浅谈隔爆型电气设备上的玻璃透明件

2015-06-01刘丹

电气开关 2015年3期

关键词：衬垫外壳壳体

刘丹

(沈阳电气传动研究所(有限公司),辽宁沈阳 110141)

浅谈隔爆型电气设备上的玻璃透明件

刘丹

(沈阳电气传动研究所(有限公司),辽宁沈阳 110141)

简要介绍了隔爆型电气设备上使用的玻璃透明件的安装及检验要求。

隔爆型；玻璃透明件；衬垫；粘结接合面

1 引言

随着我国经济建设的高速发展，对能源的需求也日益增加。而诸如煤炭、石油及化工等能源行业的生产现场都是爆炸性危险场所，所使用的电气设备必须是具有防爆性能的防爆电器产品。其中隔爆型电气设备是众多型式的防爆电器中使用最为广泛的一种。为了使用方便，不可避免的要在隔爆外壳上安装一些透明部件，用以观察隔爆外壳内指示灯及显示屏。防爆灯具更是把玻璃透明件作为其核心部件。由此可见玻璃透明件在隔爆型电器上的应用十分广泛。本文就玻璃透明件的安装和使用结合国家标准所提及的考核要求加以阐述。

2 隔爆型电气设备的防爆原理

众所周知，爆炸的三要素有：点燃源、可燃物质、助燃物质(氧气)。隔爆型电气设备的防爆原理是将点燃源与爆炸性气体分隔开。将工作中产生火花、电弧或高温的电气设备，用具有足够强度的外壳与外界环境隔离。即使外壳内部产生爆炸也不会引起壳外环境气体爆炸。

隔爆外壳主要起到的作用有以下两点：

(1)耐压性

当外壳内部产生爆炸时，壳体不会产生变形或损坏。这与外壳的材质及壳体结构有直接关系。

(2)不传爆性

爆炸后所产生的能量及火焰不会通过壳体传播到周围环境中，将爆炸性气体点燃，乃至爆炸。

根据以上两点可见，隔爆型电气设备的结构对其隔爆性能起到了至关重要的作用。如何将玻璃透明件可靠的安装到隔爆外壳上，使其既能使用方便又能达到防爆安全的效果就成为了一个摆在防爆电器设计者面前的一道难题。

3 玻璃透明件的安装

目前就隔爆型电气设备的玻璃透明件而言，防爆电器相关标准允许采用的安装方式有以下两种。

3.1 金属或金属包覆衬垫，如图1所示

透明部件与壳体之间安装具有一定强度的金属或金属包覆的可压缩不燃性材料制成的衬垫。这种衬垫起防爆作用。

图1 金属衬垫式安装示意图

最为常见的是退火紫铜垫圈作弹性密封衬垫。在加工时必须注意，退火处理必须到位，否则会使垫圈变硬，安装后不但起不到压紧密封的作用，而且还会对玻璃产生机械应力。

3.2 粘结接合面的方式

依据标准GB3836.2-2010对透明件的安装要求，透明件若采用胶粘方式固定，则有以下两种方式。

(1)透明件可直接粘结到壳体上，如图2所示。

图2 粘结接合面式安装示意图

(2)透明件可粘结到一个框架上，框架再紧固到外壳，但框架和外壳之间应符合隔爆面要求。这种处理方法更有利于更换，如图3所示。

图3 玻璃直接粘结框架示间图

特别要注意的是玻璃与碳钢的线膨胀系数不同。在电气设备运行发热时，胶粘材料会产生剪切力，这样就会对粘结面造成破坏。所以在GB3836.2-2010标准中规定，如果被粘合的接合面没有粘结剂就不满足隔爆面的要求，则胶粘后的接合面应承受耐热和耐寒试验。

3.3 安装和使用中的误区

(1)将玻璃透明件直接用框架和紧固件固定隔爆外壳上。利用玻璃板与壳体的接触面形成隔爆面。按我国目前玻璃制造技术，这种做法不宜采用。因为玻璃都是硬质晶体，金属框架、壳体在紧固件的作用下直接对玻璃产生挤压。由于金属框架、壳体变形的不均匀，必然会对玻璃产生机械应力，导致玻璃的损坏。

(2)将玻璃透明件粘结到壳体上，但不用框架压紧。这种错误做法是在产品设计中最为普遍的。以为单靠胶粘的力量就可以达到防爆的作用。一旦由于胶的质量不过关、配比错误以及胶封工艺不合理等因素影响到胶粘的可靠性，那就对产品的安全性产生了致命隐患。因此外壳强度不能仅仅依靠粘结材料的粘结强度。在玻璃粘结到外壳上后，另一侧垫一个橡胶缓冲垫，再用压盘或框架将其压紧，如图2所示。这样既达到了防爆作用，又对玻璃产生机械应力。