西瑪電機提高安全性的防爆電機與防爆無火花電機的區(qū)別

西安西瑪安全防爆電機，防爆領(lǐng)域也稱為“e”型電機（適用于額定電壓660V以下的低壓電機）；防爆無火花電機簡稱為“n”型電機。經(jīng)過多年的防爆測試和檢驗，發(fā)現(xiàn)許多生產(chǎn)和控制單位對這兩種防爆電機的防爆原理不是很熟悉。一些用戶單位甚至在防爆1區(qū)使用防爆無火花電機作為防爆高架安全電機，造成非常嚴重的危險隱患。以下西安泰富西瑪電機技術(shù)人員為大家詳細介紹了防爆安全的原理、設(shè)計要點、試驗方法以及兩種防爆電機的區(qū)別。



術(shù)語和定義

防爆類型1“e”

一種防爆型電氣設(shè)備，在正常操作或某些異常條件下，采取額外措施提高其安全性，防止出現(xiàn)危險溫度、電弧和火花。

2 tE時間

交流轉(zhuǎn)子或定子繞組在最高環(huán)境溫度下達到額定工作溫度所需的時間（以秒為單位），從開始通過啟動電流IA到溫度升高到極限溫度。

3輸出電流比IA/IN

初始電流IA/IN與額定電流IN的比值。

4“n”防爆

一種防爆電氣設(shè)備，在正常運行和本部門規(guī)定的某些異常情況下，不能點燃周圍的爆炸性氣體環(huán)境。

“e”型電機的防爆原理和設(shè)計要點

1“e”型西瑪電機的防爆原理

對于在正常運行中不會產(chǎn)生電弧、火花和危險高溫的電機，如果對其結(jié)構(gòu)采取額外的機械、電氣和熱保護措施，并努力確保電機不會產(chǎn)生電弧，則可以進一步提高設(shè)備的安全性和可靠性，在正常運行或公認的過載條件下會出現(xiàn)火花和過熱。因此，這種類型的電機在正常運行期間沒有點火源，可以在潛在的爆炸性環(huán)境中使用。這是提高安全性的電機的防爆原理，也是其名稱的來源。

2“e”型電機的設(shè)計要點

2.1電氣要求

（1） 加強繞組的介電絕緣強度，在普通電機測試電壓的基礎(chǔ)上，將旋轉(zhuǎn)之間、相位之間以及對外殼的介電隔離強度提高10%

（2） 繞組線必須按規(guī)定至少涂兩層絕緣層，只有搪瓷才能是一層絕緣漆包線，電線的標稱直徑不應(yīng)小于0 25mm。

（3） 繞組應(yīng)采用浸漬、滴水或真空加壓工藝浸漬，以確保電線之間的間隙緊密填充。當使用溶劑型浸漬劑時，必須至少進行兩次浸漬和干燥過程。

（4） 固體絕緣材料應(yīng)由吸濕性低、抗電弧性好、不易燃或不易點燃的材料制成，并且在西安西瑪電機連續(xù)工作溫度以上至少20℃（但不低于80℃）仍具有良好的機械財產(chǎn)。

（5） 不同電勢的導電部件之間的電氣間隙和蠕變距離大于普通電機的規(guī)定值，應(yīng)符合3-2010法規(guī)要求。

2.2機械要求

（1） 插入的電纜或電線的連接應(yīng)確保電線連接牢固，防止松動和扭曲（例如使用彈簧盤）。接線端子能夠承受連接部件的扭轉(zhuǎn)試驗；如果使用鋁線，請使用銅鋁過渡接頭。

（2） 內(nèi)部電線應(yīng)避免使用錫鋁焊料直接焊接，并且必須在焊接前進行機械連接；或者，可以使用銀焊接、銅焊接或擠壓連接。

（3） 如果轉(zhuǎn)子導桿和端環(huán)未鑄造成壓鑄件，則應(yīng)使用釬焊或熔焊；為防止啟動過程中導桿與轉(zhuǎn)子鐵芯之間產(chǎn)生火花，可采用壓鑄鋁工藝，也可對單個導桿采用額外的槽襯、槽楔等預(yù)埋措施。

（4） 增加西安泰富西瑪電機定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙，以減少轉(zhuǎn)子清潔的可能性。根據(jù)GB3836.3-2010，當旋轉(zhuǎn)電機靜止時，定子和轉(zhuǎn)子之間的最小徑向單側(cè)氣隙（mm）不應(yīng)小于以下公式計算的值：最小徑向氣隙，單位為mm。



在方程中：D是轉(zhuǎn)子的直徑，單位為毫米。其在最小徑向氣隙公式中的最小值為75，最大值為750；N最大轉(zhuǎn)速r/min，最小值為1000；根據(jù)以下公式計算r，最小值為1.0。



（5） 電機的隔離帶電部件的防護等級不應(yīng)低于IP44；外殼對暴露的帶電部件（如接線盒）的防護等級不得低于IP54要求。如果電機安裝在潔凈室中，并由專人定期檢查，則可以降低外殼保護，使其遠離接線盒和暴露的生活部件。

（6） 西安泰富西瑪電機風扇、風扇罩和隔墻應(yīng)具有足夠的機械強度，以確?？煽康墓潭ǎ鼈冎g的距離應(yīng)符合規(guī)定的要求。它們不得碰撞或摩擦產(chǎn)生火花?？紤]到設(shè)計公差，內(nèi)部和外部風扇、風扇罩、通風孔蓋及其緊固件之間的距離應(yīng)至少為風扇最大直徑的1/100，但不一定大于5mm。在任何情況下，距離都不應(yīng)小于1mm。如果要控制同心度和尺寸穩(wěn)定性，加工后相關(guān)零件的齒隙可以減少到1mm。

（7） 電纜輸入端應(yīng)密封嚴密，防止被強行拉出。

2.3熱要求（溫度）

（1） 電機中可能與爆炸性混合物接觸的部件表面的極端溫度不得超過規(guī)定值。

（2） 與普通電機的相應(yīng)允許溫升相比，高架安全電機的絕緣繞組在正常運行期間的允許溫升應(yīng)降低不低于10℃。這不僅提高了其安全水平，而且延長了繞組的使用壽命。

（3） 在鎖定轉(zhuǎn)子時間tE內(nèi)，安全性提高的轉(zhuǎn)子絕緣繞組的極限溫度不得超過規(guī)定值。tE時間通?？梢酝ㄟ^實驗確定，對于大于75kW的西安泰富西瑪電機，可以使用計算方法計算。

定子繞組的溫升? 當電機鎖定η時，與時間的比值t可以用以下公式計算：



式中：j為輸出電流密度，單位為A/mm2；

A是一個常數(shù)（對于銅繞組，A=0.0065）



如果使用電流保護裝置來防止超過極限溫度，則tE時間的持續(xù)時間應(yīng)使得電流保護裝置能夠在tE時間結(jié)束之前斷開電機的電源，此時電機被阻塞。如果電機的tE時間大于根據(jù)圖中的起動電流比IA/IN確定的最小tE時間，則這些時間可以滿足上述要求。如果電機的tE時間小于圖中所示的值，則應(yīng)使用適當?shù)倪^載保護裝置，并且在使用前應(yīng)通過測試證明其功能。該裝置應(yīng)顯示在電機銘牌上。

tE值通常應(yīng)大于10秒，并且還要求tE時間不應(yīng)小于過電流延遲保護裝置在轉(zhuǎn)子阻塞時關(guān)閉西安泰富西瑪電機電源所需的時間。

在確定tE時間時，應(yīng)注意定子繞組的tE1時間和轉(zhuǎn)子繞組的tE2時間是不同的，并且應(yīng)取較小的值作為電機的tE時間。



圖1電機的最小tE時間與起動電流比IA/IN之間的比率

銘牌上應(yīng)標明tE值和起動電流比IA/IN，以便用戶選擇保護裝置。

使用過電流延遲保護裝置的電機通常只能在輕負荷啟動條件和罕見啟動條件下連續(xù)運行。對于難以啟動（即啟動時間超過1.7倍tE）或頻繁啟動的電機，必須使用特殊的保護裝置。

“n”型電機的防爆原理和設(shè)計理念

1“n”型電機的防爆原理

這種類型的防爆電機在正常運行和特定的異常條件下不能點燃周圍的爆炸性氣體環(huán)境。所謂“正常運行和規(guī)定的異常條件”，是指西安泰富西瑪?shù)碾姎夂蜋C械性能，符合設(shè)計規(guī)范，并在制造商規(guī)定的范圍內(nèi)使用。

“n”型電機是一種防爆電機，用于土壤工廠2區(qū)的危險區(qū)域。對于2區(qū)的危險區(qū)域，指的是危險氣體混合物不太可能存在且只能存在很短時間的地方，即使它們發(fā)生了。此外，如前所述，“n”型電機是一種在正常運行中不會產(chǎn)生火花的電機類型，可能不會導致點火錯誤。

總的來說，現(xiàn)場不太可能有危險，西瑪電機也不太可能形成火源。同時發(fā)生和相遇的概率非常低，這使得很容易達到可接受的安全水平。為了建立一個定量的概念，我們將對兩次會面的概率進行粗略估計。根據(jù)德國、日本、澳大利亞等國家的相關(guān)數(shù)據(jù)，危險混合物在2區(qū)的發(fā)生時間每年不超過10小時（按每年8000小時計算），這意味著危險混合物發(fā)生的概率為1/800；假設(shè)電機每小時啟動一次，每次持續(xù)兩秒，一小時內(nèi)發(fā)生火花的概率為1/3600=1/1800。兩次遭遇的概率為（1/800）*（1/1800）=7和10-7，這意味著遭遇的概率極低，達到了可接受的安全水平。這就是為什么在2區(qū)的潛在爆炸區(qū)域使用“n”電機的原因。

2“n”型電機的設(shè)計要點

與安全性提高的電機相比，無火花西安泰富西瑪?shù)脑O(shè)計要求與安全性增加的電機相同，但絕緣介質(zhì)測試電壓和tE時間的特殊規(guī)定除外，這與安全性增強的電機不同。

根據(jù)國外消息來源的報道，具有大型組合結(jié)構(gòu)的無火花電機由于電機的散射磁場產(chǎn)生的循環(huán)電流穿過外殼上下相對的接頭，產(chǎn)生了電火花，點燃了周圍的爆炸性混合物。

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