浅谈隔爆型电气设备隔爆接合面的技术要求

■ 南阳防爆集团股份有限公司 孟祥克 李平

1 前言

隔爆型电气设备是指具有隔爆外壳的电气设备，防爆标志为“d”。隔爆外壳是指能承受内部的爆炸压力，并能阻止爆炸火焰向周围环境传播的防爆外壳。隔爆型电气设备具有良好的隔爆和耐爆性能，被广泛用于煤矿井下等爆炸性环境工作场所。

隔爆外壳由许多个零部件组成，零件间的连接缝隙会成为壳内的爆炸产物所通过的路径，引燃周围的爆炸性气体混合物。为阻止内部的爆炸向外壳周围的爆炸性气体混合物传播，这些零部件的配合部分称隔爆接合面，其接合缝隙称隔爆接合面间隙。

隔爆外壳的隔爆作用就是利用外壳的法兰间隙来实现隔爆的。法兰间隙能起到隔爆作用，法兰间隙越大，穿过间隙的爆炸产生物能量就越多，传爆性就越强，隔爆性能就越差。相反，法兰间隙越小，传爆性就越弱，隔爆性能就越好。

法兰隔爆面的长度也和法兰间隙的隔爆性紧密相关。隔爆面越长，传爆的可能性就愈小，隔爆面越短，传爆的可能性就越大。为了能使隔爆外壳具有最佳隔爆性，人们对隔爆外壳法兰间隙的大小与隔爆性能进行了试验研究，试验得出：最大不传爆间隙就是最大试验安全间隙。研究证明，影响最大试验安全间隙的因素有：（1）爆炸性混合物的浓度；（2）隔爆法兰的长度及其表面加工粗糙度；（3）隔爆外壳的容积；（4）爆炸混合物的初始压力、温度和湿度；（5）点火源到隔爆间隙内缘的距离；（6）爆炸性混合物的流动状态等诸多因素。下面就对隔爆接合面在设计时的技术要求作一些简要探讨。

2 隔爆接合面技术要求

2.1 通用要求

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隔爆接合面对内部的爆炸火焰有冷却作用是隔爆外壳隔爆性实际运用的理论基础。隔爆接合面是隔爆外壳不同部件相对应的表面配合在一起（或外壳连接处），而且火焰或燃烧生成物可能会由此从外壳内部传到外壳外部的部位。因此隔爆接合面的结构应能保证熄灭间隙中的火焰，损失至少20%的热量。为此隔爆接合面的宽度L、间隙（或直径差）i、法兰至壳体内缘的距离应符合表1～表4的规定，对于ⅡC外壳的螺纹隔爆接合面应符合表5的规定。

2.2 非螺纹接合面

（1） 接合面宽度

对圆筒形金属部件 (例如, 压入容积不大于2000cm3 的金属隔爆外壳壁的衬套), 如果设计结构符合下列要求, 接合面宽度可缩短到5mm:

a) 不依靠过盈配合来防止部件在进行GB3836.2第15章的型式试验时产生位移;

b) 在最不利过盈配合公差时, 该结构能符合GB3836.1中的冲击试验要求;

c) 过盈配合部件的直径不得大于60mm。

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如果接合面包含锥形表面，接合面宽度和垂直于接合面表面的间隙都应符合表1～表4中规定的相应尺寸。整个锥形部件的间隙应均匀。对于ⅡC电气设备外壳，锥度不得大于5°。

（2）表面粗糙度

隔爆面的表面粗糙度R应不低于6.3微米，

(3)间隙

除了快开门或盖的情况, 平面接合面之间不应存在有意造成的间隙, 倘若接合面之间有间隙,无论何处均不得大于表1～表4所规定的相应最大值。

对于Ⅰ类电气设备, 应能直接或间接检查经常打开的门或盖的平面接合面间隙见图1。

隔爆接合面的结构形式有平面式、止口式、螺纹式。操纵杆和轴的配合属于圆筒式结构，它们分别应用于壳体与壳盖的接合处、壳体与操纵杆的接合处、电机轴伸与端盖的接合处、电缆或导线的引入装置与壳体的接合处以及仪表及显示器窗与壳体的接合处等。

（4）止口接合面

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在确定止口接合面宽度时, 应符合下列情况:

a) 圆筒部分和平面部分都计算在内时, 应采用下列附加条件(见图2):

b) 只考虑圆筒部分(见图3～图5)时, 平面部分应符合下列要求:

对于Ⅰ类、ⅡA和ⅡB，平面部分不必满足间隙要求；

对于ⅡC，平面部分的间隙不应超过表4对圆筒部分所规定的最大间隙。

如果在平面部分安装有衬垫（见图4），那么应在压缩衬垫之后测量平面部分的间隙。在压缩衬垫前后均应保持圆筒部分接合面的最小宽度。但是，如果ⅡC电气设备使用金属或金属包覆的可压缩衬垫（见图5），那么应在衬垫压缩之后测量平面部分的每一个表面与密封衬垫之间的间隙。

（5）ⅡC平面接合面

用于含有乙炔爆炸性环境的ⅡC设备，只有符合表4注2的条件，才允许采用平面接合面。

（6）接合面上的孔或螺孔

① 平面接合面

当孔位于外壳的外侧时，应测量每个孔与外壳的内侧之间的距离；当孔位于外壳的内侧时，应测量每个孔与外壳的外侧之间的距离。（见图6，7，8）

②止口接合面

当f ≤1mm且圆筒部分的间隙对于Ⅰ类和ⅡA不大于0.2mm，对于ⅡB不大于0.15mm，对于ⅡC不大于0.1mm时，距离是圆筒部分宽度a和平面部分宽度b的总和（见图9）；如果不能满足上述条件，则距离只是平面部分的宽度b。

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2.3 螺纹接合面

(1)对于Ⅰ类、ⅡA和ⅡB外壳，螺纹接合面的最小啮合扣数为5扣。当容积大于100cm3时，最小啮合轴向长度为8mm；当容积不大于100cm3时，最小轴向啮合长度为5mm。

（2） 对于ⅡC外壳，螺纹接合面应符合表5的规定。

2.4 衬垫和O形环

（1） 如果采用可压缩材料的衬垫（例如用IP防护等级来防止潮气、粉尘侵入或阻止液体渗入），则该衬垫只应作为隔爆接合面的一个辅助件。而不能包括在隔爆接合面内衬垫之外隔爆接合面的有效参数满足表1～表4的要求。本要求不适用于导线和电缆引入装置及灯具透明部件的密封衬垫。

（2） 如果衬垫是金属或是金属包覆的符合ISO 1210规定的可压缩不燃材料，则绝缘套管的接合面和透明部件的接合面可以安装衬垫。

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2.5 胶粘接合面

(1)采用胶粘或密封材料时，其设计的外壳强度不得取决于胶粘材料或密封材料的粘接强度。

(2)从容积V的隔爆外壳内部到外部通过胶粘接合面的最短通路；

当V≤10cm3时, 不小于3mm;当10cmcm3＜V≤100ccm3时, 不小于6mm;当V＞100cm3时, 不小于10mm。

3 结束语

隔爆型电气设备的外壳能保证内部引燃爆炸后不会点燃周围的爆炸性气体混合物，其安全程度较高，可用于1区、2区爆炸性气体危险环境。隔爆面之间的间隙能起到隔爆作用如果隔爆面设计不符合标准要求，则电气设备起不到隔爆作用。因此，我们在设计生产隔爆型电气设备时要严格按照国家防爆标准的规定进行。

[1]GB 3836.1-2000，爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求[S].

[2]GB 3836.2-2000，爆炸性气体环境用电气设备 第2部分：隔爆型“d”[S].