防爆产品设计的9种通用要求

防爆产品设计的9种通用要求如下：

一、 紧固件

1、 设计原则

(1)紧固件的尺寸和材料要满足防爆类型的结构要求，如隔爆型设备紧固件的抗拉强度要承受爆炸压力;增安型和其它设备的紧固件应保证外壳充分压紧，达到规定的防护等级。

(2) 铝合金和塑料外壳的紧固件如采用轻金属或塑料制的螺栓，则螺栓的材料和螺纹形状要满足紧固要求就可使用。

(3)紧固件的紧固应保证只能用专用工具才能开启的结构。

2、特殊紧固件按GB3836.1-2021第9.1条规定。

——对保证专用防爆型式或用于防止触及裸露带电零件所必须的紧固件，应只能用工具（如钥匙、螺丝刀或扳手）才能松开或拆除。

——如果紧固件材料适合于外壳材料，含铝、镁、钛或锆的金属的外壳用紧固螺钉可用铝、镁、钛、锆或非金属材料制成。

运行中为调节、检查或其他操作而要求打开的盖子或紧固螺孔，只有螺纹形状适合于外壳材料时，才能在外壳材料上攻螺孔。

二、粘接材料

防爆电气部件之间需用树脂复合物进行粘接来达到规定的接合强度时，应考虑复合物的配方和工艺，并应考虑粘接材料的极限温度至少应比设备表面温度高20K。这是防爆产品设计的9种通用要求之一。

三、对防爆外壳材料的要求

1、 金属材料常用的有铸钢、铸铁、焊接钢板、铸铝合金、不锈钢等材料。如采用铸铝合金时，对Ⅰ类电气设备外壳，铝、钛和镁的总含量不允许大于15%(质量比)，且钛和镁的总含量不允许超过6%;对Ⅱ类电气设备外壳，含镁量不允许超过6%(质量比)。金属外壳的厚度：对隔爆型外壳，应能承受内部爆压和外部冲击能量的考核;对其它防爆类型外壳，应能承受外部冲击能量的考核。

2、 塑料材料塑料外壳在增安型电气设备和本质安全型电气设备用的较多。主要考虑结构轻便，抗环境化学腐蚀能力优的特点。但材料的老化和变形是塑料制品的关键缺陷。某些塑料能克服以上的缺点，如DMC、SMC塑料制品已大量在防爆电气产品的外壳中使用。选用塑料牌号时要考虑材料的热稳定性至少比设备产生表面温度高20K;低温特性至少比设备使用环境温度下限低5-10K的条件下能耐规定的冲击或跌落试验不损坏。

对移动电气设备及可能被摩擦或擦拭的塑料表面要考虑静电荷的影响，这可按相关的要求来进行设计。

四、电缆和导管引入装置

1.常见电缆引入装置分类

采用电缆布线方式通常需要使用电缆引入装置，常见的电缆引入装置有密封圈式和填料函式。

（1）密封圈式电缆引入装置通过装置内部的密封圈对电缆可靠压紧实现与腔体内部的密封，适用于橡套电缆穿过密封圈进入设备腔内。

图1 密封圈式电缆引入装置

（2）填料函式电缆引入装置通过在填料筒中填塞填料实现与腔体内部的隔离密封，在安装进线时需剥离电缆护套使芯线穿过填料筒，同时需在芯线周围填充填料，保证芯线之间充分填充且填充长度不小于20mm。

图2 填料函式电缆引入装置

2.电缆引入方式

电缆引入方式分为直接引入方式和间接引入方式。直接引入方式的电缆引入装置直接装在设备主腔外壳上，电缆经引入装置引入设备。

图3 直接引入方式

间接引入方式是具有接线腔和主腔两个腔体，电缆通过接线腔接线，接线腔和主腔之间采用填料密封过线，或采用接线端子连接的结构。常见的间接引入方式多为上下两腔结构，上腔为设备主腔，为隔爆型结构，用于安装电气元件；下腔为接线腔，可以是隔爆型，也可以是增安型。间接引入方式多用于主腔在正常运行时存在产生火花、电弧、高温的大功率设备的情况。

图4 接线空腔为Ex d间接引入方式

图5 接线空腔为Ex e间接引入方式

3.密封圈式电缆引入装置与填料函式电缆引入装置的适用范围

密封圈式电缆引入装置安装工序较为简单，在确保电缆护套未提前剥离的情况下即能满足密封要求，但其易因密封圈配合及老化问题对设备防爆性能产生影响，多用于内部无火花、电弧或异常高温的直接引入方式，或带有接线腔的间接引入方式。

而填料函式电缆引入装置的安装工序涉及电缆护套剥离、分线填料等，固化后的密封填料与线芯融为一体，在设备更换、维修时操作比较繁琐，但可以作为隔爆结构的一部分，多用于直接引入方式，尤其是内部具有火花、电弧或异常高温元件的隔爆型电气设备。

4.隔爆型电气设备的电缆引入装置如何选择

GB/T 3836.15-2017第10.4.2b（规定若电缆符合GB/T 3836.15-2017第9.3.2a)的致密要求，可以使用符合 GB3836.2 标准要求的隔爆型电缆引入装置。

防爆电气设备使用密封圈式电缆引入装置，还是使用填料式电缆引入装置，应按照下图6选择。

图6 符合10.4.2b的电缆的隔爆外壳电缆引入装置选型图

选用直接引入方式：根据GB/T 3836.15-2017中图6要求，在进行电缆引入装置选择时，

1)首先需判断设备外壳内部是否有点燃源（包括火花或正常运行条件下出现的能够引起点燃的设备表面温度），不存在点燃源的设备可以使用密封圈式电缆引入装置，存在点燃源的设备需判断其安装区域是否要求ⅡC设备（例如使用环境为氢气环境）；

2)若安装区域要求使用ⅡC设备，安装在2区或外壳容积小于2dm3时可以使用密封圈式电缆引入装置。

选用间接引入方式：根据GB/T 3836.15-2017中10.4.1规定“当接线空腔为Ex ‘d’时，电缆系统应符合10.4.2要求”，此时“间接引入外壳认为不会成为内部点燃源”，接线腔可以选用密封圈式电缆引入装置；当接线空腔为Ex ‘e’时，应使用符合增安设备要求的电缆引入装置。

5.注意事项

如果隔爆型电缆引入装置符合 GB3836.2 的要求，并且用特定电缆试样进行试验，在外壳内多次点燃可燃性气体，在外壳外都没有出现点燃，则不必符合上述图6 的要求。

五、标志

防爆电气设备外壳明显处上应有“Ex”或“Ex+防爆级别+温度组别”标志的总标志。防爆电气设备应有铭牌，铭牌材料用黄铜或不锈钢材料制造，厚度无具体要求，国外仪表用塑料表牌已广泛使用，其粘胶材料质量相当好。铭牌至少应包括以下内容：

1、 制造厂名称或注册商标;

2、 产品名称和型号规格;

3、防爆标志;

4、防爆合格证编号;

5、制造日期或出厂编号

6、 环境温度：-20℃ Ta 60℃ * 当环境温度为-20℃～ 40℃时，该项无要求。

六、连接件

防爆电气设备金属外壳上应设置内、外接地连接件。外接地连接件应尽量靠近电缆引入装置处，内接地连接件应在接线腔内。连接件的尺寸应能至少和4mm2以上的保护线可靠连接，并应有防松措施保证可靠压紧，在接地连接件处应设置接地符号，以示正确连接。有双重绝缘和加强绝缘的电气设备;有金属导管连接的电气设备，可不必设置接地连接件。

七、电气连接件和接线空腔

防爆电气设备外部电缆或导管的引入，除用*电缆方法引入外，绝大部分在接线腔内进行的。设计接线空腔时，应保证有足够的尺寸，便于导线可靠连接。外壳的防爆型式要符合使用的爆炸性危险环境。接线腔内设置的接线端子，其导电螺栓的规格应有余量，防爆产品设计中较为重要 。

八、 Ex元件

防爆外壳、接线端子、电流表、小型开关、小型按钮、指示灯、仪表显示器引入装置、等部件，如制成Ex元件，就可方便的安装在增安型外壳内，达到结构轻巧，安装维护方便的目的。

九、联锁装置和警告牌

为防止防爆外壳带电开盖，应设置联锁装置，其装置应保证非专用工具不能打开的机构。如无联锁装置，应设置“严禁带电开盖”的警告牌。

工业环境中，存在特殊环境的电气设备较多，但是这样的电气设备极易与环境中的某些易燃易爆气体发生爆炸，因此须做特定环境下的防爆产品设计以满足特殊环境的使用需求。

来源：网络搜集

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