浅谈常见防爆电气设备修理与检验的技术要点

防爆常识

目前易燃易爆场所使用的防爆电气设备种类较多,不同的危险区别使用不同的防爆电气设备。易燃易爆等危险场所的电气、设备应具有防爆性能,这些设备运行一定时间后其防爆性能可能降低或部分丧失,必须及时进行检修。检修的目的就是要使设备性能符合爆炸性气环境用电气设备检修标准的要求。下面主要对使用过程中常见的隔爆型增安型本安型的电气设备检修以及注意事项进行简要介绍。

1、隔爆型电气设备

隔爆型电气设备是通过隔爆外壳实现防爆安全的。相应的国际标准中将该防爆类型定义为“隔爆外壳  d”。隔爆外壳通常由壳体﹑盖﹑紧固件﹑以及穿越壳壁的操纵杆或转轴等组成。隔爆壳体和盖一般比较厚,材质须满足标准的规定,能够承受住外壳内部的爆炸不会损坏。固定隔爆外壳的紧固件(螺钉﹑螺母等)必须有足够的机械强度,能承受上述的爆炸压力作用不断裂和拉伸变形。外壳上的任何接合面或结构间隙(例如电动机端盖与机座之间的配合间隙﹑转轴与轴承盖之间的间隙等)必须能够阻止外壳内部的可燃性混合物爆炸时产生火焰通过间隙传到外壳外部,因此接合面的宽度(L和L1值)﹑间隙(W)和表面粗糙度应该满足防爆标准的规定。

(1)隔爆壳体的修理

壳体如果有裂纹,建议用新的相同零件更换;如果发现有小的通孔,可以用熔焊焊补。

(2)隔爆接合面的修理

a.隔爆接合面上如果有轻度锈蚀,可以用煤油和抹布将锈癍擦去,并且涂一薄层润滑脂防锈。

如果锈蚀很严重,建议用除锈剂除锈,并且检查接合面情况,如果隔爆间隙值大于图纸的规定,但不超过防爆标准的规定,可以不加修理。

b.如果隔爆面上局部出现直径不大于1mm,深度不大于1mm凹坑,在隔爆结合面长度不小于25mm时每平方厘米范围内不超过3个,或者在隔爆结合面长度不小于12.5mm时每平方厘米范围内不超过2个,也可以不加修理。

如果隔爆面上的机械划痕的宽度和深度均不超过0.5mm,剩余无伤隔爆面的有效长度不小于GB3836.2规定的三分之二,也可以不加修理,但划痕的凸出部分应磨平。

c.隔爆结合面上如果凹坑或划痕超过上述规定,可以进行修补,但是下列情况之一者,不允许修补:

①螺孔周围5.0mm范围内的缺陷;

②隔爆面长度小于6.0mm范围内的缺陷;

③隔爆面的边角处;

④活动隔爆结合面;

⑤隔爆面上有疏松现象的铸件;

⑥隔爆面上有裂纹。

隔爆面上缺陷修补方法:

① 熔焊;

② 硬钎焊,例如对于钢件和铸铁件采用铜焊补焊;

③胶粘剂调入金属粉粘补,例如采用环氧树脂胶修补,要求胶粘剂对母金属附着性好,使用温度在-30℃~+150℃范围不软化、不收缩、不开裂。

d.如果隔爆接合面损坏严重,间隙超过防爆标准的规定,对于平面接合面,可以将损坏的一侧磨平;对于圆筒型接合面,可以将一侧轻微加工,另一侧采用焊接﹑电镀或镶套的方法增添金属,然后加工到规定尺寸。

e.对于活动接合面(例如转轴﹑操作杆等)应该用熔焊或硬钎焊后磨平或镶套的方法修理。

(3) 紧固件以及螺孔的修理

a. 紧固件只允许用相同尺寸和相同等级的新品更换。

b.  加大钻孔尺寸,重新攻丝,或者焊死螺孔,磨平,重新钻孔和攻丝。但是在扩孔或重新钻孔时,必须保证隔爆接合面有效长度(L1)和螺孔周边厚度不小于3mm。

(4)隔爆外壳及内零部件的修理

a. 隔爆外壳上的观察窗如果损坏,透明件和密封垫不允许修理,可以用新的更换。

b. 隔爆外壳内部零部件原则上按一般产品的修理方法修复或修理。但是,应该注意修理后隔爆外壳外表面温度不超过设备铭牌或防爆标准的规定。

(5)接线端子及电缆和导管引入装置的修理

a. 接线盒内隔爆型接线端子如果损坏,应该用与原来零件相同的备件更换,以保证接线盒空腔与主体空腔之间的隔爆性能零件的电气间隙和爬电距离。

b.  穿过隔爆外壳的接线端子损坏,如果是螺纹式隔爆接合面,则建议用与原来零件相同的备件更换。如果单个的绝缘套管是圆筒式或圆锥式接合面,则可以用聚四氟乙烯棒料重制绝缘套管,但几何尺寸应该与原来的零件相同。

c. 引入装置中的弹性密封圈应该用相同尺寸和相同质量的备件更换。

(6)风扇及风扇罩的修理

如果电动机的外风扇或风扇罩损坏需要更换或修理,应该注意风扇距风扇罩﹑挡板以及紧固件的间距不小于风扇直径的1%,至少为1mm,以免产生摩擦和碰撞火花。如果更换外风扇,铝合金风扇镁的含量不能超过6%,如果更换为塑料风扇,应该选用经过防爆检验的备件。修理或更换风扇罩的时候,其防护等级应该满足防爆标准的要求。

2 增安型电气设备

增安型  “e”----在正常运行条件下不会产生火花、电弧或可能点燃爆炸性混合物的设备结构上,采取措施提高安全程度,以避免在正常和认可的过载条件下(包括电动机堵转条件)出现危险温度、电弧和火花现象的电气设备。

增安型电气设备外壳是防护性外壳,它采取的是综合性的安全措施:

-- 限制设备的种类;

-- 电气间隙和爬电距离比较大;

-- 好的绝缘材料;

-- 导体连接方式牢固可靠;

-- 降低温升;

-- 提高外壳防护等级;

-- 配用合适的保护装置等。

由于增安型产品的防爆措施是综合性的,所以修理增安型产品的注意事项也比较多。

(1) 外壳的修理

增安型电气产品的外壳是防护性外壳,可以采用修理一般电气产品外壳的工艺方法进行修理,以恢复其原来的外壳防护等级。

(2) 接线盒的修理

接线盒内接线端子如果损坏,应该用与原来零件相同的备件更换,以保证不同电位 零件之间的电气间隙、爬电距离和接线的紧固方式。

(3) 电缆和导管引入装置的修理

引入装置中的弹性密封圈应该用相同尺寸和相同质量的备件更换。

(4) 外壳内零部件的修理

与隔爆外壳不同,增安型产品的外壳是防水和防外物性能较高防护性外壳,因此,外壳内每一个电气零部件的修理质量与整个设备的防爆安全有直接关系。

a.  绕组:绕组如果损坏,最好用与原来绕组相同的备件更换,如果重新绕制,则绝缘线﹑绝缘垫﹑绕制方式﹑浸渍漆和浸渍方式等都必须与原来零件相同,以保证绕组的温度不超过标准的规定。

b.  电动机的转子:铸铝鼠笼转子如果损坏,建议去原制造厂购买与原来转子完全相同的备件;如果转子笼是焊接结构,建议去原制造厂或有制造经验的制造厂修理。

c. 导电零件的连接方式:应该用与原来的连接方式相同的方法修理,如果不可能,  则应该用防爆标准GB3836.3-2000中规定的连接方法修理,以保证连接可靠,防止松动或断开而产生火花或高温。

d. 绝缘零件:应该用与原来零件的材料和尺寸相同的零件更换,以保证规定的电气间隙和爬电距离。

e. 其他电气零部件如果损坏,应该用与原来零件相同的备件更换。

f. 修理时以及修理后重新组装时,内部的旋转件与静止零件的间距(例如电动机内风扇与其他零件的间距以及定﹑转子气隙)应该不小于标准的规定。

(5) 如果电动机的外风扇或风扇罩损坏需要更换或修理,其要求与隔爆型电动机相同。

3、本质安全型电气设备

本质安全型电气设备多为测量控制类仪器和仪表,它们的电压低、电流很小。它是在标准规定条件(包括正常工作和规定的故障条件)下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体。本质安全型是利用限制电路电压和电流的方法将具有点燃能力的危险能量限制在爆炸危险场所之外。由于本质安全不仅与电路中的安全栅组件有关,而且与电路中其他电气元件的电气参数(电容、电感值等)以及电路的布置有直接关系。因此,本质安全型电气设备的检修主要是对本安电路所用的元件的性能、电气元件回路的绝缘电阻值、外配线和内接线端子的紧固情况、接地是否良好等进行检查和维护,修理方法主要是用与原来器件或组件参数相同的零件更换损坏的零部件。

(1) 外壳

本质安全电气设备和关联设备的外壳在修理后不得降低其防护等级。

(2) 接线端子

当修理接线端子盒时,应满足接线端子的电气间隙及爬电距离要求,尤其是本质安全电路端子与非本质安全电路端子之间的隔离要求。

(3) 短路保护用熔断器

熔断器损坏后,应该用与原熔断器型号、规格相同的熔断器更换;如果不完全相同,则其预期分断电流相同或更大,额定值相同或更小。

(4) 继电器、变压器或扼流圈

应从原电气设备制造厂获得,其电气参数盒结构与原件相同。

(5) 安全栅组件

整体浇封的安全栅损坏后,替换件的防爆等级、电气参数必须与原安全栅相同。

(6) 其他电气部件

本质安全设备中的其他电气零件,如电容器、电阻器、半导体器件等,其替换件应与原来零件的电气参数相同。

(7) 内部布线

内部布线应与原来布线相同的电线或电缆在原来相同的位置以相同的方式布线。

(8) 非电气部件

电气设备的非电气部件,在不影响电路电气间隙、爬电距离的前提下,可用相同的新部件替换。

(9) 本质安全电气设备和关联设备修理后,应该测量其电气参数,本质安全端子与外壳之间应承受500V介电强度试验。

以上对常用的几种防爆电气设备类型的修理做了简要介绍,不过防爆电气设备修理后的检查和试验也非常重要。下面对检查项目和要做的试验作做一简要介绍,

与防爆有关的检查和试验项目主要有:

(1) 机械方面的检查和试验:

a. 外壳:对于隔爆型电气产品,应该检查隔爆接合面的间隙(间隙长度和间隙宽度)  是否符合产品原图纸或防爆标准的规定,如果外壳是新制的,还应该按照标准进行水压试验,检查隔爆外壳的机械强度。如果是在原来的外壳上进行局部机械加工,则不必进行水压试验。其它防爆类型产品的外壳是防护性(IP)壳体,这类外壳修理后主要是检查防护等级和机械强度是否降低。

b. 风扇、风扇罩、接线盒、电缆引入装置等应按标准要求进行检查。

(2) 电气方面的检查和试验

a. 绕组:修理电动机常常需要更换绕组,有些情况下仅仅需要对潮湿的绕组进行  干燥处理。绕组的修理质量不但影响电动机的电气和力能指标,而且影响电动机的防爆性能。绕组更换后应该用电桥或其它方法测量各相的电阻,相电阻或线电阻应该平衡;用摇表测量各绕组间以及对地的绝缘电阻,并且进行绕组对地、相间绝缘耐电压试验。对于原来的绕组,在进行耐压试验时试验电压应该降低(试验电压的80%)。

b. 电动机空载试验和降低电压下堵转试验。

c. 如果需要,进行型式试验或部分型式试验项目。对于增安型电动机,应该进行温升试验。

(3) 电气设备检修后整体性检查

电气设备检修后首先应该进行外观检查,检查设备是否完整,特别应检查:

a. 防爆标志牌、名牌、指示或警告牌是否完好;

b. 接地端子、标志是否完好;

c. 旋转零件的润滑、表面涂附;

d. 修理合格标志、文件(试验报告、说明书)以及相关附件等。

e. 检查和试验结果记录并存档备查。

总之,防爆电气设备修理及检验应严格尊照GB3836.13要求进行。本文主要介绍的隔爆型、增安型、本安型三种防爆电气设备的修理技术要点,仅供各修理部门参考。

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