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高原環(huán)境條件對防爆電氣設備防爆性能的影響

文檔作者：陳捷頻文檔來源：中煤科工集團唐山研究院檢測中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月09日
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l8 高原環(huán)境條件對防爆電氣設備防爆性能的影響 《電氣防爆》 2012，4
高原環(huán)境條件對防爆電氣設備防爆性能的影響
陳捷頻
(中煤科工集團唐山研究院檢測中心，河北唐山063012)
【關鍵詞]高原；環(huán)境條件；防爆；電氣設備
[摘要]簡要敘述了防爆電氣設備基本防爆類型的防爆原理。介紹了高原環(huán)境條件并
詳細分析了高原環(huán)境中大氣壓力、空氣溫度和空氣中氧氣含量，對防爆電氣設備防爆性能的影
響。
[中圖分類號]E23 [文獻標識碼]A [文章編號]1004—9118(2012)04-0018—05
Influence of Altitude Environment on Explosion Protection Prosperity for
Explosion Protected Equipments
CHEN Jie——pin
rTest Center ofTangshan Research Institute ofChina Coal Technology&amp;amp;
Engineering Group C0 ，Hebei Tangshan 063012)
Key words：tableland；environmental condition；explosion protection；electrical equipment
Abstract：The principle of each type of explosion protection electrical equipment is described
in short．It analyses in details about the influence of altitude environment conditions，including at—
mospheric pressure，air Temperature and oxygen content in air on the properties of explosion protec—
ted electrical equipments．
O 引言
我國地形走向總的狀態(tài)是西高東低。西部北
有青藏高原，南有云貴高原。隨著我國西部經(jīng)濟
技術開發(fā)的展開，煤礦、石油化工企業(yè)的建設，對
防爆電氣設備的需求也隨之而來。高原環(huán)境一般
是高海拔、高寒、空氣稀薄、缺氧。本文討論這些
環(huán)境特點會給防爆電氣設備的防爆性能所帶來的
影響。
1 防爆電氣設備
電氣設備是發(fā)電、輸電、配電、蓄電、電子測
量、調(diào)節(jié)、變流、用電設備和電訊工程設備的總稱。
對電氣設備采取一定的安全措施即防爆措施，保
證其在爆炸性環(huán)境中正常工作或在規(guī)定的故障條
件下，不會引起爆炸性環(huán)境的點燃，這樣的電氣設
備就稱為防爆電氣設備。
防爆措施有多種，不同的防爆措施構(gòu)成了防
爆電氣設備的不同防爆類型。
爆炸性環(huán)境爆炸的基本條件是“處于爆炸極
限內(nèi)的爆炸性環(huán)境加足夠的點燃能量”。那么，
防爆措施的基本出發(fā)點，就是使“爆炸極限內(nèi)的
爆炸性環(huán)境”與具有“足夠點燃能量”的點火源不
會同時出現(xiàn)在同一個場合中。針對處于爆炸性環(huán)
境中的點火源實施防爆措施，如防止能量的釋放，
即使萬一釋放，也使其能量不具有足夠的點燃能
力，或者將具有足夠點燃能量的點火源“包裹”起
來。
[收稿日期]2012—10—05
[作者簡介]陳捷頻，男，1968年生，工程師，長期從事防爆電氣設備的檢測檢驗工作。
《電氣防爆》2012，4 高原環(huán)境條件對防爆電氣設備防爆性能的影響 19
2 防爆電氣設備基本防爆類型
2．1 概述
防爆電氣設備是各種防爆類型電氣設備的總
稱。電氣設備采用不同的防爆措施，則構(gòu)成了不
同防爆類型的防爆電氣設備。
例如，本質(zhì)安全型采取限能防爆措施，隔爆型
采取把存在的點火源隔離的防爆措施，而正壓型、
油浸型、充砂型和澆封型則是采取把危險物質(zhì)與
點火源隔離的措施。
2．2 防爆電氣設備的主要防爆類型
(1)增安型“e”
它是對電氣設備采取一些附加措施，以提高
其安全程度，防止在正常運行或規(guī)定的異常條件
下產(chǎn)生危險溫度、電弧和火花的可能性，從而實現(xiàn)
電氣設備的防爆。
增安型電氣設備有多種基本防爆措施來提高
安全程度，諸如電氣連接、電氣間隙、爬電距離、溫
度限制等。
(2)隔爆型“d”
具有隔爆外殼的電氣設備。隔爆外殼能夠承
受通過外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙滲透到外殼內(nèi)
部的爆炸性混合物在內(nèi)部爆炸而不損壞，并且不
會引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸
性氣體環(huán)境的點燃。
隔爆外殼具有一定的機械強度，能承受外殼
內(nèi)的爆炸而不會損壞，將爆炸性環(huán)境的爆炸限制
在隔爆外殼這個小范圍內(nèi)。另外，隔爆外殼的隔
爆間隙將外殼內(nèi)的爆炸產(chǎn)物向環(huán)境中的釋放流限
制成一個小的“線度”，使其不具有點燃能力。
(3)本質(zhì)安全型“i”
將設備內(nèi)部和暴露于潛在爆炸性環(huán)境的連接
導線可能產(chǎn)生的電火花或熱效應能量限制在不能
產(chǎn)生點燃的水平。
本質(zhì)安全型電氣設備的全部電路為本質(zhì)安全
電路。本質(zhì)安全電路是在標準規(guī)定的正常工作和
規(guī)定的故障條件下，產(chǎn)生的任何電火花或任何熱
效應均不能點燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境。在規(guī)定
的條件下，本質(zhì)安全型電氣設備內(nèi)允許有電火花
和熱效應。但是，電火花和熱效應的能量水平被
限制在低于爆炸性環(huán)境的最小點燃能量，從而實
現(xiàn)電氣設備的防爆。
(4)正壓型“P”
用保持外殼內(nèi)部保護氣體的壓力高于外部大
氣壓力，以阻止外部爆炸性氣體進入外殼內(nèi)部的
方法實現(xiàn)電氣設備的防爆。
這種防爆型式就是用空氣或惰性氣體(如氮
氣)將電氣設備可能成為點火源的部分包裹起
來，防止爆炸性環(huán)境“入侵”，達到點火源與爆炸
性環(huán)境相隔離的目的，從而實現(xiàn)電氣設備的防爆。
(5)油浸型“0”
將電氣設備或電氣設備的部件整個浸在保護
液中，使設備不能點燃液面上或外殼外面的爆炸
性氣體。
這種防爆型式就是用不燃性保護液體將電氣
設備可能成為點火源的部分包裹起來，防止爆炸
性環(huán)境“入侵”，達到點火源與爆炸性環(huán)境相隔離
的目的，從而實現(xiàn)電氣設備的防爆。
(6)充砂型“q”
將能點燃爆炸性氣體的導電部件固定在適當
的位置上，且完全埋人填充材料中，以防止點燃外
部爆炸性氣體環(huán)境。
這里的填充材料是粒度0．5～1．0 mm的石
英砂或玻璃顆粒。這種防爆型式就是用顆粒狀固
體材料以一定的厚度將電氣設備完整地包裹起
來，達到點火源與爆炸性環(huán)境相隔離的目的，從而
實現(xiàn)電氣設備的防爆。
(7)澆封型“m”
將可能產(chǎn)生點燃爆炸性混合物的火花或過熱
的部分封人復合物中，使它們在運行或安裝條件
下不能點燃爆炸性氣體環(huán)境。
這里的復合物是熱固性、熱塑性環(huán)氧樹脂或
其它彈性物質(zhì)的固化狀態(tài)。這種防爆型式就是用
不透氣的可塑固體將電氣設備完整地包裹起來，
達到點火源與爆炸性環(huán)境相隔離的目的，從而實
現(xiàn)電氣設備的防爆。
2．3 電氣設備的其它防爆類型
對電氣設備采取的防爆措施能使“爆炸極限
內(nèi)的爆炸性環(huán)境”與具有“足夠點燃能量”的點火
源不會同時出現(xiàn)在同一個場合中，通過防爆試驗證
明確實具有防爆性能，這種防爆型式不在電氣設備
的基本防爆類型之內(nèi)，常歸為防爆特殊型“s”。
3 高原環(huán)境條件對防爆電氣設備防
爆性能的影響
3．1 防爆標準規(guī)定的標準大氣環(huán)境條件
電氣設備防爆標準中規(guī)定防爆電氣設備運行
的標準環(huán)境條件是：
20 高原環(huán)境條件對防爆電氣設備防爆性能的影響 《電氣防爆》2012，4
溫度：一2O℃ ～+60 oC；
壓力：80 kPa—l10 kPa；
空氣中標準氧含量(體積比)：21％。
防爆電氣設備運行在高原環(huán)境時，其環(huán)境條
件與上述環(huán)境條件不一致，這將可能對防爆電氣
設備的防爆性能產(chǎn)生影響。
3．2 高原環(huán)境條件
高原環(huán)境條件的基本特點是高海拔、低氣壓、
空氣稀薄、缺氧、高寒(低溫)。表1標明了高原
環(huán)境條件參數(shù)。
表1 高原環(huán)境條件參數(shù)
序號 環(huán)境參數(shù) 海拔／m
0 l o【)o 2 Ooo 3《)()o 4()《)0 5(×】o
l 氣壓 年平均 101．3 90．O 79．5 70．1 61．7 54．0
／kPa 最低 97．0 87．2 77．5 68．O 60．0 52．4
2 空氣溫 最高 45。40 45．40 35 30 25 20
度 最高日平均 35．3O 35_3O 25 20 l5 O
／T： 年平均 20 20 l5 10 5 O
最低 +5，一5，一15，-40，-45
3．3 高原環(huán)境條件對電氣設備防爆性能的影晌
(1)高原低氣壓對防爆性能的影響
①空氣絕緣強度下降對電氣設備防爆性能的
影響
隨著海拔升高、氣壓下降、空氣稀薄，空氣的
電氣擊穿強度下降。這直接導致本質(zhì)安全型電氣
設備和增安型電氣設備安全性能的下降。因為，
在本質(zhì)安全型電氣設備和增安型電氣設備中，裸
露導體間的安全性能是依賴一定的安全性能電氣
間隙和爬電距離來實現(xiàn)的。在低氣壓，空氣的電
氣擊穿強度下降的情況下，裸露導體間的電氣間
隙和爬電距離的電隔離能力下降，造成防爆性能
下降。為克服這一不利影響，裸露導體間的電氣
間隙和爬電距離應適當增加，電氣間隙的修正系
數(shù)如表2。對于爬電距離也應做相應修正。
表2 電氣間隙的海拔修正系數(shù)
海拔 H／ 電氣間隙
m 正常氣壓／kPa 修正系數(shù)
H ≤2 000 80．0 1
2 000

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