本文簡單介紹了幾種常見防爆型式在地磅中的 應用,并簡單介紹了幾種典型應用。
一引言
目前,隨著石油、化工、醫藥行業等具有爆炸性 氣體、蒸氣的危險場所對稱重設備的需求,作為防 爆電氣設備的一種,防爆地磅被越來越多的應 用到危險環境中。防爆技術在各類地磅中得到 了廣泛的應用。
簡單的說,防爆電氣設備是指工作在有爆炸性 氣體或粉塵的危險環境內而不會引起爆炸危險的 電氣設備。防爆地磅就是在普通電子衡器的基 礎上采取相應的防爆型式,從而避免發生爆炸危 險。本文主要講述氣體防爆技術在地磅中的應 用。
一、爆炸性氣體、蒸氣混合物的分類、分級與分組
1.分類與分級:
爆炸性氣體、蒸氣混合物分為兩類:第I類為礦 井甲烷;第"類為爆炸性氣體、蒸氣。第I類氣體常 指煤礦井下危險氣體、蒸氣混合物,第"類氣體常指 工廠中的危險氣體、蒸氣混合物。
我國參照國際電工委員會(IEC)的分級辦法, 又把工廠中的爆炸性氣體、蒸氣混合物分成A、B、C 三個級別,即"A、" B、" C三個級別。
2.分組:
按照爆炸性氣體、蒸氣混合物的引燃溫度將爆 炸性氣體、蒸氣混合物分成T1.T6六個組別,其規 定如下表所示:
二、爆炸性氣體、蒸氣危險場所的劃分 根據爆炸性氣體混合物出現的頻度和持續時 間進行如下分區:
0區:在正常情況下’爆炸性氣體混合物,連續 地、短時間頻繁地出現或長時間存在的場所。
1區:在正常情況下,爆炸性氣體混合物有可能 出現的場所。
2區:在正常情況下,爆炸性氣體混合物不 能出現,僅在不正常情況下偶爾短時間出現的場 所。
三、常用電氣設備的防爆型式
1.隔爆型“d”
隔爆外殼:電氣設備的一種防爆型式,其外 殼能夠承受通過外殼任何接合面或結構間隙滲透到 外殼內部的可燃性混合物在內部爆炸而不損壞,而 且不會引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆 炸性環境的點燃(
隔爆型電氣設備:具有隔爆外殼的電氣設備。
2.增安型“e”
增安型是對在正常運行條件下不會產生電 弧或火花的電氣設備進一步采取措施,提高其安全 程度,防止電氣設備產生危險溫度、電弧和火花的可 能性的防爆型式。
增安型電氣設備:采用增安型防爆型式的電 氣設備。
3.本質安全型“i”
本質安全電路:在規定條件(包括正常工作 和規定的故障條件)下產生的任何電火花或任何熱 效應均不能點燃規定的爆炸性氣體環境的電路。
本質安全型電氣設備:在其內部的所有電路 都是本質安全電路的電氣設備。
關聯設備:裝有本質安全電路和非本質安全 電路,且結構使非本質安全電路不能對本質安全電 路產生不利影響的電氣設備。其中,本質安全型電 氣設備及關聯設備還可根據故障條件,細分為ia和 ib兩級。
4.正壓型“p”
正壓外殼:保持內部保護氣體的壓力高于周 圍爆炸性環境的壓力,阻止外部混合物進入的外殼。
正壓型電氣設備:具有正壓外殼的電氣設
備。
5.澆封型“m”
澆封型:防爆型式的一種,它是將可能產生 點燃爆炸性混合物的電弧、火花或高溫的部分澆封 在澆封劑中,使它不能點燃周圍的爆炸性混合物。
澆封型電氣設備:整臺設備或其中部分澆封 在澆封劑中,在正常運行和認可的過載或認可的故 障下不能點燃周圍的爆炸性混合物的電氣設備。
其它幾種類型的防爆電氣設備
(1)充油型電氣設備(o)
全部或某些帶電部件浸在油中使之不能點燃油 面以上或外殼周圍的爆炸性混合物的電氣設備。
(2)充砂型電氣設備(q)
外殼內充填細顆粒材料,以便在規定使用條件 下,外殼內產生的電弧、火焰傳播,殼壁或顆粒材料 表面的過熱溫度均不能夠點燃周圍的爆炸性混合物 的電氣設備。
(3)無火花型電氣設備(n)
在正常運行條件下不產生電弧或火花,也不產 生能夠點燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼熱 點,且一般不會發生有點燃作用的故障的電氣設備。
(4)防爆特殊型(s)
電氣設備或部件采用國標未包括的防爆型式 時,由主管部門制定暫行規定。送勞動人事部備案, 并經指定的鑒定單位檢驗后,按特殊電氣設備“S”型 處置。
四、常用防爆型式在電子衡器中的應用
電子衡器系統主要由稱重傳感器、接線盒及稱 重顯示控制器三部分組成,另外還包括遠程顯示器 等選配件,以下就這幾部分分別予以介紹。
1.稱重傳感器:
本質安全型防爆稱重傳感器是目前最常見的防 爆稱重傳感器,它主要采用本質安全型防爆型式,在 稱重傳感器內部的所有電路都按照本質安全電路的 要求進行設計制造,具有成本低、適用危險區域范圍 廣等特點,因而成為防爆稱重傳感器的主導產品。根 據故障條件,本質安全型防爆稱重傳感器可細分為 ia和ib兩個等級。
另外,澆封型防爆型式在防爆稱重傳感器應用 中也較為常見,即將應變計、接線板等元器件用澆封 劑進行澆封,使傳感器電氣部分與周圍的爆炸性混 合物進行隔離,從而起到防爆作用。
2.接線盒:
防爆接線盒作為一種最常見的防爆產品,其常 用的防爆型式有本質安全型“i”、隔爆型“d”和增安 型“e”。
本質安全型防爆接線盒就是將接線盒內的接線 板嚴格按照本質安全電路的要求進行設計制造,接 線盒外殼一般要求具備一定的防護等級(最低要求 為IP20),以保證電路的本質安全性能不因外部的 導電部件的接近而受到損害。
隔爆型防爆接線盒就是將普通接線板安裝在隔 爆外殼中,這種接線盒不會因滲透到外殼內部的可 燃性混合物在內部爆炸而損壞,而且不會引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性環境的點燃。
增安型防爆接線盒就是將接線盒殼體及其內部 的接線板進一步采取措施,例如采用防松動螺紋緊 固件進行導線連接、增大電氣間隙及爬電距離等措 施,提高其安全程度,防止電氣設備產生危險溫度、 電弧和火花的可能性,從而不會引起外部由一種、多 種氣體或蒸氣形成的爆炸性環境的點燃。 接線盒外 殼一般要求具有IP54的防護等級。
3.稱重顯示控制器:
目前,應用于稱重顯示控制器上的防爆型式主 要有本質安全型“i”、隔爆型“d”和正壓型“p”。
本質安全型防爆稱重顯示控制器就是將稱重顯 示控制器內的電氣線路包括前置放大、A/D轉換、電 源及接口部分等均設計為本質安全電路,以保證電 路的本質安全性能。具有成本低、適用危險區域范 圍廣等特點,其缺點是設計周期較長。
隔爆型防爆稱重顯示控制器就是將普通稱重顯 示控制器安裝在隔爆外殼中,這種型式的防爆稱重顯 示控制器因具有設計簡單,維護方便等特點而得到廣 泛的應用,但它的缺點是外形比較笨重,成本較高。
正壓型防爆稱重顯示控制器就是將普通稱重顯 示控制器安裝在正壓外殼中,向外殼中通入保護氣 體,并保持外殼內部保護氣體的壓力高于周圍爆炸 性環境的壓力,阻止外部混合物進入外殼。從而達 到防爆的目的。
另外,防爆遠程顯示器常用的防爆型式有隔爆 型“d”和增安型“e”。
五、幾種典型應用
1.本安型配置:
在本安型配置中,組成系統的主要部件如稱重 傳感器、接線盒及稱重顯示控制器等均采用本質安 全型防爆型式。原理框圖如下:
2.復合型防爆電子衡器系統:
本系統主要由本質安全型稱重傳感器、本質安 全型接線盒、安全柵組件及稱重顯示器等組成,其中
安全柵組件及稱重顯示器工作在安全區"安全柵作 為關聯設備,其作用是防止非本安稱重顯示控制器 對本質安全型稱重傳感器及接線盒產生不利影響" 原理框圖如下:
此外,在復合型防爆電子衡器系統中,還可將安 全柵組件及稱重顯示控制器安裝于隔爆外殼中,安 裝于危險區。
六、防爆電氣設備選型:
在實際應用中,不同的防爆型式所適用的爆炸 危險區域是不同的,在選擇防爆電氣設備時,可參照 下表進行選型。
爆炸危 | 適用的防爆型式 | |
險區域 | 電氣設備類型 | 符號 |
0區 | 1.本質安全型(ia級) | ia |
2.其他特別為0區設計的電氣設備'特殊型) | S | |
L適用于0區的防爆類型 | ||
2.隔爆型 | d | |
3.增安型 | e | |
1區 | 4.本質安全型(ib級) | ib |
5.充油型 | 0 | |
6.正壓型 | P | |
7.充砂型 | ||
8.其他特別為1區設計的電氣設備'特殊型) | S | |
1.適用于0區或1區的防爆類型 | ||
2區 | 2.無火花型 | n |
七?結束語
因本人在工作中接觸到的許多衡器設計人員及 衡器產品用戶對防爆電子衡器均不是很了解,所以, 在這里僅對防爆技術及防爆電子衡器進行簡單的介 紹,以增進人們對防爆電子衡器的了解,方便今后防 爆產品的設計和使用。但因本人水平有限,還望廣 大讀者對本文加以批評指正。