譚鳳倩，張彥峰

(1東營市赫邦化工有限公司，山東東營257100；2東營市科德化工有限公司，山東東營257100)

增安型電機增加起動前吹掃裝置的必要性

譚鳳倩1，張彥峰2

(1東營市赫邦化工有限公司，山東東營257100；2東營市科德化工有限公司，山東東營257100)

增安型電機作為化工場所常用防爆電機，其安全性對企業(yè)來說非常重要，通過分析GB 3836.3—2010對增安型電機潛在氣隙火花危險的評定要求、定子絕緣系統(tǒng)的試驗要求、定子繞組放電危險評定，提出增安型電機啟動前防護措施，并對防護措施進行對比，說明自動吹掃裝置的先進性，結(jié)合案例論述增安型電機增加起動前預(yù)吹掃裝置的必要性。

增安型電機；防爆；保護措施；吹掃裝置

0 引言

增安型電機是指對正常運行條件下，不會產(chǎn)生電弧或火花的電氣設(shè)備進一步采取措施，提高其安全程度，防止電氣設(shè)備產(chǎn)生危險溫度、電弧和火花的可能性的一種防爆型式。增安型電機與隔爆型電機相比具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、制造成本低、維護方便等特點。增安型電機可使用在2區(qū)危險場所。根據(jù)防爆電機資料顯示，典型爆炸性危險場所被劃分為0區(qū)(Zone 0)、1區(qū)(Zone 1)和2區(qū)(Zone 2)的百分比分別為2%、28%和70%，因此增安型電機具有廣闊的應(yīng)用前景，增安型電機的安全措施在應(yīng)用中尤為重要。

1 標準要求

近年來，隨著電機工業(yè)的高速發(fā)展，國際電工委員會IEC關(guān)于防爆電機產(chǎn)品的技術(shù)標準的進一步完善，對增安型電機的安全性和可靠性要求也越來越嚴格。國標GB 3836.3—2010《爆炸性氣體環(huán)境 第3部分 由增安型“e”保護的設(shè)備》中對增安型電機起動前保護措施做出明確要求。

1.1 轉(zhuǎn)子潛在氣隙火花危險的評定

在國標GB 3836.3—2010中5.2.4.3規(guī)定需對可能產(chǎn)生氣隙火花的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)應(yīng)進行評定，見表1所示，若評定系數(shù)總和大于6，電機在設(shè)計時要充分保證使用特殊措施以保證其外殼在啟動時不存在爆炸性氣體環(huán)境。特殊措施包括啟動前通風或使用電機外殼內(nèi)部固定氣體檢測。

表1 對于鼠籠轉(zhuǎn)子點燃危險因數(shù)的潛在的氣隙火花危險評價

注：1、L為鐵心端部裝壓的長度，試驗表明火花發(fā)生主要在靠近鐵心端部的通風道管中；2、轉(zhuǎn)子端部零件的設(shè)計宜避免斷續(xù)接觸且在溫度組別內(nèi)運行，符合規(guī)定時因數(shù)為0，否則為2。

1.2 定子繞組絕緣系統(tǒng)

在國標GB 3836.3—2010中5.2.7規(guī)定“如果額定電壓超過1kV，則應(yīng)按照6.2.3.1的規(guī)定進行型式試驗，并且電動機應(yīng)裝有防冷凝加熱器，和電動機應(yīng)帶有特殊保護措施，以保證在起動時，其外殼中不含有爆炸性氣體。按照GB 3836.1—2010的規(guī)定，如有要求，所提供的電動機使用說明書中應(yīng)包括有關(guān)輔助措施的執(zhí)行信息。

(1)輔助措施包括啟動前的通風或在電動機外殼內(nèi)使用固定的氣體檢測。如果適用，也可以使用制造商、檢測機構(gòu)和用戶同意的其他方法。

(2)按照GB 3836.15—2000和GB 3836.16—2006的有關(guān)規(guī)定，啟動前的通風和對電動機進行維護是用戶的責任。在上述標準中包含足夠信息之前，附錄G提供了指南。

1.3 定子繞組放電危險評定

在標準中規(guī)定當點燃危險系數(shù)總和大于6，則考慮增加輔助措施，以保證在起動時，其外殼中不含有爆炸性氣體。定子繞組放電危險評定見表2。

表2 潛在的定子繞組放電危險評價：點燃危險系數(shù)

注：a為僅在清潔環(huán)境和經(jīng)過培訓的人員定期維護；b為場所包括承受暴雨的系統(tǒng)或海上鉆井平臺露天甲板。

2 分析

2.1 YAKK 710-16 800kW 10kV增安型電機危險系數(shù)評定

按表1評定：焊接轉(zhuǎn)子籠2+16極0+額定功率0+徑向風道2+斜槽0+轉(zhuǎn)子懸伸2+溫度組別1=7。

按表2評定:額定電壓4+啟動次數(shù)1+檢修間隔1+防護等級1+清潔戶外1=8。

根據(jù)評定，電機的危險系數(shù)均大于6，說明電機在起動過程中，存在打火產(chǎn)生火花的可能，若電機起動過程中電機內(nèi)部存在爆炸性氣體將造成不可估量的損失。

3 保護措施

根據(jù)標準中要求，增加輔助措施保證增安型電機起動時其外殼不含爆炸性氣體。輔助措施包括起動前的通風或在電動機外殼內(nèi)使用固定的氣體檢測。

3.1 氣體檢測器

使用固定的氣體檢測器，進行檢測電機外殼是否存在爆炸性氣體，安裝如圖1所示。

圖1 氣體檢測器安裝圖

優(yōu)點：安裝方便，響應(yīng)快速。

缺點：(1)由于爆炸性氣體的密度不同，可能存在的部位也不同，探測器安裝位置及數(shù)量無法確定；(2)爆炸性氣體種類較多時，即使多個探測器，也難保證檢測到所有爆炸性氣體；(3)穩(wěn)定性較差，受環(huán)境影響較大；(4)僅起到檢測作用，無法清除爆炸性氣體。

3.2 手動吹掃通風

使用電機制造廠家預(yù)留吹掃進出氣口，接入保護氣體管道，進行手動吹掃，對電機進行起動前通風，如圖2所示。

圖2 手動吹掃示意圖

優(yōu)點：安裝方便，成本低。

缺點：(1)氣源質(zhì)量無法保證；(2)吹掃氣量無法控制；(3)進氣和出氣壓力無法監(jiān)測；(4)出氣沒有火花阻塞網(wǎng)；(5)人工操作可靠性差，存在誤操作的不確定因素；(6)無法取得相關(guān)機構(gòu)認證。

3.3 自動吹掃裝置

在電機上增加自動吹掃裝置，裝置由控制單元和泄壓單元組成。可以對電機吹掃氣量、吹掃時間進行控制，帶有氣體過濾保證氣源質(zhì)量，出氣設(shè)置火花阻塞網(wǎng)。吹掃控制系統(tǒng)安裝如圖3所示。

圖3 自動吹掃裝置安裝圖

3.3.1 自動吹掃裝置工作流程

(1)遠程控制電磁閥：當控制單元獲得滿足要求的氣源時，遠程控制電磁閥通過24V DC 歷時2～5s激活，系統(tǒng)啟動一個吹掃換氣周期，當吹掃進行開關(guān)動作時，切斷電源，也可以現(xiàn)場手工操作。

(2)吹掃進行：當吹掃換氣的壓力和流量達到要求時，系統(tǒng)換氣開關(guān)給出一個開關(guān)信號。

(3)吹掃完成：在吹掃換氣的壓力和流量滿足要求的情況下，根據(jù)設(shè)定時間，吹掃換氣完成時，給出開關(guān)信號，電機可以起車。同時裝置可以將信號遠傳到控制室，便于操控。

3.3.2 自動吹掃裝置優(yōu)勢

(1)取得國內(nèi)相關(guān)防爆認證；

(2)設(shè)備適用于防爆場所，確保防爆電機安全可靠運行；

(3)純氣動裝置，無需外加電源，安全耐用；

(4)機械模塊化設(shè)計，維護方便；

(5)防爆的同時有助于對電機內(nèi)腔冷凝水、灰塵、雜質(zhì)及油漬等清理防護；

(6)產(chǎn)品型號系列化配置，降低電機制造成本及縮短電機制造時間。

3.4 通過上述對比，保護措施中自動吹掃裝置能夠有效的對電機可能存在的爆炸性氣體進行置換，且能夠?qū)Q氣量、換氣時間進行有效控制，使電機起動控制更加安全。在工業(yè)應(yīng)用中更加規(guī)范，便于實際安全生產(chǎn)操作。所以為了增安型電機可靠運行，建議增加自動吹掃裝置保護措施。

4 結(jié)語

增安型電機在起動過程中容易產(chǎn)生火花，若電機起動過程中電機內(nèi)存在爆炸性氣體將造成不可估量的損失，而且標準規(guī)定起動前的通風和對電動機進行維護是用戶的責任。所以增安型電機增加起動前吹掃裝置是必要的，是確保其防爆安全性的重要措施。

[1] GB 3836.3—2010《爆炸性環(huán)境第3部分：由增安型“e”保護的設(shè)備》，2010.

[2] 張國彥. 增安型電機的防爆要點. 防爆電機，2004.4.

[3] 欒國崴. 增安型和正壓外殼型電機的對比. 防爆電機，2014.5.

[4] 張剛，高玉華. EPL Gc級高壓增安型電機關(guān)鍵防爆技術(shù)研究.電機與控制應(yīng)用，2014.41.

[5] 徐建平.儀表本安防爆技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[6] 王文義.防爆電氣技術(shù)與應(yīng)用.哈爾濱：黑龍江科學技術(shù)出版社，1985.

[7] 楊萬青，陳興衛(wèi).電機實用設(shè)計技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2014.

Necessity of Providing Purging Device for Increased-Safety Motor before Starting

TanFengqianandZhangYanfeng

(1.Dongying Hebang Chemical Industry Co., Ltd., Dongying 257100, China；2.Dongying Kede Chemical Industry Co., Ltd., Dongying 257100, China)

As the commonly-used explosion-proof motor in chemical industry, security of increased-safety motor is very important to an enterprise. Through analyzing regulations of increased-safety motor in GB3836.3-2010 such as the assessment requirements of potential risk of air-gap spark, the test requirements of stator insulation system and the assessment requirements of electric discharge risk of stator windings, this paper puts forward protective measures of increased-safety motor before starting. Through comparing these protective measures, the advantages of automatic purging device are given. Combining with the case, this paper expounds necessity of providing pre-purging device for increased-safety motor before starting.

Increased-safety motor；explosion protection；protective measure；purging device

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.03.11

TM357

B

1008-7281(2017)03-0036-004

譚鳳倩 女 1974年生；畢業(yè)于中國石油大學應(yīng)用機電技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)從事電氣維修工作.

2016-08-22