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防爆增安型電機(jī)即防爆領(lǐng)域簡稱的“e”型電機(jī)(這里指低壓電機(jī)，額定電壓660V以下)；防爆無火花型電機(jī)簡稱“n”型電機(jī)。在多年的防爆審查、檢驗中發(fā)現(xiàn)有很多制造、使用單位對兩種防爆電機(jī)的防爆原理不是很了解，有的使用單位竟將防爆無火花電機(jī)當(dāng)作防爆增安型電機(jī)用在防爆1區(qū)危險場所造成了非常嚴(yán)重的不安全隱患。下面就將兩種防爆電機(jī)的防爆原理、設(shè)計要點(diǎn)、檢驗方法及兩者的差異詳細(xì)介紹一下。
術(shù)語和定義
1“e”型防爆
電氣設(shè)備的一種防爆型式，即對電氣設(shè)備采取一些附加措施,以提高其安全程度,防止在正常運(yùn)行或規(guī)定的異常條件下產(chǎn)生危險溫度、電弧和火花的可能性。
2tE時間
交流轉(zhuǎn)子或定子繞組在高環(huán)境溫度下達(dá)到額定運(yùn)行溫度后,從開始通過啟動電流IA時起直至溫度上升到極限溫度所需的時間(單位:s)?。
3啟動電流比IA/IN
IA/IN初始啟動電流IA與額定電流IN之比。
4“n”型防爆
電氣設(shè)備的一種防爆型式，這種型式的電氣設(shè)備， 在正常運(yùn)行時和本部規(guī)定的一些異常條件下,不能點(diǎn)燃周圍爆炸性氣體環(huán)境。
“e”型電機(jī)的防爆原理及設(shè)計要點(diǎn)
1“e”型電機(jī)的防爆原理
對于在正常運(yùn)行時不產(chǎn)生電弧、火花和危險高溫的電機(jī),如果在其結(jié)構(gòu)上再采取一些機(jī)械的、電氣的和熱的附加保護(hù)措施，盡力使電機(jī)在正常運(yùn)行或認(rèn)可的過載條件下不發(fā)生電弧、火花和過熱現(xiàn)象，就可進(jìn)一步提高設(shè)備的安全性和可靠性。因此這種電機(jī)在正常運(yùn)行時就沒有引燃源，而可用于爆炸危險環(huán)境。這就是增安型電機(jī)的防爆原理,同時也是它的名稱的來源。
2“e”型電機(jī)的設(shè)計要點(diǎn)
2.1電氣方面的要求
?。?）加強(qiáng)繞組絕緣介電強(qiáng)度，繞組匝間、相間和對機(jī)殼的絕緣介電強(qiáng)度要在普通電機(jī)的試驗電壓基礎(chǔ)上提高10%
(2)繞組導(dǎo)線須采用規(guī)定的至少包覆兩層絕緣，只有瓷釉可以是一層絕緣漆包線,而且導(dǎo)線公稱直徑不得小于0. 25mm。
(3)繞組應(yīng)采用沉浸法、滴注法或真空加壓法浸漬,要保證導(dǎo)線之間空隙填實。采用含有溶劑的浸漬劑時必須至少進(jìn)行兩次浸漬和干燥過程。
(4)固體絕緣材料應(yīng)采用吸潮性小、耐電弧性能好、不燃或難燃的材料,而且在高于電機(jī)連續(xù)運(yùn)行溫度至少20℃下(但不低于80℃)仍具有良好的機(jī)械性能。
(5)不同電位的導(dǎo)電零件之間的電器間隙和爬電距離大于普通電機(jī)的規(guī)定值，應(yīng)符合GB3836. 3 -2010?的規(guī)定要求。
2.2機(jī)械方面的要求
(1)引入電纜或?qū)Ь€的連接要保證導(dǎo)線連接牢固、防止松動、擰轉(zhuǎn)(如采用彈簧墊圈)接線端子能承受連接件扭轉(zhuǎn)試驗;使用鋁導(dǎo)線時，采用銅鋁過度接頭。
(2)內(nèi)部導(dǎo)線避免直接采用錫鋁焊料焊接，必須先用機(jī)械連接后再用錫焊;或采用銀焊、銅焊或擠壓連接。
(3)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)不是壓鑄成一體時，應(yīng)采用硬釬焊或熔焊;為防止啟動時導(dǎo)條和轉(zhuǎn)子鐵芯之間產(chǎn)生火花，可采用壓力鑄鋁法或?qū)胃鶎?dǎo)條采用附加槽襯、加槽楔等嵌緊措施。
(4)增大電機(jī)定、轉(zhuǎn)子間的氣隙，以減少轉(zhuǎn)子掃膛的可能性。按GB3836.3 -2010中規(guī)定小徑向單邊氣隙定子和轉(zhuǎn)子之間的小徑向單邊氣隙(mm)在旋轉(zhuǎn)電機(jī)靜止時，不應(yīng)小于下列公式計算的值:小徑向氣隙,單位:mm。
式中:。D一轉(zhuǎn)子直徑，單位:mm,其在小徑向氣 隙公式中的小值取75,大值取750?；n一大額定轉(zhuǎn)速r/min,小值取1000 ；r一按下列公式計算,小值取1.0。
(5)電機(jī)中絕緣帶電部件的外殼防護(hù)等級不低于?IP44?；裸露帶電部件的外殼防護(hù)等級(如接線盒)不低于IP54的要求。如安裝在清潔室內(nèi)并有專人經(jīng)常檢查的電機(jī),外殼防護(hù)等級允許降低要求，但接線盒和裸露帶電部件除外。
(6)電機(jī)風(fēng)扇、風(fēng)扇罩、隔板須有足夠機(jī)械強(qiáng)度， 保證可靠固定,并且相互間距符合規(guī)定要求,不得相互 碰撞或摩擦而產(chǎn)生火花?？紤]設(shè)計公差，內(nèi)、外風(fēng)扇、 風(fēng)扇罩、通風(fēng)孔擋板和它們的緊固件之間的距離應(yīng)至 少為風(fēng)扇大直徑的1/100,但不必大于5mm。在任 何情況下，該間距不應(yīng)小于1mm。如果為控制尺寸的同心度和尺寸的穩(wěn)定性,有關(guān)零件經(jīng)機(jī)加工后，間隙可 減少至1mm。
(7)電纜引入口要密封嚴(yán)密，并須防止電纜受力拔脫。
2.?熱(溫度)方面的要求
(1)電機(jī)中凡可能與爆炸性混合物接觸的零部件表面的極限溫度不得超過規(guī)定值。
(2)增安型電機(jī)正常運(yùn)行時絕緣繞組的允許溫升，應(yīng)比相應(yīng)的普通電機(jī)的允許溫升降低不少于 10℃，這樣一方面提高其安全程度，同時延長繞組壽命。
(3)增安型電機(jī)轉(zhuǎn)子在堵轉(zhuǎn)時間tE內(nèi)，電機(jī)絕緣 繞組的極限溫度不得超過規(guī)定值。tE時間一般可以通過試驗確定，對于大于75kW的電機(jī)，允許用計算法求得。
電動機(jī)堵轉(zhuǎn)時，定子繞組的溫升△θ，與時間t的比可按下列公式計算：
式中:j是啟動電流密度，單位A/mm2 ；
a是常數(shù), (對銅繞組,a=0.0065)
如果采用電流保護(hù)裝置防止超過極限溫度, tE時間的長短應(yīng)當(dāng)電機(jī)被堵轉(zhuǎn)時，電流保護(hù)裝置能夠在tE時間結(jié)束之前使電機(jī)斷開電源。通常,如果電動機(jī)的tE時間大于圖中作為啟動電流比IA/IN函數(shù)關(guān)系確定的tE時間小值，則這些可滿足上述要求。如果電動機(jī)的tE時間小于圖中的規(guī)定值,則采用合適的過載保護(hù)裝置并通過試驗證明其功能有效后才允許使用。此裝置須在電動機(jī)銘牌上注明。
tE值一般應(yīng)大于10s,同時還要求tE時間應(yīng)不小于轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時過電流延時保護(hù)裝置切斷電機(jī)電源所需的時間。
在確定tE時間中，要注意定子繞組的tE1時間和轉(zhuǎn)子繞組的tE2時間是不同的，應(yīng)取其中較小值作為電機(jī)的tE時間。
圖1電動機(jī)tE時間小值與啟動電流比IA/IN的關(guān)系
tE值和啟動電流比IA/IN均應(yīng)在銘牌上標(biāo)明，以便用戶選用保護(hù)裝置。
采用過電流延時保護(hù)裝置的電機(jī)一般只允許用于輕載啟動和不頻繁啟動的連續(xù)工作狀態(tài)。對于啟動困難(即啟動時間超過1.7倍tE)或頻繁啟動的電機(jī)，須采用特殊保護(hù)裝置。
