淺談隔爆型電氣設備隔爆接合面的技術要求

南陽防爆集團股份有限公司 孟祥克 李平

1 前言

隔爆型電氣設備是指具有隔爆外殼的電氣設備，防爆標志為“d”。隔爆外殼是指能承受內部的爆炸壓力，并能阻止爆炸火焰向周圍環境傳播的防爆外殼。隔爆型電氣設備具有良好的隔爆和耐爆性能，被廣泛用于煤礦井下等爆炸性環境工作場所。

隔爆外殼由許多個零部件組成，零件間的連接縫隙會成為殼內的爆炸產物所通過的路徑，引燃周圍的爆炸性氣體混合物。為阻止內部的爆炸向外殼周圍的爆炸性氣體混合物傳播，這些零部件的配合部分稱隔爆接合面，其接合縫隙稱隔爆接合面間隙。

隔爆外殼的隔爆作用就是利用外殼的法蘭間隙來實現隔爆的。法蘭間隙能起到隔爆作用，法蘭間隙越大，穿過間隙的爆炸產生物能量就越多，傳爆性就越強，隔爆性能就越差。相反，法蘭間隙越小，傳爆性就越弱，隔爆性能就越好。

法蘭隔爆面的長度也和法蘭間隙的隔爆性緊密相關。隔爆面越長，傳爆的可能性就愈小，隔爆面越短，傳爆的可能性就越大。為了能使隔爆外殼具有最佳隔爆性，人們對隔爆外殼法蘭間隙的大小與隔爆性能進行了試驗研究，試驗得出:最大不傳爆間隙就是最大試驗安全間隙。研究證明，影響最大試驗安全間隙的因素有:（1）爆炸性混合物的濃度；（2）隔爆法蘭的長度及其表面加工粗糙度；（3）隔爆外殼的容積；（4）爆炸混合物的初始壓力、溫度和濕度；（5）點火源到隔爆間隙內緣的距離；（6）爆炸性混合物的流動狀態等諸多因素。下面就對隔爆接合面在設計時的技術要求作一些簡要探討。

2 隔爆接合面技術要求

2.1 通用要求

隔爆接合面對內部的爆炸火焰有冷卻作用是隔爆外殼隔爆性實際運用的理論基礎。隔爆接合面是隔爆外殼不同部件相對應的表面配合在一起（或外殼連接處），而且火焰或燃燒生成物可能會由此從外殼內部傳到外殼外部的部位。因此隔爆接合面的結構應能保證熄滅間隙中的火焰，損失至少20%的熱量。為此隔爆接合面的寬度L、間隙（或直徑差）i、法蘭至殼體內緣的距離應符合表1～表4的規定，對于ⅡC外殼的螺紋隔爆接合面應符合表5的規定。

2.2 非螺紋接合面

（1）接合面寬度

對圓筒形金屬部件 (例如, 壓入容積不大于2000cm3的金屬隔爆外殼壁的襯套), 如果設計結構符合下列要求,接合面寬度可縮短到5mm:

a)不依靠過盈配合來防止部件在進行GB3836.2第15章的型式試驗時產生位移;

表1 Ⅰ類外殼隔爆接合面的最小寬度和最大間隙 1）

b)在最不利過盈配合公差時, 該結構能符合GB3836.1中的沖擊試驗要求;

表2 ⅡA外殼隔爆接合面的最小寬度和最大間隙1）

c)過盈配合部件的直徑不得大于60mm。

如果接合面包含錐形表面，接合面寬度和垂直于接合面表面的間隙都應符合表1～表4中規定的相應尺寸。整個錐形部件的間隙應均勻。對于ⅡC電氣設備外殼，錐度不得大于5°。

表3 ⅡB外殼隔爆接合面的最小寬度和最大間隙1）

（2）表面粗糙度

隔爆面的表面粗糙度R應不低于6.3微米，

（3）間隙

除了快開門或蓋的情況, 平面接合面之間不應存在有意造成的間隙, 倘若接合面之間有間隙,無論何處均不得大于表1～表4所規定的相應最大值。

對于Ⅰ類電氣設備, 應能直接或間接檢查經常打開的門或蓋的平面接合面間隙見圖1。

隔爆接合面的結構形式有平面式、止口式、螺紋式。操縱桿和軸的配合屬于圓筒式結構，它們分別應用于殼體與殼蓋的接合處、殼體與操縱桿的接合處、電機軸伸與端蓋的接合處、電纜或導線的引入裝置與殼體的接合處以及儀表及顯示器窗與殼體的接合處等。

（4）止口接合面

在確定止口接合面寬度時, 應符合下列情況:

a)圓筒部分和平面部分都計算在內時, 應采用下列附加條件(見圖2):

b)只考慮圓筒部分(見圖3～圖5)時, 平面部分應符合下列要求:

對于Ⅰ類、ⅡA和ⅡB，平面部分不必滿足間隙要求；

對于ⅡC，平面部分的間隙不應超過表4對圓筒部分所規定的最大間隙。

如果在平面部分安裝有襯墊（見圖4），那么應在壓縮襯墊之后測量平面部分的間隙。在壓縮襯墊前后均應保持圓筒部分接合面的最小寬度。但是，如果ⅡC電氣設備使用金屬或金屬包覆的可壓縮襯墊（見圖5），那么應在襯墊壓縮之后測量平面部分的每一個表面與密封襯墊之間的間隙。

表4 ⅡC外殼隔爆接合面的最小寬度和最大間隙

表5 ⅡC外殼螺紋接合面

（5）ⅡC平面接合面

用于含有乙炔爆炸性環境的ⅡC設備，只有符合表4注2的條件，才允許采用平面接合面。

（6）接合面上的孔或螺孔

① 平面接合面

當孔位于外殼的外側時，應測量每個孔與外殼的內側之間的距離；當孔位于外殼的內側時，應測量每個孔與外殼的外側之間的距離。（見圖6，7，8）

②止口接合面

當f≤1mm且圓筒部分的間隙對于Ⅰ類和ⅡA不大于0.2mm，對于ⅡB不大于0.15mm，對于ⅡC不大于0.1mm時，距離是圓筒部分寬度a和平面部分寬度b的總和（見圖9）；如果不能滿足上述條件，則距離只是平面部分的寬度b。

2.3 螺紋接合面

(1)對于Ⅰ類、ⅡA和ⅡB外殼，螺紋接合面的最小嚙合扣數為5扣。當容積大于100cm3時，最小嚙合軸向長度為8mm；當容積不大于100cm3時，最小軸向嚙合長度為5mm。

（2）對于ⅡC外殼，螺紋接合面應符合表5的規定。

2.4 襯墊和O形環

（1）如果采用可壓縮材料的襯墊（例如用IP防護等級來防止潮氣、粉塵侵入或阻止液體滲入），則該襯墊只應作為隔爆接合面的一個輔助件。而不能包括在隔爆接合面內襯墊之外隔爆接合面的有效參數滿足表1～表4的要求。本要求不適用于導線和電纜引入裝置及燈具透明部件的密封襯墊。

（2）如果襯墊是金屬或是金屬包覆的符合ISO 1210規定的可壓縮不燃材料，則絕緣套管的接合面和透明部件的接合面可以安裝襯墊。

2.5 膠粘接合面

(1)采用膠粘或密封材料時，其設計的外殼強度不得取決于膠粘材料或密封材料的粘接強度。

(2)從容積V的隔爆外殼內部到外部通過膠粘接合面的最短通路；

當V≤10cm3時, 不小于3mm;

當10cmcm3＜V≤100ccm3時, 不小于6mm;

當V＞100cm3時, 不小于10mm。

3 結束語

隔爆型電氣設備的外殼能保證內部引燃爆炸后不會點燃周圍的爆炸性氣體混合物，其安全程度較高，可用于1區、2區爆炸性氣體危險環境。隔爆面之間的間隙能起到隔爆作用如果隔爆面設計不符合標準要求，則電氣設備起不到隔爆作用。因此，我們在設計生產隔爆型電氣設備時要嚴格按照國家防爆標準的規定進行。

[1]GB 3836.1-2000，爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分:通用要求[S].

[2]GB 3836.2-2000，爆炸性氣體環境用電氣設備 第2部分:隔爆型“d”[S].