吳化龍

（中石油云南石化有限公司，昆明 650399）

石油和化工產(chǎn)品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中，極易發(fā)生揮發(fā)和泄露，當(dāng)其和空氣混合后，就能夠形成具有爆炸性濃度的混合物。同時(shí)，石油化工場(chǎng)所大量使用著各種性能和型式的電動(dòng)機(jī)，為盡可能降低爆炸發(fā)生的可能性，就需要依據(jù)電動(dòng)機(jī)安裝場(chǎng)所的爆炸危險(xiǎn)等級(jí)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，經(jīng)濟(jì)地選擇恰當(dāng)防爆型式的電動(dòng)機(jī)。

新版GB 3836.3—2010 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施后，對(duì)增安型電動(dòng)機(jī)的制造提出了更為嚴(yán)格的要求，同時(shí)也對(duì)石油化工場(chǎng)所在電動(dòng)機(jī)的選用和使用過程中產(chǎn)生了較大的影響。

1 危險(xiǎn)場(chǎng)所電動(dòng)機(jī)的選用

按照GB 3836.15《危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝（煤礦除外）》爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所電動(dòng)機(jī)的選型要求，在0 區(qū)不能使用電動(dòng)機(jī)；1 區(qū)可以使用符合GB 3836.2 的隔爆型電動(dòng)機(jī)（或主體為隔爆型、接線盒為增安型的電動(dòng)機(jī)）、或者符合IEC 60079-2 的正壓通風(fēng)型電動(dòng)機(jī)；2 區(qū)可選用符合GB 3836.2 的隔爆型電動(dòng)機(jī)、符合GB 3836.3 的增安型電動(dòng)機(jī)、或者符合IEC 60079-2的正壓通風(fēng)型電動(dòng)機(jī)。

2 GB 3836.3—2010 標(biāo)準(zhǔn)的變化

2010年8月9日發(fā)布的GB 3836.3—2010《由增安型“e”保護(hù)的設(shè)備》于2011年8月1日正式實(shí)施，與2000 版標(biāo)準(zhǔn)相比較，本次修訂變化較大，主要有以下方面：

1）增加了對(duì)可能產(chǎn)生氣隙火花的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)的要求

新版標(biāo)準(zhǔn)第5.2.4.3 款要求，如果電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大于300%的額定電流IN，應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子點(diǎn)燃危險(xiǎn)因數(shù)的潛在氣隙火花進(jìn)行危險(xiǎn)評(píng)價(jià)，如果確定的因數(shù)總和大于6，電動(dòng)機(jī)或代表性試樣應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，或電動(dòng)機(jī)應(yīng)設(shè)計(jì)成允許使用特殊措施以保證其外殼在起動(dòng)時(shí)不存在爆炸性氣體環(huán)境（可使用的特殊措施包括起動(dòng)前通風(fēng)或使用電機(jī)外殼內(nèi)部固定氣體檢測(cè)）。

2）增加了對(duì)定子繞組絕緣系統(tǒng)的要求

新版標(biāo)準(zhǔn)第5.2.7 款要求，如果額定電壓超過1kV，則應(yīng)該按規(guī)定進(jìn)行型式試驗(yàn)，并且電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝有防冷凝加熱器，以及電動(dòng)機(jī)應(yīng)帶有特殊保護(hù)措施，以保證在起動(dòng)時(shí)，其外殼中不含有爆炸性氣體（可使用的特殊措施包括起動(dòng)前通風(fēng)或使用電機(jī)外殼內(nèi)部固定氣體檢測(cè)）。

新版標(biāo)準(zhǔn)還明確要求，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前的通風(fēng)和對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)是用戶的責(zé)任。

3 新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)電動(dòng)機(jī)選擇的影響

經(jīng)評(píng)價(jià)，400kW 以上的2 極的低壓電動(dòng)機(jī)、750kW 以上的4 極的低壓電動(dòng)機(jī)及額定電壓為1kV以上電動(dòng)機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子的氣隙火花危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)均大于6。下面就石油化工場(chǎng)所在電動(dòng)機(jī)選擇中所受到的影響進(jìn)行逐一分析：

1）對(duì)低壓電動(dòng)機(jī)選擇的影響

石油化工場(chǎng)所的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域中大部分為2 區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境，少部分低于地面的池子、溝渠是1區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境；所以安裝在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域中的電動(dòng)機(jī)通常選用安全性能較高的隔爆型低壓電動(dòng)機(jī)，若低壓電動(dòng)機(jī)額定容量超過400kW，則電動(dòng)機(jī)的制造成本會(huì)很高，且需提供多根大截面的低壓動(dòng)力電纜，從節(jié)約投資成本方面考慮，400kW 及以上額定容量電動(dòng)機(jī)通常都會(huì)選用高電壓等級(jí)供電。

所以，雖然新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)低壓電動(dòng)機(jī)也提出了新的要求，但對(duì)石油化工場(chǎng)所實(shí)際在電動(dòng)機(jī)的選用上沒有太大影響。

2）對(duì)10kV 電動(dòng)機(jī)選擇的影響

根據(jù)電機(jī)制造商推薦并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，最大功率的10kV 隔爆型電動(dòng)機(jī)的選擇一般遵循見表1。

表1 爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)推薦選用的隔爆型電動(dòng)機(jī)功率范圍

除表1以外，其他容量的電動(dòng)機(jī)，若在II 區(qū)的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，通常選擇增安型電動(dòng)機(jī)。

新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，額定電壓為10kV 的增安型電動(dòng)機(jī)，其定子繞組或轉(zhuǎn)子的絕緣性能防爆試驗(yàn)比較難以通過，需通過設(shè)計(jì)優(yōu)化才能滿足要求；其中高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)其原設(shè)計(jì)的線圈匝間距較小，需要采取加大定子槽間距、加厚絕緣等手段，低轉(zhuǎn)速也需要加大絕緣厚度等手段才能通過試驗(yàn)。

10kV 增安型電動(dòng)機(jī)還需安裝特殊保護(hù)措施，以確保起動(dòng)時(shí)其外殼中不含有爆炸性氣體。因固定氣體檢測(cè)系統(tǒng)是通過安裝在有可能存在爆炸性氣體位置的檢測(cè)元件來(lái)確認(rèn)是否存在可燃性氣體，其可靠性不高，所以通常選用起動(dòng)前換氣吹掃裝置。

無(wú)論是優(yōu)化設(shè)計(jì)還是增加起動(dòng)前換氣吹掃裝置，都使用戶最終在選用增安型電動(dòng)機(jī)上增加了成本。

4 新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)電動(dòng)機(jī)使用的影響

1）對(duì)公用工程消耗的影響

按新版規(guī)范要求，額定電壓超過1kV 的增安型電動(dòng)機(jī)，應(yīng)裝設(shè)起動(dòng)前換氣吹掃裝置。起動(dòng)前換氣吹掃裝置，顧名思義，是用大量的空氣或惰性氣體將電動(dòng)機(jī)內(nèi)腔的爆炸性混合氣體進(jìn)行置換，將其濃度降至安全水平后，才允許起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

根據(jù)起動(dòng)前換氣吹掃裝置制造商提供的使用手冊(cè)，電動(dòng)機(jī)的換氣量通常需要不小于5 倍殼體自由空間體積的流量，例如額定容量為1300kW 的10kV增安型異步電動(dòng)機(jī)，需要流量為2000NL/min，進(jìn)氣壓力為0.5～1.6MPa 的儀表風(fēng)或氮?dú)?，連續(xù)吹掃25min；額定容量為3350kW 的10kV 增安型異步電動(dòng)機(jī)，其殼體自由空間體積為 9m3，需要流量為2900NL/min，進(jìn)氣壓力為0.5～1.6MPa 的儀表風(fēng)或氮?dú)?，連續(xù)吹掃30min。

所以選用10kV 增安型電動(dòng)機(jī)，增加了對(duì)儀表風(fēng)或氮?dú)獾南摹?/p>

2）對(duì)生產(chǎn)的影響

石油和化工產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工過程都是連續(xù)的，一旦中斷，將造成大量產(chǎn)品的報(bào)廢，連續(xù)生產(chǎn)過程將被打亂，重新恢復(fù)生產(chǎn)需要很長(zhǎng)的時(shí)間。所以在設(shè)計(jì)階段，較為重要的電動(dòng)機(jī)通常設(shè)置備用電機(jī)，當(dāng)主電機(jī)故障時(shí)，能通過手動(dòng)，或聯(lián)鎖自動(dòng)切換至備用電機(jī)，從而避免生產(chǎn)波動(dòng)或者中斷。

而裝設(shè)了起動(dòng)前換氣吹掃裝置的增安型電動(dòng)機(jī)，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前需要進(jìn)行換氣吹掃，其所需時(shí)間通常超過20min，當(dāng)主電機(jī)故障后，備用電機(jī)無(wú)法快速投入使用，失去了備用電機(jī)應(yīng)有的作用，從而影響工藝的連續(xù)生產(chǎn)。

5 結(jié)論

綜上所述，因其購(gòu)買和使用成本較原來(lái)均有所增加，且不能快速地被投入生產(chǎn)運(yùn)行中，所以建議盡量避免選用需裝設(shè)起動(dòng)前換氣吹掃裝置的增安型電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)防爆危險(xiǎn)區(qū)域，首先考慮隔爆型或不需裝設(shè)起動(dòng)前換氣吹掃裝置的增安型電動(dòng)機(jī)，前兩者不能滿足要求時(shí)，可以考慮選用正壓外殼型電動(dòng)機(jī)，南陽(yáng)電機(jī)股份有限公司和佳木斯電機(jī)股份有限公司最新生產(chǎn)的TZYW/TAW 復(fù)合防爆型（即正壓外殼型+增安型）電動(dòng)機(jī)也是增安型電動(dòng)機(jī)較好的替代品。

[1] 國(guó)GB 3836.3—2010 爆炸性環(huán)境 第3 部分:由增安型“e”保護(hù)的設(shè)備.

[2] GB 3836.3—2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第3 部分: 增安型“e”.

[3] GB 3836.15—2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第15 部分: 危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝（煤礦除外）.

[4] GB 3836.2—2010 爆炸性環(huán)境 第2 部分: 由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備.