第４９ 第４９卷（总第１善雾 期）７７期） （ｆ ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ—一 ＰＲＯＯＦ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＭＡＣＨＩＮＥ）） Ｉ ，爆＇脊 １龟机 Ｌ． 防爆电气设备的安全运行 张玉大 ，王方利 （１．中海油安全技术服务有限公司，天津３００４５２； ２．佳木斯防爆电机研究所，黑龙江佳木斯１５４００５） 摘要防爆电气设备的选用与安装应与现场环境相适应，根据爆炸危险场所的区域、气体 或蒸汽类别、引燃温度来确定设备防爆级别。同时还要考虑诸如海洋气候、湿热、瘸蚀性环境及外 部热源等环境条件的影响，其布线和电缆引入应符合相应标准的规定，并加强现场专业检查，以确 保现场安全运行。 关键词防爆电气；选型；安装 ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１００８－７２８１．２０１４．０２。０９ 中图分类号：ＴＭ３５７文献标识码：Ｂ文章编号：１００８－７２８１（２０１４）０２－００２６－００４ Ｓａｆｅ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ－Ｐｒｏｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｚｈａｎｇ Ｙｕｄａ ａｎｄ Ｗａｎｇ Ｆａｎｇｌｉ （１．ＣＮＯＯＣ Ｓａｆｅｔｙ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉａｍｕｓｉ Ｅｘ— ｐｌｏｓｉｏｎ．Ｐｒｏｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉａｍｕｓｉ １ ５４００５。Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ—ｐｒｏｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｆｉｅｌｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ—ｐｒｏｏｆ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｄｅｔｅｒ— ｍｉｎｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｒｅａ，ｔｈｅ ｇａｓ ｏｒ ｖａｐｏｒ ｃｌａｓｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｌｏｃａｔｉｏｎ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｓｉｄ－ ｅｒｅｄ ｓｕｃｈ ａｓ ｍａｒｉｎｅ ｃｌｉｍａｔｅ，ｈｏｔ ａｎｄ ｈｕｍｉｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，ｃｏｒｒｏｓｉｖｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｈｏｔ ｓｏｕｒｃｅ．Ｔｈｅ ｗｉｒｉｎｇ ａｎｄ ｃａｂｌｅ ｅｎｔｒｙ ｓｈａｌｌ ｃｏｍｐｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｉｔｅ ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｎ ｓｉｔｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ—ｐｒｏｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ；ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ Ｏ 引言 在石油、化工、冶金等特殊环境的工业生产 中，存在着易燃易爆的危险。火灾和爆炸的发生 必须具备三个条件：可燃性物质、助燃物质、引燃 源。只要控制了其中一个条件，就能够避免爆炸 的形成。经过多年实践，采用防爆电气设备来限 制产生火花、电弧、危险温度等引燃源是比较科学 和经济的措施。通过对海上钻井平台及部分化工 企业的现场检查发现隔爆型电气设备在选型、安 为Ｉ类和ＩＩ类，其中Ｉ类设备用于煤矿瓦斯气体 环境，ＩＩ类设备用于除煤矿瓦斯气体之外的爆炸 性气体环境。 图１所示为海上石油平台选用了ｄＩ类设备， 由于不同类别的气体爆炸时的最大爆炸压力和最 大试验安全间隙不同，其对应设备在隔爆结构、参 数上有不同的要求，其隔爆外壳的防爆性能是完 全不同的。那么在ＩＩ类场所海上石油平台使用 了Ｉ类设备，等同于选用了非防爆设备。 装、维护、产品结构等方面均存在问题，形成安全 隐患，严重影响现场的安全运行。 １ 隔爆型电气设备使用中的典型问 题 １．１ 设备类别与使用环境不相符 隔爆型电气设备按照使用场所的气体环境分 ２６ 图１海上石油平台选用ｄＩ产品 妨爆也机（ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ—ＰＲＯＯＦ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＭＡＣＨＩＮＥ １ 第４９２诠（０１４总第１年 ２ ７ＪＵ７】 期） １．２未按标准要求进行安装 电气设备因运行及控制要求需将外部电缆引 入到壳体内，为满足现场不同的使用方案，设备制 造商会在设备上预留电缆引人口。ＧＢ ３８３６．２标 准规定，隔爆外壳上设置的如电缆引入装置和导 管密封装置的开孔如果不使用，应用封堵件将其 在一起，应能够阻止内部爆炸传播到外壳周围爆 炸性气体环境。连接隔爆接合面的紧固件不应穿 透隔爆外壳壁，除非它们与壳壁构成隔爆接合面 并且与外壳不可分开，例如使用焊接、铆固或其他 等效方法。图４为隔爆型控制箱紧固螺栓孔与隔 爆腔通透，产品结构不符合标准规定，不能作为隔 爆产品使用。 封堵，使外壳保持隔爆性能。图２为隔爆箱多余 电缆引入口未封堵，导致隔爆腔与外部环境相通， 失去了隔爆外壳的作用，防爆性能失效。 图４紧固螺栓孔与隔爆腔通透 通过以上４个案例分析，隔爆型电气设备在 现场使用中存在的问题涵盖了制造、选型、安装及 图２电缆引入口未进行封堵 使用各方面的问题。产生这些问题的主要原因是 １．３使用中未保证产品结构完整性 按ＧＢ ３８３６．１标准规定，防爆电气设备必须 桐关人员对防爆基础知识缺乏了解，缺乏管理。 普及防爆专业知识、规范设备管理是确保现场安 全运行必要的措施。 进行防爆性能测试，样机合格后，产品制造商不得 随意更改产品结构及参数。在产品使用过程中同 样要注意保证产品的结构完整性。图３为照明开 关壳盖与壳体紧固螺栓应为４个，而现场只安装 了２个，降低了产品承受爆炸压力的联接强度。 现场产品的结构状态与进行隔爆性能检验时不一 ２设备选型应注意的问题 防爆标志是防爆电气设备的最重要技术参 数，包括符号Ｅｘ、防爆型式、设备类别、温度组别、 保护级别。对于爆炸性气体环境选择防爆电气设 备时应根据危险场所区域、气体类别、气体引燃温 度及使用环境条件来确定防爆标志及相应要求。 ２．１按照爆炸性气体存在的不同状况，爆炸性气 致，不能保证产品仍具有原来的防爆性能。 体环境分为０区、１区和２区。防爆电气设备根据 采取技术措施的不同分为隔爆型“ｄ”、增安型“ｅ”、 本质安全型“ｉ”、浇封型“ｍ”、油浸型“ｏ”、无火花 型“ｎ”、充砂型“ｑ”、正压型“Ｐ”等防爆型式。电气 设 的防爆 式与区域对虚关系见表ｌ。 表１ 防爆型式与区域对应关系 图３照明开关紧固螺栓缺失 １．４产品结构不符合隔爆型规定 ＧＢ ３８３６．２标准对隔爆犁设备隔爆接合面结 构型式、紧固件及相关的孔进行了详细的规定，隔 爆外壳不同部件相对应的表面或外壳连接处配合 注：适用于０区的设备还可使用于ｌ区和２区；适用 于１区的设备还可使用于２区。 ２７ 第４９ 第４９卷（ｌｆ４ 薯 期 总第１７７期） （ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ－ＰＲＯＯＦ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＭＡＣＨＩＮＥ）） 爆也机 １Ｉ ２．２爆炸性气体分为Ｉ类和ＩＩ类，其中Ｉ类为煤 矿环境用，ＩＩ类为工厂环境用。ＩＩ类按气体／蒸汽 最大试验安全间隙及最小点燃电流比可分为ＩＩＡ、 ＩＩＢ和ＩＩＣ三种类别。气体分类与设备的类别标 志对应关系见表２。 表２气体／蒸汽分类与设备防爆等级间的关系 典型气体 气体／蒸汽分类设备类别标志 即在危险场所中，中性线与保护线不应连在一起 或合并成一根导线，从ＴＮ－Ｃ到ＴＮ—Ｓ型转换的任 何部位，保护线应在非危险场所与等电位连接系 统相连。危险场所内中性线和ＰＥ保护线间的漏 电监视应给予考虑。 如果在１区使用１ＴＩ１型电源系统（电源接地 与裸露导体部件接地分开），那么电源将使用（剩 余）漏电电流动作保护装置进行保护。但接地电 阻率高的地方，不允许使用该系统。如果使用 ＩＴ型电源系统（中性线与地隔离或经阻抗接地）， 应提供一绝缘监视装置指示第１次接地故障。 ３．２布线要求 电路安装时，在铝被用作导体材料的地方，导 体应采取适当的连接方法，且横截面积不能小于 １６ｒａｍ 。１区和２区危险场所用软电缆应选用下 ２．３ 电气设备的最高表面温度不应超过气体或 蒸汽的引燃温度。例如现场气体温度组别为ｒＩ３， 那么标志 、Ｔ４、Ｔ５和Ｔ６的设备即满足要求。 隔爆型设备最高表面温度指壳体外表面温度，增安 型设备最高表面温度包括内部元器件和壳体外表 面温度。电气设备上温度组别标志意义见表３。 表３温度组别、表面温度和引燃温度之间的关系 列电缆：普通橡胶护套软电缆；普通氯丁护套软电 缆；加厚橡胶护套软电缆；与加厚橡胶护套软电缆 耐用结构相当的塑料绝缘电缆；加厚氯丁护套软 电缆。 无护套单芯电线，应安装在导管系统内，其所 用附件应选用隔爆型产品。为了降低导管在同隔 爆外壳连通中压力重叠效应，导管应按照下列规 定配备密封件：导管进入或离开危险场所的地方； 在正常运行时，所有点燃源外壳的４５０ｍｍ范围 内；含有分接头、接头、电缆头或终端的外壳，与直 径为５０ｒａｍ以上导管连接的地方；导管所有螺纹 连接处应严密拧紧。 如果电气设备未标示环境温度范围，设备应 在一２０℃一４０￣Ｃ温度范围内使用。如果电气设备 电气设备的电缆或导管引入装置未使用的通 孔应采用隔爆型堵塞元件进行封堵，堵塞元件应 保证只能用工具才能拆开。 在危险场所中使用的电缆不能有中间接头。 标注了温度范围，设备只能在该范围内使用。 ２．４隔爆型电气设备外壳多采用金属制成，这些 材料在海洋气候、湿热、腐蚀陛等环境下会受到影 响，在选定防爆电气设备时应对制造商明确使用 环境条件的特殊要求。设备使用时应注意外部热 源对设备最高表面温度的影响。 当不能避免时，除适合于机械的、电的和环境情况 外，连接应该在适应于场所防爆型式的外壳内进 行，或配置的连接不能承受机械应力，应按制造厂 说明，用环氧树脂、复合剂或用热缩管材进行密 ３现场安装注意事项 ３．１ 电源系统安装时应限制接地故障电流（幅 值和／或持续时间）和防止等电位接地导体电位 升高。 如果使用ＴＮ型电源系统，应为危险场所中 的ＴＮ．Ｓ型（具有单独的中性线Ｎ和保护线ＰＥ）， ２８ 封。但不能在１区使用。 ３．３电缆引入系统 当电缆引入系统直接引入隔爆型设备时，应 满足下列条件之一。 （１）电缆引入装置满足ＧＢ ３８３６．２的要求， 并满足该设备使用的电缆具体型号要求； （２）致密和圆形的热塑性、热固性或弹性电 爆＇包机（ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ—ＰＲＯＯＦ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＭＡｃＨＩＮＥ） 第４９卷２０ １（４￣总ｇ薯 期） 缆具有挤压成的衬层和不吸水填料，可以使用隔 设备满足安全生产要求，应引起安全管理部门及 爆型引入装置，按照ＧＢ ３８３６．１５＿２０００标准中 设备使用单位的高度重视。我国针对防爆电器产 图１选择密封圈与之结合； 品生产采取了防爆证和生产许可证管理制度，不 （３）有塑料外套或无塑料外套矿物绝缘电缆 定期对制造企业进行质量监督抽查，但仍有一些 具有相应的隔爆型电缆引入装置； 假冒伪劣产品流入市场。而产品最终使用单位对 （４）设备文件规定的隔爆型密封装置（例如 产品是否符合规定不具备鉴别能力，在工程改造 填料盒或密封腔）或者有文件批准并且与使用电 等项目中会出现一些问题产品。因此，除了正确 缆相适应的电缆引入装置。密封装置如填料盒或 的选用、安装、使用和维护设备外，还应加强对现 密封空腔应有密封填料或其他允许填充在芯线周 场设备的检查，通过专业人员判定或对有异议产 围的相应密封。密封装置应配置在电缆引入设备 品送检验单位检验来杜绝问题产品的使用，确保 的位置； 现场安全运行。 （５）隔爆型电缆引入装置应采取填料密封各 参考文献 根芯线或其他等效密封措施； ［１］ＧＢ ３８３６．１—２０１０爆炸性环境第１部分：设备通用 （６）其他能保证隔爆外壳整体性的措施。 要求． 如果隔爆型设备仅含接线端子或有单独接线 ［２］ ＧＢ ３８３６．２—２ＯｌＯ爆炸性环境第２部分：由隔爆外 空腔，其电缆引入可使用带密封圈的装置；如果设 壳“ｄ”保护的设备． 备为ＩＩＡ、ＩＩＢ级安装于２区或外壳容积小于 ［３］ ＧＢ ３８３６．１５—２０００爆炸性气体环境用电气设备第 ２ ０００ｃｍ ，其电缆引入可使用带密封圈的装置；除 １５部分：危险场所电气安装（煤矿除外）． ［４］ ＧＢ ３８３６．１６—２ｏ０６爆炸性气体环境用电气设备第 以上情况外，隔爆型设备电缆引入装置须符 １６部分：电气装置的检查和维护（煤矿除外）． 合（４）或（５）的规定。 ４ 结语 作者简介：张玉大 男 １９６３年生：．毕业于哈尔滨理 工大学机电技术及自动化专业。现从事防爆安全技术研 隔爆型电气设备的使用及工作状态对危险场 发工作． 所安全生产起着至关重要的作用。如何确保现场 收稿日期：２０１３—１０—１０ －‘｜¨…。ｌ’ｌ¨＂ ＿ｌ¨ｔ｜＿－’＿ｌ¨・”…Ｉ１。’＿ｌ¨｜１－’ ｌ¨－”…Ｉ¨－“…Ｉ一 ‘…… 。… 一… ・… ‘ 。ｌ ‘ 。ｌ－一。 ｌ－・ ’Ｉ－……¨ ‘……“ －”… １… ｛。‘ （上接１３页）世纪末已在瑞典的海上风电场投入 年，５ＭＷ的机组也已经完成技术设计，进一步促 运行，共２台，单机容量３ＭＷ（已完成３～５ＭＷ的 进了永磁电机快速发展的广阔前景。 产品设计），风轮机中心高７０ｍ，转轮直径９０ｍ，３ （２）在开发和运行的过程中，严格按照永磁 个叶片，每个叶片长４５ｍ，由环氧玻璃钢制成。发 式风力发电机的机组结构型式和特色来操作，并 电机转子为具有多极结构的大直径圆盘式永磁 不断积累经验，就可以保证永磁风力发电机的运 体，直径６ｍ，这是至今为止世界上最大的永磁式 行寿命在３０年以上。 转子，转速为１８ｒ／ｍｉｎ，为了适应海上运行，永磁体 （３）我国应当充分利用稀土金属量大这个得 采用防腐材料。机组可在５～２８ｍ／ｓ的可变风速 天独厚的优势，大力发展永磁电机工业。 下运行，风速达到额定值１３ｍ／ｓ时发出额定功 参考文献 率，此时风叶转向顺流节距，已限制输出功率，保 ［１］ 永磁风力发电机结构特点．大中型风力发电机文集 证设备运行寿命。 （Ｄ），哈尔滨大电机研究所，１９９６． ［２］ 戴庆忠．超高压永磁发电机．超高压电机文集（Ｄ）， ４ 结语 哈尔滨电机厂有限责任公司，２００４，１－５． （１）在风力发电机组的各种结构布置型式 作者简介：崔昌焕男１９７９年生；毕业于东北大学材 中，永磁式机组具有许多突出的优点。由于世界 料控制工程专业。现从事发电设备市场技术开发工作． 上单机容量最大的３ＭＷ机组已经成功运行多 收稿日期：２０１３—１０－０８ ２９