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增安型防爆配電箱結(jié)構(gòu)的安全性
當(dāng)前位置:
增安型防爆配電箱是指對正常條件下不會產(chǎn)生電弧或電火花的配電箱,進(jìn)一步采取措施,提高其安全程度,防止配電箱產(chǎn)生電弧、電火花及危險高溫。其防爆標(biāo)志為“e”。增安型配電箱的制造及檢驗(yàn)應(yīng)執(zhí)行GB3836.1-2000,GB3836.3-2000標(biāo)準(zhǔn)。
增安型防爆配電箱
增安型防爆配電箱是采取了以下結(jié)構(gòu)措施來提高安全性的:
一、有效的防爆配電箱外殼防護(hù):
?。?)增安型防爆配電箱是依靠外殼的防護(hù)措施來保護(hù)內(nèi)部的電氣部件的。外殼防護(hù)措施不好,粉塵及水分會侵入殼體內(nèi)的電氣絕緣構(gòu)件上,造成配電箱過載或短路,產(chǎn)生電火花或電弧,引燃周圍的爆炸性氣體混合物;
(2)外殼防護(hù)等級的代碼為IP,后加防外物侵入及防水侵入數(shù)字代號,如IP54表示防外物侵入5級,防水侵入4級,意義為殼體內(nèi)有少量粉塵侵入,但不影響防爆配電箱的正常運(yùn)行,任何方向的濺水對配電箱的正常運(yùn)行無影響。關(guān)于外殼防護(hù)等級的劃分及試驗(yàn)見GB4208-1993標(biāo)準(zhǔn)。
?。?)增安型防爆配電箱的外殼防護(hù)等級應(yīng)符合以下規(guī)定:內(nèi)裝裸露帶電零件的外殼(如接線連接件),至少應(yīng)有IP54的外殼防護(hù)等級;內(nèi)裝絕緣帶電零件的外殼(如電磁閥線圈),至少應(yīng)有IP44的外殼防護(hù)等級。
二、防爆配電箱電路的可靠連接:
1、防爆配電箱外部電纜的連接:
?。?)外部電纜進(jìn)入防爆配電箱后,一般都在接線端子處接線。如果連接件尺寸過小,連接件上的電流密度過高將造成接點(diǎn)過熱,如果連接松動接觸不良將產(chǎn)生電火花,都有可能引燃周圍的爆炸性氣體混合物。為此,電氣連接件應(yīng)有足夠尺寸,保證與防爆配電箱額定電流相適應(yīng)的導(dǎo)線可靠連接;
(2)無論連接件的結(jié)構(gòu)如何,均應(yīng)有可靠固定和防松措施,制造廠在說明書中應(yīng)規(guī)定連接導(dǎo)線的規(guī)格及數(shù)量;
?。?)連接件在規(guī)定的扭轉(zhuǎn)力距下不應(yīng)轉(zhuǎn)動及損壞;
(4)連接件應(yīng)有一定的接觸壓力,并應(yīng)在溫度變化時也不會削弱其接觸壓力;
(5)連接件不應(yīng)在固定位置上自動滑出;
(6)連接件不應(yīng)通過絕緣材料傳遞接觸壓力;
(7)用作多股導(dǎo)線的連接件須有彈性零件,保證4.0mm2及以下的芯線都有可靠連接。
鋁導(dǎo)線不能直接和連接件連接,應(yīng)采用銅鋁過渡接頭。
2、防爆配電箱內(nèi)部導(dǎo)線的連接:
增安型防爆配電箱內(nèi)部導(dǎo)線的連接同樣應(yīng)連接可靠,并應(yīng)消除不適當(dāng)?shù)臋C(jī)械應(yīng)力。因此只允許采用以下導(dǎo)線的連接方法:
a)能防止松動的螺栓及螺釘連接;
b)擠壓連接;
c)導(dǎo)線用機(jī)械方法連接后,再用錫焊連接;
d)硬焊連接;
e)溶焊連接。
增安型防爆配電箱的內(nèi)部配線大多采用a,b,c之一連接方式;當(dāng)連接要求足夠的機(jī)械強(qiáng)度及耐熱性時,應(yīng)采用d,e之一連接方式,如鼠籠式三相異步電動機(jī)導(dǎo)條和端環(huán)的焊接。
三、增大防爆配電箱電氣間隙及爬電距離:
電氣間隙是指兩個導(dǎo)電部分之間的最短空間距離;爬電距離是指兩個導(dǎo)電部分之間沿絕緣材料表面的最短距離。前者與空氣的擊穿電壓有關(guān),后者與絕緣材料表面閃絡(luò)電壓有關(guān)。
1)電氣間隙:
計算電氣間隙應(yīng)按零件的作用及所處的位置來考慮,并有以下兩種形式:
a)帶電零件之間及帶電零件與接地零件之間;
b)帶電零件與易碰零件之間。
所謂易碰零件是指易被操作者觸及的金屬零件,如防爆配電箱的外殼、操作手把、框架或底板等。這類零件雖然正常時不帶電,但如果不接地又發(fā)生電氣零件絕緣損壞就有可能帶電,對其碰觸就會引起火花。
電氣間隙與導(dǎo)電零件所施加的工作電壓有關(guān),如果施加的工作電壓有一定的范圍,則應(yīng)按最高工作電壓來確定。如變送器的工作電壓為DC12V-36V,則連接接線端子應(yīng)按DC36V計算。
電氣間隙應(yīng)按GB3836.3-2000標(biāo)準(zhǔn)圖2中例1-11的指導(dǎo)方法來計算,并應(yīng)符合表1的要求。如工作電壓為AC220V時,最小電氣間隙為5.0mm;如工作電壓為AC380V時,最小電氣間隙為6.0mm,如工作電壓為DC60V時,最小電氣間隙為2.1mm。以上的最小電氣間隙均比低壓防爆配電箱提高1-3mm。
2)爬電距離:
防爆配電箱電氣部件的絕緣材料如選擇不恰當(dāng),或?qū)щ娏慵g的距離設(shè)計得過小,當(dāng)絕緣材料表面存有灰塵、導(dǎo)電介質(zhì)時,在電場的作用下,會產(chǎn)生漏電、局部熱分解、絕緣材料表面碳化現(xiàn)象。嚴(yán)重時將形成放電通道,產(chǎn)生電火花、電弧及局部發(fā)熱。
爬電距離的計算應(yīng)根據(jù)工作電壓、絕緣材料的耐泄痕性和絕緣材料的表面形狀有關(guān)。
耐泄痕性是指在固體有機(jī)絕緣材料表面施加可電離分解污染液或污染雜質(zhì)時對電場的作用力。它是以確定相比漏電起痕指數(shù)來劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲa三個等級的。Ⅰ類絕緣材料為上釉的陶瓷、云母、玻璃等無機(jī)材料等;Ⅱ類絕緣材料為三聚腈胺石棉耐弧塑料、硅有機(jī)石棉耐弧塑料、不飽和聚脂團(tuán)料等;Ⅲa類絕緣材料為聚四氟已稀、三聚腈胺玻璃纖維塑料、表面用耐弧漆處理的環(huán)氧玻璃布板等。
爬電距離應(yīng)按GB3836.3-2000標(biāo)準(zhǔn)圖2中例1-11的指導(dǎo)方法來計算,并應(yīng)符合表1的要求。如工作電壓為AC220V時,最小爬電距離為6.3mm(Ⅱ級材料);如工作電壓為AC380V時,最小爬電距離為10.0mm(Ⅱ級材料),如工作電壓為DC60V時,最小爬電距離為2.6mm(Ⅱ級材料)。
防爆配電箱內(nèi)的電路板,如工作電壓低于60V時,與外部導(dǎo)線連接的接點(diǎn)其最小值應(yīng)為3.0mm。
四、防爆配電箱選用優(yōu)質(zhì)的絕緣材料:
通常,從絕緣材料產(chǎn)品的形態(tài)可分為三大類:氣體、液體、固體絕緣材料。氣體絕緣材料在高壓開關(guān)中應(yīng)用較廣,液體絕緣材料以礦物油為主用作低壓變壓器的絕緣油;固體絕緣材料大量用作防爆配電箱的絕緣構(gòu)件。防爆防爆配電箱的絕緣材料有以下要求:
1)固體絕緣材料應(yīng)有不燃、難燃性能;
2)固體絕緣材料吸潮性要??;
3)固體絕緣材料應(yīng)有耐電弧性能;
4)固體絕緣材料應(yīng)有耐熱性能。
所謂耐熱性是指固體絕緣材料在某一溫度下能長期運(yùn)行而不會損壞的工作溫度值。固體絕緣材料應(yīng)能保證工作在高于設(shè)備連續(xù)運(yùn)行溫度至少20.0℃,但不低于80.0℃時,仍有良好的機(jī)械性能。
防爆配電箱的工作溫度不同,要求選用的耐熱等級也不同。固體絕緣材料的耐熱等級分為Y、A、E、B、F、H、C八個等級。B、F絕緣材料用得較多,如三聚腈胺石棉耐弧塑料,DMC塑料,其極限溫度在130-155℃之間。
增安型防爆配電箱還對電動機(jī)、變壓器、電磁鐵的繞組用線做了以下規(guī)定:至少應(yīng)包覆兩層絕緣材料的裸線;至少應(yīng)包覆一層絕緣材料的薄型漆包線;QZ-2型牌號的厚漆包線。同時,繞組應(yīng)采用以下浸漆方法之一:沉浸法;滴注法;真空浸漬法。不能采用涂刷及噴灑方法作為浸漬處理。如果使用有機(jī)溶劑作為浸漬劑時,浸漬及干燥過程必須進(jìn)行二次。
增安型防爆配電箱的繞組不允許采用公稱直徑小于0.25mm的導(dǎo)線繞制,如有特殊原因,可將繞組制成本質(zhì)安全型或膠封型結(jié)構(gòu)。
五、限制防爆配電箱的表面溫度:
限制設(shè)備的表面溫度是增安型防爆配電箱主要的防爆措施。因?yàn)?,增安型防爆配電箱的外殼只有防護(hù)功能,設(shè)備的表面溫度不能考慮外殼的表面,而應(yīng)考慮殼內(nèi)的電氣部件表面溫度。這樣,很難提高設(shè)備的溫度組別,因此,須從限止極限溫度及進(jìn)行電氣保護(hù)兩個方面著手解決。
1)極限溫度:
所謂極限溫度是指防爆配電箱或其部件的最高允許溫度。在確定極限溫度時,應(yīng)考慮兩個因素:爆炸性氣體混合物被點(diǎn)燃的危險溫度;結(jié)構(gòu)材料的極限溫度。對于繞組還應(yīng)符合GB3836.3-2000標(biāo)準(zhǔn)第4.7.3條表3的規(guī)定;對于電動機(jī)應(yīng)在啟動、額定運(yùn)行或規(guī)定的過載狀態(tài)(tE時間結(jié)束時),其任何部位的最高表面溫度均不允許超過規(guī)定的溫度組別;單插頭熒光燈的鎮(zhèn)流器應(yīng)考慮燈管老化后產(chǎn)生的整流效應(yīng)。
對于導(dǎo)線及所有安裝的金屬部件,還應(yīng)符合以下規(guī)定:不允許降低材料的機(jī)械強(qiáng)度;不允許因熱膨脹而超過材料的許用應(yīng)力;不允許損壞鄰近的絕緣材料。
2)電氣保護(hù)裝置:
增安型防爆配電箱在運(yùn)行時,還會產(chǎn)生過載、短路現(xiàn)象。將使電氣部件局部造成過熱及電火花,引燃周圍的爆炸性氣體混合物。所以,增安型防爆配電箱還應(yīng)加電氣保護(hù)裝置。
保護(hù)裝置一般有兩種形式:
a)電流保護(hù)方式:
由熔斷器、斷路器、熱保護(hù)元件組成控制電路。當(dāng)防爆配電箱過載時,熱元件自動脫開,供電電源切斷。也稱間接控制方式。
b)溫度保護(hù)方式:
將熱敏元件埋入繞組內(nèi)部進(jìn)行控制的溫度保護(hù)方式。由于熱敏元件直接反映溫度的變化,也稱直接控制方式。
3)增安型防爆配電箱還對旋轉(zhuǎn)電機(jī)、饋電網(wǎng)絡(luò)供電的燈具、自帶電源的手燈和頭燈、測量儀表及儀表用電流互感器、蓄電池、通用接線盒及分線盒、電阻加熱元件及加熱器作了相關(guān)規(guī)定。
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