在工(gōng)業應用中(zhōng),有(yǒu)那(nà)麽一部分產品的使用環境比較特殊——存在著大量的易燃易爆氣體或粉塵,為了保證產品(pǐn)使用過程中的安全以及使用(yòng)人員的人身生命(mìng)安全,一般用在這些特殊環境中的產品都需要進行防爆認證,而作為一名電子工程師或產品設計師,也需要根據產品的(de)實際使用環境對產品進行合理(lǐ)的設計。
產品的(de)型(xíng)式試驗之防爆設計(一(yī))主要是介(jiè)紹爆炸的三要(yào)素、防爆設計的分類、各種(zhǒng)防爆類型設(shè)計的(de)原理、防爆電氣(qì)設備的選型和引入方式等內容。爆炸有三要素:滿足爆炸濃度(dù)的可燃性混合物、助燃(rán)劑(氧化劑)、能量(liàng)有效的(de)點燃源。防爆措(cuò)施最有(yǒu)效的一種方法就是控製點燃(rán)源(yuán)。產品的防爆設計主要(yào)分為隔爆型防爆設(shè)計、增安型防爆設計和本(běn)安型防爆設計,對應的防爆(bào)產品分類為(wéi)隔爆型防爆產品、增安型防爆產品和本安型防爆產品。
一、產品(pǐn)的防爆設計原理
1. 隔爆型防爆設計(jì)原理
將電氣設備的帶電部(bù)件放在特製的外殼內,該外殼(ké)具有將殼(ké)內電氣部件產生的火花和電弧與殼外爆炸性混合物隔離開的作用,並能承受進(jìn)入殼內的爆炸性混合物被殼內電氣(qì)設(shè)備的火花、電弧引爆時所產(chǎn)生的爆(bào)炸壓力,而外殼不被破壞;同時(shí)能防止殼內(nèi)爆炸生成物向殼外(wài)爆炸性混合物傳爆,不(bú)會引起殼外爆炸性混合物(wù)燃燒(shāo)和爆炸。這種特殊的外殼叫“隔爆外殼”。具有隔爆外殼(ké)的電氣設備稱為“隔爆型電氣設備”。隔爆性電氣設備的標誌(zhì)為“d”,執行標準是GB3836.2。
2. 增安型防爆設(shè)計原理
增安型防爆設計是指(zhǐ)設備正常運行時不會產生火花、電弧或危險溫度。隻有額定電壓不高於11kV的電氣設備及其部件,才允許製成增安型。增安(ān)型電氣設備除須符合本安型規定外,還須符合通(tōng)用要求的有關規定。值(zhí)得注意的是,增安型的“增安”並不表(biǎo)示它(tā)更安全(quán),增安隻是表明了它的目的,跟設計本身沒有關係,增安型到底安不安全要(yào)看設(shè)備本身(shēn)性能及設備工作的環境的安全程度。增安型電(diàn)氣設備的標(biāo)誌為“e”。
3. 本安型防爆設計原理
電流所產生的熱,火花和電弧是導致(zhì)爆炸性氣體混合物爆炸的主要點火源。本(běn)安型防爆設計的原理即是通過限止電路的(de)電氣參(cān)數或采取(qǔ)一定的保護措施,來達到削弱電流所產生(shēng)的熱效應(yīng)及(jí)火花、電極的放電能量為目的(de),使(shǐ)電(diàn)路係(xì)統無論在正常工作狀態或者在故障狀態下,所(suǒ)產生(shēng)的熱效應和火花都不能(néng)點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物(wù)。
本安型防爆(bào)設計需要重點關注(zhù)儲能元器件電容和電(diàn)感,由於電(diàn)感和電流本身的性能,在設(shè)備上電時,電感對電流有(yǒu)阻礙作用,在(zài)設備關閉時,電容對電流有(yǒu)續流作用,所以在進行電路設計(jì)時,要重點分析設備上電或關閉狀態下,電感及電容(róng)對設備的影響,使影響到的參數降低到最低(dī):火花能量最低,電(diàn)流能量最小,火焰(yàn)最小,溫度最低。另外在對產品進行防(fáng)爆設計過程中,要選擇防爆型的電子元器件,保證電路的相關參數(shù)在規定範圍內(nèi)。本安型電氣設備的標(biāo)誌為“i”。
二、防爆電氣(qì)設備的選(xuǎn)型
選用防爆電氣設(shè)備時需要從以下幾個方麵考慮:
1.滿足危(wēi)險場所劃分的危險區域來選用相應的電氣防爆類型;
2.根據危險環境可(kě)能(néng)存在的易燃易爆氣體/粉塵的種類來選擇防爆電氣設備的級別和溫度組別;
3.考慮其他環境條件對防爆性(xìng)能的影響(例如:化學腐蝕、鹽霧、高(gāo)溫高濕(shī)、沙塵雨水,或振動的影響)。
三、引入方式
電氣設備(bèi)的引入方式分(fèn)直接引入方式和間接引入方式。間接引入方式就是通過隔爆型接線(xiàn)盒,將電纜引入到設備內部。直接引入方式就是將電纜通過(guò)設備外殼直接引入到設備內部。電氣設備隻有符(fú)合正常運行時不產(chǎn)生火花、電弧或危險溫度和額定功率不大於250W,電流不大於5A才允許采用直接引入方式。
