防爆設(shè)備的溫度

2019年9月3日來源：防爆云平臺--防爆產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)平臺防爆空調(diào) 防爆電氣防爆電機(jī) 防爆風(fēng)機(jī) 防爆通訊瀏覽 3706 次評論 0 次

在與防爆相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)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)分清楚這些溫度。我就簡單介紹一下幾個主要的溫度。

與防爆相關(guān)的溫度主要分兩類，分別與設(shè)備、爆炸性物質(zhì)相關(guān)，由于篇幅關(guān)系，爆炸性物質(zhì)相關(guān)的溫度，會在其它文章里說明。

與設(shè)備相關(guān)的主要有表面溫度和工作溫度兩種。

1.表面溫度maximum surface temperature（MST）

在不利運行條件下（但在規(guī)定的容許范圍內(nèi)）工作時，電氣設(shè)備的任何部件或任何表面所達(dá)到的溫度。

這是防爆設(shè)備重要的溫度。由于爆炸性物質(zhì)可以被高溫表面點燃，因此，幾乎所有用于爆炸性環(huán)境的防爆設(shè)備或部件在進(jìn)行檢驗時，都應(yīng)進(jìn)行這一項目的檢驗。

測定表面溫度的試驗應(yīng)在電氣設(shè)備額定電壓的90%～110%之間、設(shè)備達(dá)到表面溫度時的不利條件下進(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限制呼吸型、液浸型、充砂型等，采用這些防爆型式時，外殼將內(nèi)部元件與爆炸性環(huán)境分隔開，內(nèi)部的高溫元件不與爆炸性環(huán)境接觸，即使溫度超過環(huán)境中爆炸性物質(zhì)的點燃溫度，也不會引起爆炸；或者采用隔爆型外殼，內(nèi)部的點燃不會引起環(huán)境的爆炸。這些防爆型式的設(shè)備只需要測量外殼外部的表面溫度即可。

對增安型、本質(zhì)安全型、Px正壓、Py正壓等，采用這些保護(hù)型式時，外殼內(nèi)部依然存在爆炸性環(huán)境，并且外殼不能阻隔火焰?zhèn)鞑?，?nèi)部的過高的溫度會點燃外殼內(nèi)的爆炸性物質(zhì)，并傳播到環(huán)境中。這些防爆型式的設(shè)備，還應(yīng)當(dāng)測量外殼內(nèi)部發(fā)熱元件的表面溫度，并且應(yīng)當(dāng)在惡劣的工況下進(jìn)行。

在測量設(shè)備MST的試驗過程中，應(yīng)當(dāng)避免環(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?？諝庾匀涣鲃訒r，在設(shè)備表面會有一層薄的層流，由于空氣自身的熱阻，此處的散熱情況較差，當(dāng)有額外的氣流時，將會破壞這個層流，有利于散熱，造成測得的MST低于惡劣工況下MST。

在測量內(nèi)部元件的MST時，應(yīng)將測溫點設(shè)置在高溫元件的溫度處，通常是散熱條件不利的位置，或者是氣流死角，如元件面向線路板處，與熱對流垂直的線路板之間。在檢驗時，可以使用熱成像儀或者仿真軟件幫助確認(rèn)溫度的位置。

線路板上元器件發(fā)熱示意圖

2. 工作溫度service temperature

表面溫度主要考慮在不利的情況下，電氣設(shè)備產(chǎn)生的極限溫度點燃爆炸性物質(zhì)的能力。而工作溫度考慮，在長期的運行中，設(shè)備產(chǎn)生的溫度對設(shè)備及設(shè)備上與安全相關(guān)的零部件的不利影響，由于長期非正常運行顯然是不允許或者不可能的，因此，只需要考慮額定條件、正常運行時的溫度。

在GB3836.1-2010標(biāo)準(zhǔn)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)。

工作溫度測定應(yīng)在額定負(fù)載情況下，設(shè)備處于或環(huán)境溫度和額定外部熱源或冷源時進(jìn)行。

這個溫度主要用于確定對溫度敏感的防爆安全相關(guān)部件對高低溫的耐受程度，或者溫度突然變化造成的急劇膨脹或收縮對零部件的影響。如引入裝置的密封圈、與防爆或防護(hù)相關(guān)的襯墊、隔爆外殼上的透明件、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，這些部件的工作溫度測量點應(yīng)當(dāng)設(shè)置在其實際工作位置上，而不應(yīng)簡單地用外殼溫度替代。例如，直接進(jìn)線的設(shè)備，其引入裝置處的溫度會高于外殼外部溫度；用于隔離主腔與接線腔的澆封結(jié)構(gòu)的過線裝置，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)備使用的復(fù)合物、本質(zhì)安全電路中用于降低元件表面的復(fù)合物，也應(yīng)當(dāng)測量內(nèi)部與其緊密接觸的元件表面的工作溫度，避免內(nèi)部實際工作溫度超過復(fù)合物的連續(xù)運行溫度（continue operation temperature，COT）。即使是非金屬材料制成的外殼，也應(yīng)當(dāng)根據(jù)其內(nèi)表面溫度進(jìn)行相關(guān)的檢驗，而不是外表面。

2.2 繞組溫度

繞組溫度屬于工作溫度的一種。對增安型電機(jī)、本質(zhì)安全設(shè)備使用的電機(jī)或變壓器的繞組，除了表面溫度不能超過相應(yīng)溫度組別的規(guī)定值，還應(yīng)保證在持續(xù)運行過程中，繞組的絕緣不損壞，因此，標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定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，便于檢驗與現(xiàn)場使用，防爆標(biāo)準(zhǔn)中根據(jù)爆炸性物質(zhì)特性，規(guī)定了使用在該組別設(shè)備的表面溫度，從T1到T6共分為6個組別，在檢驗時，對于須承受例行試驗確定表面溫度的Ⅱ類電氣設(shè)備，不應(yīng)超過在電氣設(shè)備上標(biāo)志的溫度或溫度組別；對于須承受型式試驗確定表面溫度的Ⅱ類電氣設(shè)備，不應(yīng)超過在電氣設(shè)備上標(biāo)志的溫度或溫度組別，但對于T6、T5、T4和T3組（或標(biāo)志的溫度≤200℃）應(yīng)低5K；對于T2組和T1組（或標(biāo)志的溫度＞200℃）應(yīng)低10K；

對I類設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的表面溫度分為兩種情況，當(dāng)設(shè)備表面可能堆積煤塵時，不應(yīng)超過150℃；當(dāng)設(shè)備表面不會堆積煤塵時，允許不超過450℃，制造商在設(shè)計時，可以根據(jù)產(chǎn)品的實際情況，在滿足安全要求的前提下，合理設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

對外殼內(nèi)部的元件來說，由于這些元器件往往比較小，而且表面積/體積比也大，散熱條件要比大型發(fā)熱體好，產(chǎn)生的熱量也相對小，如果設(shè)計合理，將不容易點燃爆炸性環(huán)境。因此，在GB3836.1標(biāo)準(zhǔn)中，小元件可以有更高的表面溫度，必要時可以通過點燃試驗確定其防爆安全性。

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