防爆電氣設(shè)備的防爆型式包括隔爆型(d)、增安型(e)、本質(zhì)安全型(i)、正壓型(p)、“n”型、充油型(o)、充砂型(q)和澆封型(m)等。根據(jù) IEC 6009-0和GB 3836.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,防爆電氣設(shè)備的防爆性能主要與產(chǎn)品的通用機(jī)械性能、環(huán)境性可靠性和相應(yīng)防爆型式的專(zhuān)項(xiàng)要求相關(guān)。其中,防爆電氣設(shè)備的抗沖擊、跌落、振動(dòng)等通用機(jī)械性能和耐寒、耐熱、耐腐蝕、耐老化等環(huán)境可靠性是基本要求,也是影響防爆電氣設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵因素。如何通過(guò)試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)評(píng)定防爆電氣設(shè)備的通用機(jī)械性能和環(huán)境可靠性是指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和保障產(chǎn)品防爆安全性能質(zhì)量的關(guān)鍵。
1通用機(jī)械性能要求
1.1抗沖擊試驗(yàn)
1)技術(shù)要求。被測(cè)樣品承受直徑為 25 mm、質(zhì)量為1 kg的半球形淬火鋼制沖頭從規(guī)定的高度 h自由下落產(chǎn)生的沖擊能量。
2)合格判據(jù)。①?zèng)_擊試驗(yàn)后樣品外殼的損傷不應(yīng)導(dǎo)致設(shè)備電氣防爆型式的失效,但設(shè)備外殼輕微的損壞、表面涂漆的脫落、散熱片或其他類(lèi)似元件的破裂和輕微凹陷忽略不計(jì);②試驗(yàn)后鋼化玻璃、網(wǎng)罩不應(yīng)出現(xiàn)破裂,變形等現(xiàn)象;③試驗(yàn)后外風(fēng)扇的保護(hù)罩、通風(fēng)孔擋板和電纜引入裝置不應(yīng)出現(xiàn)位移或變形,不應(yīng)與活動(dòng)部件發(fā)生碰撞或摩擦。
1.2跌落試驗(yàn)
1)技術(shù)要求。對(duì)于手提式或便攜式的防爆電氣產(chǎn)品應(yīng)能通過(guò)至少?gòu)? m的高度跌落到水平混凝土地面4次的跌落試驗(yàn)。
2)合格判據(jù)。試驗(yàn)后出現(xiàn)的外殼損傷不應(yīng)影響設(shè)備的防爆型式失效。
1.3絕緣套管扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)
1)技術(shù)要求。設(shè)備中連接件使用的絕緣套管應(yīng)能承受扭轉(zhuǎn)試驗(yàn),并保證所有部位不轉(zhuǎn)動(dòng)。
2)合格判據(jù)。絕緣套管承受GB 3836.1—2010規(guī)定試驗(yàn)力矩時(shí)絕緣套管不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
1.4電纜夾緊試驗(yàn)
1)技術(shù)要求。用來(lái)夾緊防爆電氣設(shè)備電纜和引入裝置使用的彈性密封圈或者金屬(復(fù)合)密封圈或者填料應(yīng)能通過(guò)夾緊試驗(yàn)。
2)合格判據(jù)。①對(duì)于非鎧裝電纜、帶編織覆蓋層電纜:在環(huán)境溫度為(20±5)℃條件下,施加規(guī)定的拉力6 h,如果芯軸或電纜樣品位移量小于6 mm,則電纜夾緊試驗(yàn)為合格,其中規(guī)定拉力為:20倍芯軸或電纜直徑(以mm為單位,電纜引入裝置為圓形電纜),或6倍電纜周長(zhǎng)(以mm為單位,電纜引入裝置為非圓形電纜);②對(duì)于鎧裝電纜(通過(guò)密封套內(nèi)裝置夾緊鎧裝層的電纜引入裝置):在環(huán)境溫度為(20±5)℃條件下,施加規(guī)定拉力(120±10)s,如果鎧裝部位的位移可忽略不計(jì),則電纜夾緊試驗(yàn)為合格,施加的規(guī)定拉力為:80倍電纜直徑(以mm為單位,I類(lèi)電氣設(shè)備用鎧裝電纜),或20倍電纜直徑(以mm為單位,II類(lèi)或III類(lèi)電氣設(shè)備用鎧裝電纜)。
2 環(huán)境可靠性要求
2.1 外殼防護(hù)等級(jí)
外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)是指外殼對(duì)危險(xiǎn)部件、固體異物進(jìn)入或?qū)λ倪M(jìn)入具有一定的保護(hù)程度。防護(hù)等級(jí)的代號(hào)標(biāo)識(shí)以“IPXX”的形式表示,第1個(gè)數(shù)字表示產(chǎn)品防塵、防止外物侵入的等級(jí);第2個(gè)數(shù)字表示產(chǎn)品防濕氣、防水侵入的密閉程度,數(shù)字越大,表示其防護(hù)等級(jí)越高。防爆電氣設(shè)備外殼防護(hù)等級(jí)試驗(yàn)包括防塵試驗(yàn)與防水試驗(yàn),是設(shè)備工作安全性能和壽命的保障。防塵試驗(yàn)是驗(yàn)證防爆電氣產(chǎn)品外殼防止接近危險(xiǎn)部件和防止固體異物進(jìn)入的防護(hù)等級(jí)。防水試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證防爆電氣產(chǎn)品外殼防止水進(jìn)入的防護(hù)等級(jí)。
2.2 防爆電氣設(shè)備的溫度組別
防爆電氣設(shè)備的溫度組別按照電氣設(shè)備工作過(guò)程中允許的最高表面溫度來(lái)劃分,與爆炸性氣體、粉塵的引燃溫度分組相對(duì)應(yīng)。Ⅰ類(lèi)電氣設(shè)備表面可能堆積粉塵時(shí),允許最高表面溫度為150℃,采取措施防塵時(shí)為450℃。所有防爆型式的Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)電氣設(shè)備分為T(mén)1~T6組,防爆電氣設(shè)備的最高表面溫度分組見(jiàn)表1。
2.3 防爆電氣設(shè)備環(huán)境可靠性要求
表1 防爆電氣設(shè)備的最高表面溫度分組
2.3.1 外殼防護(hù)等級(jí)試驗(yàn)
1)技術(shù)要求。對(duì)于用在戶外和粉塵環(huán)境的防爆電氣設(shè)備根據(jù)其使用環(huán)境應(yīng)滿足相應(yīng)的IP防護(hù)等級(jí)。一般防爆電氣設(shè)備的外殼防護(hù)等級(jí)在IP5X與IP6X之間和IPX3至IPX6之間。
2)合格判據(jù)。①I(mǎi)P5X防塵試驗(yàn):試驗(yàn)后,觀察滑石粉沉積量及沉積地點(diǎn),檢查確定如不足以影響設(shè)備的正常操作或安全,則認(rèn)為試驗(yàn)合格;②IP6X防塵試驗(yàn):試驗(yàn)后殼內(nèi)無(wú)明顯的灰塵沉積,即認(rèn)為試驗(yàn)合格;③防水試驗(yàn):相應(yīng)等級(jí)防水試驗(yàn)結(jié)束后,檢查進(jìn)水情況,如果進(jìn)水以下情況視為合格:進(jìn)水不足以影響設(shè)備的正常操作或破壞安全性、水不積聚在可能導(dǎo)致沿爬電距離引起漏電起痕的絕緣部件上、水不進(jìn)入帶電部件或進(jìn)入不允許在潮濕狀態(tài)下運(yùn)行的繞組、水不積聚在電纜頭附近或進(jìn)入電纜。
2.3.2 溫度測(cè)定
1)技術(shù)要求。①工作溫度測(cè)得在防爆電氣設(shè)備額定條件下測(cè)試;②最高表面溫度在防爆電氣設(shè)備額定電壓的90%~110%之間(輸入電壓不直接影響設(shè)備溫升時(shí),在額定電流110%條件下)、設(shè)備達(dá)到最高表面溫度時(shí)的最不利條件下進(jìn)行。
2)合格判據(jù)。測(cè)得樣品各個(gè)使用位置的工作溫度或最高表面溫度,不得高于電氣設(shè)備和Ex元件上標(biāo)志的溫度組別(表1)。
2.3.3 熱劇變?cè)囼?yàn)
1)技術(shù)要求。防爆燈具和防爆電氣設(shè)備觀察窗用承受熱劇不變?cè)囼?yàn),試驗(yàn)時(shí)設(shè)備處于最好工作溫度條件下。
2)合格判據(jù)。設(shè)備在最高工作溫度下,用溫度為(10±5)℃、直徑為1 mm的噴嘴對(duì)其噴水,不發(fā)生破裂認(rèn)為合格。
2.3.4 耐熱試驗(yàn)
1)技術(shù)要求。防爆電氣設(shè)備的非金屬材料外殼或外殼的非金屬部件應(yīng)存放在相對(duì)濕度為(90±5)%、溫度高于最高工作溫度(20±2)℃,至少為80℃的環(huán)境中28 d。如果最高工作溫度高于75℃,則試驗(yàn)條件為在溫度為(95±2)℃、相對(duì)濕度為(90±5)%的環(huán)境中保持14 d和接著在高于最高工作溫度(20±2)℃的空氣箱中再保持14 d。
2)合格判據(jù)。耐熱試驗(yàn)后進(jìn)行耐寒試驗(yàn)。
2.3.5 耐寒試驗(yàn)
1)技術(shù)要求。防爆電氣設(shè)備的非金屬材料外殼或外殼的非金屬部件先經(jīng)耐熱試驗(yàn)后,在室溫下靜置24 h,再在比最低工作溫度低(5~10 K)的環(huán)境溫度下保持24 h。
2)合格判據(jù)。耐熱、耐寒試驗(yàn)后進(jìn)行沖擊、跌落和外殼防護(hù)等級(jí)試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。
2.3.6 光老化試驗(yàn)
1)技術(shù)要求。防爆電氣設(shè)備非金屬外殼或外殼的非金屬部件(設(shè)備的玻璃和陶瓷部件除外)應(yīng)按GB/T 16422.1—2006標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,在氙燈和模擬太陽(yáng)光過(guò)濾系統(tǒng)的曝光室中進(jìn)行曝光時(shí)間至少為1 000 h試驗(yàn),樣品的黑體溫度為(65±3)℃,
2)合格判據(jù)。①按GB/T 1043—1993和GB/T 2571—1995規(guī)定的沖擊彎曲強(qiáng)度,光照后的樣品向光照面沖擊彎曲強(qiáng)度應(yīng)為光照前試樣彎曲強(qiáng)度的50%以上;②對(duì)于沖擊彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)會(huì)發(fā)生斷裂的材料,則光照試驗(yàn)后,試棒斷裂不應(yīng)超過(guò)3根。
2.3.7 I類(lèi)電氣設(shè)備的耐化學(xué)試劑試驗(yàn)
1)技術(shù)要求。防爆電氣設(shè)備非金屬外殼或外殼的非金屬部件應(yīng)進(jìn)行油和潤(rùn)滑脂、礦用液壓液的耐化學(xué)試劑試驗(yàn):①2只樣品應(yīng)放在溫度為(50±2)℃,GB/T 1690—2006附錄“參考液體”規(guī)定的2號(hào)油中(24±2)h;②另 2只樣品應(yīng)放在溫度為(50±2)℃、含水35%的聚合水溶液構(gòu)成的阻燃液壓液中保持(24±2)h。
2)合格判據(jù)。試驗(yàn)結(jié)束后,試樣從液體槽內(nèi)取出,擦干并放置在試驗(yàn)室內(nèi)24 h。然后每一個(gè)外殼試樣應(yīng)通過(guò)外殼沖擊、跌落和相應(yīng)的IP等級(jí)試驗(yàn)。