增安型電氣設備的技術要求

    增安型電氣設備是指對正常運行不會產生電弧或火花的電氣設備進一步采取安全措施，提高其安全程度，防止電氣設備產生危險溫度、電弧或火花的可能性。防爆標志為“e”。

    增安型型電氣設備的設計應符合

    GB3836.1-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分：通用要求;

    GB3836.3-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第3部分：增安型“e”。

    增安型電氣設備應按以下五項技術要求設計：

    1、有效的外殼防護

    增安型電氣設備是依靠外殼的防護措施來保護內部的電氣部件的。外殼防護措施不好，粉塵及水分會侵入殼體內的電氣絕緣構件上，造成電氣設備的過載或短路，產生電火花或電弧，引燃周圍的爆炸性氣體混合物。

    外殼防護等級的代碼為IP，后加防外物侵入及防水侵入數字代號，如IP54表示防外物侵入5級，防水侵入4級，意義為殼體內有少量粉塵侵入，但不影響電氣設備的正常運行，并任何方向的濺水對電氣設備的正常運行無影響。關于外殼防護等級的劃分及試驗見GB4208-1993標準。

    增安型電氣設備的外殼防護等級應符合以下規定：內裝裸露帶電零件的外殼(如接線連接件)，至少應有IP54的外殼防護等級;內裝絕緣帶電零件的外殼(如電磁閥線圈)，至少應有IP44的外殼防護等級。

    2、電路的可靠連接

    (1) 外部電纜的連接

    外部電纜進入電氣設備后，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過熱，如果連接松動接觸不良將產生電火花，都有可能引燃周圍的爆炸性氣體混合物。為此，電氣連接件應有足夠尺寸，保證與電氣設備額定電流相適應的導線可靠連接。無論連接件的結構如何，均應有可靠固定和防松措施，制造廠在說明書中應規定連接導線的規格及數量。

    連接件在規定的扭轉力距下不應轉動及損壞;連接件應有一定的接觸壓力，并應在溫度變化時也不會削弱其接觸壓力;連接件不應在固定位置上自動滑出;連接件不應通過絕緣材料傳遞接觸壓力;用作多股導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。

    鋁導線不能直接和連接件連接，應采用銅鋁過渡接頭。

    (2) 內部導線的連接

    增安型電氣設備內部導線的連接同樣應連接可靠，并應消除不適當的機械應力。因此只允許采用以下導線的連接方法：

    ( a)能防止松動的螺栓及螺釘連接;

    ( b)擠壓連接;

    ( c)導線用機械方法連接后，再用錫焊連接;

    (d)硬焊連接;

    ( e)溶焊連接。

    增安型電氣設備的內部配線大多采用a，b，c之一連接方式;當連接要求足夠的機械強度及耐熱性時，應采用d，e之一連接方式，如三相異步鼠籠式電動機導條和端環的焊接。

        3、增大電氣間隙及爬電距離

    電氣間隙是指兩個導電部分之間的最短空間距離;爬電距離是指兩個導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，后者與絕緣材料表面閃絡電壓有關。

    ( 1)電氣間隙

    計算電氣間隙應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，如電氣設備的外殼、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。

    電氣間隙與導電零件所施加的工作電壓有關，如果施加的工作電壓有一定的范圍，則應按最高工作電壓來確定。如變送器的工作電壓為DC12V-36V，則連接接線端子應按DC36V計算。

    電氣間隙應按GB3836.3-2000標準圖2中例1-11的指導方法來計算，并應符合表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電氣設備提高1-3mm。

    (2) 爬電距離

    電氣設備電氣部件的絕緣材料如選擇不恰當，或導電零件之間的距離設計得過小，當絕緣材料表面存有灰塵、導電介質時，在電場的作用下，會產生漏電、局部熱分解、絕緣材料表面碳化現象。嚴重時將形成放電通道，產生電火花、電弧及局部發熱。

    爬電距離的計算應根據工作電壓、絕緣材料的耐泄痕性和絕緣材料的表面形狀有關。

    耐泄痕性是指在固體有機絕緣材料表面施加可電離分解污染液或污染雜質時對電場的作用力。它是以確定相比漏電起痕指數來劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲa三個等級的。Ⅰ類絕緣材料為上釉的陶瓷、云母、玻璃等無機材料等;Ⅱ類絕緣材料為三聚腈胺石棉耐弧塑料、硅有機石棉耐弧塑料、不飽和聚脂團料等;Ⅲa類絕緣材料為聚四氟乙烯、三聚腈胺玻璃纖維塑料、表面用耐弧漆處理的環氧玻璃布板等。

    爬電距離應按GB3836.3-2000標準圖2中例1-11的指導方法來計算，并應符合表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)。電氣設備內的電路板，如工作電壓低于60V時，與外部導線連接的接點其最小值應為3.0mm。

    4、選用優質的絕緣材料

    通常，從絕緣材料產品的形態可分為三大類：氣體、液體、固體絕緣材料。氣體絕緣材料在高壓開關中應用較廣，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電氣設備的絕緣構件。防爆電氣設備的絕緣材料有以下要求：

    (1)固體絕緣材料應有不燃、難燃性能;

    (2)固體絕緣材料吸潮性要小;

    (3)固體絕緣材料應有耐電弧性能;

    (4)固體絕緣材料應有耐熱性能。

    所謂耐熱性是指固體絕緣材料在某一溫度下能長期運行而不會損壞的工作溫度值。固體絕緣材料應能保證工作在高于設備連續運行溫度至少20.0℃，但不低于 80.0℃時，仍有良好的機械性能。

    電氣設備的工作溫度不同，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。

    增安型電氣設備還對電動機、變壓器、電磁鐵的繞組用線做了以下規定：至少應包覆兩層絕緣材料的裸線;至少應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。如果使用有機溶劑作為浸漬劑時，浸漬及干燥過程必須進行二次。

    增安型電氣設備的繞組不允許采用公稱直徑小于0.25mm的導線繞制，如有特殊原因，可將繞組制成本質安全型或膠封型結構。

    5、限制設備的表面溫度

    限制設備的表面溫度是增安型電氣設備主要的防爆措施。因為，增安型電氣設備的外殼只有防護功能，設備的表面溫度不能考慮外殼的表面，而應考慮殼內的電氣部件表面溫度。這樣，很難提高設備的溫度組別，因此，須從限止極限溫度及進行電氣保護兩個方面著手解決。

    (1) 極限溫度

    所謂極限溫度是指電氣設備或其部件的最高允許溫度。在確定極限溫度時，應考慮兩個因素：爆炸性氣體混合物被點燃的危險溫度;結構材料的極限溫度。對于繞組還應符合GB3836.3-2000標準 第4.7.3條表3的規定;對于電動機應在啟動、額定運行或規定的過載狀態(tE時間結束時)，其任何部位的最高表面溫度均不允許超過規定的溫度組別;單插頭熒光燈的鎮流器應考慮燈管老化后產生的整流效應。

    對于導線及所有安裝的金屬部件，還應符合以下規定：不允許降低材料的機械強度;不允許因熱膨脹而超過材料的許用應力;不允許損壞鄰近的絕緣材料。

    (2) 電氣保護裝置

    增安型電氣設備在運行時，還會產生過載、短路現象。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，增安型電氣設備還應加電氣保護裝置。保護裝置一般有兩種形式：

    (a)電流保護方式

    由熔斷器、斷路器、熱保護元件組成控制電路。當電氣設備過載時，熱元件自動脫開，供電電源切斷。也稱間接控制方式。

    (b)溫度保護方式

    將熱敏元件埋入繞組內部進行控制的溫度保護方式。由于熱敏元件直接反映溫度的變化，也稱直接控制方式。