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增安型防爆配电箱结构的安全性

       增安型防爆配电箱是指对正常条件下不会产生电弧或电火花的配电箱,进一步采取措施,提高其安全程度,防止配电箱产生电弧、电火花及危险高温。其防爆标志为“e”。增安型配电箱的制造及检验应执行GB3836.1-2000,GB3836.3-2000标准。


增安型防爆配电箱.jpg

增安型防爆配电箱


  增安型防爆配电箱是采取了以下结构措施来提高安全性的:

   一、有效的防爆配电箱外壳防护:

  (1)增安型防爆配电箱是依靠外壳的防护措施来保护内部的电气部件的。外壳防护措施不好,粉尘及水分会侵入壳体内的电气绝缘构件上,造成配电箱过载或短路,产生电火花或电弧,引燃周围的爆炸性气体混合物;

  (2)外壳防护等级的代码为IP,后加防外物侵入及防水侵入数字代号,如IP54表示防外物侵入5级,防水侵入4级,意义为壳体内有少量粉尘侵入,但不影响防爆配电箱的正常运行,任何方向的溅水对配电箱的正常运行无影响。关于外壳防护等级的划分及试验见GB4208-1993标准。

  (3)增安型防爆配电箱的外壳防护等级应符合以下规定:内装裸露带电零件的外壳(如接线连接件),至少应有IP54的外壳防护等级;内装绝缘带电零件的外壳(如电磁阀线圈),至少应有IP44的外壳防护等级。

  二、防爆配电箱电路的可靠连接:

  1、防爆配电箱外部电缆的连接:

  (1)外部电缆进入防爆配电箱后,一般都在接线端子处接线。如果连接件尺寸过小,连接件上的电流密度过高将造成接点过热,如果连接松动接触不良将产生电火花,都有可能引燃周围的爆炸性气体混合物。为此,电气连接件应有足够尺寸,保证与防爆配电箱额定电流相适应的导线可靠连接;

      (2)无论连接件的结构如何,均应有可靠固定和防松措施,制造厂在说明书中应规定连接导线的规格及数量;

  (3)连接件在规定的扭转力距下不应转动及损坏;

      (4)连接件应有一定的接触压力,并应在温度变化时也不会削弱其接触压力;

      (5)连接件不应在固定位置上自动滑出;

     (6)连接件不应通过绝缘材料传递接触压力;

      (7)用作多股导线的连接件须有弹性零件,保证4.0mm2及以下的芯线都有可靠连接。

  铝导线不能直接和连接件连接,应采用铜铝过渡接头。

  2、防爆配电箱内部导线的连接:

  增安型防爆配电箱内部导线的连接同样应连接可靠,并应消除不适当的机械应力。因此只允许采用以下导线的连接方法:

  a)能防止松动的螺栓及螺钉连接;

  b)挤压连接;

  c)导线用机械方法连接后,再用锡焊连接;

  d)硬焊连接;

  e)溶焊连接。

  增安型防爆配电箱的内部配线大多采用a,b,c之一连接方式;当连接要求足够的机械强度及耐热性时,应采用d,e之一连接方式,如鼠笼式三相异步电动机导条和端环的焊接。

  三、增大防爆配电箱电气间隙及爬电距离:

  电气间隙是指两个导电部分之间的最短空间距离;爬电距离是指两个导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离。前者与空气的击穿电压有关,后者与绝缘材料表面闪络电压有关。

  1)电气间隙:

  计算电气间隙应按零件的作用及所处的位置来考虑,并有以下两种形式:

  a)带电零件之间及带电零件与接地零件之间;

  b)带电零件与易碰零件之间。

  所谓易碰零件是指易被操作者触及的金属零件,如防爆配电箱的外壳、操作手把、框架或底板等。这类零件虽然正常时不带电,但如果不接地又发生电气零件绝缘损坏就有可能带电,对其碰触就会引起火花。

  电气间隙与导电零件所施加的工作电压有关,如果施加的工作电压有一定的范围,则应按最高工作电压来确定。如变送器的工作电压为DC12V-36V,则连接接线端子应按DC36V计算。

  电气间隙应按GB3836.3-2000标准图2中例1-11的指导方法来计算,并应符合表1的要求。如工作电压为AC220V时,最小电气间隙为5.0mm;如工作电压为AC380V时,最小电气间隙为6.0mm,如工作电压为DC60V时,最小电气间隙为2.1mm。以上的最小电气间隙均比低压防爆配电箱提高1-3mm。

  2)爬电距离:

  防爆配电箱电气部件的绝缘材料如选择不恰当,或导电零件之间的距离设计得过小,当绝缘材料表面存有灰尘、导电介质时,在电场的作用下,会产生漏电、局部热分解、绝缘材料表面碳化现象。严重时将形成放电通道,产生电火花、电弧及局部发热。

  爬电距离的计算应根据工作电压、绝缘材料的耐泄痕性和绝缘材料的表面形状有关。

  耐泄痕性是指在固体有机绝缘材料表面施加可电离分解污染液或污染杂质时对电场的作用力。它是以确定相比漏电起痕指数来划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲa三个等级的。Ⅰ类绝缘材料为上釉的陶瓷、云母、玻璃等无机材料等;Ⅱ类绝缘材料为三聚腈胺石棉耐弧塑料、硅有机石棉耐弧塑料、不饱和聚脂团料等;Ⅲa类绝缘材料为聚四氟已稀、三聚腈胺玻璃纤维塑料、表面用耐弧漆处理的环氧玻璃布板等。

  爬电距离应按GB3836.3-2000标准图2中例1-11的指导方法来计算,并应符合表1的要求。如工作电压为AC220V时,最小爬电距离为6.3mm(Ⅱ级材料);如工作电压为AC380V时,最小爬电距离为10.0mm(Ⅱ级材料),如工作电压为DC60V时,最小爬电距离为2.6mm(Ⅱ级材料)。

  防爆配电箱内的电路板,如工作电压低于60V时,与外部导线连接的接点其最小值应为3.0mm。

  四、防爆配电箱选用优质的绝缘材料:

  通常,从绝缘材料产品的形态可分为三大类:气体、液体、固体绝缘材料。气体绝缘材料在高压开关中应用较广,液体绝缘材料以矿物油为主用作低压变压器的绝缘油;固体绝缘材料大量用作防爆配电箱的绝缘构件。防爆防爆配电箱的绝缘材料有以下要求:

  1)固体绝缘材料应有不燃、难燃性能;

  2)固体绝缘材料吸潮性要小;

  3)固体绝缘材料应有耐电弧性能;

  4)固体绝缘材料应有耐热性能。

  所谓耐热性是指固体绝缘材料在某一温度下能长期运行而不会损坏的工作温度值。固体绝缘材料应能保证工作在高于设备连续运行温度至少20.0℃,但不低于80.0℃时,仍有良好的机械性能。

  防爆配电箱的工作温度不同,要求选用的耐热等级也不同。固体绝缘材料的耐热等级分为Y、A、E、B、F、H、C八个等级。B、F绝缘材料用得较多,如三聚腈胺石棉耐弧塑料,DMC塑料,其极限温度在130-155℃之间。

  增安型防爆配电箱还对电动机、变压器、电磁铁的绕组用线做了以下规定:至少应包覆两层绝缘材料的裸线;至少应包覆一层绝缘材料的薄型漆包线;QZ-2型牌号的厚漆包线。同时,绕组应采用以下浸漆方法之一:沉浸法;滴注法;真空浸渍法。不能采用涂刷及喷洒方法作为浸渍处理。如果使用有机溶剂作为浸渍剂时,浸渍及干燥过程必须进行二次。

  增安型防爆配电箱的绕组不允许采用公称直径小于0.25mm的导线绕制,如有特殊原因,可将绕组制成本质安全型或胶封型结构。

  五、限制防爆配电箱的表面温度:

  限制设备的表面温度是增安型防爆配电箱主要的防爆措施。因为,增安型防爆配电箱的外壳只有防护功能,设备的表面温度不能考虑外壳的表面,而应考虑壳内的电气部件表面温度。这样,很难提高设备的温度组别,因此,须从限止极限温度及进行电气保护两个方面着手解决。

  1)极限温度:

  所谓极限温度是指防爆配电箱或其部件的最高允许温度。在确定极限温度时,应考虑两个因素:爆炸性气体混合物被点燃的危险温度;结构材料的极限温度。对于绕组还应符合GB3836.3-2000标准第4.7.3条表3的规定;对于电动机应在启动、额定运行或规定的过载状态(tE时间结束时),其任何部位的最高表面温度均不允许超过规定的温度组别;单插头荧光灯的镇流器应考虑灯管老化后产生的整流效应。

  对于导线及所有安装的金属部件,还应符合以下规定:不允许降低材料的机械强度;不允许因热膨胀而超过材料的许用应力;不允许损坏邻近的绝缘材料。

  2)电气保护装置:

  增安型防爆配电箱在运行时,还会产生过载、短路现象。将使电气部件局部造成过热及电火花,引燃周围的爆炸性气体混合物。所以,增安型防爆配电箱还应加电气保护装置。

  保护装置一般有两种形式:

  a)电流保护方式:

  由熔断器、断路器、热保护元件组成控制电路。当防爆配电箱过载时,热元件自动脱开,供电电源切断。也称间接控制方式。

  b)温度保护方式:

  将热敏元件埋入绕组内部进行控制的温度保护方式。由于热敏元件直接反映温度的变化,也称直接控制方式。

  3)增安型防爆配电箱还对旋转电机、馈电网络供电的灯具、自带电源的手灯和头灯、测量仪表及仪表用电流互感器、蓄电池、通用接线盒及分线盒、电阻加热元件及加热器作了相关规定。


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