淺談國內(nèi)外對煤礦用隔爆型LED照明燈在設計中的差異性要求

2021年11月16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 1726 次評論 0 次

摘要：煤礦用隔爆型LED照明燈是煤礦井下的主要照明設備，其可靠的安全性對于礦工的生命安全及國家財產(chǎn)有著至關重要的意義。本文介紹了煤礦用隔爆型LED照明燈在國內(nèi)與國際標準體系中存在設計差異，使煤礦用隔爆型LED照明燈在設計上更加完善，以滿足國內(nèi)外不同的國家對煤礦用隔爆型LED照明燈的標準要求，從而使中國制造在世界的舞臺上大放異彩。

關鍵詞：煤礦;隔爆;LED;燈具

1 引言

隨著科學技術的不斷發(fā)展，以LED作為光源的第四代煤礦用防爆燈已逐漸取代白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈成為煤礦安全生產(chǎn)中最可靠的照明應用。其壽命長、能耗低、體積小、呈色性好等優(yōu)點，對煤礦提高安全生產(chǎn)能力、煤礦節(jié)能、降低采煤成本有著重大的意義。煤礦用隔爆型LED照明燈是采用隔爆“d”的防爆型式進行設計，通過把燈具中可能點燃瓦斯煤塵爆炸性混合物的部件全部封閉在一個隔爆外殼內(nèi)，其隔爆外殼能夠承受內(nèi)部點燃源在引起爆炸后所產(chǎn)生的高壓、高溫，同時通過隔爆外殼的接合面及隔爆間隙進行阻火，使之不能引起殼體外界的爆炸;并且限制燈具的表面溫度，使燈具外殼的溫度不具備引燃瓦斯煤塵爆炸性混合物的能力，從而對煤礦井下的人員、設備進行保護。

2 國內(nèi)與國際煤礦防爆電氣標準

對于爆炸性環(huán)境用電氣產(chǎn)品，目前國際上執(zhí)行的是由國際電工委員會發(fā)布的IEC 60079系列標準，國內(nèi)執(zhí)行的是由國家質(zhì)量技術監(jiān)督局發(fā)布的GB 3836系列標準。GB 3836系列標準是根據(jù)我國特有的國情，在IEC 60079系列標準的基礎上增加了國家差異后，等效編寫制定的。

但隨著技術的發(fā)展，以及版本更新速度等原因，針對在煤礦用隔爆型LED照明燈產(chǎn)品的設計要求也有了較大的差異。尤其在對LED所產(chǎn)生的光輻射對爆炸性環(huán)境的影響上也有了新的要求，這方面IEC已經(jīng)領先于國內(nèi)以及美的Division防爆系統(tǒng)要求。

3 煤礦用隔爆型LED照明在IEC 60079-0：2011與GB3836.1-2010中的技術要求差異

煤礦用隔爆型LED燈具的外殼分為金屬外殼和非金屬外殼兩類。當使用金屬外殼時，IEC 60079-0：2011中規(guī)定不允許使用質(zhì)量百分比的總含量超過15%的鋁、鎂、鈦和鋯或者7.5%的鎂、鈦和鋯的金屬外殼。而根據(jù)中國的國情這一要求發(fā)生了變化，國內(nèi)要求煤礦井下采掘工作面所使用的防爆燈具金屬外殼不允許使用質(zhì)量百分比的總含量超過15%的鋁、鎂、鈦和鋯或者7.5%的鎂、鈦和鋯的金屬外殼，但是對于非采掘工作面的防爆燈具金屬外殼，國內(nèi)規(guī)定外殼需采用抗拉強度不低于120MPa，且按GB/T 13813-2008規(guī)定的摩擦火花試驗方法考核合格的輕合金制成。當采用非金屬外殼時，在IEC 60079-0：2011中并沒有對材料阻燃性進行明確規(guī)定，而在GB 3836.1-2010中則明確要求塑料外殼應按GB/T 11020-2005中規(guī)定的火焰垂直試驗法(FV法)進行測試，同時要求測試結(jié)果不低于FV2級的要求。

根據(jù)國內(nèi)煤礦實際工況環(huán)境的要求，國內(nèi)對防爆電氣設備整機增加了交變濕熱的測試。常見的礦用防爆燈具應能通過嚴酷等級為溫度+40℃、周期12d、濕度93%的交變濕熱試驗。同時對于金屬外殼的接線空腔，國內(nèi)強制要求空腔內(nèi)表面涂耐弧漆。

4 煤礦用隔爆型LED照明在IEC 60079-1：2011與GB3836.2-2010中的技術要求差異

除IEC 60079-1：2010的規(guī)定外，GB 3836.2-2010對煤礦I類隔爆型電氣設備增加了下述要求，對于外殼容積不大于2 000cm3的隔爆外殼，可采用非金屬材料制成，但是不允許直接在非金屬外殼上制作緊固用螺紋。這一要求也使得部分國外企業(yè)用非金屬生產(chǎn)的燈具外殼在出線口處不符合國內(nèi)的防爆要求。同時，GB 3836.2-2010規(guī)定用于采掘工作面的電氣設備在使用隔爆的防爆型式時，其金屬隔爆外殼外殼只允許采用鋼板或鑄鋼，只有在其裝配后不受外力沖擊或容積不大于2 000cm3的外殼，可以使用牌號不低于HT250的灰鑄鐵。對于安裝在接線腔內(nèi)部的接線端子的電氣間隙和爬電距離應符合GB 3836.3-2010或IEC 60079-7：2015的要求。

5 國內(nèi)與國際煤礦用隔爆型LED燈具引入方式的差異

防爆電氣產(chǎn)品的引入方式包括兩種：直接引入和間接引入。其中直接引入方式的要求已在GB3836.2-2010中明確規(guī)定：a)正常運行時不產(chǎn)生火花、電弧危險溫度;b)電氣設備的額定功率不大于250W，且電流不大于5A。對于目前國內(nèi)市場上的煤礦隔爆型LED燈具，如不經(jīng)過輔助技術的處理是很難達不到以上要求的。

關于間接引入方式通常包括連接隔爆型接線腔“Ex d”、連接增安型接線腔“Ex e”兩種。在使用隔爆型接線腔作為間接引入方式時，應注意與主腔之間的連接方式，可以使用圓柱隔爆面、螺紋隔爆面或者澆封隔爆面。當使用澆封隔爆面時，應注意澆封劑的選擇，使其性能能夠承受相應的工作溫度要求，避免因COT不達標而發(fā)生傳爆。同時，在后續(xù)的內(nèi)部點燃不傳爆測試時，應使用澆封后的樣品進行測試，模擬爆炸環(huán)境，確保引入方式的可靠。在使用增安型接線腔作為間接引入方式時，接線腔與主腔之間的連接多采用澆封的連接方式，在控制電氣間隙和爬電距離的同時，保證外殼能達到IP54的國際防護等級。需要特別注意的是在煤礦防爆電氣產(chǎn)品中，增安型接線腔作為間接引入方式在國際上通常的做法，但是在中國是不允許的。這是因為在中國的煤礦井下，增安型“Ex e型”是不被認為完全可靠的。這也是國內(nèi)和國際在引入方式上最大的區(qū)別。隨著采礦技術的發(fā)展，以及國內(nèi)煤礦安全管理模式的日益先進，這一差異終將會被取消。