增安型電機(jī)增加起動(dòng)前吹掃裝置的必要性

譚鳳倩，張彥峰

(1東營(yíng)市赫邦化工有限公司，山東東營(yíng)257100；2東營(yíng)市科德化工有限公司，山東東營(yíng)257100)

增安型電機(jī)增加起動(dòng)前吹掃裝置的必要性

譚鳳倩1，張彥峰2

(1東營(yíng)市赫邦化工有限公司，山東東營(yíng)257100；2東營(yíng)市科德化工有限公司，山東東營(yíng)257100)

增安型電機(jī)作為化工場(chǎng)所常用防爆電機(jī)，其安全性對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要，通過(guò)分析GB 3836.3—2010對(duì)增安型電機(jī)潛在氣隙火花危險(xiǎn)的評(píng)定要求、定子絕緣系統(tǒng)的試驗(yàn)要求、定子繞組放電危險(xiǎn)評(píng)定，提出增安型電機(jī)啟動(dòng)前防護(hù)措施，并對(duì)防護(hù)措施進(jìn)行對(duì)比，說(shuō)明自動(dòng)吹掃裝置的先進(jìn)性，結(jié)合案例論述增安型電機(jī)增加起動(dòng)前預(yù)吹掃裝置的必要性。

增安型電機(jī)；防爆；保護(hù)措施；吹掃裝置

0 引言

增安型電機(jī)是指對(duì)正常運(yùn)行條件下，不會(huì)產(chǎn)生電弧或火花的電氣設(shè)備進(jìn)一步采取措施，提高其安全程度，防止電氣設(shè)備產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度、電弧和火花的可能性的一種防爆型式。增安型電機(jī)與隔爆型電機(jī)相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、制造成本低、維護(hù)方便等特點(diǎn)。增安型電機(jī)可使用在2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。根據(jù)防爆電機(jī)資料顯示，典型爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所被劃分為0區(qū)(Zone 0)、1區(qū)(Zone 1)和2區(qū)(Zone 2)的百分比分別為2%、28%和70%，因此增安型電機(jī)具有廣闊的應(yīng)用前景，增安型電機(jī)的安全措施在應(yīng)用中尤為重要。

1 標(biāo)準(zhǔn)要求

近年來(lái)，隨著電機(jī)工業(yè)的高速發(fā)展，國(guó)際電工委員會(huì)IEC關(guān)于防爆電機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善，對(duì)增安型電機(jī)的安全性和可靠性要求也越來(lái)越嚴(yán)格。國(guó)標(biāo)GB 3836.3—2010《爆炸性氣體環(huán)境 第3部分 由增安型“e”保護(hù)的設(shè)備》中對(duì)增安型電機(jī)起動(dòng)前保護(hù)措施做出明確要求。

1.1 轉(zhuǎn)子潛在氣隙火花危險(xiǎn)的評(píng)定

在國(guó)標(biāo)GB 3836.3—2010中5.2.4.3規(guī)定需對(duì)可能產(chǎn)生氣隙火花的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行評(píng)定，見(jiàn)表1所示，若評(píng)定系數(shù)總和大于6，電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)要充分保證使用特殊措施以保證其外殼在啟動(dòng)時(shí)不存在爆炸性氣體環(huán)境。特殊措施包括啟動(dòng)前通風(fēng)或使用電機(jī)外殼內(nèi)部固定氣體檢測(cè)。

表1 對(duì)于鼠籠轉(zhuǎn)子點(diǎn)燃危險(xiǎn)因數(shù)的潛在的氣隙火花危險(xiǎn)評(píng)價(jià)

注：1、L為鐵心端部裝壓的長(zhǎng)度，試驗(yàn)表明火花發(fā)生主要在靠近鐵心端部的通風(fēng)道管中；2、轉(zhuǎn)子端部零件的設(shè)計(jì)宜避免斷續(xù)接觸且在溫度組別內(nèi)運(yùn)行，符合規(guī)定時(shí)因數(shù)為0，否則為2。

1.2 定子繞組絕緣系統(tǒng)

在國(guó)標(biāo)GB 3836.3—2010中5.2.7規(guī)定“如果額定電壓超過(guò)1kV，則應(yīng)按照6.2.3.1的規(guī)定進(jìn)行型式試驗(yàn)，并且電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝有防冷凝加熱器，和電動(dòng)機(jī)應(yīng)帶有特殊保護(hù)措施，以保證在起動(dòng)時(shí)，其外殼中不含有爆炸性氣體。按照GB 3836.1—2010的規(guī)定，如有要求，所提供的電動(dòng)機(jī)使用說(shuō)明書(shū)中應(yīng)包括有關(guān)輔助措施的執(zhí)行信息。

(1)輔助措施包括啟動(dòng)前的通風(fēng)或在電動(dòng)機(jī)外殼內(nèi)使用固定的氣體檢測(cè)。如果適用，也可以使用制造商、檢測(cè)機(jī)構(gòu)和用戶同意的其他方法。

(2)按照GB 3836.15—2000和GB 3836.16—2006的有關(guān)規(guī)定，啟動(dòng)前的通風(fēng)和對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)是用戶的責(zé)任。在上述標(biāo)準(zhǔn)中包含足夠信息之前，附錄G提供了指南。

1.3 定子繞組放電危險(xiǎn)評(píng)定

在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定當(dāng)點(diǎn)燃危險(xiǎn)系數(shù)總和大于6，則考慮增加輔助措施，以保證在起動(dòng)時(shí)，其外殼中不含有爆炸性氣體。定子繞組放電危險(xiǎn)評(píng)定見(jiàn)表2。

表2 潛在的定子繞組放電危險(xiǎn)評(píng)價(jià)：點(diǎn)燃危險(xiǎn)系數(shù)

注：a為僅在清潔環(huán)境和經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員定期維護(hù)；b為場(chǎng)所包括承受暴雨的系統(tǒng)或海上鉆井平臺(tái)露天甲板。

2 分析

2.1 YAKK 710-16 800kW 10kV增安型電機(jī)危險(xiǎn)系數(shù)評(píng)定

按表1評(píng)定：焊接轉(zhuǎn)子籠2+16極0+額定功率0+徑向風(fēng)道2+斜槽0+轉(zhuǎn)子懸伸2+溫度組別1=7。

按表2評(píng)定:額定電壓4+啟動(dòng)次數(shù)1+檢修間隔1+防護(hù)等級(jí)1+清潔戶外1=8。

根據(jù)評(píng)定，電機(jī)的危險(xiǎn)系數(shù)均大于6，說(shuō)明電機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中，存在打火產(chǎn)生火花的可能，若電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中電機(jī)內(nèi)部存在爆炸性氣體將造成不可估量的損失。

3 保護(hù)措施

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中要求，增加輔助措施保證增安型電機(jī)起動(dòng)時(shí)其外殼不含爆炸性氣體。輔助措施包括起動(dòng)前的通風(fēng)或在電動(dòng)機(jī)外殼內(nèi)使用固定的氣體檢測(cè)。

3.1 氣體檢測(cè)器

使用固定的氣體檢測(cè)器，進(jìn)行檢測(cè)電機(jī)外殼是否存在爆炸性氣體，安裝如圖1所示。

圖1 氣體檢測(cè)器安裝圖

優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，響應(yīng)快速。

缺點(diǎn)：(1)由于爆炸性氣體的密度不同，可能存在的部位也不同，探測(cè)器安裝位置及數(shù)量無(wú)法確定；(2)爆炸性氣體種類較多時(shí)，即使多個(gè)探測(cè)器，也難保證檢測(cè)到所有爆炸性氣體；(3)穩(wěn)定性較差，受環(huán)境影響較大；(4)僅起到檢測(cè)作用，無(wú)法清除爆炸性氣體。

3.2 手動(dòng)吹掃通風(fēng)

使用電機(jī)制造廠家預(yù)留吹掃進(jìn)出氣口，接入保護(hù)氣體管道，進(jìn)行手動(dòng)吹掃，對(duì)電機(jī)進(jìn)行起動(dòng)前通風(fēng)，如圖2所示。

圖2 手動(dòng)吹掃示意圖

優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，成本低。

缺點(diǎn)：(1)氣源質(zhì)量無(wú)法保證；(2)吹掃氣量無(wú)法控制；(3)進(jìn)氣和出氣壓力無(wú)法監(jiān)測(cè)；(4)出氣沒(méi)有火花阻塞網(wǎng)；(5)人工操作可靠性差，存在誤操作的不確定因素；(6)無(wú)法取得相關(guān)機(jī)構(gòu)認(rèn)證。

3.3 自動(dòng)吹掃裝置

在電機(jī)上增加自動(dòng)吹掃裝置，裝置由控制單元和泄壓?jiǎn)卧M成?？梢詫?duì)電機(jī)吹掃氣量、吹掃時(shí)間進(jìn)行控制，帶有氣體過(guò)濾保證氣源質(zhì)量，出氣設(shè)置火花阻塞網(wǎng)。吹掃控制系統(tǒng)安裝如圖3所示。

圖3 自動(dòng)吹掃裝置安裝圖

3.3.1 自動(dòng)吹掃裝置工作流程

(1)遠(yuǎn)程控制電磁閥：當(dāng)控制單元獲得滿足要求的氣源時(shí)，遠(yuǎn)程控制電磁閥通過(guò)24V DC 歷時(shí)2～5s激活，系統(tǒng)啟動(dòng)一個(gè)吹掃換氣周期，當(dāng)吹掃進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，切斷電源，也可以現(xiàn)場(chǎng)手工操作。

(2)吹掃進(jìn)行：當(dāng)吹掃換氣的壓力和流量達(dá)到要求時(shí)，系統(tǒng)換氣開(kāi)關(guān)給出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。

(3)吹掃完成：在吹掃換氣的壓力和流量滿足要求的情況下，根據(jù)設(shè)定時(shí)間，吹掃換氣完成時(shí)，給出開(kāi)關(guān)信號(hào)，電機(jī)可以起車。同時(shí)裝置可以將信號(hào)遠(yuǎn)傳到控制室，便于操控。

3.3.2 自動(dòng)吹掃裝置優(yōu)勢(shì)

(1)取得國(guó)內(nèi)相關(guān)防爆認(rèn)證；

(2)設(shè)備適用于防爆場(chǎng)所，確保防爆電機(jī)安全可靠運(yùn)行；

(3)純氣動(dòng)裝置，無(wú)需外加電源，安全耐用；

(4)機(jī)械模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)方便；

(5)防爆的同時(shí)有助于對(duì)電機(jī)內(nèi)腔冷凝水、灰塵、雜質(zhì)及油漬等清理防護(hù)；

(6)產(chǎn)品型號(hào)系列化配置，降低電機(jī)制造成本及縮短電機(jī)制造時(shí)間。

3.4 通過(guò)上述對(duì)比，保護(hù)措施中自動(dòng)吹掃裝置能夠有效的對(duì)電機(jī)可能存在的爆炸性氣體進(jìn)行置換，且能夠?qū)Q氣量、換氣時(shí)間進(jìn)行有效控制，使電機(jī)起動(dòng)控制更加安全。在工業(yè)應(yīng)用中更加規(guī)范，便于實(shí)際安全生產(chǎn)操作。所以為了增安型電機(jī)可靠運(yùn)行，建議增加自動(dòng)吹掃裝置保護(hù)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

增安型電機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中容易產(chǎn)生火花，若電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中電機(jī)內(nèi)存在爆炸性氣體將造成不可估量的損失，而且標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定起動(dòng)前的通風(fēng)和對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)是用戶的責(zé)任。所以增安型電機(jī)增加起動(dòng)前吹掃裝置是必要的，是確保其防爆安全性的重要措施。

[1] GB 3836.3—2010《爆炸性環(huán)境第3部分：由增安型“e”保護(hù)的設(shè)備》，2010.

[2] 張國(guó)彥. 增安型電機(jī)的防爆要點(diǎn). 防爆電機(jī)，2004.4.

[3] 欒國(guó)崴. 增安型和正壓外殼型電機(jī)的對(duì)比. 防爆電機(jī)，2014.5.

[4] 張剛，高玉華. EPL Gc級(jí)高壓增安型電機(jī)關(guān)鍵防爆技術(shù)研究.電機(jī)與控制應(yīng)用，2014.41.

[5] 徐建平.儀表本安防爆技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[6] 王文義.防爆電氣技術(shù)與應(yīng)用.哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1985.

[7] 楊萬(wàn)青，陳興衛(wèi).電機(jī)實(shí)用設(shè)計(jì)技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

Necessity of Providing Purging Device for Increased-Safety Motor before Starting

TanFengqianandZhangYanfeng

(1.Dongying Hebang Chemical Industry Co., Ltd., Dongying 257100, China；2.Dongying Kede Chemical Industry Co., Ltd., Dongying 257100, China)

As the commonly-used explosion-proof motor in chemical industry, security of increased-safety motor is very important to an enterprise. Through analyzing regulations of increased-safety motor in GB3836.3-2010 such as the assessment requirements of potential risk of air-gap spark, the test requirements of stator insulation system and the assessment requirements of electric discharge risk of stator windings, this paper puts forward protective measures of increased-safety motor before starting. Through comparing these protective measures, the advantages of automatic purging device are given. Combining with the case, this paper expounds necessity of providing pre-purging device for increased-safety motor before starting.

Increased-safety motor；explosion protection；protective measure；purging device

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.03.11

TM357

B

1008-7281(2017)03-0036-004

譚鳳倩 女 1974年生；畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)應(yīng)用機(jī)電技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)從事電氣維修工作.

2016-08-22