防爆電器:有爆炸危險性氣體和蒸氣的場采用的電氣設備-中文百科頻道

國内相關執行标準

GB3836.1~15-2010爆炸性環境用電氣設備

GB12476.1~10-2013可燃性粉塵環境用電器設備

分類

按類型分為隔爆型、增安型、本質安全型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型、特殊型。主要品種有防爆轉換開關及刀開關、防爆空氣自動開關、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、防爆插銷、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的照明配電箱和用于控制動力系統的動力箱。這類産品大部分結構為組合式，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，也有一部分為鋼闆焊接的，還有很少一部分為絕緣材料外殼。其内部主要由斷路器、接觸器、熱繼電器。轉換開關、信号燈、按鈕等元件構成，制造廠還可根掘用戶需要而選擇配備。防爆等級最高可達ⅡCT6級。順便指出，防爆自動開關、防爆刀開關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的線路分合之用，隻是變成一個單件而已。因此這些産品也劃歸到這類産品中來。

2、防爆起動器類

此類産品包括手動起動器、電磁起動器、可逆電磁起動器、自耦減壓起動器、Y―Δ變換降壓起動器和饋電開關等産品。防爆起動器類産品作為終端控制設備，一般是一台起動器控制一台電動機，屬于量大面廣類産品。其外殼殼體通常由鑄造鋁合金或鋼闆制成。其内部一般由接觸器（空氣式或真空式）、電動機保護系統、信号燈、按鈕和自耦變壓OS等元件組成，而且一般都具有就地控制、遠距離控制和自動控制功能。也有的産品中安裝有斷路器作總開關，使産品更加完善。

3、防爆控制開關類

這類産品市場需求量相對來說也很大，所以生産廠家也比較多，主要包括照明開關、轉換開關（組合開關）、行程開關、拉線開關等小型防爆産品。這些産品的防爆等級可達ⅡCT6級别，其防爆外殼殼體通常是采用鑄造鋁合金壓鑄而成的複合型結構，也有少數制造廠采用其它材質外殼。這類産品的特點是體積小，内部元件單一、技術含量較低、結構簡單、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，以發出命令或程序控制的開關電器。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。一般結構為增安型外殼，内裝隔爆型元件，而且可以實現防腐功能，防爆等級可達ⅡC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。其材質基本上是用鑄造鋁合金材料制造。内部由各種儀表、轉換開關、按鈕和信号燈等元件組成。可以根據不同需要進行組合。

5、防爆接線箱類

電氣設備在使用中須經電線或電纜與供電網絡連接起來，形成系統來完成其使用功能。但其連接導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、并聯進行導線分接。這就勢必造成接頭部分外濾，容易引發事故。防爆接線箱類産品就是為解決這類問題而生産的産品，以求進一步保證安全生産。這類産品包括接線箱、接線盒、穿線盒、吊線盒、分線盒等産品，其外殼主要由鑄造鋁合金制造。根據需要設有很多進線和出線引入裝置，箱内裝有接線端子，用來進行連接或分接之用。這類産品大部分制成隔爆型或增安型，體積有大有小，差異較大，防爆等級可達ⅡC級。

6、防爆燈具類

任何一個工作場所和環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，遍布各個生産角落，因而使得防爆燈具類産品大批量生産。這類産品品種多、規格全，但大緻可分為照明用、标志用、信号用、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、镝燈和熒光燈，從結構上分更加繁多，大緻上有吊式、挂式、牆壁安裝式、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°内都能實現。

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。可以說，防爆燈具是所有防爆電氣産品中産量最大，使用最多的産品。而且，由于其特定功能，造成了損耗大、更換量大的局面。這類産品的結構形狀各異，變化很多，但從防爆性能方面來分，基本上是隔爆型為主，外殼材質以鑄造鋁合金為多，基本上可以滿足用戶在ⅡC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行電纜連接和電纜分支之用。其主要産品為防爆插銷和防爆電源插座箱。額定電壓為220V～380V，額定工作電流最大可達100A，品種有兩極、三極加中性線和接地線結構，産品外殼有金屬和塑料材質制成，防爆等級可達ⅡC級。其内部主要由接插件組成，有的産品加裝有帶斷點的開關，這個開關與接插件之間均具有連鎖功能，即先斷開開關後拔插，先插入插頭後關合。不帶開關的産品也具有先斷開主回路後斷開接地線，先插入接地線後插入主回路之功能。這都是為保證安全狀态下操作。這類産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、防爆風扇類

此類産品主要包括防爆吊扇、防爆排風扇和防爆軸流風機等産品，其結構由防爆電機、防爆接線盒和防爆調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ⅡBT4級。

9、具有發熱功能的防爆電器類

石化企業在生産過程中經常需要一些加熱設備和電氣取暖設備，因此這類産品的防爆問題也是十分重要的。主要産品有防爆電暖器、防爆加熱器。由于防爆控制變壓器和防爆鎮流器等産品盡管主要功能不是獲取熱能，但其在運行中也會發熱，也應引起極大重視，所以全部劃入此類産品中。當然，在科技飛速發展的今天，也會出現很多用高科技材料制成的電熱設備，但其防爆問題仍不能忽視。防爆發熱設備主要元件為繞組、控制器和接線盒等元件組成，而且往往具有對溫度進行控制或監視的保護功能。此類産品基本上為隔爆型，防爆等級為ⅡBT4級。

10、防爆報警電器類

在某些生産場合，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境中，這類電器就顯得更加重要。其主要産品有防爆指示燈、防爆電钤、防爆電笛、防爆峰鳴器等産品，結構通常為隔爆型，用鑄造鋁合金制造，防爆等級可達ⅡCT6級。其工作電壓可分為直36~220V，交流可達380V。防爆接線盒和防爆殼體是其主要結構件。

11、防爆電磁鐵類

這類産品主要有防爆電磁鐵、防爆電磁閥、防爆電磁驅動器等産品。其工作原理是在電磁場作用下，通過産生的電磁力來推動機械設備工作，一般作制動用。結構大部分為隔爆型，用鑄鋼或鑄鐵制造，防爆等級為ⅡBT6級。其主要技術參數一般為推力或吸力（以kg計算）和通電持續率，切不可長期通電，否則容易過熱造成危險。

12、防爆其他類

在複雜的生産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産品。由于此類産品産量少，要求特殊，屬非标準類産品，因此将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、攝像機等産品。

這些産品基本上是以生産需要而制造的，盡管其性能要求各不相同，但大部分産品為金屬制作的外殼，其型式為隔爆型或增安型結構，也有很少一部分産品為本質安全型産品，其工作電壓和工作電流一般都比較低，防爆等級為ⅡCT6級。以上将工廠用防爆電器産品大緻分為十二大類，以求得對這些産品有一個比較清晰的理性認識。上述分類可能有遺漏或不全面的地方。但基本上包括了現在市場上流通的大多數産品。

還有一些産品，如變徑接頭、密封接頭、管接頭、活接頭、撓性連接管等産品，很多制造廠将它們也列為防爆産品，這是一個錯誤認識。這些産品隻能稱之為防爆電器産品的輔助件。因此，這裡的産品分類沒有包括這些産品。

13、民用防爆産品

根據在實際生活中的需要，現在在民用上也需要一些防爆産品，這類産品比較雜，所以歸一為民用防爆産品，主要有防爆三輪車，防爆電鑽等。這類産品要求技術比較高。也是防爆行業的一個新起點，和新方向。

設計特點

外殼的設計

便攜式、本質安全型儀器儀表的外殼有時采用塑料外殼，有時采用金屬外殼。當選用塑料外殼時，為保證塑料外殼正常工作時不積聚危險靜電，其表面電阻不得超過1×109Ω。塑料外殼應經過抗沖擊試驗和熱穩定試驗。

正常運行産生火花、電弧或危險溫度的電氣設備、功率大于250W或電流大于5A的Ⅰ類電氣設備，均須采用接線盒與設備主體進行電氣連接接線盒就是專供電纜或導線與電氣設備進行連接的部件。Ⅰ類隔爆型電氣設備廣泛使用的是隔爆型接線。盒接線盒内壁應塗耐弧漆，接線盒及主體腔上的隔爆接合面應做防鏽處理，如塗防鏽油等。

另外，對于防爆電器，要在其外殼的明顯處有永久性的Ex防爆總标志及MA安全标志。

針對某些地方煤礦井下存在的電機違章操作現象，我們研制了QF40型小型防爆起動器，其額定電壓380V，額定電流40A。外殼設計分為主體腔與接線腔。外殼為3mm厚鋼闆。隔爆接合面的尺寸及加工精度符合GB3836.2規定。外殼外形尺寸為437mm×308mm，外殼防護等級為IP54。在外殼的正前方設有銘牌，銘牌右上角設有Ex标志，防爆标志dⅠ（150℃），此外，銘牌上還标有名稱、型号、額定電壓、額定電流、防爆合格證編号、安全标志、出廠編号、制造日期等。

電路的設計

首先，電路的設計要完成電器的電氣功能，保證電氣原理的正确性。其次，防爆電器的電氣間隙、爬電距離、絕緣參數必須符合GB3836的規定要求。例如，研制QF40型防爆起動器時，将接線柱的爬電距離設計為不小于16mm，電氣間隙不小于10mm。隔爆腔内電器元件及裝配布置爬電距離不小于16mm，電氣間隙不小于10mm。隔爆接線腔内設有内接地螺栓。外殼設有外接地螺栓。

研制的本質安全型鋼弦頻率計在正常工作和故障狀态下的最大工作電流和電壓均不大于所設計的最大允許電流：它的爬電距離為3mm，絕緣塗層下的爬電距離為1mm，電氣間隙為3mm。

電源的設計

本質安全型便攜式電氣設備最常用的獨立電源是幹電池和蓄電池。幹電池和蓄電池電源都屬于電阻性電路，可按電阻性電路最小點燃電流曲線确定電源安全參數。按電池最高電壓查出相應最小點燃電流，再除以安全系數值（為2），即為該電池的設計允許最大安全電流。電池最嚴重的放電狀态是電池直接短路。因此，應以電池的最大短路電流作為衡量電源本質安全性能的基準。若電池最大短路電流大于設計允許值，必須串加限流電阻。并且，電池或蓄電池與限流電阻膠封為一體，構成本質安全型組件。膠封材料有環氧樹脂、矽橡膠、工業石蠟等。

例如，我們在設計鋼弦頻率計時特制的本安電池組，由4節5#充電電池串接而成，并串入一個用康銅絲自制的限流電阻，其功率為5.2W。并用環氧樹脂膠液充滿電池盒整個空間，灌封牢固。

煤礦井下實際應用的本質安全型電氣設備，還有許多采用從動力電網引入經整流供電電源。由于輸入電路與動力電網關聯，所以，要設計成隔爆兼本質安全型。

對于隔爆型電器的電源，是在上級斷電時，在隔爆接線盒内接線，完成電器電源的連通工作。