防爆電器

防爆電器主要分為：防爆燈具、防爆電器、防爆管件 、防爆防腐電器、粉塵防爆電器、不鏽鋼防爆電器。

通常來説，防爆電器是指存在有爆炸危險性氣體和蒸氣的場所採用的一類電氣設備。化工生產經常遇到各種有爆炸危險性的氣體和蒸氣，在有這些介質的地方，按照有關規範、標準和規定，正確選用合適的防爆電器，是保證安全生產、防止爆炸和火災發生的重要措施。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]  。

GB 3836.1~15-2010 爆炸性環境用電氣設備

GB 12476.1~10-2013 可燃性粉塵環境用電器設備

主要包括用於控制照明系統的照明配電箱和用於控制動力系統的動力箱。這類產品大部分結構為組合式，最多可控制12個迴路，其外殼大部分是以鑄造鋁合金材料製作的，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。其內部主要由斷路器、接觸器、熱繼電器。轉換開關、信號燈、按鈕等元件構成，製造廠還可根據用户需要而選擇配備。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，只是變成一個單件而已。因此這些產品也劃歸到這類產品中來。

此類產品包括手動起動器、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產品。防爆起動器類產品作為終端控制設備，一般是一台起動器控制一台電動機，屬於量大面廣類產品。其外殼殼體通常由鑄造鋁合金或鋼板製成。其內部一般由接觸器（空氣式或真空式）、電動機保護系統、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、遠距離控制和自動控制功能。也有的產品中安裝有斷路器作總開關，使產品更加完善。

這類產品市場需求量相對來説也很大，所以生產廠家也比較多，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產品。這些產品的防爆等級可達ⅡCT6級別，其防爆外殼殼體通常是採用鑄造鋁合金壓鑄而成的複合型結構，也有少數製造廠採用其它材質外殼。這類產品的特點是體積小，內部元件單一、技術含量較低、結構簡單、製作容易。

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酯，玻璃纖維增強不飽合聚酯樹脂或ABS塑料注塑來製造，也有少量是用鑄鋁壓鑄成形的。一般結構為增安型外殼，內裝隔爆型元件，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製成一體，有的製成分體，各有特點。其材質基本上是用鑄造鋁合金材料製造。內部由各種儀表、轉換開關、按鈕和信號燈等元件組成。可以根據不同需要進行組合 ^[2]  。

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、並聯進行導線分接。這就勢必造成接頭部分外濾，容易引發事故。防爆接線箱類產品就是為解決這類問題而生產的產品，以求進一步保證安全生產。這類產品包括接線箱、接線盒、穿線盒、吊線盒、分線盒等產品，其外殼主要由鑄造鋁合金製造。根據需要設有很多進線和出線引入裝置，箱內裝有接線端子，用來進行連接或分接之用。這類產品大部分製成隔爆型或增安型，體積有大有小，差異較大，防爆等級可達ⅡC級。

任何一個工作場所和環境都必須採取照明措施，含有各種爆炸性氣體的場所也不例外。由於其使用場所很多，遍佈各個生產角落，因而使得防爆燈具類產品大批量生產。這類產品品種多、規格全，但大致可分為照明用、標誌用、信號用、手提用等幾種形式，從光源種類可分為白熾燈、自鎮汞燈、高壓納燈，金滷燈、鏑燈和熒光燈，從結構上分更加繁多，大致上有吊式、掛式、牆壁安裝式、吸頂式、手提式、懸臂式等。從安裝角度來説，防爆燈具類可以從30°～90°內都能實現。從功率來説，可以從幾十瓦到幾百瓦。安裝高度從地面開始到幾米高。可以説，防爆燈具是所有防爆電氣產品中產量最大，使用最多的產品。而且，由於其特定功能，造成了損耗大、更換量大的局面。這類產品的結構形狀各異，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，基本上可以滿足用户在ⅡC級以下場所的各種照明和顯示功能的需要。

防爆連接件主要功能是進行電纜連接和電纜分支之用。其主要產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，產品外殼有金屬和塑料材質製成，防爆等級可達ⅡC級。其內部主要由接插件組成，有的產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。不帶開關的產品也具有先斷開主迴路後斷開接地線，先插入接地線後插入主迴路之功能。這都是為保證安全狀態下操作。這類產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。

此類產品主要包括防爆吊扇、防爆排風扇和防爆軸流風機等產品，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。

石化企業在生產過程中經常需要一些加熱設備和電氣取暖設備，因此這類產品的防爆問題也是十分重要的。主要產品有防爆電暖器、防爆加熱器。由於防爆控制變壓器和防爆鎮流器等產品儘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，所以全部劃入此類產品中。當然，也會出現很多用高科技材料製成的電熱設備，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，而且往往具有對温度進行控制或監視的保護功能。此類產品基本上為隔爆型，防爆等級為ⅡBT4級 ^[3]  。

在某些生產場合，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。其主要產品有防爆指示燈、防爆電鈐、防爆電笛、防爆峯鳴器等產品，結構通常為隔爆型，用鑄造鋁合金製造，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。

這類產品主要有防爆電磁鐵、防爆電磁閥、防爆電磁驅動器等產品。其工作原理是在電磁場作用下，通過產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，用鑄鋼或鑄鐵製造，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。

在複雜的生產過程中往往會遇到許多的特殊要求，對此需製造出特殊的防爆電器產品。由於此類產品產量少，要求特殊，屬非標準類產品，因此將其歸納為防爆其它類。主要有電工儀表、温度變送器、壓力變送器、速度變送器、液位計、定量控制儀、點火裝置、攝像機等產品。這些產品基本上是以生產需要而製造的，儘管其性能要求各不相同，但大部分產品為金屬製作的外殼，其型式為隔爆型或增安型結構，也有很少一部分產品為本質安全型產品，其工作電壓和工作電流一般都比較低，防爆等級為ⅡCT6級。

以上將工廠用防爆電器產品大致分為十二大類，以求得對這些產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。

應當指出的是：還有一些產品，如變徑接頭、密封接頭、管接頭、活接頭、撓性連接管等產品，很多製造廠將它們也列為防爆產品，這是一個錯誤認識。這些產品只能稱之為防爆電器產品的輔助件。因此，這裏的產品分類沒有包括這些產品。

根據在實際生活中的需要，在民用上也需要一些防爆產品，這類產品比較雜，所以歸一為民用防爆產品，主要有防爆三輪車，防爆電鑽等。這類產品要求技術比較高。也是防爆行業的一個新起點，和新方向 ^[2]  ！

便攜式、本質安全型儀器儀表的外殼有時採用塑料外殼，有時採用金屬外殼。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。 塑料外殼應經過抗衝擊試驗和熱穩定試驗。

正常運行產生火花、電弧或危險温度的電氣設備、功率大於250W或電流大於5 A的Ⅰ類電氣設備，均須採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。盒接線盒內壁應塗耐弧漆，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，對於防爆電器，要在其外殼的明顯處有永久性的 Ex 防爆總標誌及 MA 安全標誌。

針對某些地方煤礦井下存在的電機違章操作現象，我們研製了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 3 mm 厚鋼板。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 437 mm×308 mm，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 標誌，防爆標誌 dⅠ（150℃）， 此外，銘牌上還標有名稱、型號、額定電壓、額定電流、防爆合格證編號、安全標誌、出廠編號、製造日期等。

首先，電路的設計要完成電器的電氣功能，保證電氣原理的正確性。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，研製 QF40 型防爆起動器時，將接線柱的爬電距離設計為不小於16 mm，電氣間隙不小於10 mm。隔爆腔內電器元件及裝配佈置爬電距離不小於16 mm，電氣間隙不小於10 mm。隔爆接線腔內設有內接地螺栓。外殼設有外接地螺栓。

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

本質安全型便攜式電氣設備最常用的獨立電源是乾電池和蓄電池。乾電池和蓄電池電源都屬於電阻性電路，可按電阻性電路最小點燃電流曲線確定電源安全參數。按電池最高電壓查出相應最小點燃電流，再除以安全係數值（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態是電池直接短路。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於設計允許值，必須串加限流電阻。並且，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、硅橡膠、工業石蠟等。

例如，我們在設計鋼弦頻率計時特製的本安電池組，由4節5#充電電池串接而成，並串入一個用康銅絲自制的限流電阻，其功率為5.2 W 。並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。由於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。

對於隔爆型電器的電源，是在上級斷電時，在隔爆接線盒內接線，完成電器電源的連通工作。

1、爆炸性氣體環境危險區域的劃分

0區：連續出現或長期出現爆炸性氣體混和物的環境。

1區：在正常運行時可能出現爆炸性氣體混和物的環境。

2區：在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混和物的環境或即使出現也僅是

短時存在的爆炸性氣體混和物的環境。

0區一般只存在於密閉的容器，貯罐等內部氣體空間，在實際設計過程中1區

也很少存在，大多數情況屬於2區。

2、防爆電氣設備分為二類：

Ⅰ類煤礦井下用電氣設備

Ⅱ類除礦井以外的場所使用的電氣設備

Ⅱ類電氣設備，按其適用於爆炸性氣體混合物最大試驗安全間隙或最小點燃電流比，分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三類；並按其最高表面温度分為T1～T6六組。

3、爆炸性氣體混合物按引燃温度分組：

（1）隔爆型電氣設備

具有能承受內部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，並阻止內部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播的電氣設備外殼的電氣設備，其標誌為“d”。

（2）增安型電氣設備

在正常運行條件下不會產生電弧、火花或可能點燃爆炸性混合物的高温，結構上採取措施提高安全裕度，以避免在正常和認可的過載條件下出現電弧、火花或高濕電氣設備，其標誌為“e”。

4、防爆原理電氣設備引燃可燃性氣體混合物有兩方面原因：一個是電氣設備產生的火花、電弧、另一個是電氣設備表面(即與可燃性氣體混合物相接觸的表面)發熱。對於設備在正常運行時能產生電弧、火花的部件放在隔爆外殼內，或採取澆封型、充砂型、充油型或正壓型等其他防爆型式就可達到防爆目的。而對於增安型電氣設備是對在正常運行時不會產生電弧、火花和危險高温的設備，如果在其結構上再採取一些保護措施，盡力使設備在正常運行或認可的過載條件下不會發生電弧、火花和過熱現象，就可進一步提高設備的安全性和可靠性。因此這種設備在正常運行時就沒有引燃源，而可用於爆炸危險環境。

防爆電器適用範圍：

1．適用於爆炸性氣體環境0區、1區、2區危險場所；

2．適用於IIA、IIB、IIC級爆炸性氣體環境；

3．適用於可燃性粉塵環境20區、21區、22區；

不同的國家和地區，按各自的標準劃分爆炸危險區域。我國根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間，將爆炸性氣體環境分為O區、1區和2區。（與IEC國際電工委員會一致）

0區：連續出現或長期出現爆炸性氣體混合物的環境。

1區：在正常運行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境。

2區：在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的環境或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環境。

0區一般只存在於密封的容器，貯罐等內部氣體空間，在實際設計過程中1區也很少存在，大多數情況屬於2區。

1、Ⅰ類煤礦井下用電氣設備。

2、Ⅱ類除礦井以外的場合使用的電氣設備。

3、Ⅱ類電氣設備，按其適用於爆炸性氣體混合物最大試驗安全間隙或最小點燃電流比，分為ⅡA，ⅡB，ⅡC三類；並按其最高表面温度分為T1-T6六組。

4、爆炸性氣體混合物按引燃温度分組。

5、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（MICR）分級。

性質：在規定試驗條件下，氣體、蒸氣爆炸性混合物的最小點燃電流與甲烷爆炸性混合物的最小點燃電流之比。中國規定氣體、蒸氣危險物質按最小點燃電流比分為ⅡA級，ⅡB級和ⅡC級。最小點燃電流比≤1.0，>0.8的為ⅡA級；≤0.8，>0.45的為ⅡB級；≤0.45的為ⅡC級。例如，乙烷、乙烯、乙炔分別為ⅡA級，ⅡB級，ⅡC級危險物質 ^[2]  。