防爆電器通常工作在有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中，因此，它們除了要完成普通電器的電氣功能外。還要在采取一定安全技術(shù)措施后，保證其在一定的爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所安全供電、用電、通訊、檢測(cè)和控制。常見(jiàn)的防爆電器類型有：隔爆型、本質(zhì)安全型、增安型等。防爆電器的類別分為兩類，即煤礦用防爆電器（Ⅰ類）和工廠用防爆電器（Ⅱ類）我們?cè)诿禾肯到y(tǒng)的科研中，自行研制過(guò)煤礦井下生產(chǎn)或科研急需的防爆電器，從中感到防爆電器與普通電器相比它們的研制別具一些特點(diǎn)。
1 防爆電器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1. 1 外殼的設(shè)計(jì)
便攜式、本質(zhì)安全型儀器儀表的外殼有時(shí)采用塑料外殼，有時(shí)采用金屬外殼。當(dāng)選用塑料外殼時(shí)，為保證塑料外殼正常工作時(shí)不積聚危險(xiǎn)靜電，其表面電阻不得超過(guò) 1×109Ω。 塑料外殼應(yīng)經(jīng)過(guò)抗沖擊試驗(yàn)和熱穩(wěn)定試驗(yàn)。
正常運(yùn)行產(chǎn)生火花、電弧或危險(xiǎn)溫度的電氣設(shè)備、功率大于250W或電流大于5 A的Ⅰ類電氣設(shè)備，均須采用接線盒與設(shè)備主體進(jìn)行電氣連接接線盒就是電纜或?qū)Ь€與電氣設(shè)備進(jìn)行連接的部件。目前Ⅰ類隔爆型電氣設(shè)備廣泛使用的是隔爆型接線。盒接線盒內(nèi)壁應(yīng)涂耐弧漆，接線盒及主體腔上的隔爆接合面應(yīng)做防銹處理，如涂防銹油等。
另外，對(duì)于防爆電器，要在其外殼的明顯處有*性的 Ex 防爆總標(biāo)志及 MA 安全標(biāo)志。
針對(duì)某些地方煤礦井下存在的電機(jī)違章操作現(xiàn)象，我們研制了QF40 型小型防爆起動(dòng)器，其額定電壓380V，額定電流40A。外殼設(shè)計(jì)分為主體腔與接線腔。外殼為 3 mm 厚鋼板。隔爆接合面的尺寸及加工精度符合GB3836.2 規(guī)定。外殼外形尺寸為 437 mm×308 mm，外殼防護(hù)等級(jí)為 IP54。在外殼的正前方設(shè)有銘牌，銘牌右上角設(shè)有 Ex 標(biāo)志，防爆標(biāo)志 dⅠ（150℃）， 此外，銘牌上還標(biāo)有名稱、型號(hào)、額定電壓、額定電流、防爆合格證編號(hào)、安全標(biāo)志、出廠編號(hào)、制造日期等。
1. 2 電路的設(shè)計(jì)
首先，電路的設(shè)計(jì)要完成電器的電氣功能，保證電氣原理的正確性。其次，防爆電器的電氣間隙、爬電距離、絕緣參數(shù)必須符合GB3836的規(guī)定要求。例如，研制 QF40 型防爆起動(dòng)器時(shí)，將接線柱的爬電距離設(shè)計(jì)為不小于16 mm，電氣間隙不小于10 mm。隔爆腔內(nèi)電器元件及裝配布置爬電距離不小于16 mm，電氣間隙不小于10 mm。隔爆接線腔內(nèi)設(shè)有內(nèi)接地螺栓。外殼設(shè)有外接地螺栓。
研制的本質(zhì)安全型鋼弦頻率計(jì)在正常工作和故障狀態(tài)下的zui大工作電流和電壓均不大于所設(shè)計(jì)的zui大允許電流：它的爬電距離為3 mm，絕緣涂層下的爬電距離為1mm，電氣間隙為3 mm。
1. 3 電源的設(shè)計(jì)
本質(zhì)安全型便攜式電氣設(shè)備zui常用的獨(dú)立電源是干電池和蓄電池。干電池和蓄電池電源都屬于電阻性電路，可按電阻性電路zui小點(diǎn)燃電流曲線確定電源安全參數(shù)。按電池zui高電壓查出相應(yīng)zui小點(diǎn)燃電流，再除以安全系數(shù)值（為2）， 即為該電池的設(shè)計(jì)允許zui大安全電流。電池zui嚴(yán)重的放電狀態(tài)是電池直接短路。因此，應(yīng)以電池的zui大短路電流作為衡量電源本質(zhì)安全性能的基準(zhǔn)。若電池zui大短路電流大于設(shè)計(jì)允許值，必須串加限流電阻。并且，電池或蓄電池與限流電阻膠封為一體，構(gòu)成本質(zhì)安全型組件。膠封材料有環(huán)氧樹(shù)脂、硅橡膠、工業(yè)石臘等。
例如，我們?cè)谠O(shè)計(jì)鋼弦頻率計(jì)時(shí)特制的本安電池組，由4節(jié)5#充電電池串接而成，并串入一個(gè)用康銅絲自制的限流電阻，其功率為5.2 W 。并用環(huán)氧樹(shù)脂膠液充滿電池盒整個(gè)空間，灌封牢固。
煤礦井下實(shí)際應(yīng)用的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，還有許多采用從動(dòng)力電網(wǎng)引入經(jīng)整流供電電源。由于輸入電路與動(dòng)力電網(wǎng)關(guān)聯(lián)，所以，要設(shè)計(jì)成隔爆兼本質(zhì)安全型。
對(duì)于隔爆型電器的電源，是在上級(jí)斷電時(shí)，在隔爆接線盒內(nèi)接線，完成電器電源的連通工作。
2 防爆電器的檢驗(yàn)
防爆電器的檢驗(yàn)除了普通電器的電氣性能檢驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)和強(qiáng)度檢驗(yàn)外，還要增加必要的型式試驗(yàn)項(xiàng)目和防爆檢驗(yàn)項(xiàng)目。
例如，我們研制的QF40型防爆起動(dòng)器進(jìn)行了如下檢驗(yàn)：
2. 1 出廠檢驗(yàn)
包括①外觀質(zhì)量及防爆尺寸檢驗(yàn)；②逐件進(jìn)行開(kāi)關(guān)電氣性能檢驗(yàn)；③對(duì)每臺(tái)產(chǎn)品的外殼或部件逐件進(jìn)行水壓試驗(yàn)；④逐臺(tái)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)和絕緣電阻測(cè)試；⑤溫升試驗(yàn)。
2. 2 型式試驗(yàn)
包括①全部出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目；②連接線扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)；③密封圈橡膠材料老化試驗(yàn)；④引入裝置的夾緊試驗(yàn)；⑤密封試驗(yàn)；⑥濕熱試驗(yàn)；⑦外殼防護(hù)性能試驗(yàn)；⑧低溫試驗(yàn)。
2. 3 隔爆檢驗(yàn)
檢驗(yàn)隔爆型電氣設(shè)備內(nèi)部規(guī)定的爆炸性氣體混合物爆炸時(shí)能否點(diǎn)燃設(shè)備周圍同一爆炸性氣體混合物的試驗(yàn)。
產(chǎn)品送審分二次進(jìn)行。*次是通過(guò)使用說(shuō)明書(shū)、技術(shù)文件和圖紙的送審。在設(shè)計(jì)圖紙技術(shù)文件等審查通過(guò)后，方可進(jìn)行產(chǎn)品試制，整個(gè)試制過(guò)程必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)要求去做。第二次是通過(guò)樣機(jī)送審。按防爆規(guī)程對(duì)送檢的樣品進(jìn)行檢查和進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)，確認(rèn)資料完整，各項(xiàng)試驗(yàn)齊全符合現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、符合防爆規(guī)程規(guī)定，才發(fā)給“防爆合格證”。
3 防爆電器的投入運(yùn)行
對(duì)于采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)制造的防爆電器經(jīng)檢驗(yàn)合格后發(fā)給“工業(yè)試驗(yàn)許可證”。取得“工業(yè)試驗(yàn)許可證”的產(chǎn)品須經(jīng)工業(yè)試驗(yàn)（按規(guī)定的時(shí)間、地點(diǎn)和臺(tái)數(shù)進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)）、產(chǎn)品鑒定后再由防爆檢驗(yàn)單位檢驗(yàn)后發(fā)給“防爆合格證書(shū)”。我們研制的礦用防爆電氣產(chǎn)品均做過(guò) 6 個(gè)月的煤礦井下的工業(yè)性試驗(yàn)，并由負(fù)責(zé)工業(yè)性試驗(yàn)單位出具工業(yè)性試驗(yàn)報(bào)告，證明電器工作正常，可靠無(wú)異常情況。
待獲得“防爆合格證”、“生產(chǎn)許可證”、“MA安全標(biāo)志”和“產(chǎn)品合格證”后，防爆電器才能正式投入運(yùn)行。并且限定其使用期限（通常為5年），當(dāng)使用期限期滿；當(dāng)結(jié)構(gòu)、工藝、材料有較大改變可能影響產(chǎn)品性能時(shí)；當(dāng)停產(chǎn)2 年以上、恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)須重新進(jìn)行檢驗(yàn)，待重檢合格后方能繼續(xù)投入運(yùn)行。
綜上所述，由于煤礦井下工作環(huán)境較為惡劣，溫差大，潮濕，有受力沖擊、移動(dòng)、跌落的可能，有含煤塵、瓦斯的可能。所以，礦用防爆電器的研制從設(shè)計(jì)、試制、檢驗(yàn)到投入運(yùn)行都具有它的特殊要求。因此，我們研制的防爆電器必須滿足這些特殊要求，才能使其在煤礦的生產(chǎn)和安全中發(fā)揮積極的作用。
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