新標準GB 3836.3對電動機選擇和 使用的影響

吳化龍

（中石油云南石化有限公司，昆明 650399）

石油和化工產品在生產、加工、運輸和儲存過程中，極易發生揮發和泄露，當其和空氣混合后，就能夠形成具有爆炸性濃度的混合物。同時，石油化工場所大量使用著各種性能和型式的電動機，為盡可能降低爆炸發生的可能性，就需要依據電動機安裝場所的爆炸危險等級和相關標準規范，經濟地選擇恰當防爆型式的電動機。

新版GB 3836.3—2010 標準規范實施后，對增安型電動機的制造提出了更為嚴格的要求，同時也對石油化工場所在電動機的選用和使用過程中產生了較大的影響。

1 危險場所電動機的選用

按照GB 3836.15《危險場所電氣安裝（煤礦除外）》爆炸危險場所電動機的選型要求，在0 區不能使用電動機；1 區可以使用符合GB 3836.2 的隔爆型電動機（或主體為隔爆型、接線盒為增安型的電動機）、或者符合IEC 60079-2 的正壓通風型電動機；2 區可選用符合GB 3836.2 的隔爆型電動機、符合GB 3836.3 的增安型電動機、或者符合IEC 60079-2的正壓通風型電動機。

2 GB 3836.3—2010 標準的變化

2010年8月9日發布的GB 3836.3—2010《由增安型“e”保護的設備》于2011年8月1日正式實施，與2000 版標準相比較，本次修訂變化較大，主要有以下方面：

1）增加了對可能產生氣隙火花的轉子結構進行評價的要求

新版標準第5.2.4.3 款要求，如果電動機的起動電流大于300%的額定電流IN，應對電動機鼠籠轉子點燃危險因數的潛在氣隙火花進行危險評價，如果確定的因數總和大于6，電動機或代表性試樣應按規定進行試驗，或電動機應設計成允許使用特殊措施以保證其外殼在起動時不存在爆炸性氣體環境（可使用的特殊措施包括起動前通風或使用電機外殼內部固定氣體檢測）。

2）增加了對定子繞組絕緣系統的要求

新版標準第5.2.7 款要求，如果額定電壓超過1kV，則應該按規定進行型式試驗，并且電動機應裝有防冷凝加熱器，以及電動機應帶有特殊保護措施，以保證在起動時，其外殼中不含有爆炸性氣體（可使用的特殊措施包括起動前通風或使用電機外殼內部固定氣體檢測）。

新版標準還明確要求，電動機起動前的通風和對電動機進行維護是用戶的責任。

3 新版標準規范對電動機選擇的影響

經評價，400kW 以上的2 極的低壓電動機、750kW 以上的4 極的低壓電動機及額定電壓為1kV以上電動機鼠籠轉子的氣隙火花危險評價指數均大于6。下面就石油化工場所在電動機選擇中所受到的影響進行逐一分析：

1）對低壓電動機選擇的影響

石油化工場所的爆炸危險區域中大部分為2 區爆炸危險環境，少部分低于地面的池子、溝渠是1區爆炸危險環境；所以安裝在爆炸危險區域中的電動機通常選用安全性能較高的隔爆型低壓電動機，若低壓電動機額定容量超過400kW，則電動機的制造成本會很高，且需提供多根大截面的低壓動力電纜，從節約投資成本方面考慮，400kW 及以上額定容量電動機通常都會選用高電壓等級供電。

所以，雖然新標準對低壓電動機也提出了新的要求，但對石油化工場所實際在電動機的選用上沒有太大影響。

2）對10kV 電動機選擇的影響

根據電機制造商推薦并結合現場工作經驗，爆炸危險區域內，最大功率的10kV 隔爆型電動機的選擇一般遵循見表1。

表1 爆炸危險區域內推薦選用的隔爆型電動機功率范圍

除表1以外，其他容量的電動機，若在II 區的爆炸危險區域，通常選擇增安型電動機。

新標準實施后，額定電壓為10kV 的增安型電動機，其定子繞組或轉子的絕緣性能防爆試驗比較難以通過，需通過設計優化才能滿足要求；其中高轉速電動機其原設計的線圈匝間距較小，需要采取加大定子槽間距、加厚絕緣等手段，低轉速也需要加大絕緣厚度等手段才能通過試驗。

10kV 增安型電動機還需安裝特殊保護措施，以確保起動時其外殼中不含有爆炸性氣體。因固定氣體檢測系統是通過安裝在有可能存在爆炸性氣體位置的檢測元件來確認是否存在可燃性氣體，其可靠性不高，所以通常選用起動前換氣吹掃裝置。

無論是優化設計還是增加起動前換氣吹掃裝置，都使用戶最終在選用增安型電動機上增加了成本。

4 新版標準規范對電動機使用的影響

1）對公用工程消耗的影響

按新版規范要求，額定電壓超過1kV 的增安型電動機，應裝設起動前換氣吹掃裝置。起動前換氣吹掃裝置，顧名思義，是用大量的空氣或惰性氣體將電動機內腔的爆炸性混合氣體進行置換，將其濃度降至安全水平后，才允許起動電動機。

根據起動前換氣吹掃裝置制造商提供的使用手冊，電動機的換氣量通常需要不小于5 倍殼體自由空間體積的流量，例如額定容量為1300kW 的10kV增安型異步電動機，需要流量為2000NL/min，進氣壓力為0.5～1.6MPa 的儀表風或氮氣，連續吹掃25min；額定容量為3350kW 的10kV 增安型異步電動機，其殼體自由空間體積為 9m3，需要流量為2900NL/min，進氣壓力為0.5～1.6MPa 的儀表風或氮氣，連續吹掃30min。

所以選用10kV 增安型電動機，增加了對儀表風或氮氣的消耗。

2）對生產的影響

石油和化工產品的生產、加工過程都是連續的，一旦中斷，將造成大量產品的報廢，連續生產過程將被打亂，重新恢復生產需要很長的時間。所以在設計階段，較為重要的電動機通常設置備用電機，當主電機故障時，能通過手動，或聯鎖自動切換至備用電機，從而避免生產波動或者中斷。

而裝設了起動前換氣吹掃裝置的增安型電動機，在電動機起動前需要進行換氣吹掃，其所需時間通常超過20min，當主電機故障后，備用電機無法快速投入使用，失去了備用電機應有的作用，從而影響工藝的連續生產。

5 結論

綜上所述，因其購買和使用成本較原來均有所增加，且不能快速地被投入生產運行中，所以建議盡量避免選用需裝設起動前換氣吹掃裝置的增安型電動機，電動機選用時，應根據防爆危險區域，首先考慮隔爆型或不需裝設起動前換氣吹掃裝置的增安型電動機，前兩者不能滿足要求時，可以考慮選用正壓外殼型電動機，南陽電機股份有限公司和佳木斯電機股份有限公司最新生產的TZYW/TAW 復合防爆型（即正壓外殼型+增安型）電動機也是增安型電動機較好的替代品。

[1] 國GB 3836.3—2010 爆炸性環境 第3 部分:由增安型“e”保護的設備.

[2] GB 3836.3—2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第3 部分: 增安型“e”.

[3] GB 3836.15—2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第15 部分: 危險場所電氣安裝（煤礦除外）.

[4] GB 3836.2—2010 爆炸性環境 第2 部分: 由隔爆外殼“d”保護的設備.