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防爆灯的基础应用常识与原理

发布时间:2013-12-25
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         防爆灯是指用于可燃性气体和粉尘存在的危险场所,能防止灯内部可能产生的电弧、火花和高温引燃周围环境里的可燃性气体和粉尘,从而达到防爆要求的灯具。也称作防爆灯具、防爆照明灯。 不同的可燃性气体混合物环境对防爆灯的防爆等级和防爆形式有不同的要求。
        分类
         防爆灯一般按选用的光源、防爆结构型式、使用方式进行分类。按光源分类有防爆白炽灯、防爆高压汞灯、防爆低压荧光灯、混合光源灯等;按防爆结构型式分类有隔爆型灯具、增安型灯具、复合型灯具等;按使用方式进行分类有固定式防爆灯具和携带式防爆灯具。 
        按防爆型式
     按防爆型式分为隔爆型、增安型、正压型、无火花型和粉尘防爆型共5种主要类型,也可以由其他防爆型式和上述各种防爆型式组合形或复合型和特殊型。 
       按防触电保护型式
    按防触电保护型式可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。防触电保护是为防止防爆灯具外壳易触及零件带电,使人体触电或不同电位的导体触及产生电火花而引燃爆炸性混合物。
  AⅠ类——在基本绝缘的基础上,将易触及的正常工作时不带电的可导电部件都连结到固定线路中的保护接地导体上。
  BⅡ类——用双重绝缘或加强绝缘作为安全保护措施,无接地保护。
  CⅢ类——使用有效值不大于50v的安全电压,并且其中不会产生高于此电压值。
  D0类——只依靠基本绝缘作为安全保护措施。
  绝大部分的防爆灯具防触电保护型式为I,类灯具,只有少数为Ⅱ类、Ⅲ类灯具。例如:全塑防爆灯具,防爆手电简。
        原理
        隔爆型的原理根据欧洲标准EN13463-1:2002《爆炸性环境用非电气设备第1部分:基本方法与要求》的防爆概念和防火类型,隔爆型是采取措施允许内部爆炸并阻止火焰传爆的一种防爆型式,是最常用的一种防爆类型。由于这种防爆类型的灯具外壳一般使用金属材料制造,散热性好,外壳强度高和耐用性好,很受用户欢迎。而且,许多增安型防爆灯具部件,如灯座、联锁开关等,也采用隔爆型结构。具有隔爆外壳的电气设备称为隔爆型电气设备。如果爆炸性气体混合物进入隔爆外壳并被点燃,隔爆外壳能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力,并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播。这是一种间隙防爆原理,即利用金属间隙能阻止爆炸火焰的传播和冷却爆炸产物的温度,达到火焰熄灭和降温,抑制爆炸的扩展的原理设计的一种构造。
        光源选择
     白炽灯目前虽仍有较多使用,但由于发光效率低、寿命较短,正逐渐被其他光源所替代。其中应用较多的是单插头无起动器荧光灯和自镇流高压汞灯以及高压钠灯。
  单插头无起动器荧光灯是一种冷阴极气体放电灯,发光原理是利用电极间的放电使汞原子产生紫外线辐射,从而激发灯管内壁荧光物质发光。这种荧光灯发光效率较高(约为白炽灯的3倍),使用寿命较长,起动时不需要起动器(通常在灯管壁上有一条导电层,称为起辉层,荧光灯的起辉靠它来完成;当灯管破裂时起辉层也被破坏,灯即熄灭),阴极温度较低(约200℃左右),是一种安全实用的光源,非常适合制成增安型照明灯具。自镇流高压汞灯是利用高压汞蒸气放电以及白炽体和荧光质三种物质发光的混合光源灯。它具有亮度高、结构简单、起动速度快等优点。改变了以往的高压汞灯需要外加镇流器的缺点,利用钨丝来起到限流的作用,同时也改善了光色。其缺点是寿命相对于普通荧光高压汞灯要缩短一些。高压钠灯是一种高压钠蒸汽放电灯,具有发光效率高、耗电少、透雾能力强、寿命长等优点。
  原有固定式防爆白炽灯,在满足规程规定的灯泡与透明罩之间最小距离的情况下,经有关单位认可,都利用原有灯具用自镇流高压汞灯泡替换了白炽灯泡。高压钠灯虽有一定的节能效果,但由于其显色性较差,在生产装置中我们一般不予采用,只用在道路照明上。有时为了改善高压汞灯发出的直白光色,也可在生产装置内掺装一些高压钠灯。对于需要显色性好的高强度照明场所(如大机组设备的现场检修),可以选用防爆投光灯,其光源一般用金属卤化物灯,额定功率可达到1000W以上。
         安装
     防爆灯在安装前要从铭牌与产品说明书中核对:防爆型式、类别、级别、组别;外壳的防护等级;安装方式及安装用的紧固件要求等。防爆灯的安装要确保固定牢靠,紧固螺栓不得任意更换,弹簧垫圈应齐全。防尘、防水用的密封圈安装时要原样放置好。电缆进线处,电缆与密封垫圈要紧密配合,电缆的断面应为圆形,且护套表面不应有凹凸等缺陷。多余的进线口,须按防爆类型进行封堵,并将压紧螺母拧紧,使进线口密封。
         维护与检修
      在日常检修维护中,需要注意以下几点。
  防爆灯、灯罩打开前应能自动切断电源。但因设置联锁装置较复杂,不易实现,故大多数灯具只在外壳明显处设“严禁带电打开”等字样的警告牌。又因灯泡断电后表面温度还很高,如立刻打开灯罩,仍有点燃爆炸性气体混合物的危险(主要指隔爆结构),故白炽灯、高压汞灯、高压钠灯这些灯泡表面温度高的光源,又能快速打开盖的灯具要注意这一点。笔者单位使用较多的CeY-1型防爆荧光灯就具有开盖断电的联锁机构,为检修工作提供了方便和安全保障。因荧光灯为冷光源灯具,不存在表面高温,断电后可立即开盖。
  在更换灯泡(管)时,防爆灯的隔爆接合面应妥善保护,不得损伤;经清洗后的隔爆面应涂磷化膏或204-1防锈油,严禁涂刷其他油漆;隔爆面上不得有锈蚀层,如有较轻微锈蚀,经清洗后应无麻面现象。用于防尘、防水用的密封圈一定要保证完好,这一点对增安型灯具而言是十分重要的。如果密封圈损坏严重,要用相同规格、相同材质的密封圈予以更换,必要时更换整个灯具。检修时要注意灯罩是否完好,如有破裂要马上更换。 
         1 维护维修人员需经岗位培训,了解灯具的使用性能,明确使用要求。维修人员须具备专业知识,熟悉灯具产品结构。
   2 定期消除防爆灯具外壳上的积尘和污垢,提高灯具光效和散热性能。清洁方式可根据灯具外壳防护能力,采用喷水(灯具上标志阴以上)或用湿布揩。喷水清洗时,应切断电源,严禁用干布擦洗灯具塑料外壳(透明件),防止产生静电。
  3 检查灯具塑料外壳(透明件)有无严重变色,如变色严重,说明塑料已经老化。检查透明件有无受过异物冲击的痕迹,保护网有无松动、脱焊、腐蚀等。如有,应停止使用,及时维修更换。
  4 光源损坏应及时关灯,通知更换,以免由于光源不能启动而使镇流器等电气元件长期处于异常状态。
  5 潮湿环境中使用的灯具灯腔内如有积水应及时清除,更换密封部件,确保外壳防护性能。
  6 打开灯罩时,应按警告牌要求,断电源后开盖。
  7 开盖后应顺便检查隔爆结合面是否完好,橡胶密封件是否变硬或变粘,导线绝缘层是否发绿和碳化,绝缘件和电气元件是否有变形和焦痕。如发现这些问题,应及时维修更换。
  8 维修更换后的光源、零部件和电气元件的型号、规格、尺寸、性能应和维修更换前的光源、零部件和电气元件完全一致。
  9 关盖前应用湿布(不能过分湿)轻揩灯具回光和透明件,以提高灯具光效。在隔爆结合面上应薄薄地涂上一层204-1置换型防锈油,关盖时应注意密封圈是否在原来的位置上起到密封作用。
  10 灯具密封的部分不应经常拆卸和打开。
        注意事项
     携带式灯具分为由馈电网供电和自带电源两种。由馈电网供电的灯具,从防爆接线箱(盒)或防爆插销至灯具之间应使用橡套电缆,其接地或接零线芯应在同一护套内;电缆应采用主线芯最小允许截面为25平方毫米的YC、YCW重型橡套电缆。在这里要特别强调一点:携带式灯具的电缆不允许有中间接头。
  曾发生过这样一起事故:某夜晚抢修乙烯输送泵,接临时防爆灯二盏,防爆标志为dIICT4。当钳工拿起灯具靠近泵体细看时,引燃从泵体泄漏的乙烯气体,将其中一人面部灼伤。经检查灯具的防爆性能正常,问题出在灯具的电缆上。原来,距灯具1 5m处有一电缆接头,用绝缘包布缠绕,接引灯具电缆时在地上拖曳,露出电缆线芯,当钳工提起灯具照射泵体时,该裸露线芯碰到设备基础槽钢上,遂对地打火,引燃乙烯混合气体。这起事故暴露了我们防爆安全管理上的漏洞。事故发生后,我们对所有携带式灯具及其电缆线进行了仔细检查,排除了发生类似事故的隐患。这起事故告诉我们,在电气防爆安全管理上,决不能存在侥幸心理,要严格按照相关规程和要求去做,才能做到万无一失。 
        名词述语 
         1、隔爆型电气设备 
具有能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力, 并阻止内部的爆炸向外壳周围爆 炸性混合物传播的电气设备外壳的电气设备,其标志为“d”。 
        2、增安型电气设备 
在正常运行条件下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温,结构上 采取措施提高安全裕度,以避免在正常和认可的过载条件下出现电弧、火花或高湿电气设备,其标志为“e”。 
        3、防爆原理 
电气设备引燃可燃性气体混合物有两方面原因:一个是电气设备产生的火花、电 弧、另一个是电气设备表面(即与可燃性气体混合物相接触的表面)发热。对于设备在正常运行时能产生电弧、火花的部件放在隔爆外壳内,或采取浇封型、充砂型、充油型或正压型等其他防爆型式就可达到防爆目的。而对于增安型电气设备是对在正常运行时不会产生电弧、火花和危险高温的设备,如果在其结构上再采取一些保护措施,尽力使设备在正常运行或认可的过载条件下不会发生电弧、火花和过热现象,就可进一步提高设备的安全性和可靠性。因此这种设备在正常运行时就没有引燃源,而可用于爆炸危险环境。 
       4、防爆标志举例 
      4.1、如电气设备为ⅡB类隔爆型T3组,标志为ExdⅡBT3。 
      4.2、如电气设备为Ⅱ类增安型,温度组别为T2组,标志为ExeⅡT2。 
      4.3、如电气设备采用一种以上的复合型式,则先标出主体防爆型式,后标出其它防爆型式,如主体采用增安型内装ⅡC类隔爆部件,温度组别为T4,标志为ExedⅡCT4。
      4.4、如电气设备为粉尘防爆防尘型T11组。标志为:DIPDPT11