隔爆型防爆攝像機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一、 外殼材質(zhì)

所有的隔爆型防爆攝像機(jī)的隔爆外殼，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都應(yīng)能承受其內(nèi)部的爆炸壓力。從這個(gè)目的出發(fā)，凡是能承受爆炸壓力的外殼，無(wú)論它的材質(zhì)是什么，都應(yīng)該是允許的。因此，黑色金屬中的鋼、鑄鋼、鑄鐵，有色金屬中的銅、鋁等輕合金，高分子材料中的熱固性塑料和熱塑性塑料、無(wú)機(jī)材料中的玻璃、陶瓷等，都可能成為隔爆外殼的材質(zhì)。國(guó)標(biāo)GB3836.1-2000對(duì)這些可能作為隔爆外殼的材質(zhì)根據(jù)防爆方面要求對(duì)這些材質(zhì)作了規(guī)定。

（1）塑料外殼

塑料外殼的應(yīng)用受一些安全條件的限制。塑料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，與其成型工藝密切相關(guān)。以溫度為例，溫度過(guò)高，造成高分子的斷裂；若溫度偏低，粘結(jié)劑的粘結(jié)不好。這兩種情況都導(dǎo)致外殼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。因此，塑料外殼一般適用于低電壓、小容量隔爆外殼。

塑料外殼除了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題以外，還有一個(gè)防靜電積聚問(wèn)題，塑料外殼的表面絕緣電阻值應(yīng)不大于1×109歐。

塑料外殼不可避免地會(huì)接觸火花、電弧或爆炸火焰。因此，作為隔爆外殼材質(zhì)的塑料應(yīng)是不燃性或難燃性塑料。

（2）輕合金外殼或金屬外殼

這里所說(shuō)的輕合金主要是指鋁合金。用它制造防爆電氣設(shè)備外殼是受限制的。這是因?yàn)椋X合金與銹鐵摩擦?xí)懦龃罅康臒崮堋＿@種能量的釋放容易引起爆炸性氣體混合物的點(diǎn)燃。針對(duì)上述情況，在隔爆外殼的材質(zhì)中，限制了鋁合金的應(yīng)用和限制了鋁合金中鎂的含量。制造Ⅰ類電氣設(shè)備外殼的材料，按質(zhì)量百分比，鋁、鈦、鎂的總含量不允許大于15%，并且鈦和鎂總含量不允許大于6%；制造Ⅱ類電氣設(shè)備外殼的材料，按質(zhì)量百分比，含鎂量不允許大于6%。對(duì)此，設(shè)計(jì)者應(yīng)予重視。

（3）透明件

隔爆外殼上的透明件是隔爆外殼的一部分。它首先應(yīng)能承受住外殼內(nèi)部爆炸壓力作用；其次它能承受住使用環(huán)境中外界條件的作用：機(jī)械的（碰、砸、撞）、化學(xué)的、熱的作用等。透明件應(yīng)采用玻璃或其他抗機(jī)械、熱、化學(xué)等作用的材料制。

二、隔爆外殼強(qiáng)度

為了保證隔爆外殼的耐壓性能，在正確選材的條件下，設(shè)計(jì)足夠結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的外殼。

國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)表明，外殼容積小，散熱面積較大，爆炸壓力較低；對(duì)于大容積外殼，在爆炸過(guò)程中，爆炸壓力會(huì)異常增加，造成較大的壓力分布不均勻。尤其是當(dāng)初始?jí)毫Υ笥诖髿鈮簳r(shí)，壓力的升高會(huì)更加明顯。因此在設(shè)計(jì)隔爆電氣設(shè)備外殼時(shí)，應(yīng)考慮外殼的容積確定外殼的強(qiáng)度。外殼的強(qiáng)度可根據(jù)其材質(zhì)和可能承受的壓力通過(guò)計(jì)算的方法確定。

對(duì)小型隔爆外殼強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，則是根據(jù)小撓度理論進(jìn)行。對(duì)于大型隔爆外殼強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，若仍根據(jù)小撓度理論，那么，設(shè)計(jì)出的外殼將顯得笨重。為此，設(shè)計(jì)大型隔爆外強(qiáng)度殼應(yīng)用大撓度理論及加筋的方法。

另外，在隔爆外殼的設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)考慮外殼內(nèi)的壓力重疊現(xiàn)象。外殼不宜制成以小孔連通的多空腔。殼內(nèi)電氣元件的安裝也應(yīng)避免將整腔分隔成幾個(gè)小空腔。另外，外殼縱向尺寸和橫向尺寸不宜過(guò)大，否則就可能造成外殼內(nèi)的壓力重疊現(xiàn)象。存在壓力重疊現(xiàn)象的外殼強(qiáng)度只有通過(guò)動(dòng)態(tài)壓力試驗(yàn)后方能確定。

一般來(lái)說(shuō)，在隔爆型防爆攝像機(jī)設(shè)計(jì)階段，外殼強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)考慮達(dá)到：Ⅰ類、ⅡA和ⅡB類電氣設(shè)備外殼應(yīng)能承受1.0MPa水壓試驗(yàn)，歷時(shí)12s不損壞；ⅡC類電氣設(shè)備外殼應(yīng)能承受1.5MPa水壓試驗(yàn)，歷時(shí)12s不損壞的要求。

三、 隔爆接合面參數(shù)

由于加工制造、安裝使用、維護(hù)等方面的原因，隔爆外殼不可能是“天衣無(wú)縫”的一個(gè)整體，而是由許多零件組成。零件間的零件縫隙會(huì)為殼內(nèi)的爆炸產(chǎn)物所通過(guò)時(shí)，這些縫隙即稱作“火焰通路。火焰通路都必須有一定的結(jié)構(gòu)尺寸，叫做“隔爆參數(shù)”。有的隔爆參數(shù)經(jīng)許多次試驗(yàn)，已經(jīng)知道了保證安全的參數(shù)范圍，對(duì)此，在防爆國(guó)標(biāo)GB3836.2- 2000中已作出明確規(guī)定。否則，則通過(guò)防爆試驗(yàn)方可證明其安全性。

隔爆結(jié)構(gòu)參數(shù)的規(guī)定，則是在最大試驗(yàn)安全間隙的基礎(chǔ)上取一定安全系數(shù)后確定的。包括：平面隔爆接合面、止口隔爆接合面、螺紋隔爆接合面、操作桿與孔隔爆接合面、膠粘隔爆接合面、采用襯墊作為隔爆措施的參數(shù)、軸承結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。

平面隔爆接合面、止口隔爆接合面、操作桿與孔隔爆接合面的隔爆參數(shù)應(yīng)符合GB3836.2-2000表1～表4的要求；

螺紋隔爆接合面的隔爆參數(shù)應(yīng)符合GB3836.2-2000表5的要求；

膠粘隔爆接合面的隔爆參數(shù)應(yīng)符合GB3836.2-2000條款5.5.2的要求；

采用襯墊作為隔爆措施,其結(jié)構(gòu)和參數(shù)應(yīng)符合GB3836.2-2000附錄D3的要求；

軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)應(yīng)符合GB3836.2-2000表1～表4及條款7的要求。

國(guó)標(biāo)GB3836.2-2000中沒(méi)有明確呼吸裝置和排水裝置的防爆參數(shù)，但對(duì)這些裝置的材質(zhì)作出了規(guī)定。因此，呼吸裝置和排水裝置的防爆參數(shù)須通過(guò)防爆試驗(yàn)后方可確認(rèn)。

四、緊固件

通常，外殼零件加緊固措施后，才構(gòu)成一個(gè)完整的隔爆外殼，起到防爆作用。緊固件是保證防爆電氣設(shè)備性能的重要零件。國(guó)標(biāo)GB3836.1-2000和GB3836.2-2000對(duì)緊固件作出了明確規(guī)定：

（1）隔爆型防爆攝像機(jī)的緊固件，只允許用工具才能松開或拆除；

（2）含輕金屬的外殼用的緊螺釘允許用輕金屬或塑料制成，只要緊固件材料適用于外殼材料即可；

（3）當(dāng)采用可拆卸螺釘或螺栓緊固隔爆外殼的任何部件時(shí)，這些螺釘或螺栓孔不應(yīng)穿透殼壁。孔周圍的厚度不小于孔徑的三分之一，且至少為3mm；

（4）當(dāng)螺釘或螺栓沒(méi)有墊圈而完全擰入孔內(nèi)時(shí)，螺釘或螺栓尾部與螺孔的底部之間應(yīng)留用螺紋裕量；

（5）若為了制造方便而鉆孔穿透完全壁時(shí)，該孔應(yīng)用棍棒接合面符合GB3836.2-2000表5要求的螺塞將其堵住。螺塞應(yīng)按（6）所述的方法固定；

（6）永久固定在外殼上的螺釘或螺栓應(yīng)可靠地焊接或鉚焊，或是采用某些等效方法固定；

（7）一般情況下，應(yīng)采取防止緊固件因振動(dòng)而松脫的措施；

（8）結(jié)構(gòu)上有特殊要求時(shí)，須采用殊緊固件。如將螺栓頭或螺母放在護(hù)圈或沉孔中。以防無(wú)關(guān)人員隨意打開這些外殼，造成外殼隔爆失效。

五、引入裝置

通常，隔爆型防爆攝像機(jī)都存在電源引入、負(fù)載輸出、電信號(hào)輸入輸出等。為此，就必須為輸入或輸出提供引入裝置。國(guó)標(biāo)GB3836.2-2000條款12對(duì)電纜和導(dǎo)線的引入及連接作出了明確的規(guī)定；GB3836.2-2000也對(duì)引入裝置的結(jié)構(gòu)作出了規(guī)定。

目前，隔爆型防爆攝像機(jī)大多采用帶橡膠密封圈的引入裝置。密封圈是引入裝置中實(shí)現(xiàn)防爆功能的主要部件。在設(shè)計(jì)時(shí)，密封圈應(yīng)考慮以下方面：

（1）材料：應(yīng)是我國(guó)廣泛應(yīng)用的橡膠。如所周知，橡膠易老化，從而失去彈性、龜裂。目前，建議用硅橡膠、丁腈橡膠及其他類似耐老化材料；

（2）硬度：密封圈應(yīng)采用國(guó)際硬度65°~70°的橡膠制成。很多廠家和用戶，選用密封圈不檢查，有時(shí)硬度過(guò)高，起不到密封和防松的作用，從而使設(shè)備失去防爆性能；

（3）長(zhǎng)度：密封圈壓緊密封后，密封的最小軸向尺寸應(yīng)符合表1～表4中火焰通路的最小長(zhǎng)度要求。

六、接地

接地的目的在于防止電氣設(shè)備外殼帶電。當(dāng)電氣設(shè)備絕緣破壞時(shí)，正常不帶電的金屬外殼等會(huì)帶電，它會(huì)造成人身觸電或?qū)Φ胤烹娨鸨āＡ己媒拥兀瑒t可使外殼總是處在“地”電位，避免上述災(zāi)害。

電氣設(shè)備的金屬外殼應(yīng)設(shè)外接地端子；接線盒內(nèi)應(yīng)設(shè)內(nèi)接地端子。接地端子處應(yīng)標(biāo)接地符號(hào)“〨”。接地零件應(yīng)做防銹處理或用不銹材料制成。

關(guān)于外接地：

電氣設(shè)備的金屬外殼和鎧裝電纜接線盒均應(yīng)設(shè)置輔助的外接地連接件。移動(dòng)式電氣設(shè)備可不設(shè)外接地連接件，但應(yīng)使用具有接地芯線或等效接地芯線的電纜。

電氣設(shè)備外接地連接件應(yīng)能至少與截面積為4mm2的接地線有效連接。

關(guān)于內(nèi)接地：

電氣設(shè)備應(yīng)在接線空腔內(nèi)的電路連接件旁設(shè)置接地連接件。

接地連接件應(yīng)至少保證與一根導(dǎo)線可靠連接，導(dǎo)線截面積應(yīng)符合GB3836.1-2000表3要求。

七、溫度組別

隔爆外殼熱表面溫度也是一種危險(xiǎn)的點(diǎn)燃源，爆炸性危險(xiǎn)氣體與高于其自燃溫度的熱表面接觸就可能引起爆炸。因此，在設(shè)計(jì)隔爆型防爆攝像機(jī)時(shí)應(yīng)根據(jù)要求的溫度組別合理設(shè)計(jì)外殼結(jié)構(gòu)及選擇、配置內(nèi)部元器件，以限制最高表面溫度的產(chǎn)生，滿足電氣設(shè)備使用場(chǎng)所可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)氣體的最低引燃溫度高于該設(shè)備的溫度組別對(duì)應(yīng)溫度，即T1<450℃；T2<300℃；T3<200℃；T4<135℃；T5<100℃；T6<85℃。

八、標(biāo)志

隔爆型防爆攝像機(jī)應(yīng)在主體部分的明顯部分設(shè)置銘牌，并可靠固定。銘牌（含警告牌）必須考慮到可能存在的化學(xué)腐蝕下，仍然清晰和耐久。通常，銘牌采用青銅、黃銅或不銹鋼制成。

通常情況下，銘牌內(nèi)容應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a.制造廠名稱或注冊(cè)商標(biāo)

b.產(chǎn)品名稱及型號(hào)

c.防爆標(biāo)志

d.防爆合格證編號(hào)

e.出廠日期或編號(hào)

f.檢驗(yàn)單位名稱或標(biāo)記

g.產(chǎn)品其他信息（如額定電壓、電流等）

警告牌“斷電后開蓋”或相類似警告語(yǔ)。

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