[科普中国]-正压型防爆电动机

简介

正压型防爆电机是指具有保护外壳，且壳内充有保护气体，并保持高于周围爆炸性气体混合物的压力，以避免外部爆炸性气体混合物进入外壳内部的电动机。其设计、结构、试验与标志应符合GB3836.5—2004《爆炸性气体环境用电气设备第5部分：正压外壳型“p”》的要求 。2

工作原理正压型防爆电机在起动和运行时，设备外壳内部的气压高于外壳外部的气压，从而限制了周围爆炸性气体混合物进入电机外壳的内部，将电机可能产生火花、电弧和危险温度的部分全部放置在这种正压外壳保护之内，使其不可能与周围含有爆炸性气体混合物接触，即使电机外壳内部产生火花、电弧和危险温度，也不可能引起爆炸事故的发生，从而达到防爆的目的，保证电机的安全运行。1

防爆分类正压保护的防爆型式分为三种（px、py和pz），它们分别是以外部的爆炸性环境（I类、1区或2区）、是否有内释放以及正压外壳内是否有点燃能力为依据进行划分的。具体可以分为：

px型：将正压外壳内的危险分类从l区降至非危险或从I类（煤矿井下危险区域）降至非危险的正压保护。防爆标志为ExpxI、ExpxlIT3等。

py型：将正压外壳内的危险分类从l区降至2区的正压保护。防爆标志为ExpyllT3等。

pz型：将正压外壳内的危险分类从2区降至非危险的正压保护。防爆标志为Expzlrl3等。

电动机常用的防爆型式为px型和pz型。

结构设计通风型式正压通风结构有两种型式：一是连续正压通风结构型式；另一个是正压补偿结构型式。

连续正压通风结构是指电机外壳内充入保护气体，使电机外壳内保持应有的正压值。如图1（保护气体排出口在非爆炸危险场所）和图2（保护气体排出口在爆炸危险场所）。正压补偿结构是指电机外壳内充入一定的正压值的保护气体，不进行连续通风，仅对电机外壳不可避免的泄漏进行随时补偿或定期补偿。如图3和图4。

从正压型原理可以看出这种防爆型式安全程度比较高，可以在1区或2区安全使用。由于其结构简单，特别对大中型电机当采用其它防爆结构比较困难时，都可以采用正压型结构。但对小型电机，由于正压型附属设备较多，因此造价较高，所以很少采用。

实际使用时要注意的是，当电机带有内外风扇等旋转部件时，在电机外壳内可能造成局部负压，此时应避免外部爆炸危险场所中含有的爆炸性气体混合物进入外壳内部造成危险。

正压型电机在正常运行时要始终保持电机内部规定的正压值，这就要求电机外壳及附属管道在承受电机内部最大正压值压力的情况下，具备足够的机械强度和严密的结构，以避免不必要的压力泄漏及危险变形。

与其它防爆电气设备一样，正压型防爆电机的极限温度应按GB3836.1中温度组别的要求进行分组（如T1-450℃；T2-300℃；T3-200℃；T4-135℃等）。正常运行条件下正压型电机外壳内不允许有点燃能力的热元件。如果电机外壳内部具有危险的高温发热元件，例如电热器等，就要采用如辅助通风等方式，使其当风机停止后不能立即与爆炸危险场所的大气接触。

为防止意外事故，电机应设置安全保护设施。电机起动前要通过安全装置，如时间继电器、流量计等来保证有足够的保护气体对电机外壳内部进行清扫和换气。所谓换气是指向电机外壳及管道内充以保护气体，使电机外壳及管道内的爆炸性混合物浓度降至爆炸下限的过程。

对换气的要求是，最小换气量至少为电机外壳容积的5倍。在考虑电机外壳的内容积、决定换气量时，要将进出风管道的容积也考虑进去。2

外壳结构（1）外壳及管道的材料：由于电机使用的场所一般都具有程度不同的腐蚀性气体，所以根据其使用条件，外壳及管道以及与其相连接的部件材料，都要有良好的耐腐蚀性能。

（2）外壳及管道的强度：电机外壳为钢板焊接结构，通风管道为钢管，具有抵抗外部意外冲击的机械强度。要能承受供给保护气体的送风机正常运转时，在电机外壳上产生的最大正压的1.5倍的压力或高于200Pa的压力。

（3）外壳的进气与排气：正压通风电机外壳要有一个或几个与进、出风管道相连的进、排气口。正压补偿设备外壳也要有一个或几个进风口和一个或几个能在换气后妥善密封的排气口。用安装在非危险场所的送风机，将保护气体连续地送入电机外壳内部，然后再由排气管道排至非危险场所。其进、排气口的位置、尺寸和个数，要能满足进行充分换气的要求。

（4）外壳的防护等级：必须达到IP40以上，其目的是为了防止水进入电机外壳内部及电机外壳内部的火花或炽热的微粒逸出。

（5）导线的连接：在连接电机的电源导线时，不能破坏正压防爆性能。当用电缆和金属管配线时，可以直接引入电机外壳内部，也可以通过隔爆型结构或增安型结构的接线盒引入电机外壳内。2

正压的保持正压型电机为保证规定的内压值，要在进、排风口附近安装节流阀，利用它调节进入和排出电机的风量，使风量为所需风量与保护气体泄漏量相等，同时要保证不因风压损失造成电机内部压力低于规定值。这样，电机就需要大量的保护气体，相应的送风机容量也就要很大。

为保证规定的内压值，要在容易产生泄露的部位加密封垫，保证电机的密封性能。无论是连续充气，还是间歇充气，与正压通风结构相比，所需送风机的容量小的多。所以在不易获得大量保护气体的场合，正压补偿结构是一种比较经济的结构。无论采用哪种结构，都要在外壳内部的任何部位，保证比周围大气压高50Pa的正压值。2

保护气体的供给保护气体的供给，一般应有两个以上的供给源，这样一旦保护气体的供给源发生故障时，而又必须继续通电时，可以改换其它的供给源。所以每一个供给源都要保证供给压力和供给量。保护气体的进入口及排气的出口要设置在非危险场所内。在电机外壳的进气口，保护气体的温度不能超过40℃。但是在特殊条件下，可高于或低于此温度，这时应在外壳上标出使用温度。电机在运行前要用保护气体对电机内部进行清洗。保护气体必须是清洁的空气或惰性气体，为保证电机内部气流畅通，限制空气滞留，电机内部的结构，零件的设置应避免出现通风死角，因为通风死角易残留爆炸性混合物，所以要在充入相当于被冲洗电机内容积5倍的保护气体之后，设备方可投入运行 。2

正压电机保护方式为保证正压型电机的防爆性能，必须有可靠地作为保持正压的保护装置和联锁机构。

（1）电机断电后，由于丧失正压，再次接通电源之前，或开始起动之前，要采用联锁或手动操作方式进行换气，即冲洗 。

（2）电机运行时，当正压值降到最小规定值以下时，正压保护装置要能自动切断电源，并发出报警。另一种方式是，当正压值降到最小规定值以下时，操作人员通过报警信号，马上能知道正压值消失的情况。这时应尽快将正压恢复到正常值，或通过手动操作切断电源。

（3）为检修电机内部，电机的明显位置要写有“通电时禁止打开”文字的警告牌。

（4）多台电机共同使用一个保护气体供给源时，各电机最好也使用同一套正压保护装置。

（5）通电状态下，如果设备需要检修打开设备的盖等时，这时有可能使正压消失，那么就要设置写有 “打开前请参照使用说明书 ”文字的提示牌。2