本文简单介绍了几种常见防爆型式在地磅中的 应用,并简单介绍了几种典型应用。
一引言
目前,随着石油、化工、医药行业等具有爆炸性 气体、蒸气的危险场所对称重设备的需求,作为防 爆电气设备的一种,防爆地磅被越来越多的应 用到危险环境中。防爆技术在各类地磅中得到 了广泛的应用。
简单的说,防爆电气设备是指工作在有爆炸性 气体或粉尘的危险环境内而不会引起爆炸危险的 电气设备。防爆地磅就是在普通电子衡器的基 础上采取相应的防爆型式,从而避免发生爆炸危 险。本文主要讲述气体防爆技术在地磅中的应 用。
一、爆炸性气体、蒸气混合物的分类、分级与分组
1.分类与分级:
爆炸性气体、蒸气混合物分为两类:第I类为矿 井甲烷;第"类为爆炸性气体、蒸气。第I类气体常 指煤矿井下危险气体、蒸气混合物,第"类气体常指 工厂中的危险气体、蒸气混合物。
我国参照国际电工委员会(IEC)的分级办法, 又把工厂中的爆炸性气体、蒸气混合物分成A、B、C 三个级别,即"A、" B、" C三个级别。
2.分组:
按照爆炸性气体、蒸气混合物的引燃温度将爆 炸性气体、蒸气混合物分成T1.T6六个组别,其规 定如下表所示:
二、爆炸性气体、蒸气危险场所的划分 根据爆炸性气体混合物出现的频度和持续时 间进行如下分区:
0区:在正常情况下’爆炸性气体混合物,连续 地、短时间频繁地出现或长时间存在的场所。
1区:在正常情况下,爆炸性气体混合物有可能 出现的场所。
2区:在正常情况下,爆炸性气体混合物不 能出现,仅在不正常情况下偶尔短时间出现的场 所。
三、常用电气设备的防爆型式
1.隔爆型“d”
隔爆外壳:电气设备的一种防爆型式,其外 壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙渗透到 外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏,而 且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆 炸性环境的点燃(
隔爆型电气设备:具有隔爆外壳的电气设备。
2.增安型“e”
增安型是对在正常运行条件下不会产生电 弧或火花的电气设备进一步采取措施,提高其安全 程度,防止电气设备产生危险温度、电弧和火花的可 能性的防爆型式。
增安型电气设备:采用增安型防爆型式的电 气设备。
3.本质安全型“i”
本质安全电路:在规定条件(包括正常工作 和规定的故障条件)下产生的任何电火花或任何热 效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。
本质安全型电气设备:在其内部的所有电路 都是本质安全电路的电气设备。
关联设备:装有本质安全电路和非本质安全 电路,且结构使非本质安全电路不能对本质安全电 路产生不利影响的电气设备。其中,本质安全型电 气设备及关联设备还可根据故障条件,细分为ia和 ib两级。
4.正压型“p”
正压外壳:保持内部保护气体的压力高于周 围爆炸性环境的压力,阻止外部混合物进入的外壳。
正压型电气设备:具有正压外壳的电气设
备。
5.浇封型“m”
浇封型:防爆型式的一种,它是将可能产生 点燃爆炸性混合物的电弧、火花或高温的部分浇封 在浇封剂中,使它不能点燃周围的爆炸性混合物。
浇封型电气设备:整台设备或其中部分浇封 在浇封剂中,在正常运行和认可的过载或认可的故 障下不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。
其它几种类型的防爆电气设备
(1)充油型电气设备(o)
全部或某些带电部件浸在油中使之不能点燃油 面以上或外壳周围的爆炸性混合物的电气设备。
(2)充砂型电气设备(q)
外壳内充填细颗粒材料,以便在规定使用条件 下,外壳内产生的电弧、火焰传播,壳壁或颗粒材料 表面的过热温度均不能够点燃周围的爆炸性混合物 的电气设备。
(3)无火花型电气设备(n)
在正常运行条件下不产生电弧或火花,也不产 生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热 点,且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。
(4)防爆特殊型(s)
电气设备或部件采用国标未包括的防爆型式 时,由主管部门制定暂行规定。送劳动人事部备案, 并经指定的鉴定单位检验后,按特殊电气设备“S”型 处置。
四、常用防爆型式在电子衡器中的应用
电子衡器系统主要由称重传感器、接线盒及称 重显示控制器三部分组成,另外还包括远程显示器 等选配件,以下就这几部分分别予以介绍。
1.称重传感器:
本质安全型防爆称重传感器是目前最常见的防 爆称重传感器,它主要采用本质安全型防爆型式,在 称重传感器内部的所有电路都按照本质安全电路的 要求进行设计制造,具有成本低、适用危险区域范围 广等特点,因而成为防爆称重传感器的主导产品。根 据故障条件,本质安全型防爆称重传感器可细分为 ia和ib两个等级。
另外,浇封型防爆型式在防爆称重传感器应用 中也较为常见,即将应变计、接线板等元器件用浇封 剂进行浇封,使传感器电气部分与周围的爆炸性混 合物进行隔离,从而起到防爆作用。
2.接线盒:
防爆接线盒作为一种最常见的防爆产品,其常 用的防爆型式有本质安全型“i”、隔爆型“d”和增安 型“e”。
本质安全型防爆接线盒就是将接线盒内的接线 板严格按照本质安全电路的要求进行设计制造,接 线盒外壳一般要求具备一定的防护等级(最低要求 为IP20),以保证电路的本质安全性能不因外部的 导电部件的接近而受到损害。
隔爆型防爆接线盒就是将普通接线板安装在隔 爆外壳中,这种接线盒不会因渗透到外壳内部的可 燃性混合物在内部爆炸而损坏,而且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃。
增安型防爆接线盒就是将接线盒壳体及其内部 的接线板进一步采取措施,例如采用防松动螺纹紧 固件进行导线连接、增大电气间隙及爬电距离等措 施,提高其安全程度,防止电气设备产生危险温度、 电弧和火花的可能性,从而不会引起外部由一种、多 种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃。 接线盒外 壳一般要求具有IP54的防护等级。
3.称重显示控制器:
目前,应用于称重显示控制器上的防爆型式主 要有本质安全型“i”、隔爆型“d”和正压型“p”。
本质安全型防爆称重显示控制器就是将称重显 示控制器内的电气线路包括前置放大、A/D转换、电 源及接口部分等均设计为本质安全电路,以保证电 路的本质安全性能。具有成本低、适用危险区域范 围广等特点,其缺点是设计周期较长。
隔爆型防爆称重显示控制器就是将普通称重显 示控制器安装在隔爆外壳中,这种型式的防爆称重显 示控制器因具有设计简单,维护方便等特点而得到广 泛的应用,但它的缺点是外形比较笨重,成本较高。
正压型防爆称重显示控制器就是将普通称重显 示控制器安装在正压外壳中,向外壳中通入保护气 体,并保持外壳内部保护气体的压力高于周围爆炸 性环境的压力,阻止外部混合物进入外壳。从而达 到防爆的目的。
另外,防爆远程显示器常用的防爆型式有隔爆 型“d”和增安型“e”。
五、几种典型应用
1.本安型配置:
在本安型配置中,组成系统的主要部件如称重 传感器、接线盒及称重显示控制器等均采用本质安 全型防爆型式。原理框图如下:
2.复合型防爆电子衡器系统:
本系统主要由本质安全型称重传感器、本质安 全型接线盒、安全栅组件及称重显示器等组成,其中
安全栅组件及称重显示器工作在安全区"安全栅作 为关联设备,其作用是防止非本安称重显示控制器 对本质安全型称重传感器及接线盒产生不利影响" 原理框图如下:
此外,在复合型防爆电子衡器系统中,还可将安 全栅组件及称重显示控制器安装于隔爆外壳中,安 装于危险区。
六、防爆电气设备选型:
在实际应用中,不同的防爆型式所适用的爆炸 危险区域是不同的,在选择防爆电气设备时,可参照 下表进行选型。
爆炸危 | 适用的防爆型式 | |
险区域 | 电气设备类型 | 符号 |
0区 | 1.本质安全型(ia级) | ia |
2.其他特别为0区设计的电气设备'特殊型) | S | |
L适用于0区的防爆类型 | ||
2.隔爆型 | d | |
3.增安型 | e | |
1区 | 4.本质安全型(ib级) | ib |
5.充油型 | 0 | |
6.正压型 | P | |
7.充砂型 | ||
8.其他特别为1区设计的电气设备'特殊型) | S | |
1.适用于0区或1区的防爆类型 | ||
2区 | 2.无火花型 | n |
七?结束语
因本人在工作中接触到的许多衡器设计人员及 衡器产品用户对防爆电子衡器均不是很了解,所以, 在这里仅对防爆技术及防爆电子衡器进行简单的介 绍,以增进人们对防爆电子衡器的了解,方便今后防 爆产品的设计和使用。但因本人水平有限,还望广 大读者对本文加以批评指正。