隔爆型灯具的防爆外壳要求

隔爆型灯具的防爆外壳要求

[摘要]隔爆型灯具主要用于工厂、矿井等地,隔爆外壳是这类隔爆型防爆电气设备的关键部件。文章简要介绍了隔爆型灯具防爆原理以及在防爆检测时主要检查的项目,并对隔爆型灯具在生产设计中对防爆外壳的要求作了详细介绍。

0引言

防爆灯具一般按选用的光源、防爆结构形式以及使用方式进行分类。按光源分类有防爆白炽灯、防爆高压汞灯、防爆低压荧光灯、混合光源灯等;按防爆结构型式分类有隔爆型灯具、增安型灯具、无火花型灯具,也可以由其他防爆型式和上述各种防爆型式组合形成复合型和特殊型灯具;按使用方式分为固定式防爆灯具和携带式防爆灯具。隔爆型电气设备是具有隔爆外壳的电气设备。这种设备如果有爆炸性气体混合物进入隔爆外壳并被点燃,隔爆外壳能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力,并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性环境传播。基于这种原理,隔爆型灯具主要是在产品结构上专门设有一定几何结构的隔爆接合面或隔爆螺纹,通过一个整体的隔爆外壳，来承受灯具内部可能产生的爆炸性混合物的爆炸压力并阻止向周围的爆炸性混合物传爆来达到防爆目的。由于这种防爆类型的灯具外壳一般使用金属材料制造,散热性好,外壳强度高和耐用性好,很受用户欢迎。随着石油、化工等产业的飞速发展,照明灯具在生产、仓储、救援中的使用越来越广泛,品种越来越多。由于照明灯具在工作时不可避免地产生电火花或形成炽热的表面,一旦与生产或救援现场的爆炸性气体混合物相遇,就会导致爆炸事故的发生。下面主要针对隔爆型灯具在防爆检测过程中对防爆外壳的要求作一简要介绍。

1对隔爆外壳的要求

开发设计产品,首先应对相关国家标准全面理解,不仅仅是标准的主要条款,还要考虑标准中的细节和注解。目前隔爆型灯具的主要检测项目有:防爆结构检查、引入装置夹紧密封试验、扭转试验、防护试验、热剧变试验、冲击试验、绝缘介电强度试验、外壳耐压试验、内部点燃不传爆试验、温度试验等项目。防爆灯具最基本的功能就是使光源能在爆炸性环境中安全可靠的使用。为此,我们根据防爆标准要求,在生产设计时必须使其性能达到标准规定的安全性。防爆外壳主要包括灯具壳体、透明件、电缆引入装置等零部件。

1.1隔爆外壳的主要功能

(1)固定灯具电气元件,透出光源发射的光线。

(2)防止电气元件在正常工作时受到人为或意外的外力损坏,而导致火花的产生。

(3)防止异物和水进入腔内,破坏电气绝缘。

(4)防止灯具内部产生的火花传到外面,引燃可燃性气体混合物。

1.2隔爆外壳要求

国家防爆标准规定隔爆外壳能承受产品内部爆炸性气体混合物的爆炸压力,并阻止内部的爆炸火焰向外壳周围爆炸性混合物传播。要满足这—性能,灯具外壳就必须具体考虑如下要求:(1)隔爆外壳应能承受GB3836.2—2000中检查和试验所规定的内部试验压力而不发生损坏、或引起外壳结构强度降低、或接合面处间隙产生永久性增大。

(2)灯具的隔爆外壳在设计时就必须严格按照GB3836.2—2000的规定选用适当的隔爆接合面结构参数、引入装置的方式、透明件与灯体部件的密封结构形式、隔爆接合面的粗糙度、隔爆螺纹的精度及有效啮合扣数等,以便有效地阻止内部爆炸火焰向外壳周围爆炸性混合物传播,最终通过GB3836.2—2000规定的隔爆外壳内部点燃不传爆试验。

(3)当外壳是由两个或多个连通空腔组成,或外壳内部空腔被设备内部的部件隔开时,则可能产生压力重叠。为此应尽可能使外壳内部的形状能消除压力重叠现象,如果不可能避免压力

重叠现象,则应提高外壳的机械强度。

(4)防异物冲击能力。防爆灯具的外壳部件须承受冲击试验而不损坏。携带式灯具还须能承受灯具透明件向下,从1m高度自由跌落的试验而不损坏。

(5)防冲击、静电火花。轻合金材质的含镁量须不大于0.5%(重量比),以防止在受到固体异物冲击时而产生火花。塑料外壳须采用下述之一的方法来消除静电放电的潜在危险:①在尺寸形状和布置上采取措施或其他防护方法,使之不可能产生静电的危险。②选择合适的塑料,使得表面绝缘电阻不超过1×109Ω,而不会产生静电危险。③限制表面积:Ⅰ类灯具不超过1×10-2m2,ⅡA、ⅡB灯具不超过1×10-2m2。但若外露表面被接地框架包覆,则可不超过4×10-2m2;ⅡC灯具不超过2×10-2,但若塑料部件有防止产生静电危险的附加措施,则可不超过1×10-2m2。这样可以保证静电积聚放电的能量不会引燃爆炸性混合物。

(6)外壳防护性能。防止异物和水进入腔内,破坏电气绝缘。防爆灯具在工作时,腔内空气升温,气体膨胀,腔内气压上升,空气会沿着缝隙流到外面;而关灯时,腔内温度降低,气体收缩,腔内气压下降,环境中的空气又会通过缝隙进入灯腔。因此,防护结构应设计成每次打开后重新关闭,都能方便可靠的密封,接合部位使用的密封垫和填料在打开灯具时不得脱落或移位,应固定在一边的接合面上。

(7)防误操作。按GB3836.1规定,应防止防爆灯具在通电工作时打开外壳,使带电的电气元件毫无防护地直接暴露于爆炸性危险环境中:

①防爆灯具应设置断开电源后方能更换光源的联锁装置,联锁装置应设计成使用一般工具不能解除其联锁功能的结构。

②灯具上设置联锁装置保证当电源装置呈开路状态时,方能打开灯具。

③不设联锁装置的灯具则须标志醒目的“继电源后开盖”字样的警告牌,以防盲目打开。同时,Ⅰ类防爆灯具还须配有防爆灯具专用螺口式灯座。

④内装电容器的灯具必须设警告牌,标明由断电到开盖的时间间隔须大于电容器放电至允许剩余能量所需的时间,防止快速开启。

另外,除对以上隔爆型灯具防爆外壳的介绍外,国家标准还对灯具保护网有特殊要求。保护网是保护透明件免遭质量较大的固体异物冲击的有效措施,它既能透出绝大部分光线,又能提高透明件部位的抗冲击能力。

保护网必须满足两个要求:一是保护网需有足够的机械强度;二是为防止Ⅱ类携带式灯具意外跌落和撞击,透明件的外露面积大于4000mm2时须配有金属保护网,网孔面积不大于2000mm2,网条直径应大于3mm,保护网与透明件的间距须不小于5mm。

1.3透明件要求

任何防爆灯具均需应用透明件,为了满足防爆灯具结构、工艺和透光率,透明件不可能做得很厚。透明件的材质强度一般比金属材料强度低,特别是玻璃,是防爆外壳零件中较薄弱的环节之一。

GB3836.1—2000对透明件的要求是:

(1)透明件应采用玻璃或其他化学物理性能稳定的材料制成,由塑料制成的透明件除需符合透明件要求外,还须符合对塑料外壳的热稳定性和防表面静电的要求。

(2)透明件除需承受规定的冲击试验外,灯具的玻璃透明件和电气设备观察窗玻璃应经受热剧变试验,试验时使它们处在最高工作温度下,用温度为(10±5)℃,直径为1mm的喷射水对其喷射而不破裂。

(3)透明件可采用玻璃或其它物理化学性能稳定,且能有效承受设备额定条件下的最高温度的材料制成。

(4)透明件的安装。透明件应按下述方法之一进行安装:一是透明件可以直接密封在外壳内,与它形成一个整体;二是透明件可以用或不用衬垫直接紧固在外壳内;三是透明件可以密封