在與防爆相關(guān)的規(guī)范中,各防爆型式的設(shè)備均非常重視溫度,但是有些人員難以區(qū)別清楚這些溫度。我就簡單介紹一下幾個(gè)首要的溫度。
與防爆相關(guān)的溫度首要分兩類,分別與設(shè)備、爆破性物質(zhì)相關(guān),因?yàn)槠?lián)系,爆破性物質(zhì)相關(guān)的溫度,會(huì)在其它文章里闡明。
與設(shè)備相關(guān)的首要有最高外表溫度和作業(yè)溫度兩種。
1.最高外表溫度maximum surface temperature(MST)
在最晦氣運(yùn)轉(zhuǎn)條件下(但在規(guī)則的容許范圍內(nèi))作業(yè)時(shí),電氣設(shè)備的任何部件或任何外表所到達(dá)的最高溫度。
這是防爆設(shè)備最重要的溫度。因?yàn)楸菩晕镔|(zhì)能夠被高溫外表點(diǎn)著,因而,簡直一切用于爆破性環(huán)境的防爆設(shè)備或部件在進(jìn)行查驗(yàn)時(shí),都應(yīng)進(jìn)行這一項(xiàng)目的查驗(yàn)。
測定最高外表溫度的實(shí)驗(yàn)應(yīng)在電氣設(shè)備額外電壓的90%~110%之間、設(shè)備到達(dá)最高外表溫度時(shí)的最晦氣條件下進(jìn)行。
對不同防爆型式的設(shè)備,測定MST的部位也是不一樣的。
如Pz正壓型、nR約束呼吸型、液浸型、充砂型等,選用這些防爆型式時(shí),外殼將內(nèi)部元件與爆破性環(huán)境分隔開,內(nèi)部的高溫元件不與爆破性環(huán)境觸摸,即便溫度超越環(huán)境中爆破性物質(zhì)的最低點(diǎn)著溫度,也不會(huì)引起爆破;或許選用隔爆型外殼,內(nèi)部的點(diǎn)著不會(huì)引起環(huán)境的爆破。這些防爆型式的設(shè)備只需要丈量外殼外部的最高外表溫度即可。
對增安型、實(shí)質(zhì)安全型、Px正壓、Py正壓等,選用這些維護(hù)型式時(shí),外殼內(nèi)部仍然存在爆破性環(huán)境,而且外殼不能阻隔火焰?zhèn)鞑ィ瑑?nèi)部的過高的溫度會(huì)點(diǎn)著外殼內(nèi)的爆破性物質(zhì),并傳播到環(huán)境中。這些防爆型式的設(shè)備,還應(yīng)當(dāng)丈量外殼內(nèi)部發(fā)熱元件的最高外表溫度,而且應(yīng)當(dāng)在最惡劣的工況下進(jìn)行。
在丈量設(shè)備MST的實(shí)驗(yàn)過程中,應(yīng)當(dāng)防止環(huán)境內(nèi)的通風(fēng)幫助設(shè)備進(jìn)行額外的散熱,尤其是小型設(shè)備和外殼外部有肋板的??諝庾匀涣鲃?dòng)時(shí),在設(shè)備外表會(huì)有一層薄的層流,因?yàn)榭諝庾陨淼臒嶙瑁颂幍纳崆闆r較差,當(dāng)有額外的氣流時(shí),將會(huì)破壞這個(gè)層流,有利于散熱,造成測得的MST低于最惡劣工況下MST。
在丈量內(nèi)部元件的MST時(shí),應(yīng)將測溫點(diǎn)設(shè)置在高溫元件的最高溫度處,通常是散熱條件最晦氣的方位,或許是氣流死角,如元件面向線路板處,與熱對流筆直的線路板之間。在查驗(yàn)時(shí),能夠運(yùn)用熱成像儀或許仿真軟件幫助承認(rèn)溫度最高的方位。
線路板上元器材發(fā)熱示意圖
2. 作業(yè)溫度service temperature
最高外表溫度首要考慮在最晦氣的情況下,電氣設(shè)備發(fā)生的極限溫度點(diǎn)著爆破性物質(zhì)的能力。而作業(yè)溫度考慮,在長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)中,設(shè)備發(fā)生的溫度對設(shè)備及設(shè)備上與安全相關(guān)的零部件的晦氣影響,因?yàn)殚L時(shí)間非正常運(yùn)轉(zhuǎn)顯然是不允許或許不可能的,因而,只需要考慮額外條件、正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度。
在GB3836.1-2010規(guī)范中無此術(shù)語的定義,在IEC60079-0-2017的3.79中有此術(shù)語。
maximum or minimum temperature reached at specific points of the equipment when the equipment is operating at ratedconditions, including ambient temperature and any external sources of heatingor cooling(see 5.2)。
作業(yè)溫度測定應(yīng)在額外負(fù)載情況下,設(shè)備處于最高或最低環(huán)境溫度和最大額外外部熱源或冷源時(shí)進(jìn)行。
這個(gè)溫度首要用于確認(rèn)對溫度敏感的防爆安全相關(guān)部件對高低溫的耐受程度,或許溫度突然變化造成的急劇膨脹或縮短對零部件的影響。如引入設(shè)備的密封圈、與防爆或防護(hù)相關(guān)的襯墊、隔爆外殼上的通明件、與防爆相關(guān)的復(fù)合物等。
為了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜己诉@些零部件,這些部件的作業(yè)溫度丈量點(diǎn)應(yīng)當(dāng)設(shè)置在其實(shí)際作業(yè)方位上,而不該簡單地用外殼溫度代替。例如,直接進(jìn)線的設(shè)備,其引入設(shè)備處的溫度會(huì)高于外殼外部溫度;用于阻隔主腔與接線腔的澆封結(jié)構(gòu)的過線設(shè)備,其靠主腔側(cè)的溫度也高于接線腔側(cè)的溫度。澆封型設(shè)備運(yùn)用的復(fù)合物、實(shí)質(zhì)安全電路中用于下降元件外表的復(fù)合物,也應(yīng)當(dāng)丈量內(nèi)部與其嚴(yán)密觸摸的元件外表的作業(yè)溫度,防止內(nèi)部實(shí)際作業(yè)溫度超越復(fù)合物的接連運(yùn)轉(zhuǎn)溫度(continue operation temperature,COT)。即便是非金屬材料制成的外殼,也應(yīng)當(dāng)依據(jù)其內(nèi)外表溫度進(jìn)行相關(guān)的查驗(yàn),而不是外外表。
2.2 繞組溫度
繞組溫度屬于作業(yè)溫度的一種。對增安型電機(jī)、實(shí)質(zhì)安全設(shè)備運(yùn)用的電機(jī)或變壓器的繞組,除了最高外表溫度不能超越相應(yīng)溫度組別的規(guī)則值,還應(yīng)確保在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,繞組的絕緣不損壞,因而,規(guī)范中還規(guī)則了絕緣繞組的極限溫度。
3. 溫度組別
II類設(shè)備為了合理地對防爆設(shè)備進(jìn)行分組,便于查驗(yàn)與現(xiàn)場運(yùn)用,防爆規(guī)范中依據(jù)爆破性物質(zhì)特性,規(guī)則了運(yùn)用在該組別設(shè)備的最高外表溫度,從T1到T6共分為6個(gè)組別,在查驗(yàn)時(shí),關(guān)于須接受例行實(shí)驗(yàn)確認(rèn)最高外表溫度的Ⅱ類電氣設(shè)備,不該超越在電氣設(shè)備上標(biāo)志的溫度或溫度組別;關(guān)于須接受型式實(shí)驗(yàn)確認(rèn)最高外表溫度的Ⅱ類電氣設(shè)備,不該超越在電氣設(shè)備上標(biāo)志的溫度或溫度組別,但關(guān)于T6、T5、T4和T3組(或標(biāo)志的溫度≤200℃)應(yīng)低5K;關(guān)于T2組和T1組(或標(biāo)志的溫度>200℃)應(yīng)低10K;
對I類設(shè)備,規(guī)范中規(guī)則的最高外表溫度分為兩種情況,當(dāng)設(shè)備外表可能堆積煤塵時(shí),不該超越150℃;當(dāng)設(shè)備外表不會(huì)堆積煤塵時(shí),允許不超越450℃,制造商在規(guī)劃時(shí),能夠依據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況,在滿足安全要求的前提下,合理規(guī)劃產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
對外殼內(nèi)部的元件來說,因?yàn)檫@些元器材往往比較小,而且外表積/體積比也大,散熱條件要比大型發(fā)熱體好,發(fā)生的熱量也相對小,如果規(guī)劃合理,將不容易點(diǎn)著爆破性環(huán)境。因而,在GB3836.1規(guī)范中,小元件能夠有更高的最高外表溫度,必要時(shí)能夠通過點(diǎn)著實(shí)驗(yàn)確認(rèn)其防爆安全性。
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