发布于：2007-03-04 11:15:04
来自：电气工程/防雷减灾
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防爆电气设备类型的特点
1．隔爆型结构
隔爆型结构的电气设备在爆炸危险区域应用的极为广泛。它不仅能防止爆炸火燃的传出，而且壳体又可承爱一定的过压。一般情况下其壳体，能承受1.5倍实际爆炸压力的冲击作用而不损坏，不产生永久变形。用于煤矿井下的隔爆型电气设备更要坚固。由于使用环境十分恶性劣，电气设备被磕碰现象极为严重，因此要求体强度有较大的安全系数。一般采用钢板、铸钢材料制成。
使用滑动轴承的大型施转电机的隔爆结构，一般不能用于具有3级和4级的爆炸性物质的区域。如果采取特殊结构，经法定的检验机关时认定也可使用。
2．增安型结构
增安型结构在防爆电气设备上使用得比较广泛。如电动机、变压器、灯具和带有电感线圈的电气设备等。
一般要求绝缘绕组允许温升要比其它防爆电气设备的标准规定温升低10℃。
搞漏电距离和电气间隙应尽可能取比较大一些，其最小值不得低于有关规定。
壳体要有一定的防护措施，并能达到GB1498-79规定的IP54防护要求。
电动机允许堵住时间tE最低不少于5秒，起动电流与额定电流之比不得超过10倍。在堵住时间内的温升不得有引燃爆炸性混合物的可能，也不得破坏绝缘。
绝缘绕组匝间和对地试验电压须比普通电气设备有所提高。低压设备提高10%，高压设备提高30%，并要求所有导体的连接可靠，在过载震动等影响下，也不得发生接触不良现象。
增安型电气设备，虽然能在组别较高的爆炸危险环境中安全使用，但是一量内部元件出现故障时，就无法保证防爆的安全性，所以要认真考虑使用环境，维修管理等条件，然后要确定是否适合选用。
选用增安型电动机、变压器等，须配备相应的过载保护装置或过热装置。此外，鼠笼型感应电动机，必须充分地加以保护，运行时不得超过容许堵住时间tD值。
3．通风、充气型结构
通风充气型结构的电气设备是靠配有供应保护气体和保护装置来确保防爆性能。故必须根据使用场所的爆炸危险程度和设备是否经常打火，装配最合适的保护装置。
在一般情况下，电气设备内部不得有影响安全的通风死角。在正常运行时出见口处的风压或充气气压均不得低于10毫米汞柱，否则，应立刻发出报警或切断电源。设备内部的火花电弧不允许从任何间隙处或出风口处吹出来。
通风充气型结构在使用上与爆炸性物质的传爆级别无关，多用于内部元件易损坏的设备上或较大型的电气设备上，或以自燃点为T4、T5为对象的很难制成其它防爆结构形式的电气设备上。
4．防爆充油型结构
充油型防爆结构在便用上与传爆等级无关，适合于小型操作开关上。防爆充油型结构设备表面和油的温度，在操作频度和电流强度可能达到严重过载时也不得超过表1-1的规定。这一规定不单指该结构，凡是防爆结构都有这一要求。在冷态犀油层深度（油面至产生火花或电弧部分之间的距离）应为最小试验保护深度的2倍，但不得小于10毫米。
充油型防爆电气设备充入的油液，应具有较高的化学稳定性。为了观察油位的高度，设备上要安有油位指示器或有油位信号装置。
油浸式防爆结构的开关、控制器等设备，由于油的劣化或泄漏等原因，设备损坏很难维修，应特别注意。另外，由于倾斜或油面摇动而使防爆性能受到损害时，设备不能再继续使用。
5．本质安全型结构
本质安全型防爆结构，仅适用于弱电流回路。如测试仪表、控制装置等小型电气设备上。无论在正常情况下，还是非正常情况下发生的电火花或危险温度，都不会使爆炸性物质引爆，因此这种结构是安全性较高的防爆结构。其中电路或设备上的所有元件表面温度必须小于规定，以防止热效应引起的点燃。
本质安全型防爆结构的电气回路，必须与其它电路相隔离，以防混线电磁或静电感应，特别是结构外部的配线。要采取周密的措施，才能确保电气设备和配线的防爆性能。
表1-1 允许最高表面源度
组别
最高表面温度
T1
T2
T3
T4
T5
T6
450℃
300℃
200℃
135℃
100℃
85℃
6．特殊型结构
所谓特殊防爆结构电气设备，是指除上述典型结构型式以外的防爆结构。因此要充分考虑法定检验机关认可时附加的使用条件。
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电机温度达到热稳定前，可把温度测试软件的温度测试间隔设置较大些，如设置成10、15 m in或更长时间都可，这样所采集的温度数据便于察看和对比。当电机温度稳定后，电机断电瞬间之前，一般情况下必须把温度测试软件的温度测试间隔设置较小些，否则断点后电 机外壳表面的温度骤升，但温度测试软件就可能在此时间内未捕捉到可能出现的最高温度值，而电机表面温度又缓慢地降下来了，为避免此现象的发生，应把温度测试间隔设置为5～1 0 s为好，对于某些电机正常运行时不带风扇，或者电机断电后外壳表面温度变化不明显的 电机，也可把温度测试间隔适当调大些，这都可根据具体情况进行相应的设置，而不可漏掉可能出现的最高温度。
根据防爆标准关于温度试验的要求，电机进行温度试验前的所有准备工作完成后，对其施加 0.9倍的额定电压，保持额定频率不变，并利用转矩转速传感器监测电机输出功率为额定功 率，保持该运行状态直至电机温升达到热稳定状态为止。为了缩短试验时间，可在试验开始时适当过载。电机断电后要继续测试其表面温度，直到电机表面温度逐渐缓慢下降以后，就 可以停止温度试验。在整个温度试验当中，温度测试软件记录了多组数据，而该软件能自动找出试验中的最高温度值，且能打印出整个过程的温度曲线，便于试验人员分析和汇总。较 常见的温度试验曲线如图1所示。
某厂家30 kW-4 p电机的最高工作环境温度是40 ℃，防爆标志为ExdIIBT4。从图1中可看 出，该电机实测最高表面温度为T6热电偶所测的温度（80.7 ℃），轴承外盖温度为T3热电 偶，当时的环境温度为27.4 ℃，由此可算出该样机的最高表面温度为：80.7－27.4+40=93. 3 ℃，符合T4温度组别。
3 美国UL 674标准温度试验方法简介及两者的差异
美国UL 674标准规定了适用于I类1级、C、D组，和II类1级、E、F、G组的电机和发电机，同样也规定了I类1区、IIA、IIB组别防爆电气设备的相关要求，本文所涉及到的内容仅限于防 爆电机的温度试验，便于与上述国内防爆电机温度试验方法进行对比，该标准中有关电机温度试验方法的详细介绍可参见《电气防爆》 2002年第3期“美国UL 674标准对防爆电机温 度试验的有关要求” 一文 ，在此仅简单说明和补充以下几点。
(1) 试验项目较多，这取决于该电机是否安装有限温装置，并且根据安装位置不同，所做的 试验项目也不同，主要的试验项目包括：正常温度试验、过载试验、过载至烧毁试验、单相试 验、堵转试验、72 ｈ堵转试验、15天堵转耐久试验。
(2) 试验电压划分得较细，针对60 Hz电源，各个规定电压分段的试验电压均为该电压分段的最高值；而额定电压高于600 V的或不在上述电压分段内的，其试验电压为额定值的100% ～105%；其他工作频率电源的试验电压即为其额定值。
(3) 试验环境条件较苛刻，电机本身不带限温装置的温度试验，所有项目必须在40 ℃环境 温度或高于40 ℃的最大规定环境温度状态下进行；而带有限温装置的电机，仅有正常温度试 验必须在40 ℃环境温度或高于40 ℃的最大规定环境温度状态下进行；除了上述两种情况外的电机温度试验项目可在10～40 ℃范围内进行，但最终结果即最高温度需按40 ℃环温进行 修正。
(4) 温度试验时要求的测试位置较多，所用测试传感器均匀分布在电机外壳前中后整个外 表面共12点，另外在电机轴伸方向前后两端盖地方分布4个测试点，并且在电机两端定子绕组端部各布置3个测试点，以便于同时考核定子绕组的绝缘性能和检测绕组的最高温度。我 们可从电机外表面分布的16个测试点的温度值，得出相应的最高温度，或按此值再按40 ℃ 环温进行计算得出最高温度值。
(5) 记录的实验数据信息量较大，且实验结果的判断较复杂，所 有的温度试验项目必须记录当时的工作电压、电流和输入功率，以及22个测试点的温度值等 ，所要存储的原始信息比较多；而每一项温度试验都得按相应温度组别分别进行判断，是否 符合标准规定，最后综合所有温度试验项目结论才能判断该温度试验是否合格。
(6) 美国NEC 500防爆标准关于温度组别的划分较细，如我国防爆标准中T3温度组别只允许2 00 ℃，T4温度组别只允许135 ℃，而美国T3组又细分成，T3（200 ℃）、T3A（180 ℃）、 T3B（165 ℃）、T3C（160 ℃），具体的对照见表1。
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