆合格證號之后加符號“×”。（環(huán)境溫度：電氣設(shè)備應(yīng)設(shè)計在環(huán)境溫度為-20+40下使用，在此時不需附加標(biāo)志。）七、對防爆電氣設(shè)備的堅固件有何規(guī)定？答：堅固件是用來連接和堅固防爆電氣設(shè)備部件的。它是

20、保證防爆電氣設(shè)備性能的重要零件，是各類防爆電氣設(shè)備都必不可少的部件。螺栓和螺母是常用的堅固件，它們必須附有防松裝置。通常用彈簧墊圈作防松件，有的部位采用重疊雙螺母防松。結(jié)構(gòu)上有特殊要求時（如有關(guān)防爆電氣設(shè)備專門標(biāo)準(zhǔn)中有明確規(guī)定外，用戶根據(jù)使用條件有特殊要求者），須采用特殊堅固件，例如將螺栓和螺母放在護(hù)圈或沉孔中，以防無關(guān)人員隨意打開這些外殼造成失爆。對護(hù)圈式和沉孔式堅固件的要求：1.螺栓頭或螺母放在護(hù)圈或沉孔內(nèi)，使用專用工具才能打開；2.堅固后，螺栓頭或螺母的上平面不得超過護(hù)圈或沉孔；3.護(hù)圈直徑、高度、螺栓通孔直徑應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定；4.防護(hù)圈可設(shè)有開口，開口的圓心角不大于120度。5.防護(hù)圈應(yīng)

21、與主體牢固地連在一起。6.堅固件應(yīng)采用不銹材料制成或經(jīng)電鍍等防銹處理。（堅固件方面的一些名詞：緊固件：防止非專職人員造成爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備防爆型型式失效的緊固件。護(hù)圈：按規(guī)定方法環(huán)繞螺栓頭、螺釘頭、或螺母而構(gòu)成一個特殊緊固件的凸圈或沉孔。）八、防爆電氣設(shè)備電纜的引入裝置有哪幾種方式？答：引入裝置又叫進(jìn)線裝置，是外電路的導(dǎo)線或電纜進(jìn)入防爆電氣設(shè)備的過渡環(huán)節(jié)。它是防爆電氣設(shè)備最薄弱的部分。引入裝置通常有以下三種結(jié)構(gòu)：1.密封圈式引入裝置；2.澆鑄固化填料密封式引入裝置；3.金屬密封環(huán)式引入裝置。（引入裝置方面的一些名詞：直接引入：采用主體外殼內(nèi)或與主體外殼互通的瘋子腔內(nèi)的連接裝置將電氣外電路連接

22、的方式。間接引入：通過主體外面的接線盒或插頭和插座將電氣設(shè)備與外電路連接的方式。密封圈：在電纜、導(dǎo)管引入裝置中，為了確保引入裝置與電纜或?qū)Ч苤g的密封性所采用的環(huán)狀物。壓緊元件：電纜引入裝置的一個用于對密封圈施加壓力以保證其有效功能的元件。夾緊裝置：引入裝置中用于防止電纜被拉伸或扭轉(zhuǎn)而影響到連接件的元件。Ex電纜引入裝置：作為一種設(shè)備單獨試驗并取證，和設(shè)備外殼一起安裝而不需再發(fā)證書的電纜引入裝置。）九、對引入裝置的密封圈有何要求？答：引入裝置中的密封圈應(yīng)采用邵氏硬度為45°至55°的橡膠制成。 一些廠家和用戶選用密封圈時不檢查，有時密封圈硬度過度，起不到密封和防松作用，從而使設(shè)備失去防爆性能，應(yīng)引起注意。為使密封圈有一定的通用性，以適合不同公稱外徑的電纜，允許在密封圈上切同心槽。十