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1、防爆设备有关知识问答1电动机的防爆等级及防护等级从高到低是怎么划分的？a.在爆炸性气体区域（0区、1区、2区）不同电气设备使用安全级别的划分。如旋转电机选型分为隔爆型（代号d）、正压型（p）、增安型（e）、无火花型（n）b.气体或蒸气爆炸性混合物等级的划分，分为IIA、HB、IIC三种，这些等级的划分主要是依照最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流（MICR）来区分的。c.引燃某种介质的温度分组的划分。主要分为T1450CVT、T2-300T450、T3-200T4-135T200CT5-100T135、T6-85T100C.2防爆电机与普通电机区别：a.防爆电机一般应用在易燃易爆的场合。
2、b.防爆电机接线盒的密封较普通电机要好。c.防爆电机防护等级最低为IP55,而普通电机有IPIP23、IP44、IP54、IP55、IP56不等，故而从外形可以分辨出。3下面详细介绍防爆电机：防爆电机是一种可以在易燃易爆厂所使用的一种电机,运行时不产生电火花。防爆电机主要用于煤矿、石油天然气、石油化工和化学工业。此外，在纺织、冶金、城市煤气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门也被广泛应用。防爆电机作为主要的动力设备，通常用于驱动泵、风机、压缩机和其他传动机械。随着科技、生产的发展，存在爆炸危险的场所也在不断增加。例如，食用油生产过去是用传统的压榨法工艺，20世纪70年代以后，我国开始引进国外先进
3、的浸出油工艺，但此工艺中要使用含有己烷的化学溶剂，己烷是易燃易爆物质；因此浸出油车间就成了爆炸危险场所，需要使用防爆电机和其他防爆电气产品。又如，近年来我国公路发展迅速，一大批燃油加油站出现，也给防爆电机提供了新的市场。3.1 产品分类a.按电机原理分可分为防爆异步电机、防爆同步电机及防爆直流电机等。b.按使用场所分可分为煤矿井下用防爆电机及工厂用防爆电机。c.按防爆原理分可分为隔爆型电机、增安型电机、正压型电机、无火花型电机及粉尘防爆电机等。d.按配套的主机分可分为煤矿运输机用防爆电机、煤矿绞车用防爆电机、装岩机用防爆电机、煤矿局部扇风机用防爆电机、阀门用防爆电机、风机用防爆电机、船用防爆电
4、机、起重冶金用防爆电机及加氢装置配套用增安型无刷励磁同步电机等。此外，还可以按额定电压、效率等技术指标来分，如高压防爆电机、高效防爆电机、高转差率防爆电机及高起动转矩防爆电机等。本文按防爆原理分类介绍。3.2 产品系列及其特点a.隔熄型电机它采用隔爆外壳把可能产生火花、电弧和危险温度的电气部分与周围的爆炸性气体混合物隔开。但是，这种外壳并非是密封的，周围的爆炸性气体混合物可以通过外壳的各部分接合面间隙进入电机内部。当与外壳内的火花、电弧、危险高温等引燃源接触时就可能发生爆炸，这时电机的隔爆外壳不仅不会损坏或变形,而且爆炸火焰或炽热气体通过接合面间隙传出时，也不能引燃周围的爆炸性气体混合物。我国
5、当前广泛应用的低压隔爆型电机产品的基本系列是YB系列隔爆型三相异步电机，它是Y系列（IP44）三相异步电机的派生产品。防爆性能符合GB3836.1-83爆炸性环境用防爆电气设备通用要求和GB3836.283爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d”,的规定；电机功率范围为0.55200kW,相对应的机座号范围是机座中心高为80315nun;防爆标志为di、dIIAT4.dIIBT4,分别适用于煤矿井下固定式设备或工厂HA、HB级，温度组别为T1一T4组的可燃性气体或蒸气与空气形成的爆炸性混合物的场所；主体外壳防护等级为IP44,也可制成IP/4,接线盒防护等级为IP54；额定频率为50Hz,
6、额定电压为380、1660、1140、380/660、660/140V；电机绝缘等级为F级，但按B级考核定子绕组的温升，具有较大的温升裕度。低压隔爆型三相异步电机派生系列的主要型号有：YB系列（dHcT4）（机座中心高为80315Imn）,YBSO系歹U（小功率，机座中心高为6390mm）,YBF系列（风机用，机座中心高为6316OnIm）,YBH系歹J（船用，机座中心高为80280mm）,YB系列（中型，机座中心高为355450mm）,YBK系歹U（煤矿用，机座中心高为100315mm）,YBW、BTH、YB-WTH系列（机座中心高为80315mm）,YBDF-WF系歹J（户外防腐隔爆型电动
7、阀门用，机座中心高为80315mm）及YBDC系歹U（隔爆型电容起动单相异步电机，机座中心高为7110Omin）和YBZS系列起重用隔爆型双速三相异步电机。另外，还有YB系列高压隔爆型三相异步电机（机座中心高为355450mm,560710mm）。行业联合设计的YB2系列已于1四年底通过了全国鉴定，将逐步取代YB系列，成为我国隔爆型三相异步电机的基本系列。YB2系列共15个机座号（机座中心高为63、355nmm）,功率范围为0.12315kW0其主要特点是：（1）功率等级、安装尺寸及转速的对应关系与DIN42673一致，同时考虑到与YB系列的继承性和Y2系列的互换性，作了必要调整，更加有效和适
8、用。（2）全系列采用F级绝缘，温升按B级考核。（3）噪声限值比YB系列低，接近YB系列的I级噪声，振动限值与YB系列相当。（4）外壳防护等级提高到IP55。（5）全系列选用低噪声深沟球轴承，机座中心高在180mm以上电机设注排油装置。（6）电机散热片有平行水平分布和辐射分布两种，以平行水平分布为主。（7）主要性能指标达到20世纪90年代初国际先进水平。b.增安型电机：它是在正常运行条件下不会产生电弧、火花或危险高温的电机结构上，再采取一些机械、电气和热的保护措施，使之进一步避免在正常或认可的过载条件下出现电弧、火花或高温的危险，从而确保其防爆安全性。我国当前应用的低压增安型的基本系列是YA系列
9、增安型三相异步电动机，它是Y系列（IP44）三相异步电机的派生产品。防爆性能符合GB3836.183爆炸性环境用防爆电气设备通用要求和GB3836.3-83爆炸性环境用防爆电气设备增安型电气设备“e”的规定；功率范围为O.5590kW,相对应的机座中心高为80280mm；防爆标志为ellTl、eIIT2.eIIT3,分别适用于工厂中具有温度组别为T1-T3组爆炸性混合物并具有轻微腐蚀介质的场所；主体外壳的防护等级为IP54,接线盒防护等级为IP55；额定频率为50Hz,额定电压为380V；电机采用F级绝缘。c.低压增安型电机:派生系列的主要型号有：YASO系列小功率增安型三相异步电机(机座中心
10、高为5690mm),YA-W,YA-WFl系列户外、户内防腐增安型三相异步电机(机座中心高为8028Omn1)。目前，已完成YA2、系列的行业联合设计工作，并正在组织试制，以取代YA系列。YA2全系列共15个机座号(机座中心高为63355mm),功率范围为0.12-400kW,将使我国增安型电机达到国际上同类产品20世纪80年代先进水平。高压(6kV)增安型三相异步电机系列有：YA355450,功率160450kW;YA560900,功率5001800kW;YAm355-630水冷，功率2202500kw；YAKK355630空一空冷，功率1852000kW01999年试制生产的TAKW400
11、020/2600、400OkW增安型无刷励磁同步电机，是适应炼油厂石油深加工加氢装置需要而发展的新型防爆电机。其特点是：(1)满足增安型防爆电机的要求，采取一系列可靠的防止火花、电弧和危险高温的措施，可以安全运行于2区爆炸危险场所。(2)采用无刷励磁，设置旋转整流盘和静态励磁柜，励磁控制系统可靠；顺极性转差投励准确，无冲击；励磁系统失步保护可靠，再整步能力强；线路设计合理，放电电阻在工作中不发热；励磁电流调节范围宽。(3)同步机、交流励磁机及旋转整流盘同轴。整流盘位于主电机和励磁机之间，或置于轴承座之外。(4)外壳防护等级为IP54o(5)采用F级绝缘，温升按B级考核。(6)改变传统的下水冷为
12、上水冷，即水冷却器置于电机上部。(7)设增安型防潮加热器，固定在电机底部的罩内，用于停机时加热防潮ffio(8)选优质原材料，电气及机械计算留有较大裕度，能满足运行可靠性和增安型电机的温度要求。(9)设置有完善的监控措施；主接线盒内设置用于差动保护的增安型自平衡电流互感器；定子绕组埋设工作和备用的能热电阻，分度号为PtlO0；设漏水监控仪，监控水冷却器的泄漏；两端座式滑动轴承分别设现场温度显示仪表和远传信号端子。正压型电机是正压型电气设备的一种。其结构特点是：(1)配置有一套完整的通风系统，电机内部不存在可能影响通风的结构死角。(2)外壳和管道由不燃材料制成，并具有足够的机械强度。(3)外壳及
13、主管道内相对于外界大气保持足够大的正压。(4)电机须有安全保护装置(如时间继电器和流量监测器),以保证足够的换气量，还必须有壳内气压欠压的自动保护或报警装置。(5)外壳上的快开门或盖须有与电源联锁的装置。我国目前尚无统一的正压型电机系列产品。d.无火花型电机：是指在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物,且一般又不会发生点燃故障的电机。与增安型电机相比，除对绝缘介电强度试验电压、绕组温升、te(在最高环境温度下达到额定运行最终温度后的交流绕组，从开始通过起动电流时计起至上升到极限温度的时间)以及起动电流比不像增安型那样有特殊规定外，其他方面与增安型电机的设计要求一样。无火花型电机符合GB38
14、36.183和GB3836.887爆炸性环境用防爆电气设备无火花型电气设备“n”的规定。设计上注重电机的密封措施，主体外壳防护等级为IP54、IP55,接线盒为IP55。额定电压在660V以上的电机，其空间加热器或其他辅助装置的连接件应置于单独的接线盒内。目前，国内已研制、生产了YW系列无火花型电机产品(机座中心高度为80315m)o防爆标志为nT3,适用于工厂含有温度组别为T1T3组的可燃性气体或蒸气与空气形成的爆炸性混合物的2区场所。额定频率为50Hz,额定电压为380、660、380/660V,电机采用F绝缘，但按B级考核定子绕组的温升限值，具有较大的温升裕度及较高的安全可靠性，功率为0
15、.55200kW.e.粉尘防爆电机：指其外壳按规定条件设计制造，能阻止粉尘进入电机外壳内或虽不能完全阻止粉尘进入，但其进入量不妨碍电机安全运行，且内部粉尘的堆积不易产生点燃危险，使用时也不会引起周围爆炸性粉尘混合物爆炸的电机。其特点是：(1)外壳具有较高的密封性，以减少或阻止粉尘进入外壳内，即使进入，其进入量也不致于形成点燃危险。(2)控制外壳最高表面允许温度不超过规定的温度组别。目前，已用于国家粮食储备库的机械化设备上。粉尘防爆电气设备的国家标准为GB12476.1-90爆炸性粉尘环境用防爆电气设备。4发展趋势4.1矿用防爆电机(1)发展大功率电机：目前世界上采煤机的最大装机容量已超过120
16、0kw,其驱动电机功率达600kW；相适应的采区工作面刮板输送机的最大装机容量已超过1500kW,其驱动电机功率已达725kW.国内目前的采煤机驱动电机最大功率是400kW,刮板输送机驱动电机最大功率是315kW0(2)发展3.3kV、6kV和IOkV级电压的矿用电机：这是因为普及综合机械化采煤机组后采区走向加长，导致电压降增大，同时大功率电机的使用也要求提高电压等级。(3)发展矿用双速电机：为了适应煤矿输送机低速起动和高速运行的工作需要，国外矿用刮板输送机都是采用双速电机驱动的。但目前国产矿用双速电机的功率范围、性能指标及配套控制开关的性能等与国外先进水平相比均有一定差距。(4)提高矿用电机
17、的可靠性：矿用防爆电机的工况条件较差，电机频繁大负荷起动、负荷变化大、电压波动大、环境温度高且有一定的腐蚀性等，这些都影响电机的使用可靠性和寿命。(5)加快矿用防爆电机的更新换代。(6)统一矿用防爆电机的标准。4.2石化系统用防爆电机(1)增安型和无火花型电机的需求将呈上升趋势。石化系统的用户在使用实践中；已认识到发展我国增安型和无火花型电机的必要性。此外，大量20世纪70年代弓进装置中配套的增安型、无火花型电机目前已到了采用合适的国产品替代的时候。(2)防爆电机的可靠性已越来越被石化系统用户关注。石化企业发展日趋装置大型化、运行连续化，要求系统运行实现长周期、免维修或少维修。因此,防爆电机就
18、成为保证上述要求的关键设备。(3)防爆和高效变频调速电机已成为石化用户迫切要求开发的节能产品。近年已系列生产了YBx、YAX防爆高效电机，投入市场后很受用户欢迎。防爆电机节能有两方面工作：一是研制高效率防爆电机产品，二是大量开发各种防爆调速电机的专用产品，尤其是将具有巨大节能潜力的风机、泵和压缩机配套的电机设计为调速电机。(4)沿海石化企业的发展带来的新要求。我国沿海一带将建一批炼油厂，原油均需进口，而进口原油含硫量高、腐蚀性严重，因而要求防爆电机提高防腐性能；另外进口原油均需海运，其储油罐就需要配套高扬程大流量油泵的防爆电机。(5)我国西部石油工业的大发展，要求开发适于沙漠干热环境的防爆电机
19、产品。加氢装置配套用的中大容量的增安型无刷励磁同步电机的市场需要将逐年增长。5爆炸必须具备的三个条件：a.爆炸性物质：能与氧气(空气)反应的物质，包括气体、液体和固体。(气体：氢气，乙快，甲烷等；液体：酒精，汽油；固体：粉尘，纤维粉尘等。)2)氧气：空气。3)点燃源：包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。b.为什么要防爆？易爆物质：很多生产场所都会产生某些可燃性物质。煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质；化学工业中，约有80%以上的生产车间区域存在爆炸性物质。氧气：空气中的氧气是无处不在的。点燃源：在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花、机械磨损火花、静
20、电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故隙时。C.客观上很多工业现场满足爆炸条件。当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。因此采取防爆就显得很必要了。6危险场所危险性划分：爆炸性物质区域定义中国标准北美标准O区：Div.1气体(CLASSI)在正常情况下，爆炸性气体混合物连续或长时间存在的场所1区：在正常情况下爆炸性气体混合物有可能出现的场所1区2区：Div.2在正常情况下爆炸性气体混合物不可能出现，仅仅在不正常情况下，偶尔或短时间出现的场所10区Div.1：粉尘或纤维(CLASSII/III)在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物可能连续
21、，短时间频繁地出现或长时间存在的场所H区Div.2：在正常情况下，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物不能出现，仅仅在不正常情况下，偶尔或短时间出现的场所7防爆方法对危险场所的适用性：序号防爆型式代号国家标准防爆措施适用区域1隔爆型dGB3836.2隔离存在的点火源Zonel,Zone22增安型eGB3836.3设法防止产生点火源Zonel,Zone23本安型iaGB3836.4限制点火源的能量Zone0-2本安型ibGB3836.4限制点火源的能量Zonel,Zone24正压型pGB3836.5危险物质与点火源隔开Zonel,Zone25充油型。GB3836.6危险物质与点火源隔开Zonel,
22、Zone26充砂型qGB3836.7危险物质与点火源隔开Zonel,Zone27无火花型nGB3836.8设法防止产生点火源Zone28浇封型mGB3836.9设法防止产生点火源Zonel,Zone29气密型hGB3836.10设法防止产生点火源Zonel,Zone28防爆对危险场所的适用性:爆炸性危险气体分类根据可能引爆的最小火花能量，我国和欧洲及世界上大部分国家和地区将爆炸性气体分为四个危险等级，如下表：工况类别气体分类代表性气体最小引爆火花能量矿井下I甲烷0.28OnIJ矿井外的工厂IlA丙烷0.18OmJIIB乙烯0.060mJIIC氢气0.019mJ美国和加拿大首先将散布在空气中的爆
23、炸性物体分成三个CLASS（类别）：CLASSl气体和蒸气；CLASSII尘埃；CLASSIn纤维。然后再将气体和尘埃分成Group（组）：组名代表性气体或尘埃A乙快B氢气C乙烯D丙烷E金属尘埃F煤炭尘埃G谷物尘埃9气体温度组别划分：温度组别安全的物体表面温度常见爆炸性气体Tl450氢气、丙烯懵等46种T2300乙快、乙烯等47种T3200汽油、丁烯醛等36种T4135乙醛、四氟乙烯等6种T5100二硫化碳T685硝酸乙酯和亚硝酸乙酯10仪表的防爆标志Ex（ia）HCT6的含义:标志内容符号含义防爆声明Ex符合某种防爆标准，如我国的国家标准防爆方式ia采用ia级本质安全防爆方法，可安装在O区气
24、体类别HC被允许涉及IIC类爆炸性气体温度组别T6仪表表面温度不超过85Ex(ia)IIC的含义标志内容符号含义防爆声明Ex符合欧洲防爆标准防爆方式ia采用ia级本质安全防爆方法，可安装在O区气体类别IlC被允许涉及IlC类爆炸性气体注：该标志中无温度组别项，说明该仪表不与爆炸性气体直接接触防爆术语：有关防爆术语及标准安全栅安全参数定义：*8226;安全栅最高允许电压：Um保证安全栅本安端的本安性能，允许非本安端可能输入的最高电压*8226;安全栅最高开路电压：Uoc在最高允许电压范围内本安端开路时电压最大值*8226;安全栅最大短路电流：ISC在最高允许电压范围内本安端短路时的电流最大值*8
25、226;安全栅允许分布电容：Ca保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电容*8226;安全栅允许分布电感：La保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电感防爆标志格式说明：将工厂或矿区的爆炸危险介质，按其引燃能量，最小点燃温度以及现场爆炸性危险气体存在的时间周期进行科学分类分级，以确定现场防爆设备的防爆标志和防爆形式。防爆标志格式:Ex（ia）IICT4防爆标记防爆等级气体组别温度组别11防爆等级说明：一ia等级：在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。正常工作时，安全系数为2.0；一个故障时，安全系数为1.5；二个故隙时，安全系数为1.0O注：有火花的触点须加
26、隔爆外壳、气密外壳或加倍提高安全系数。ib等级:在正常工作和一个故隙时不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。正常工作时，安全系数为2.0；一个故障时，安全系数为1.5。正常工作时，有火花的触点须加隔爆外壳或气密外壳保护，并且有故障自显示的措施，一个故障时安全系数为L0。二IP防护等级IP（INTERNATIONALPROTECTION）防护等级系统是由IEC（INTERNATIONALELECTROTECHNICALCOMMISSION）所起草的。将灯具依起防尘防湿之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表
27、示灯具离尘、防止外物侵入的等级，第二个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高，两个标示数字所表示的防护等级如表一及表二。第一个标示特性号码（数字）所指示的防护程度第一个标示数字防护等级定义0没有防护对外界的人或无特殊防护1防止大于50mm的固体物侵入防止人体（如手掌）因意外而接触到灯具内部的零件。防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入2防止大于12mm的固体物侵入防止人的手指接触到灯具内部的零件防止中等尺寸（直径大于12mm）外物侵入。3防止大于2.5Inin的固体物侵入防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线或类似的细节小外物侵入而接触到灯具内部的零件。4防止
28、大于1.Omm的固体物侵入防止直径或厚度大于1.Omm的工具、电线或类似的细节小外物侵入而接触到灯具内部的零件。5防尘完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘进入，但侵入的灰尘量并不会影响灯具的正常工作。6防尘完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘进入。第二个标示特性号码（数字）所指示的防护程度第二个标示数字防护等级定义0没有防护没有防护1防止滴水侵入垂直滴下的水滴（如凝结水）对灯具不会造成有害影响。2倾斜15度时仍可防止滴水侵入当灯具由垂直倾斜至15度时，滴水对灯具不会造成有害影响3防止喷洒的水侵入防雨，或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水进入灯具造成损害。4防止飞溅的水侵入防止个方向飞溅而
29、来的水进入灯具造成损害。5防止喷射的水侵入防止来自各方向喷嘴射出的水进入灯具内造成损害。6防止大浪的侵入装设于甲板上的灯具，防止因大浪的侵袭而进入造成损坏。7防止浸水时水的侵入灯具浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下能确保不因进水而造成损坏。8防止沉没时水的侵入灯具无限期的沉没在指定水压的状况下，能确保不因进水而造成损坏。三电机的绝缘等级电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。绝缘的温度等级A级E级B级F级H级最高允许温度（）105120130155180绕组温升限值（K）607580100125性能参考温度（）8095100120145电机绝缘等级划分依据是按电动机所用绝缘材料的允许极限温度划分的。有Y、A、E、B、F、H、C等几个等级，各级的允许极限温度如下表。所谓允许极限温度是指电机绝缘材料的允许最高工作温度，它反应绝缘材料的耐热性能。绝缘材料按耐热能力分为Y、A、E、B、F、H、C7个等级，其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180、及180以上。
