隔爆型燈具及防爆外殼要求

1、.隔爆型燈具的防爆外殼要求摘要隔爆型燈具主要用于工廠、礦井等地,隔爆外殼是這類隔爆型防爆電氣設(shè)備的關(guān)鍵部件。文章簡要介紹了隔爆型燈具防爆原理以及在防爆檢測時主要檢查的項目,并對隔爆型燈具在生產(chǎn)設(shè)計中對防爆外殼的要求作了詳細(xì)介紹。0引言防爆燈具一般按選用的光源、防爆結(jié)構(gòu)形式以及使用方式進(jìn)行分類。按光源分類有防爆白熾燈、防爆高壓汞燈、防爆低壓熒光燈、混合光源燈等;按防爆結(jié)構(gòu)型式分類有隔爆型燈具、增安型燈具、無火花型燈具,也可以由其他防爆型式和上述各種防爆型式組合形成復(fù)合型和特殊型燈具;按使用方式分為固定式防爆燈具和攜帶式防爆燈具。隔爆型電氣設(shè)備是具有隔爆外殼的電氣設(shè)備。這種設(shè)備如果有爆炸性氣體混合

2、物進(jìn)入隔爆外殼并被點燃,隔爆外殼能承受內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力,并阻止內(nèi)部的爆炸向外殼周圍爆炸性環(huán)境傳播?；谶@種原理,隔爆型燈具主要是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上專門設(shè)有一定幾何結(jié)構(gòu)的隔爆接合面或隔爆螺紋,通過一個整體的隔爆外殼，來承受燈具內(nèi)部可能產(chǎn)生的爆炸性混合物的爆炸壓力并阻止向周圍的爆炸性混合物傳爆來達(dá)到防爆目的。由于這種防爆類型的燈具外殼一般使用金屬材料制造,散熱性好,外殼強(qiáng)度高和耐用性好,很受用戶歡迎。隨著石油、化工等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,照明燈具在生產(chǎn)、倉儲、救援中的使用越來越廣泛,品種越來越多。由于照明燈具在工作時不可避免地產(chǎn)生電火花或形成熾熱的表面,一旦與生產(chǎn)或救援現(xiàn)場的爆炸性氣體混合物相遇

3、,就會導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生。下面主要針對隔爆型燈具在防爆檢測過程中對防爆外殼的要求作一簡要介紹。1對隔爆外殼的要求開發(fā)設(shè)計產(chǎn)品,首先應(yīng)對相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)全面理解,不僅僅是標(biāo)準(zhǔn)的主要條款,還要考慮標(biāo)準(zhǔn)中的細(xì)節(jié)和注解。目前隔爆型燈具的主要檢測項目有:防爆結(jié)構(gòu)檢查、引入裝置夾緊密封試驗、扭轉(zhuǎn)試驗、防護(hù)試驗、熱劇變試驗、沖擊試驗、絕緣介電強(qiáng)度試驗、外殼耐壓試驗、內(nèi)部點燃不傳爆試驗、溫度試驗等項目。防爆燈具最基本的功能就是使光源能在爆炸性環(huán)境中安全可靠的使用。為此,我們根據(jù)防爆標(biāo)準(zhǔn)要求,在生產(chǎn)設(shè)計時必須使其性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全性。防爆外殼主要包括燈具殼體、透明件、電纜引入裝置等零部件。1.1隔爆外殼的主要功

4、能(1)固定燈具電氣元件,透出光源發(fā)射的光線。(2)防止電氣元件在正常工作時受到人為或意外的外力損壞,而導(dǎo)致火花的產(chǎn)生。(3)防止異物和水進(jìn)入腔內(nèi),破壞電氣絕緣。(4)防止燈具內(nèi)部產(chǎn)生的火花傳到外面,引燃可燃性氣體混合物。1.2隔爆外殼要求國家防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定隔爆外殼能承受產(chǎn)品內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力,并阻止內(nèi)部的爆炸火焰向外殼周圍爆炸性混合物傳播。要滿足這性能,燈具外殼就必須具體考慮如下要求:(1)隔爆外殼應(yīng)能承受GB3836.22000中檢查和試驗所規(guī)定的內(nèi)部試驗壓力而不發(fā)生損壞、或引起外殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低、或接合面處間隙產(chǎn)生永久性增大。(2)燈具的隔爆外殼在設(shè)計時就必須嚴(yán)格按照GB3836

5、.22000的規(guī)定選用適當(dāng)?shù)母舯雍厦娼Y(jié)構(gòu)參數(shù)、引入裝置的方式、透明件與燈體部件的密封結(jié)構(gòu)形式、隔爆接合面的粗糙度、隔爆螺紋的精度及有效嚙合扣數(shù)等,以便有效地阻止內(nèi)部爆炸火焰向外殼周圍爆炸性混合物傳播,最終通過GB3836.22000規(guī)定的隔爆外殼內(nèi)部點燃不傳爆試驗。(3)當(dāng)外殼是由兩個或多個連通空腔組成,或外殼內(nèi)部空腔被設(shè)備內(nèi)部的部件隔開時,則可能產(chǎn)生壓力重疊。為此應(yīng)盡可能使外殼內(nèi)部的形狀能消除壓力重疊現(xiàn)象,如果不可能避免壓力重疊現(xiàn)象,則應(yīng)提高外殼的機(jī)械強(qiáng)度。(4)防異物沖擊能力。防爆燈具的外殼部件須承受沖擊試驗而不損壞。攜帶式燈具還須能承受燈具透明件向下,從1m高度自由跌落的試驗而不損壞。

6、(5)防沖擊、靜電火花。輕合金材質(zhì)的含鎂量須不大于0.5%(重量比),以防止在受到固體異物沖擊時而產(chǎn)生火花。塑料外殼須采用下述之一的方法來消除靜電放電的潛在危險:在尺寸形狀和布置上采取措施或其他防護(hù)方法,使之不可能產(chǎn)生靜電的危險。選擇合適的塑料,使得表面絕緣電阻不超過1×109,而不會產(chǎn)生靜電危險。限制表面積:類燈具不超過1×10-2m2,A、B燈具不超過1×10-2m2。但若外露表面被接地框架包覆,則可不超過4×10-2m2;C燈具不超過2×10-2,但若塑料部件有防止產(chǎn)生靜電危險的附加措施,則可不超過1×10-2m2。這樣可以保證

7、靜電積聚放電的能量不會引燃爆炸性混合物。(6)外殼防護(hù)性能。防止異物和水進(jìn)入腔內(nèi),破壞電氣絕緣。防爆燈具在工作時,腔內(nèi)空氣升溫,氣體膨脹,腔內(nèi)氣壓上升,空氣會沿著縫隙流到外面;而關(guān)燈時,腔內(nèi)溫度降低,氣體收縮,腔內(nèi)氣壓下降,環(huán)境中的空氣又會通過縫隙進(jìn)入燈腔。因此,防護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成每次打開后重新關(guān)閉,都能方便可靠的密封,接合部位使用的密封墊和填料在打開燈具時不得脫落或移位,應(yīng)固定在一邊的接合面上。(7)防誤操作。按GB3836.1規(guī)定,應(yīng)防止防爆燈具在通電工作時打開外殼,使帶電的電氣元件毫無防護(hù)地直接暴露于爆炸性危險環(huán)境中:防爆燈具應(yīng)設(shè)置斷開電源后方能更換光源的聯(lián)鎖裝置,聯(lián)鎖裝置應(yīng)設(shè)計成使用一般

8、工具不能解除其聯(lián)鎖功能的結(jié)構(gòu)。燈具上設(shè)置聯(lián)鎖裝置保證當(dāng)電源裝置呈開路狀態(tài)時,方能打開燈具。不設(shè)聯(lián)鎖裝置的燈具則須標(biāo)志醒目的“繼電源后開蓋”字樣的警告牌,以防盲目打開。同時,類防爆燈具還須配有防爆燈具專用螺口式燈座。內(nèi)裝電容器的燈具必須設(shè)警告牌,標(biāo)明由斷電到開蓋的時間間隔須大于電容器放電至允許剩余能量所需的時間,防止快速開啟。另外,除對以上隔爆型燈具防爆外殼的介紹外,國家標(biāo)準(zhǔn)還對燈具保護(hù)網(wǎng)有特殊要求。保護(hù)網(wǎng)是保護(hù)透明件免遭質(zhì)量較大的固體異物沖擊的有效措施,它既能透出絕大部分光線,又能提高透明件部位的抗沖擊能力。保護(hù)網(wǎng)必須滿足兩個要求:一是保護(hù)網(wǎng)需有足夠的機(jī)械強(qiáng)度;二是為防止類攜帶式燈具意外跌落和

9、撞擊,透明件的外露面積大于4000mm2時須配有金屬保護(hù)網(wǎng),網(wǎng)孔面積不大于2000mm2,網(wǎng)條直徑應(yīng)大于3mm,保護(hù)網(wǎng)與透明件的間距須不小于5mm。1.3透明件要求任何防爆燈具均需應(yīng)用透明件,為了滿足防爆燈具結(jié)構(gòu)、工藝和透光率,透明件不可能做得很厚。透明件的材質(zhì)強(qiáng)度一般比金屬材料強(qiáng)度低,特別是玻璃,是防爆外殼零件中較薄弱的環(huán)節(jié)之一。GB3836.12000對透明件的要求是:(1)透明件應(yīng)采用玻璃或其他化學(xué)物理性能穩(wěn)定的材料制成,由塑料制成的透明件除需符合透明件要求外,還須符合對塑料外殼的熱穩(wěn)定性和防表面靜電的要求。(2)透明件除需承受規(guī)定的沖擊試驗外,燈具的玻璃透明件和電氣設(shè)備觀察窗玻璃應(yīng)經(jīng)受

10、熱劇變試驗,試驗時使它們處在最高工作溫度下,用溫度為(10±5),直徑為1mm的噴射水對其噴射而不破裂。(3)透明件可采用玻璃或其它物理化學(xué)性能穩(wěn)定,且能有效承受設(shè)備額定條件下的最高溫度的材料制成。(4)透明件的安裝。透明件應(yīng)按下述方法之一進(jìn)行安裝:一是透明件可以直接密封在外殼內(nèi),與它形成一個整體;二是透明件可以用或不用襯墊直接緊固在外殼內(nèi);三是透明件可以密封或膠粘在一個框架上,框架緊固在外殼內(nèi)。(5)玻璃罩的厚度尺寸在加工中是較難控制的,目視也難以檢測。為保證玻璃罩強(qiáng)度的均勻性,可用玻璃測厚儀進(jìn)行測量。(6)由于透明件沒有足夠穩(wěn)定的強(qiáng)度和剛性,不允許制成帶螺紋的結(jié)構(gòu)。(7)應(yīng)采取預(yù)

11、防措施使安裝的透明件不會產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)膬?nèi)部機(jī)械應(yīng)力。1.4緊固件要求緊固件須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和防松措施,還應(yīng)有防銹能力,以保障燈具防護(hù)外殼可靠有效。外殼緊固件用螺栓緊固的隔爆外殼有兩種型式:平面和止口。對于平面結(jié)構(gòu),螺栓不僅起緊固作用,還要保證平面間隙。對于止口結(jié)構(gòu),當(dāng)隔爆面只考慮圓筒部分時,螺栓只起緊固作用;當(dāng)隔爆面需要考慮圓筒加平面時,螺栓不僅起緊固作用,同時起保證平面部分間隙作用。在使用鋁合金等輕合金材料作隔爆外殼時,經(jīng)常打開(如更換光源需要打開)的隔爆外殼上使用螺釘緊固時,一般情況下不應(yīng)在鋁合金外殼上直接攻螺紋,應(yīng)通過預(yù)埋金屬件來增加螺孔強(qiáng)度,并防止因螺紋爛牙而失效;不需要用戶在更換光源中或維修時打開,且出廠時已經(jīng)安裝好的螺栓,可以在外殼上直接攻緊固螺孔,但是不能使用細(xì)牙螺紋,盡量使用粗牙螺紋,且有足夠的嚙合扣數(shù)來滿足緊固要求。1.5引入裝置要求燈具電纜和導(dǎo)線的引入可以按下述兩種方法進(jìn)行連接:一是間接引入,用接線盒或插接裝置連接的方式;二是直接引入,將電纜和導(dǎo)線直接接入主外殼的連接方式。因此,GB3836.152000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第15部分:危險場所電氣安裝(煤礦除外)對此作出了規(guī)定。在正常工作時產(chǎn)生危險火花、電弧或危險溫度且外殼容積大于2000cm或GB3836.12000