西瑪電機(jī)提高安全性的防爆電機(jī)與防爆無火花電機(jī)的區(qū)別

西安西瑪安全防爆電機(jī)，防爆領(lǐng)域也稱為“e”型電機(jī)（適用于額定電壓660V以下的低壓電機(jī)）；防爆無火花電機(jī)簡稱為“n”型電機(jī)。經(jīng)過多年的防爆測試和檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)許多生產(chǎn)和控制單位對(duì)這兩種防爆電機(jī)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(jī)作為防爆高架安全電機(jī)，造成非常嚴(yán)重的危險(xiǎn)隱患。以下西安泰富西瑪電機(jī)技術(shù)人員為大家詳細(xì)介紹了防爆安全的原理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、試驗(yàn)方法以及兩種防爆電機(jī)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(xiǎn)溫度、電弧和火花。

2 tE時(shí)間

交流轉(zhuǎn)子或定子繞組在最高環(huán)境溫度下達(dá)到額定工作溫度所需的時(shí)間（以秒為單位），從開始通過啟動(dòng)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(yùn)行和本部門規(guī)定的某些異常情況下，不能點(diǎn)燃周圍的爆炸性氣體環(huán)境。

“e”型電機(jī)的防爆原理和設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1“e”型西瑪電機(jī)的防爆原理

對(duì)于在正常運(yùn)行中不會(huì)產(chǎn)生電弧、火花和危險(xiǎn)高溫的電機(jī)，如果對(duì)其結(jié)構(gòu)采取額外的機(jī)械、電氣和熱保護(hù)措施，并努力確保電機(jī)不會(huì)產(chǎn)生電弧，則可以進(jìn)一步提高設(shè)備的安全性和可靠性，在正常運(yùn)行或公認(rèn)的過載條件下會(huì)出現(xiàn)火花和過熱。因此，這種類型的電機(jī)在正常運(yùn)行期間沒有點(diǎn)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(jī)的防爆原理，也是其名稱的來源。

2“e”型電機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1電氣要求

（1） 加強(qiáng)繞組的介電絕緣強(qiáng)度，在普通電機(jī)測試電壓的基礎(chǔ)上，將旋轉(zhuǎn)之間、相位之間以及對(duì)外殼的介電隔離強(qiáng)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(biāo)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(dāng)使用溶劑型浸漬劑時(shí)，必須至少進(jìn)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(diǎn)燃的材料制成，并且在西安西瑪電機(jī)連續(xù)工作溫度以上至少20℃（但不低于80℃）仍具有良好的機(jī)械財(cái)產(chǎn)。

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

2.2機(jī)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(dòng)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(yàn)；如果使用鋁線，請(qǐng)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(jìn)行機(jī)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(dǎo)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(dòng)過程中導(dǎo)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(duì)單個(gè)導(dǎo)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(jī)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(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)靜止時(shí)，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(jì)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(jì)算r，最小值為1.0。



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

（6） 西安泰富西瑪電機(jī)風(fēng)扇、風(fēng)扇罩和隔墻應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以確?？煽康墓潭?，它們之間的距離應(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(jì)公差，內(nèi)部和外部風(fēng)扇、風(fēng)扇罩、通風(fēng)孔蓋及其緊固件之間的距離應(yīng)至少為風(fēng)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(yán)密，防止被強(qiáng)行拉出。

2.3熱要求（溫度）

（1） 電機(jī)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(jī)的相應(yīng)允許溫升相比，高架安全電機(jī)的絕緣繞組在正常運(yùn)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(shí)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(shí)間通常可以通過實(shí)驗(yàn)確定，對(duì)于大于75kW的西安泰富西瑪電機(jī)，可以使用計(jì)算方法計(jì)算。

定子繞組的溫升? 當(dāng)電機(jī)鎖定η時(shí)，與時(shí)間的比值t可以用以下公式計(jì)算：



式中：j為輸出電流密度，單位為A/mm2；

A是一個(gè)常數(shù)（對(duì)于銅繞組，A=0.0065）



如果使用電流保護(hù)裝置來防止超過極限溫度，則tE時(shí)間的持續(xù)時(shí)間應(yīng)使得電流保護(hù)裝置能夠在tE時(shí)間結(jié)束之前斷開電機(jī)的電源，此時(shí)電機(jī)被阻塞。如果電機(jī)的tE時(shí)間大于根據(jù)圖中的起動(dòng)電流比IA/IN確定的最小tE時(shí)間，則這些時(shí)間可以滿足上述要求。如果電機(jī)的tE時(shí)間小于圖中所示的值，則應(yīng)使用適當(dāng)?shù)倪^載保護(hù)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(jī)銘牌上。

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

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



圖1電機(jī)的最小tE時(shí)間與起動(dòng)電流比IA/IN之間的比率

銘牌上應(yīng)標(biāo)明tE值和起動(dòng)電流比IA/IN，以便用戶選擇保護(hù)裝置。

使用過電流延遲保護(hù)裝置的電機(jī)通常只能在輕負(fù)荷啟動(dòng)條件和罕見啟動(dòng)條件下連續(xù)運(yùn)行。對(duì)于難以啟動(dòng)（即啟動(dòng)時(shí)間超過1.7倍tE）或頻繁啟動(dòng)的電機(jī)，必須使用特殊的保護(hù)裝置。

“n”型電機(jī)的防爆原理和設(shè)計(jì)理念

1“n”型電機(jī)的防爆原理

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

“n”型電機(jī)是一種防爆電機(jī)，用于土壤工廠2區(qū)的危險(xiǎn)區(qū)域。對(duì)于2區(qū)的危險(xiǎn)區(qū)域，指的是危險(xiǎn)氣體混合物不太可能存在且只能存在很短時(shí)間的地方，即使它們發(fā)生了。此外，如前所述，“n”型電機(jī)是一種在正常運(yùn)行中不會(huì)產(chǎn)生火花的電機(jī)類型，可能不會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火錯(cuò)誤。

總的來說，現(xiàn)場不太可能有危險(xiǎn)，西瑪電機(jī)也不太可能形成火源。同時(shí)發(fā)生和相遇的概率非常低，這使得很容易達(dá)到可接受的安全水平。為了建立一個(gè)定量的概念，我們將對(duì)兩次會(huì)面的概率進(jìn)行粗略估計(jì)。根據(jù)德國、日本、澳大利亞等國家的相關(guān)數(shù)據(jù)，危險(xiǎn)混合物在2區(qū)的發(fā)生時(shí)間每年不超過10小時(shí)（按每年8000小時(shí)計(jì)算），這意味著危險(xiǎn)混合物發(fā)生的概率為1/800；假設(shè)電機(jī)每小時(shí)啟動(dòng)一次，每次持續(xù)兩秒，一小時(shí)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(dá)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(jī)的原因。

2“n”型電機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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

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

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