張勝余

(中國(guó)·合隆防爆電器有限公司，浙江 樂(lè)清 325600)

1 引言

在具有爆炸性環(huán)境中的化工、煉油、石油開(kāi)采、海洋石油平臺(tái)、油輪、軍工等危險(xiǎn)場(chǎng)所，必須使用防爆配電裝置能實(shí)現(xiàn)電能安全的使用、控制、保護(hù)和停電的目的。

2 常規(guī)防爆配電裝置(柜)的設(shè)計(jì)

在采煤、石油化工、綜合利用時(shí)，生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程中，當(dāng)設(shè)備、管道等發(fā)生故障而泄漏可燃性氣體或液體，蒸汽與空氣混合后形成具有爆炸危險(xiǎn)混合物，這些混和物的濃度一旦達(dá)到爆炸界限，就形成了爆炸性混合物，該爆炸混合物一遇到引爆源就會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸。在這種場(chǎng)合下應(yīng)用的常規(guī)防爆配電裝置(柜)就是一個(gè)不可避免的引爆源，常規(guī)防爆配電裝置(柜)都具備了相應(yīng)的防爆措施，例如采取了間隙隔爆原理，從燃燒的三個(gè)條件(可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)、引爆源)等設(shè)計(jì)具有一定結(jié)構(gòu)間隙的殼體，殼體結(jié)構(gòu)間隙可以是平面法蘭結(jié)合面，圓筒結(jié)合面，曲路、螺紋結(jié)合面等隔爆型殼體。這樣的方法可冷卻火焰，降低火焰的傳播速度，加速鏈終止。還可以用不引爆、減少能量等幾種方式設(shè)計(jì)為采煤、石油化工等方面廣泛應(yīng)用的防爆配電電器。

綜上述防爆配電裝置(柜)在有爆炸性環(huán)境中的化工、煉油、石油開(kāi)采、海洋石油平臺(tái)、油輪、軍工等危險(xiǎn)場(chǎng)所運(yùn)行，雖然安全，我們從防爆配電裝置(柜)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析其工作運(yùn)行狀態(tài)，不難想到過(guò)熱、火險(xiǎn)是不可忽視的隱患，以簡(jiǎn)單的“電磁起動(dòng)”配電箱(柜)常規(guī)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)原理圖為例說(shuō)明:

圖1 常規(guī)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)原理圖

由圖1可以看出接觸器、斷路器、熱繼電器元件，都是在防爆腔體中出現(xiàn)火花和電弧的電器元件，而接觸器是頻繁接通和分?jǐn)嘀麟娐返碾娖髟?，火花和電弧也相?yīng)的頻繁出現(xiàn)，由于安裝在隔爆型防爆殼體內(nèi)，所以在運(yùn)行中一般不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)事故。但不可忽視的是接觸器線(xiàn)圈由于長(zhǎng)時(shí)間工作發(fā)熱，動(dòng)觸支架長(zhǎng)時(shí)間吸持磨損動(dòng)、靜鐵心之間有污物、釋放不靈活造成卡滯等意想不到的原因，造成接觸器控制線(xiàn)圈溫升過(guò)高，線(xiàn)圈絕緣性能降低，而線(xiàn)圈絕緣越降低，線(xiàn)圈本身溫升就越高，如此便產(chǎn)生惡性循環(huán)，將會(huì)造成線(xiàn)圈短路和起火事故。另外長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在箱體內(nèi)的電線(xiàn)電纜，也同時(shí)會(huì)因接觸器觸頭工作電損造成主線(xiàn)路電線(xiàn)電纜過(guò)熱而使其絕緣破壞，也會(huì)造成相間、相地間短路事故，電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)也會(huì)使主線(xiàn)路電流增大出現(xiàn)同樣事故。為了避免上述的現(xiàn)象發(fā)生，我將常規(guī)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)原理圖中添加兩個(gè)電器元件做一點(diǎn)點(diǎn)修改，就可以做到只要電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行中，出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載現(xiàn)象，電線(xiàn)電纜、絕緣線(xiàn)圈溫度過(guò)高及有少許絕緣異常氣味、煙霧，就可以報(bào)警、切斷電源避免在防爆腔體內(nèi)產(chǎn)生電弧、火花爆炸事故。電器原理圖見(jiàn)圖2。

圖2 改進(jìn)常規(guī)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)原理圖

圖2中，WK是TH－AID加強(qiáng)型熱保護(hù)器的常閉觸點(diǎn)，TH－A1D型熱保護(hù)器是由導(dǎo)熱金屬外殼、焊有銀合金觸點(diǎn)的雙金屬元件、導(dǎo)電支架、絕緣固定座、靜觸片及耐熱導(dǎo)線(xiàn)等元件組成。電流通過(guò)有阻抗的雙金屬元件，遇非正常工作時(shí)，隨電流增大或周?chē)鷾囟壬咧猎O(shè)定溫度值時(shí)，雙金屬元件迅速動(dòng)作，打開(kāi)觸點(diǎn)，切斷電路。當(dāng)裝置冷卻到安全工作溫度時(shí)，觸點(diǎn)自動(dòng)閉合，恢復(fù)正常工作狀態(tài)，由于該元件體積小的特點(diǎn)，可應(yīng)用在電器保護(hù)電路里，將其TH－AID加強(qiáng)型熱保護(hù)器(一支或多只)貼放在接觸器線(xiàn)圈上以及電線(xiàn)電纜外皮上(即易發(fā)熱元件表面)，作為溫度參數(shù)傳感元件，當(dāng)熱保護(hù)器監(jiān)測(cè)接觸器線(xiàn)圈或電線(xiàn)電纜外皮(其它具有監(jiān)測(cè)部位)超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定溫度時(shí)熱保護(hù)器動(dòng)作，迅速斷開(kāi)斷路器和接觸器控制電路，分?jǐn)嘀麟娐钒l(fā)出消防報(bào)警信號(hào)。

同樣道理在圖1中YK是ZKY24LZ/051獨(dú)立型光電感煙火災(zāi)探測(cè)器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)火災(zāi)探測(cè)器)的常閉觸點(diǎn)，火災(zāi)探測(cè)器采用單源雙室探測(cè)結(jié)構(gòu)，抗高溫、抗潮濕、抗干擾能力強(qiáng)，具有聲光報(bào)警及自動(dòng)檢測(cè)功能，每1.67s自動(dòng)檢測(cè)一次，具有功耗低、體積小、重量輕、安裝方便、性能可靠等特點(diǎn)，將起安放在防爆配電裝置內(nèi)，只要防爆配電裝置腔體內(nèi)電器元件線(xiàn)圈過(guò)熱起煙，接線(xiàn)不牢，局部電流過(guò)大電線(xiàn)電纜絕緣過(guò)熱起煙等，都會(huì)使YK常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)接觸器、斷路器的電器控制電路使其分?jǐn)啵⑤敵鱿缊?bào)警信號(hào)。

防爆配電裝置(柜)內(nèi)增加消防功能，是因?yàn)殡姎庠O(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)熱溫度都限制在一定范圍內(nèi)，但在異常情況下可能產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度，如發(fā)生漏電、短路時(shí)，電流增大為正常時(shí)的數(shù)倍乃至數(shù)十倍，而產(chǎn)生的熱量又與電流的平方成正比，使得溫度急劇上升，產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。另外導(dǎo)線(xiàn)接觸不良，不可拆卸的接點(diǎn)連接不牢、焊接不良或接頭處夾有雜物，可拆卸的接頭連接不緊密而松動(dòng)，可開(kāi)閉的觸頭沒(méi)有足夠的接觸壓力等，均可能增大接觸電阻，是正常的額定電流增大，特別是不同種類(lèi)金屬連接處，由于二者的理化性能不同，連接處進(jìn)一步惡化，產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度，這樣潛在危險(xiǎn)的產(chǎn)品應(yīng)該給予重視，為此，設(shè)計(jì)防爆配電裝置(柜)內(nèi)安裝了上述兩種監(jiān)測(cè)元件，在采煤、石油化工、綜合利用時(shí)，生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所使用，可避免在防爆配電裝置(柜)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度形成爆炸源及閃點(diǎn)出現(xiàn)，造成事故發(fā)生，具有消防報(bào)警功能，增加產(chǎn)品的安全等級(jí)。