防爆設備的溫度

2019年9月3日來源：防爆云平臺--防爆產(chǎn)業(yè)鏈服務平臺防爆空調(diào) 防爆電氣防爆電機防爆風機防爆通訊瀏覽 3526 次評論 0 次

在與防爆相關(guān)的標準中，各防爆型式的設備均非常重視溫度，但是有些人員難以區(qū)分清楚這些溫度。我就簡單介紹一下幾個主要的溫度。

與防爆相關(guān)的溫度主要分兩類，分別與設備、爆炸性物質(zhì)相關(guān)，由于篇幅關(guān)系，爆炸性物質(zhì)相關(guān)的溫度，會在其它文章里說明。

與設備相關(guān)的主要有表面溫度和工作溫度兩種。

1.表面溫度maximum surface temperature（MST）

在不利運行條件下（但在規(guī)定的容許范圍內(nèi)）工作時，電氣設備的任何部件或任何表面所達到的溫度。

這是防爆設備重要的溫度。由于爆炸性物質(zhì)可以被高溫表面點燃，因此，幾乎所有用于爆炸性環(huán)境的防爆設備或部件在進行檢驗時，都應進行這一項目的檢驗。

測定表面溫度的試驗應在電氣設備額定電壓的90%～110%之間、設備達到表面溫度時的不利條件下進行。

對不同防爆型式的設備，測定MST的部位也是不一樣的。

如Pz正壓型、nR限制呼吸型、液浸型、充砂型等，采用這些防爆型式時，外殼將內(nèi)部元件與爆炸性環(huán)境分隔開，內(nèi)部的高溫元件不與爆炸性環(huán)境接觸，即使溫度超過環(huán)境中爆炸性物質(zhì)的點燃溫度，也不會引起爆炸；或者采用隔爆型外殼，內(nèi)部的點燃不會引起環(huán)境的爆炸。這些防爆型式的設備只需要測量外殼外部的表面溫度即可。

對增安型、本質(zhì)安全型、Px正壓、Py正壓等，采用這些保護型式時，外殼內(nèi)部依然存在爆炸性環(huán)境，并且外殼不能阻隔火焰?zhèn)鞑ィ瑑?nèi)部的過高的溫度會點燃外殼內(nèi)的爆炸性物質(zhì)，并傳播到環(huán)境中。這些防爆型式的設備，還應當測量外殼內(nèi)部發(fā)熱元件的表面溫度，并且應當在惡劣的工況下進行。

在測量設備MST的試驗過程中，應當避免環(huán)境內(nèi)的通風幫助設備進行額外的散熱，尤其是小型設備和外殼外部有肋板的。空氣自然流動時，在設備表面會有一層薄的層流，由于空氣自身的熱阻，此處的散熱情況較差，當有額外的氣流時，將會破壞這個層流，有利于散熱，造成測得的MST低于惡劣工況下MST。

在測量內(nèi)部元件的MST時，應將測溫點設置在高溫元件的溫度處，通常是散熱條件不利的位置，或者是氣流死角，如元件面向線路板處，與熱對流垂直的線路板之間。在檢驗時，可以使用熱成像儀或者仿真軟件幫助確認溫度的位置。

線路板上元器件發(fā)熱示意圖

2. 工作溫度service temperature

表面溫度主要考慮在不利的情況下，電氣設備產(chǎn)生的極限溫度點燃爆炸性物質(zhì)的能力。而工作溫度考慮，在長期的運行中，設備產(chǎn)生的溫度對設備及設備上與安全相關(guān)的零部件的不利影響，由于長期非正常運行顯然是不允許或者不可能的，因此，只需要考慮額定條件、正常運行時的溫度。

在GB3836.1-2010標準中無此術(shù)語的定義，在IEC60079-0-2017的3.79中有此術(shù)語。

maximum or minimum temperature reached at specific points of the equipment when the equipment is operating at ratedconditions, including ambient temperature and any external sources of heatingor cooling(see 5.2)。

工作溫度測定應在額定負載情況下，設備處于或環(huán)境溫度和額定外部熱源或冷源時進行。

這個溫度主要用于確定對溫度敏感的防爆安全相關(guān)部件對高低溫的耐受程度，或者溫度突然變化造成的急劇膨脹或收縮對零部件的影響。如引入裝置的密封圈、與防爆或防護相關(guān)的襯墊、隔爆外殼上的透明件、與防爆相關(guān)的復合物等。

為了嚴謹?shù)乜己诉@些零部件，這些部件的工作溫度測量點應當設置在其實際工作位置上，而不應簡單地用外殼溫度替代。例如，直接進線的設備，其引入裝置處的溫度會高于外殼外部溫度；用于隔離主腔與接線腔的澆封結(jié)構(gòu)的過線裝置，其靠主腔側(cè)的溫度也高于接線腔側(cè)的溫度。澆封型設備使用的復合物、本質(zhì)安全電路中用于降低元件表面的復合物，也應當測量內(nèi)部與其緊密接觸的元件表面的工作溫度，避免內(nèi)部實際工作溫度超過復合物的連續(xù)運行溫度（continue operation temperature，COT）。即使是非金屬材料制成的外殼，也應當根據(jù)其內(nèi)表面溫度進行相關(guān)的檢驗，而不是外表面。

2.2 繞組溫度

繞組溫度屬于工作溫度的一種。對增安型電機、本質(zhì)安全設備使用的電機或變壓器的繞組，除了表面溫度不能超過相應溫度組別的規(guī)定值，還應保證在持續(xù)運行過程中，繞組的絕緣不損壞，因此，標準中還規(guī)定了絕緣繞組的極限溫度。

3. 溫度組別

II類設備為了合理地對防爆設備進行分組，便于檢驗與現(xiàn)場使用，防爆標準中根據(jù)爆炸性物質(zhì)特性，規(guī)定了使用在該組別設備的表面溫度，從T1到T6共分為6個組別，在檢驗時，對于須承受例行試驗確定表面溫度的Ⅱ類電氣設備，不應超過在電氣設備上標志的溫度或溫度組別；對于須承受型式試驗確定表面溫度的Ⅱ類電氣設備，不應超過在電氣設備上標志的溫度或溫度組別，但對于T6、T5、T4和T3組（或標志的溫度≤200℃）應低5K；對于T2組和T1組（或標志的溫度＞200℃）應低10K；

對I類設備，標準中規(guī)定的表面溫度分為兩種情況，當設備表面可能堆積煤塵時，不應超過150℃；當設備表面不會堆積煤塵時，允許不超過450℃，制造商在設計時，可以根據(jù)產(chǎn)品的實際情況，在滿足安全要求的前提下，合理設計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

對外殼內(nèi)部的元件來說，由于這些元器件往往比較小，而且表面積/體積比也大，散熱條件要比大型發(fā)熱體好，產(chǎn)生的熱量也相對小，如果設計合理，將不容易點燃爆炸性環(huán)境。因此，在GB3836.1標準中，小元件可以有更高的表面溫度，必要時可以通過點燃試驗確定其防爆安全性。

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