我國地形走向總的狀態(tài)是西高東低。西部北有青藏高原,南有云貴高原。隨著我國西部經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)的展開,煤礦、石油化工企業(yè)的建設(shè),對(duì)防爆電氣設(shè)備的需求也隨之而來。高原環(huán)境般是高海拔、高寒、空氣稀薄、缺氧。本文討論這些環(huán)境特點(diǎn)會(huì)給防爆電氣設(shè)備的防爆性能所帶來的影響。
1 防爆電氣設(shè)備電氣設(shè)備是發(fā)電、輸電、配電、蓄電、電子測(cè)量、調(diào)節(jié)、變流、用電設(shè)備和電訊工程設(shè)備的總稱。
對(duì)電氣設(shè)備采取一定的安全措施即防爆措施,保證其在爆炸性環(huán)境中正常工作或在規(guī)定的故障條件下,不會(huì)引起爆炸性環(huán)境的點(diǎn)燃,關(guān)注熊大講壇學(xué)習(xí)防爆知識(shí)。這樣的電氣設(shè)備就稱為防爆電氣設(shè)備。
防爆措施有多種,不同的防爆措施構(gòu)成了防爆電氣設(shè)備的不同防爆類型。
爆炸性環(huán)境爆炸的基本條件是“處于爆炸極限內(nèi)的爆炸性環(huán)境加足夠的點(diǎn)燃能量”。那么,防爆措施的基本出發(fā)點(diǎn),就是使“爆炸極限內(nèi)的爆炸性環(huán)境”與具有“足夠點(diǎn)燃能量”的點(diǎn)火源不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)場(chǎng)合中。關(guān)注熊大講壇學(xué)習(xí)防爆知識(shí)。針對(duì)處于爆炸性環(huán)境中的點(diǎn)火源實(shí)施防爆措施,如防止能量的釋放,即使萬一釋放,也使其能量不具有足夠的點(diǎn)燃能力,或者將具有足夠點(diǎn)燃能量的點(diǎn)火源“包奄”起來。
2 防爆電氣設(shè)備基本防爆類型
2.1概述防爆電氣設(shè)備是各種防爆類型電氣設(shè)備的總稱。電氣設(shè)備采用不同的防爆措施,則構(gòu)成了不同防爆類型的防爆電氣設(shè)備。
例如,本質(zhì)安全型采取限能防爆措施,隔爆型采取把存在的點(diǎn)火源隔離的防爆措施,而正壓型、油浸型、充砂型和澆封型則是采取把危險(xiǎn)物質(zhì)與點(diǎn)火源隔離的措施。
2.2防爆電氣設(shè)備的主要防爆類型它是對(duì)電氣設(shè)備采取些附加措施,以提高其安全程度,防止在正常運(yùn)行或規(guī)定的異常條件下產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度、電弧和火花的可能性,從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的防爆。
增安型電氣設(shè)備有多種基本防爆措施來提高安全程度,諸如電氣連接、電氣間隙、爬電距離、溫度限制等。
具有隔爆外殼的電氣設(shè)備。隔爆外殼能夠承受通過外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙滲透到外殼內(nèi)部的爆炸性混合物在內(nèi)部爆炸而不損壞,并且不會(huì)引起外部由種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性氣體環(huán)境的點(diǎn)燃。
隔爆外殼具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,能承受外殼內(nèi)的爆炸而不會(huì)損壞,將爆炸性環(huán)境的爆炸限制在隔爆外殼這個(gè)小范圍內(nèi)。另外,隔爆外殼的隔爆間隙將外殼內(nèi)的爆炸產(chǎn)物向環(huán)境中的釋放流限制成一個(gè)小的“線度”,使其不具有點(diǎn)燃能力。
將設(shè)備內(nèi)部和暴露于潛在爆炸性環(huán)境的連接導(dǎo)線可能產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)能量限制在不能產(chǎn)生點(diǎn)燃的水平。
本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的全部電路為本質(zhì)安全電路。本質(zhì)安全電路是在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的正常工作和規(guī)定的故障條件下,產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境。在規(guī)定的條件下,本質(zhì)安全型電氣設(shè)備內(nèi)允許有電火花和熱效應(yīng)。但是,電火花和熱效應(yīng)的能量水平被限制在低于爆炸性環(huán)境的小點(diǎn)燃能量,從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的防爆。
用保持外殼內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于外部大氣壓力,以阻止外部爆炸性氣體進(jìn)入外殼內(nèi)部的方法實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的防爆。
這種防爆型式就是用空氣或惰性氣體(如氮?dú)?將電氣設(shè)備可能成為點(diǎn)火源的部分包奄起來,防止爆炸性環(huán)境“入侵”,達(dá)到點(diǎn)火源與爆炸性環(huán)境相隔離的目的,從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的防爆。
將電氣設(shè)備或電氣設(shè)備的部件整個(gè)浸在保護(hù)液中,關(guān)注修心養(yǎng)身密碼公眾號(hào),學(xué)習(xí)防爆知識(shí)。使設(shè)備不能點(diǎn)燃液面上或外殼外面的爆炸性氣體。
這種防爆型式就是用不燃性保護(hù)液體將電氣設(shè)備可能成為點(diǎn)火源的部分包奄起來,防止爆炸性環(huán)境“入侵”,達(dá)到點(diǎn)火源與爆炸性環(huán)境相隔離的目的,從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的防爆。
將能點(diǎn)燃爆炸性氣體的導(dǎo)電部件固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙希彝耆袢胩畛洳牧现?,以防止點(diǎn)燃外部爆炸性氣體環(huán)境。
英砂或玻璃顆粒。這種防爆型式就是用顆粒狀固體材料以定的厚度將電氣設(shè)備完整地包奄起來,達(dá)到點(diǎn)火源與爆炸性環(huán)境相隔離的目的,從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的防爆。
將可能產(chǎn)生點(diǎn)燃爆炸性混合物的火花或過熱的部分封入復(fù)合物中,使它們?cè)谶\(yùn)行或安裝條件下不能點(diǎn)燃爆炸性氣體環(huán)境。
這里的復(fù)合物是熱固性、熱塑性環(huán)氧樹脂或其它彈性物質(zhì)的固化狀態(tài)。這種防爆型式就是用不透氣的可塑固體將電氣設(shè)備完整地包奄起來,達(dá)到點(diǎn)火源與爆炸性環(huán)境相隔離的目的,從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的防爆。
2.3電氣設(shè)備的其它防爆類型對(duì)電氣設(shè)備采取的防爆措施能使“爆炸極限內(nèi)的爆炸性環(huán)境”與具有“足夠點(diǎn)燃能量”的點(diǎn)火源不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在同個(gè)場(chǎng)合中,關(guān)注修心養(yǎng)身密碼公眾號(hào),學(xué)習(xí)防爆知識(shí)。通過防爆試驗(yàn)證明確實(shí)具有防爆性能,這種防爆型式不在電氣設(shè)備的基本防爆類型之內(nèi),常歸為防爆特殊型“s”。
3 高原環(huán)境條件對(duì)防爆電氣設(shè)備防爆性能的影響
3.1防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境條件電氣設(shè)備防爆標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定防爆電氣設(shè)備運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件是:空氣中標(biāo)準(zhǔn)氧含量(體積比):21%.防爆電氣設(shè)備運(yùn)行在高原環(huán)境時(shí),其環(huán)境條件與上述環(huán)境條件不致,這將可能對(duì)防爆電氣設(shè)備的防爆性能產(chǎn)生影響。
3.2高原環(huán)境條件高原環(huán)境條件的基本特點(diǎn)是高海拔、低氣壓、空氣稀薄、缺氧、高寒(低溫)。表1標(biāo)明了高原環(huán)境條件參數(shù)。
表1高原環(huán)境條件參數(shù)序號(hào)環(huán)境參數(shù)海拔/m氣壓年平均空氣溫度日平均年平均3.3高原環(huán)境條件對(duì)電氣設(shè)備防爆性能的影響高原低氣壓對(duì)防爆性能的影響①空氣絕緣強(qiáng)度下降對(duì)電氣設(shè)備防爆性能的影響隨著海拔升高、氣壓下降、空氣稀薄,空氣的電氣擊穿強(qiáng)度下降。這直接導(dǎo)致本質(zhì)安全型電氣設(shè)備和增安型電氣設(shè)備安全性能的下降。因?yàn)?,在本質(zhì)安全型電氣設(shè)備和增安型電氣設(shè)備中,裸露導(dǎo)體間的安全性能是依賴一定的安全性能電氣間隙和爬電距離來實(shí)現(xiàn)的。在低氣壓,空氣的電氣擊穿強(qiáng)度下降的情況下,裸露導(dǎo)體間的電氣間隙和爬電距離的電隔離能力下降,關(guān)注修心養(yǎng)身密碼公眾號(hào),學(xué)習(xí)防爆知識(shí)。造成防爆性能下降。為克服這一不利影響,裸露導(dǎo)體間的電氣間隙和爬電距離應(yīng)適當(dāng)增加,電氣間隙的修正系數(shù)如表2.對(duì)于爬電距離也應(yīng)做相應(yīng)修正。
表2電氣間隙的海拔修正系數(shù)海拔H/m正常氣壓/kPa電氣間隙修正系數(shù)②高原低氣壓對(duì)本質(zhì)安全型電氣設(shè)備點(diǎn)燃能力的影響低氣壓使得爆炸性氣體空氣混合物分子間的距離拉大,爆炸性氣體分子與空氣中氧分子進(jìn)行反應(yīng)的能量(即點(diǎn)火能量)增大。其增大的量如下式所示:Wmin――在爆炸性氣體空氣混合物壓力為P時(shí)的小點(diǎn)燃能量物壓力為P=1x105Pa時(shí)的小點(diǎn)燃能量P――爆炸性氣體空氣混合物壓力,Pa高100m,電氣設(shè)備溫升增加約2K.對(duì)這類設(shè)備,海拔升高對(duì)防爆電氣設(shè)備的溫度組別,即防爆性能的影響應(yīng)加以注意。
高海拔空氣低溫對(duì)防爆性能的影響高海拔空氣低溫對(duì)隔爆外殼防爆性能的影響爆炸性氣體空氣混合物的爆炸壓力,可借用下式分析:P―爆炸性氣體空氣混合物的爆炸壓力,P―爆炸性氣體空氣混合物的初始?jí)毫?,Te―爆炸性氣體空氣混合物的爆炸溫度,K T―爆炸性氣體空氣混合物的初始溫度,m――爆炸性氣體空氣混合物爆炸產(chǎn)物的摩爾數(shù)n―爆炸性氣體空氣混合物爆炸前的摩爾數(shù)從式⑶可以分析出,空氣低溫,如-40C時(shí)的爆炸壓力,就會(huì)比+20C(:Wmin―在爆炸性氣體空氣混合物的溫度為T時(shí)的小點(diǎn)燃能量溫度為0時(shí)的小點(diǎn)燃能量T――爆炸性氣體空氣混合物的溫度,K273――絕對(duì)零度,K從式(4)可以看出,高原低溫,爆炸性氣體空氣混合物的小點(diǎn)燃能量上升,對(duì)本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆性能沒有不利影響。
高海拔缺氧對(duì)本質(zhì)安全型電氣設(shè)備點(diǎn)燃能力的影響800~4767m,空氣中的氧氣含量?jī)H為平原地區(qū)的60%.高原氧氣含量的的降低,使爆炸性氣體混合物的小點(diǎn)燃能量上升:Wmin―當(dāng)空氣中氧含量為屮時(shí),關(guān)注修心養(yǎng)身密碼公眾號(hào),學(xué)習(xí)防爆知識(shí)。爆炸性氣體空氣混合物的小點(diǎn)燃能量(Wmin)=1―當(dāng)空氣中氧含量為屮=1時(shí),爆炸性氣體空氣混合物的小點(diǎn)燃能量n―試驗(yàn)常數(shù),約為0.8從式(5)可以看出,高原空氣稀薄,隨著空氣中氧氣含量的下降,爆炸性氣體空氣混合物的小點(diǎn)燃能量上升,對(duì)本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆性能沒有不利影響。
4 結(jié)束語
高原環(huán)境條件對(duì)防爆電氣設(shè)備防爆性能的影響有正面的,也有負(fù)面的。具體地說:
4.1高原空氣稀薄,空氣電擊穿強(qiáng)度下降,對(duì)增安型和本質(zhì)安全型設(shè)備,裸露帶電體間的電氣間隙和爬電距離的防爆作用受到削弱。
4.2高原空氣溫度低,爆炸性氣體空氣混合物的小點(diǎn)燃能量上升,使本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的安全性提高;同時(shí)會(huì)對(duì)隔爆外殼中爆炸性氣體空氣混合物的爆炸壓力上升產(chǎn)生影響。
高原空氣中缺氧,爆炸性氣體空氣混合物的小點(diǎn)燃能量上升,同樣對(duì)限能防爆的本質(zhì)安全型沒有不利影響。
4.3高原的低氣壓,爆炸性氣體空氣混合物的小點(diǎn)燃能量和試驗(yàn)安全間隙上升,對(duì)限能防爆的隔爆型和本質(zhì)安全型沒有不利影響。
4.4高原空氣稀薄,對(duì)電氣設(shè)備散熱條件造成的負(fù)面影響被高原海拔上升空氣溫度下降所完全補(bǔ)償。所以,高原環(huán)境條件對(duì)防爆電氣設(shè)備的溫度組別影響不大。
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