LED照明燈具的防爆性能設(shè)計(jì)要求探討

林哲琳 孫浩

摘要：介紹了LED照明燈具的進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電源、電纜引入裝置等防爆技術(shù)要求。本文對(duì)LED照明燈具的驅(qū)動(dòng)電源、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、電纜引入裝置的防爆要求進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：LED照明燈具;防爆性能;設(shè)計(jì)要求

引言：

我國(guó)對(duì)于在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中動(dòng)力、儀表設(shè)備以及照明燈具的安裝都做出了有關(guān)的規(guī)定，在安裝時(shí)必須要符合相關(guān)規(guī)定。作為一種防爆設(shè)備，防爆照明燈時(shí)常被應(yīng)用于各種容易爆炸的危險(xiǎn)環(huán)境中，主要是因?yàn)槠鋽?shù)量及產(chǎn)品種類較多。白熾燈、熒光燈、金鹵燈及LED這些光源都常常被應(yīng)用于防爆照明燈的生產(chǎn)當(dāng)中。和傳統(tǒng)的光源相比，LED光源具有發(fā)熱量更小、能效更低、壽命更長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

1產(chǎn)品的構(gòu)造

1.1外殼的構(gòu)造

一般情況下，由輕金屬合金典型的壓鑄用合金代號(hào) YL113或鑄造用ZL102的鋁合金材料鑄造LED防爆燈具槍體的外殼。在外殼材料中，EPL Ga設(shè)備的鎂鈦的含量要低于10%，鎂、鈦和鎬的含量要低于質(zhì)量的7.5%。至于EPL Gb設(shè)備的外殼材料中鎂、鈦的含量要低于7.5%。為防止外殼腐蝕并達(dá)到WF1/WF2的防腐等級(jí)，通常要通過(guò)噴涂來(lái)提升其耐腐蝕性。為了確保產(chǎn)品強(qiáng)度出廠時(shí)須對(duì)外殼進(jìn)行耐壓測(cè)試，出于安全考慮一般用水壓進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試壓力為1.5倍參考?jí)毫?，持續(xù)時(shí)間不少于10秒，測(cè)試后外殼不能破損且不能有影響防爆性能的變形。

1.2隔爆結(jié)合面

國(guó)家對(duì)于隔爆型殼體之間的結(jié)合方式和隔爆結(jié)合面的表面粗糙程度以及長(zhǎng)度都作出了規(guī)定，要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836.1-2010《爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求》來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。外殼防護(hù)罩、電源腔，光源腔，電源，光源，透光罩，防護(hù)罩，電纜引出裝置，控制電路、接線盒等是LED防爆燈的組成部分。比較常見的隔爆面結(jié)合方式有平面結(jié)構(gòu)，止口結(jié)構(gòu)和螺紋結(jié)構(gòu)等，選用合適的防爆結(jié)合面結(jié)構(gòu)再依據(jù)GB 3836.1-2010標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)隔爆面的粗糙度，長(zhǎng)度，間隙和形位公差等參數(shù)，從而使防爆外殼達(dá)到所需的防爆性能。

1.3防護(hù)的級(jí)別

為了提升IP防護(hù)等級(jí)至65以上，從而減少水劑和塵土的進(jìn)入，一般情況下利用防氧化防腐的硅膠密封圈來(lái)對(duì)防爆結(jié)合面進(jìn)行密封。同時(shí)要對(duì)密封材料進(jìn)行28天高溫和1天低溫的高低溫交變?cè)囼?yàn)，常用的數(shù)據(jù)為高溫95～150℃，低溫-20～-65℃。

1.4透光罩

為了提升防爆燈抗沖擊的能力，保護(hù)光源組件和有關(guān)的電器部件，同時(shí)保證光源的照度和其他性能穩(wěn)定通常要采用不銹鋼防護(hù)網(wǎng)罩和高強(qiáng)度的鋼化玻璃來(lái)設(shè)計(jì)透光罩。

2.LED照明燈具的特點(diǎn)

（1）節(jié)能性好，在同樣的時(shí)間，消耗同樣的電量的情況下LED光源所發(fā)出的光比傳統(tǒng)光源多。白熾燈的發(fā)光效率為10～20 lm/w ，熒光燈的發(fā)光效率為50～70 1m/w， LED燈的發(fā)光效率為120～250 lm/W。美國(guó)能源部曾發(fā)布LED燈和白熾燈的對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)，LED光源消耗大約白熾燈的1/10，節(jié)能燈的1/3的能源，就可以取得相同光效[2]。

（2）LED照明燈管低壓能耗很低。 LED照明管單個(gè)發(fā)光LED管的功耗極低，但是發(fā)光轉(zhuǎn)換率卻極高。超過(guò)了傳統(tǒng)光源60%～80%。

LED照明燈的體積不大但是安全系數(shù)卻很高同時(shí)有著較強(qiáng)的正壓性和密封性，以及較低的電壓電流和發(fā)熱量。

（3）有較長(zhǎng)的使用壽命。 LED發(fā)光源的發(fā)光起較為堅(jiān)固通常用環(huán)氧樹脂封裝固體光源。與傳統(tǒng)光源相比，燈絲不易燒壞，熱，不易沉積。光率也比較低。安全使用壽命為普通光源的30倍，高達(dá)30000～50000小時(shí)[3]。

（4）環(huán)保且綠色，為一種環(huán)保的綠色光源 LED光源對(duì)于環(huán)境產(chǎn)生的污染很少，不含有汞鈉等金屬有害物質(zhì)和紫外線紅外線。

3電源設(shè)計(jì)要求

LED防爆照明燈具之所以能夠長(zhǎng)壽命的工作還取決于其配套的供電電源可以持續(xù)穩(wěn)定的工作。電源質(zhì)量的好壞是LED 照明燈具技術(shù)發(fā)展的瓶頸，因此，對(duì)供電電源的優(yōu)化設(shè)計(jì)不可或缺。

（1）供電電源必須有可靠性高、電源效率高、功率因數(shù)高的特性。由于防爆燈具多在石油化工企業(yè)使用且照明設(shè)施多安裝在高處，不便于維修，可靠性可以保證照明燈具可以長(zhǎng)時(shí)間的使用。一般LED 防爆照明燈具的電源效率要達(dá)到90%以上，由于電源效率與損耗功率成反比的關(guān)系，電源效率高那么其損耗功率自然就會(huì)變小，損耗功率小就可以降低溫升，對(duì)延緩光衰起到輔助作用。

（2）供電電源必須要有開路保護(hù)、短路保護(hù)、浪涌保護(hù)等附加保護(hù)措施。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，供電電源能夠自動(dòng)切斷，保護(hù)元器件不受損壞。另外要求供電電源有寬范圍電壓輸入、恒功率輸出的特點(diǎn)。石化企業(yè)由于輸入電壓的波動(dòng)較大，所以燈具的供電電源要有100 V～300 V的寬范圍輸入能夠正常工作的特點(diǎn)。浪涌保護(hù)是防止LED供電電源不受電網(wǎng)負(fù)載的頻繁啟動(dòng)和雷擊電感應(yīng)從而損壞LED。

（3）供電電源要有電磁兼容的要求。LED的驅(qū)動(dòng)電源是電子類的驅(qū)動(dòng)電源，為了保證其在工作時(shí)不影響其他電路系統(tǒng)，這就要求驅(qū)動(dòng)電源必須滿足國(guó)家規(guī)定要求的電磁兼容的性能特點(diǎn)。

4電纜引入裝置設(shè)計(jì)要求

可以通過(guò)直接和間接兩種引入方式來(lái)引入LED防爆照明登陸的裝置連接，兩種引入方式都應(yīng)該旋轉(zhuǎn)壓緊電纜時(shí)引入裝置的螺紋結(jié)構(gòu)，不會(huì)損壞電連接部分，以達(dá)到防爆的標(biāo)準(zhǔn)要求。針對(duì)引入裝置的選擇和設(shè)計(jì)，有如下注意事項(xiàng)：

（1）要用不銹鋼材質(zhì)或者銅合金等材質(zhì)將引入裝置設(shè)計(jì)成非專業(yè)工具不能夠拆除的結(jié)構(gòu)，使其緊固到位。為了減少對(duì)電纜的損傷，圓角的處理不能大于0.5毫米，尖銳的棱角或者毛刺等，不能夠出現(xiàn)在照明燈具的引入口。

（2）安裝時(shí)要注意引入裝置的壓緊元件和設(shè)備，引入口螺紋的有和扣數(shù)，通常情況下要保證扣數(shù)不能小于5扣。密封圈材質(zhì)要選擇硬度在45℃至55℃之間的硫化橡膠，凝露裝置中的彈性密封圈，一孔對(duì)應(yīng)一根電纜的密封。金屬電和密封圈的大小要和電纜的外徑相適應(yīng)最多，差值不能大于一毫米。壓緊之后的彈性密封圈，正常情況下，要均勻的將電纜沿圓周擠緊。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文介紹了LED 防爆照明燈具主要部件的防爆技術(shù)，對(duì)于其在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的推廣使用起到了安全保證作用。通過(guò)對(duì)LED防爆照明燈具的防爆性能設(shè)計(jì)以及質(zhì)量上的控制，提高了產(chǎn)品的可靠性和安全性。本文對(duì)LED防爆照明燈的一些主要部件中用到的防爆技術(shù)進(jìn)行了介紹，對(duì)其起到了一定推廣作用，同時(shí)還對(duì)其質(zhì)量和防爆性能的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，使產(chǎn)品更加安全可靠，

參考文獻(xiàn)

[1]曹旭. LED照明燈具的防爆性能設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)述[J]. 電氣防爆， 2020， 225（5）：24-26.

[2]周京. 防爆照明燈具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用探究[J]. 電氣防爆， 2020， 222（2）：23-25.

[3]靳盛. LED防爆燈具設(shè)計(jì)和制造[J]. 科技與企業(yè)， 2015（19）：201.