大型防爆異步電動機防爆型式的選擇

【摘 要】介紹了大型防爆異步電動機正確選擇防爆型式的重要性，電動機防爆型式的種類及其優缺點，大型防爆異步電動機的最佳防爆型式，可供實際X-程設計中防爆電動機的選型作參考。

【關鍵詞】防爆電機；防爆型式；隔爆型；增安型；正壓型

1. 引言

進入21世紀以來，我國的鋼鐵、機電、石油、化工等行業得到了迅猛的發展，帶動了電機行業的快速發展，大型防爆異步電動機的需求量在逐年提高。正確地選擇電動機的防爆型式可達到使用安全可靠、維護方便、經濟合理的目的。

2. 電動機防爆型式的種類及其原理

爆炸性環境分為：爆炸性氣體環境和可燃性粉塵環境兩類，電動機的防爆型式主要有：隔爆型電動機、增安型電動機、正壓型電動機、粉塵防爆型電動機。其中粉塵防爆型電動機主要應用在含有可燃性粉塵環境中。我們主要是介紹爆炸性氣體環境中，電動機防爆型式的選擇。

2.1 隔爆型電動機防爆原理：電動機外殼能夠承受通過外殼任何接合面或結構間隙滲透到外殼內部的可燃性氣體混合物在內部爆炸而不損壞，且外殼內部火花、電弧、危險溫度點燃內部爆炸性氣體混合物后的爆炸生成物即使傳到外殼外部，也不會點燃外殼外部爆炸性氣體混合物的爆炸。從而達到防爆的目的。

2.2 增安型電動機防爆原理：在正常運行條件下．不會產生點燃爆炸性氣體混合物的火花、電弧、危險溫度，并在結構上采取措施提高其安全程度，以避免在正常和規定過載條件下出現點爆現象。所以增安型電動機在正常運行時要求沒有引爆源。

2.3 正壓型電動機防爆原理：電動機殼內充有保護氣體，其壓力保持高于周圍爆炸性氣體混合物的壓力．以避免外部爆炸性氣體混合物進入電機內部。它的原理主要是讓電機內部的氣壓高于電機外部的氣壓，從而限制了周圍爆炸性氣體混合物進入設備電機的內部。這樣即使電機內部產生火花、電弧、危險溫度，也不可能引起爆炸性事故的發生，從而達到安全運行的目的。

3. 異步電動機防爆型式的選用原則

選用原則是：根據爆炸危險場所的類別和區域等級，以及該場所中存在的爆炸性混合物的氣體級別、溫度組別來選擇。根據爆炸性氣體環境出現的頻率和持續時間把危險場所分為3個區，分別為0區、1區、2區。0區是指爆炸性氣體環境連續出現或長時間存在的場所，1區是指正常運行時可能出現爆炸性氣體環境的場所，2區是指正常運行時不可能出現爆炸性氣體環境，如果出現也是偶爾發生并且僅是短時間發生的場所。防爆電動機主要應用在1區和2區危險場所。1區場所電動機主要防爆型式為隔爆型、正壓型：2區場所電動機主要防爆型式為隔爆型、正壓型、增安型。

4. 三種防爆型式的特點

4.1 隔爆型電動機。這種防爆型式主要是靠高強度的外殼以及部件之間接合面試驗安全間隙來保證的，其安全性很高。但這種防爆型式也會存在一些弊端。

(1)對于中心高較大的電機，當其空腔容積已大于6000cm超出國家及國際標準中關于隔爆接合面參數的規定，只能通過試驗或制造廠與檢驗單位所達成的協議來制定特殊的要求。而對體積較大的電動機做防爆試驗難度很大。

(2)對于轉速較高的大電機，為滿足隔爆要求，軸承套與軸之問的間隙很小，軸承部位的隔爆結構易發生與軸之間出現抱死現象，為解決這問題。在此部位一般設計成曲路結構或推蓋結構，通過加工隔爆面的接合長度而適當放大隔爆接合面的間隙．雖然這在一定程度上有所改善，但對各部件的尺寸公差及形位公差要求很嚴格，這在高轉速電機中仍會發生抱軸事故。

(3）對于IIC類隔爆型電動機，國家標準中明確規定不允許采用滑動軸承結構，對于大型高速電動機，因其轉速較高、軸徑較大，相應規格的滾動軸承的極限轉速無法滿足使用求，其軸承結構只能選用滾動軸承．所以此類電機無法做成IIC隔爆型式。

4.2 增安型電動機。增安型異步電動機要求本身出現火花、電弧、危險溫度的概率要小，使用環境為2區，出現爆炸性氣體混合物的概率也小，兩者相遇的概率就更小了，因此符合標準要求的增安型電動機應該是相當可靠、造價較低的一種防爆電動機。但是隨著增安型電動機容量的增大，其防爆要求中的一些要素的保證會存在些困難，從而使其安全性降低，主要表現如下：

(1)增安型電機容量大時，電機的無火花試驗無法做。而無火花要求是增安型電機的一項重要指標，GB3836.3-2000中規定，試驗時的電機端子電壓不能降至額定電壓的90％，每次起動持續時間至少為1s對于容量大的三相異步電動機，在接近滿壓時直接起動會對電網造成很大的沖擊，甚至有可能使并聯在電網上的其它設備無法運行。

(2)增安型電機的功率增大時，電機的￡ 時間相對小，有時很難達到標準中的要求，t時間是增安型電機的重要考核指標。時間的定義是指電動機在最高環境溫度下達到額定運行穩定溫度后，電機突然堵住時，其上升到極限溫度所需的時問。t時間與起動電流倍數的對應關系要符合國標GB3836．3-2000中規定f31，t時間要求最小為5s，即是給過電流、過熱保護繼電器切斷電源所需要的時間，以避免事故發生。而對于大容量增安型異步電動機而言，很難保證t時間合格，這也給其使用的安全帶來一些隱患。

(3)增安型電動機的外殼從安全作用方面只起到防護作用，內部任何部件的故障都可能產生獨立的引爆源，例如接線端子松動、絕緣繞組匝間短路、轉子導條與轉子鐵心之間松動等可能產生火花、電弧、危險溫度。在正常工作條件下，增安型電氣設備和隔爆型電動機的安全程度都很高，但在故障條件下，增安型電動機的安全程度卻比正壓型電動機及隔爆型電動機要低。

(4)正常運行時能產生火花、電弧、危險溫度的結構部分，例如繞線轉子電動機不能制成增安型，額定電壓超過llkV的電動機不允許制成增安型防爆型式。

4.3 正壓型電動機。這種防爆型式的安全程度是較高的防爆結構，可用在1區或2區。正壓型電動機使用時，對用戶的配置要求比其它防爆型式復雜一些，主要表現如下：

(1)正壓型電動機在正常運行時，始終保持設備內部規定的正壓值。這要求設備外殼及附屬管道在承受設備內部最大正壓值的壓力情況下，具備足夠的機械強度和嚴密的結構，以避免不必要的壓力泄漏及危險變形。要能承受供給保護氣體的送風機正常運轉時，在設備外殼及管道上產生的最大壓力的1．5倍或高于200 Pa的壓力。

(2)為防止意外事故．設備應當設置安全保護設施，設備起動前要通過安全裝置。例如時間繼電器、流量計等，保證有足夠的保護氣體對設備外殼內部進行清掃和換氣。換氣量最少為設備外殼容積的5倍。為保證其防爆性能，必須要有可靠地作為保持正壓的保護裝置和聯鎖機構，例如電動機內部的正壓值降到最小規定值以下時，正壓保護裝置要能自動切斷電源，并發出報警。

(3)正壓型電動機使用時，要求要有送風機(如：鼓風機、壓縮機等)，輸送保護氣體至電機內部。要求送風機的電源應由獨立電源供電或從正壓外殼用的隔離開關的供電側供電：同時，供氣管道也要求設置一些相應的監控設備。

5. 結束語

對于大型異步電動機，當采用上述其它防爆結構比較困難時，應該采用正壓型結構。由于正壓型附屬設備較多，所以成本較高，但其可靠性高；對于大型防爆異步電動機來講，應是一種最安全可靠的防爆型式。

參考文獻

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