防爆電梯電氣安裝技術(shù)分析與探討

（湖南省特種設(shè)備檢驗檢測研究院 長沙 410117）

隨著我國工業(yè)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，石油、化工、制藥和航天等涉及危爆的行業(yè)如雨后春筍般發(fā)展壯大，在這些特殊場合使用的電梯都必須具備一定防爆性能，才能滿足行業(yè)安全生產(chǎn)的需要，這也促進(jìn)了防爆電梯的快速增長。但近幾年化工企業(yè)相繼發(fā)生多起重特大爆炸、爆燃事故，造成巨大的人身傷亡和財產(chǎn)損失，也對這類特殊企業(yè)的設(shè)備安全重視程度提高到了前所未有的高度。

1 電氣安裝常見問題

1.1 電纜引入裝置

缺陷1：冗余電纜引入口裝配不規(guī)范（見圖1），門機隔爆箱兩處冗余電纜引入口，未采用專用封堵鐵片（密封擋板）封堵，而是采取留置一小節(jié)線纜封堵。

缺陷2：兩根或多根電纜共用一個引入裝置（見圖2），轎頂隔爆接線箱因電纜引入裝置數(shù)量不夠、未按接線圖要求布線造成兩根電纜共用一個引入裝置。

缺陷3：纜線外徑未有效穿過密封圈引入隔爆箱內(nèi)（見圖3），電纜防護(hù)外膠皮剝離過長，僅芯線穿過密封圈引入隔爆箱。

1.2 隔爆箱

缺陷1：隔爆結(jié)合面在設(shè)備運輸搬運、安裝周轉(zhuǎn)過程因中受到雨水潮濕環(huán)境影響，出現(xiàn)表面銹蝕、機械損傷和油漆污損情況（見圖4）。

缺陷2：在安裝接線、調(diào)試環(huán)節(jié)不可避免將隔爆箱蓋板打開，蓋板上的緊固螺栓、彈簧墊在拆卸時造成缺失，有時安裝人員未按要求配置合適螺栓、彈簧墊，以及緊固螺栓未將彈簧墊壓實并圈等（見圖5）；

圖1 電纜引入裝置缺陷1

圖2 電纜引入裝置缺陷2

圖3 電纜引入裝置缺陷3

缺陷3：控制柜本安接線箱一般外掛在控制柜隔爆箱外側(cè)，部分安裝人員誤以為兩個箱體為一整體，所以本安接線箱內(nèi)與隔爆箱間的多余孔洞未封閉、非本安電氣部件設(shè)置在本安接線箱內(nèi)（見圖6）。

圖4 隔爆箱缺陷1

圖5 隔爆箱缺陷2

2 分析、處置及建議

2.1 電纜引入裝置

GB 31094—2014《防爆電梯制造與安裝安全規(guī)范》中第5.5.4.1條對防爆電梯電氣部件上的電纜引入裝置做出了明確要求，從結(jié)構(gòu)上也可以分為兩種：密封圈式和澆封式（見圖7）。密封圈式的又分為壓緊螺母式和壓盤式電纜引入裝置，密封圈在防爆電氣部件中是一個很重要的零件， 由硫化橡膠制成， 橡膠材料是一種壓縮變形材料， 在外力作用下它的形狀會改變但體積不變。它們都是通過密封圈在壓緊螺母（壓盤）的作用力下發(fā)生變形而封閉密封圈與連通節(jié)、電纜之間的縫隙， 從而可以防止可燃性氣體進(jìn)入電氣設(shè)備的接線空腔內(nèi)或防止內(nèi)部爆炸物竄至外部點燃爆炸性氣體混合物。

圖6 隔爆箱缺陷3

圖7 電纜引入裝置示意圖

分析以上三種缺陷情況產(chǎn)生失爆（使用中的防爆電氣設(shè)備失去耐爆性能和隔爆性能）的原因，圖1中滯留的電纜與密封圈、密封圈與連通節(jié)之間在壓緊螺母的作用下起到了良好的封閉，但電纜芯線之間存在不可避免的縫隙，尤其是那些芯線之間不致密的電纜，形成了爆炸生成物“傳爆”的通道。同理，圖2中兩根或多根電纜共用一個引入裝置的情況，電纜間的縫隙更寬其形成的“傳爆”通道截面積更大；圖3中電纜外層橡膠防護(hù)層剝離過長，密封圈不能有效套在電纜外徑上造成密封隔離失效。

電纜引入裝置安裝要求建議：

1）密封圈的硬度應(yīng)與電纜護(hù)套材料相匹配，硬度太大密封圈在壓緊時將可能傷害電纜的絕緣，太小失去密封隔爆作用，不應(yīng)老化失去彈性、變質(zhì)、變形、開裂；

2）冗余引入裝置應(yīng)有密封擋板；

3）引入電纜時，電纜應(yīng)穿過壓緊裝置、金屬墊圈、密封圈、金屬墊圈依次放入壓緊；

4）有壓線板的引入電纜必須用壓線板壓緊。；

5）應(yīng)采用防爆引入裝置中的專用金屬墊圈，專用金屬墊圈在壓力作用下迫使密封圈變形，密封電纜引入口相關(guān)聯(lián)的縫隙， 這就要求墊圈的直徑（內(nèi)徑和外徑）與引入電纜相匹配，能夠?qū)崿F(xiàn)這種密封效果。

2.2 隔爆箱

隔爆箱的隔爆外殼通常由殼體、蓋、緊固件以及穿越殼壁的操縱桿或轉(zhuǎn)軸等組成，隔爆箱的防爆安全性能主要“隔爆外殼”和“隔爆間隙”來保證。可以限制爆炸生成物將外殼爆破，并且限制內(nèi)部較大的爆炸火花通過任何“隔爆間隙”竄到殼外，當(dāng)有較小的火花經(jīng)過符合寬度、間隙和表面粗糙度要求的隔爆結(jié)合面后，其火花能量被冷卻、吸收，不足以點燃隔爆箱周圍的爆炸性氣體。

根據(jù)這樣的防爆原理，隔爆型電氣設(shè)備的外殼必須具有足夠的機械強度，承受內(nèi)部爆炸時產(chǎn)生的爆炸壓力時不會發(fā)生嚴(yán)重的變形或損壞；外殼各零部件之間的縫隙，即“隔爆間隙”必須具有合適的機械尺寸，能夠降低外殼內(nèi)部爆炸生成物竄出外殼時所攜帶的能量，甚至阻止爆炸生成物竄出外殼。

隔爆箱的外殼強度在制造時通過型式試驗驗證其隔爆能力，安裝時主要是保證其“隔爆間隙”符合標(biāo)準(zhǔn)要求。依據(jù)GB 3836.2—2010《爆炸性環(huán)境 第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備》規(guī)定：平面式、圓筒式或止口式結(jié)合面隔爆間隙為0.08～0.40之間，平均粗糙度Ra≤6.3μm。

圖4中隔爆結(jié)合面因銹蝕、機械損傷或油漆污損將導(dǎo)致隔爆間隙、表面粗糙度增大；圖5中隔爆箱緊固螺栓或彈簧墊缺失、未配置合適彈簧墊、彈簧墊未緊實等都將直接導(dǎo)致隔爆外殼蓋板不能壓實。緊固件通常是保持其防爆型式完整性的重要部分，尤其隔爆型及部分粉塵防爆型設(shè)備等必須采用特殊緊固件，它們起緊固隔爆接合面或保持外殼密封性的作用，對保證防爆型式的完整性至關(guān)重要。如果緊固件的螺距、公差配合等不達(dá)標(biāo)，則易出現(xiàn)脫落、松動等問題，從而影響設(shè)備的防爆性能，形成安全隱患。圖6隔爆箱多余孔洞未封閉、非本安電氣部件未設(shè)置在隔爆箱內(nèi)，直接造成電氣裝置觸頭暴露在爆炸性氣體環(huán)境中，在觸頭動作時產(chǎn)生的電弧火花極易點燃爆炸性氣體，導(dǎo)致嚴(yán)重的爆炸事故發(fā)生。

隔爆型設(shè)備裝配的建議：

1）非本安電氣部件和關(guān)聯(lián)設(shè)備的非本質(zhì)安全電路必須設(shè)置在隔爆箱內(nèi)部；

2）清理隔爆接合面，可以涂以適量的中性凡士林等合格的防銹油，或進(jìn)行磷化處理；

3）逐件檢查確保緊固件緊可靠緊固、盲孔用螺釘長度和盲孔螺紋深度匹配；

4）隔爆面上應(yīng)無任何損傷。

防爆電梯使用場所的生產(chǎn)一般具有高溫高壓、深冷負(fù)壓、易燃易爆、毒性介質(zhì)、高度腐蝕性等特點，對防爆安裝工藝操作控制的要求非?？量蹋瑸榱舜_保防爆電梯安裝完成后運行安全，往往會從工藝的安全設(shè)計和安全控制、防火防爆等幾個方面去綜合考慮，從源頭上消除隱患，在過程中控制風(fēng)險。從上述列舉的兩個方面問題可見，防爆電梯安裝要求施工人員在掌握基本電梯安裝技術(shù)的基礎(chǔ)上，還需熟悉和掌握防爆電氣部件和防爆非電氣部件的專業(yè)知識。而筆者在防爆電梯監(jiān)督檢驗時經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于防爆電梯安裝施工人員缺少防爆專業(yè)知識或?qū)Ψ辣瑢I(yè)知識掌握不夠?qū)е路辣娞菰诎惭b中出現(xiàn)一些不符合規(guī)范的潛在安全隱患，這需要引起大家的高度重視。

3 結(jié)束語

以上從幾個方面分析了防爆電梯電氣安裝中常見的一些問題，對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析并提出了相關(guān)解決方法，提出的觀點希望得到同行們的批評、指正，以期通過交流能夠更好地保障防爆電梯安全。