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TECHNICAL ARTICLES當(dāng)電氣設(shè)備在使用時(shí),由于導(dǎo)體電阻的熱效應(yīng),電氣部件及線路會(huì)發(fā)熱;由于開關(guān)、繼電器等電氣元件正常工作時(shí)引起的電路通斷,會(huì)產(chǎn)生電氣火花或電??;由于電氣部件之間的絕緣或間距不夠,不同電勢的導(dǎo)電部件之間會(huì)發(fā)生短路、擊穿等故障而發(fā)熱、產(chǎn)生電氣火花或電弧,這些在普通環(huán)境中可能僅僅引起設(shè)備故障、線路故障等,但如果在爆炸性環(huán)境中,將可能點(diǎn)燃爆炸性環(huán)境中爆炸性物質(zhì)而爆炸。因此,有必要采取措施,防止電氣設(shè)備引起爆炸事故。
直接的措施是,不考慮設(shè)備的工作原理、功率大小,將電氣設(shè)備都安裝在一個(gè)足夠堅(jiān)固的外殼內(nèi)部,即使電氣設(shè)備引起其周圍的爆炸性物質(zhì)的爆炸,由于被外殼包裹,爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓不會(huì)擴(kuò)散到整個(gè)環(huán)境中,從而不會(huì)導(dǎo)致更加嚴(yán)重的后果。
因此,這個(gè)外殼首先應(yīng)當(dāng)具有足夠的強(qiáng)度,以承受內(nèi)部爆炸產(chǎn)生的壓力,在GB3836.2“爆炸性環(huán)境 由隔爆外殼“d”的保護(hù)的設(shè)備”中,該隔爆外殼需要至少承受1.5倍內(nèi)部爆炸壓力。
另外,設(shè)備在爆炸性環(huán)境中使用時(shí),外殼本身也不應(yīng)當(dāng)成為點(diǎn)燃源。長期的運(yùn)行時(shí),設(shè)備外部的表面不應(yīng)有足以引起點(diǎn)燃的高溫。設(shè)備內(nèi)部的高溫即使引起點(diǎn)燃,也無法傳播到外部,無需考慮其點(diǎn)燃風(fēng)險(xiǎn),但應(yīng)當(dāng)防止斷電后馬上開蓋,高溫表面的溫度還沒有下降到低點(diǎn)燃溫度以下,因此,有必要在外殼外部施加警告標(biāo)志,需要斷電足夠時(shí)間后方可打開蓋板。
當(dāng)外殼采用金屬材料制造時(shí),如果受到外部的敲擊、摩擦,可能會(huì)產(chǎn)生機(jī)械火花,引起點(diǎn)燃。鋁、鎂、鈦鋯等輕金屬被生銹的鐵碰撞后,極易產(chǎn)生高溫的機(jī)械火花,因此,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制金屬外殼材料中的輕金屬成分的比例。需要注意的是,雖然大部分情況下,銅及銅合金都是不發(fā)火,被其它金屬碰撞后不會(huì)產(chǎn)生高溫機(jī)械火花,經(jīng)常被用作防爆工具,但是銅可以和乙炔形成乙炔化物,受到摩擦、碰撞后,乙炔化物會(huì)劇烈燃燒,因此,如果設(shè)備預(yù)計(jì)用于有乙炔的環(huán)境,外殼材料應(yīng)控制銅的含量不超過65%。
外殼還應(yīng)當(dāng)具有足夠的穩(wěn)定性,不應(yīng)在日常使用中發(fā)生腐蝕,活性高的鋅及鋅含量超過80%的合金就不適合制造防爆設(shè)備的外殼。
當(dāng)外殼采用除玻璃、陶瓷以外非金屬材料制作時(shí),除了需要考慮其在長期工作中,因承受高溫、低溫而引起的性能下降外,對用于煤礦井下的燈具透明件、非礦用場所的外殼,還需要考慮其因暴露在紫外線中而引起的性能下降。另外,非金屬受到摩擦后會(huì)積聚靜電,當(dāng)靜電在足夠高的電勢放電時(shí),將點(diǎn)燃環(huán)境中的可燃性物質(zhì)。因此,需要避免產(chǎn)生靜電或防止靜電積聚,可以選擇防靜電材料或盡快將靜電釋放的措施來降低靜電點(diǎn)燃的風(fēng)險(xiǎn)。
電氣設(shè)備在制造、使用時(shí),不可避免地需要打開外殼進(jìn)行安裝、調(diào)試、檢修等工作,不可能將外殼焊接成一個(gè)*封閉的整體,在外殼上就不可避免地形成了兩個(gè)不同部件接合的結(jié)構(gòu),在接合的位置上存在著間隙,為了防止設(shè)備內(nèi)部的爆炸火焰從接合部位的間隙傳播到周圍環(huán)境中,需要對接合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)。根據(jù)已有的研究,火焰沿著狹窄的縫隙傳播時(shí),間隙越小,越能降低傳播到外部的能量,當(dāng)間隙足夠小,內(nèi)部的火焰將無法通過接合部位引起外部環(huán)境的點(diǎn)燃。另外,火焰通道的長度越大,對火焰能量的降低效果越好。在防爆標(biāo)準(zhǔn)中,這樣的火焰通道被稱為隔爆接合面,根據(jù)大量的試驗(yàn),得出了不同防爆等級(jí)的隔爆接合面寬度及其相應(yīng)間隙的安全值,當(dāng)接合面寬度大于這些小值、間隙小于大值,隔爆外殼是可以有效地防止內(nèi)部火焰?zhèn)鞑サ皆O(shè)備周圍環(huán)境中的。
隔爆接合面的型式主要有平面型、圓筒型、止口型、螺紋型、粘結(jié)型。無論是哪種型式,都是內(nèi)部爆炸火焰向外傳播的通道,在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮不利條件下的情況。
由于緊固方式多種多樣,平面接合面的寬度及距離的位置也有多種變化,常見的主要有外固定式、內(nèi)固定式、連通腔體固定。
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