易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所中所使用的防爆電氣設(shè)備，都須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求設(shè)計(jì)制造，以確保防爆電氣設(shè)備具有規(guī)定的防爆性能，防止爆炸事故的發(fā)生。但由于防爆電氣設(shè)備類型各有不同，所以各防爆型式的規(guī)定要求也不盡相同，但整體來說，防爆電氣設(shè)備有其通用的要求（見GB3836.1《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求》）。

那么，要想讓防爆電氣設(shè)備達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)和保持安全的防爆性能，必須對(duì)防爆電氣設(shè)備使用的環(huán)境進(jìn)行控制，環(huán)境溫度和濕度都會(huì)對(duì)防爆電器產(chǎn)生較大影響，尤其是溫度方面。

防爆電氣設(shè)備使用時(shí)對(duì)環(huán)境溫度有什么要求？

01

環(huán)境影響

1.環(huán)境溫度

通常情況下,設(shè)備使用的環(huán)境溫度應(yīng)為-20℃~+40 °C，此時(shí)不需要附加環(huán)境溫度標(biāo)志。但當(dāng)設(shè)備預(yù)計(jì)使用在不同于以上環(huán)境溫度范圍時(shí)視為特殊情況，標(biāo)志應(yīng)包括符號(hào)Ta或Tamb及上限和下限環(huán)境溫度，如果不可行，符號(hào)“X”應(yīng)指明包括上限和下限環(huán)境溫度的特殊使用條件。見29.3e)和表1 。

注:環(huán)境溫度范圍可縮小，例如-5℃ ≤Tamb≤15℃ 。

2.外部熱源或冷源

如果設(shè)備用物理方法與一個(gè)單獨(dú)的外部加熱源或冷卻源(如被加熱或被冷卻的工藝容器或管道)相連或受其影響，則外部熱源或冷源的額定數(shù)據(jù)應(yīng)在防爆合格證和制造商的使用說明書中進(jìn)行規(guī)定。

注1:外部的熱源或冷源常被稱為“工藝溫度”。

注2:這些額定數(shù)據(jù)的表示方式將根據(jù)冷、熱源的性質(zhì)和安裝方式發(fā)生變化。對(duì)大于設(shè)備的冷、熱源,通常以最高或最低溫度表示就足夠。對(duì)小于設(shè)備的冷、熱源,或?qū)νㄟ^熱絕緣材料進(jìn)行熱傳導(dǎo)的冷、熱源,采用熱流量表示可能是合適的?；蛘?額定數(shù)據(jù)通常表示為設(shè)備上規(guī)定的可觸及部分的溫度。

注3:最終安裝時(shí)可能需要考慮輻射產(chǎn)生的熱的影響。見GB/T 3836.15。

02

工作溫度

如果本文件或?qū)Ｓ梅辣褪綐?biāo)準(zhǔn)要求在設(shè)備的任何部位測(cè)定設(shè)備的工作溫度,則溫度測(cè)定應(yīng)在額定情況下,設(shè)備處于最高或最低環(huán)境溫度和相應(yīng)的最大額定外部熱源或冷源時(shí)進(jìn)行。如果要求工作溫度試驗(yàn),則應(yīng)按照26.5.1的規(guī)定進(jìn)行。

對(duì)EPLDa級(jí)設(shè)備,在測(cè)定工作溫度時(shí)應(yīng)施加5.3.2.3.1中所施加的同樣的粉塵層。

對(duì)有粉塵層的EPLDb級(jí)設(shè)備,在測(cè)定工作溫度時(shí)應(yīng)施加5.3.2.3.2b)和c)所施加的同樣的粉塵層。

當(dāng)Ex元件的溫度范圍依賴于與防爆型式有關(guān)的一種或多種結(jié)構(gòu)材料的工作溫度范圍時(shí),Ex元件允許的溫度范圍應(yīng)在限制條件中指明。見13.5。

注:由制造商給出的電氣設(shè)備的額定數(shù)據(jù)包括環(huán)境溫度、電源和負(fù)載特性、工作周期或工作類型,通常如標(biāo)志中所示。

03

最高表面溫度

1.最高表面溫度的測(cè)定

最高表面溫度應(yīng)在考慮最高環(huán)境溫度和相應(yīng)的最大額定外部熱源的情況下,按照26.5.1的規(guī)定測(cè)定。

2.最高表面溫度的限制

2.1 Ⅰ類電氣設(shè)備

對(duì)于Ⅰ類電氣設(shè)備,其最高表面溫度應(yīng)按照第24章的要求在相關(guān)文件中規(guī)定。

最高表面溫度不應(yīng)超過:

一150°C,當(dāng)電氣設(shè)備表面可能堆積煤塵時(shí);

一450°C,當(dāng)電氣設(shè)備表面不會(huì)堆積煤塵時(shí)(例如防塵外殼內(nèi)部)。

2.2 Ⅱ類電氣設(shè)備

測(cè)定的最高表面溫度(見26.5.1)不應(yīng)超過:

一規(guī)定 的溫度組別(見表2);或

一規(guī)定的最高表面溫度;或

一如果適用，擬使用環(huán)境中的具體氣體的點(diǎn)燃溫度。

不同的環(huán)境溫度及不同的外部熱源和冷源可能有一個(gè)以上的溫度組別。

2.3 I 類電氣設(shè)備

2.3-1 EPL Da級(jí)最高表面溫度

最高表面溫度應(yīng)按照26.5.1，在最少200mm的粉塵層包圍設(shè)備所有面的情況下測(cè)定。

注:超過200mm粉塵層厚度不會(huì)產(chǎn)生需要考慮的更高溫升。

2.3-2 EPL Db級(jí)最高表面溫度

EPL Db級(jí)最高表面溫度可按下列三種配置之一測(cè)定。

a)EPL Db級(jí)無粉塵層的最高表面溫度測(cè)定。

按照26.5.1測(cè)定的無粉塵層的最高表面溫度不應(yīng)超過規(guī)定的最高表面溫度。

b) EPL Db級(jí)對(duì)于規(guī)定粉塵層的最高表面溫度測(cè)定。

除上述a)中要求的最高表面溫度外,也可按照26.5.1對(duì)規(guī)定的包圍設(shè)備所有面的粉塵層厚度測(cè)定最高表面溫度(最高表面溫度標(biāo)志前綴T規(guī)定粉塵層厚度)。最大規(guī)定粉塵層厚度不應(yīng)超過200mm。

注1:超過200mm粉塵層厚度不會(huì)產(chǎn)生需要考慮的更高溫升。

c)EPL Db級(jí)對(duì)于具有規(guī)定設(shè)備方向的粉塵層的最高表面溫度測(cè)定。

如果說明書中給出一個(gè)或多個(gè)特定方向,應(yīng)按照26.5.1在能堆集粉塵的面上覆蓋粉塵層的條件下試驗(yàn)(對(duì)每個(gè)方向，最高表面溫度標(biāo)志前綴T.),且合格證編號(hào)應(yīng)按29.5d)增加后綴“X”以指明這一特殊使用條件。

注2:粉塵層堆積可能達(dá)到50mm的設(shè)備的附加使用信息在GB/T 3836.15中給出。

2.3-3 EPL Dc級(jí)無粉塵層的最高表面溫度測(cè)定

按照26.5.1測(cè)定的無粉塵層的最高表面溫度不應(yīng)超過規(guī)定的最高表面溫度。

3 .Ⅰ類或Ⅱ類電氣設(shè)備的小元件溫度

注:理論和實(shí)踐證據(jù)均顯示,熱表面越小，點(diǎn)燃給定的爆炸性環(huán)境所需要的表面溫度越高。

對(duì)于超過溫度組別允許溫度的小元件,例如晶體管或電阻，如果符合下列條件之一，則應(yīng)視為符合要求:

a) 當(dāng)按照26.5.3試驗(yàn)時(shí)，小元件不應(yīng)引起可燃性混合物點(diǎn)燃,并且由較高溫度引起的任何變形或損壞均不應(yīng)損害防爆型式;

b) 對(duì)于T4組和Ⅰ類，小元件應(yīng)符合表3和表4的規(guī)定;

c)對(duì)于T5組,表面積(不包括導(dǎo)線)小于1 000 mm2的元件的表面溫度不應(yīng)超過150℃。

對(duì)于電位器,其表面應(yīng)是電阻元件的表面，而不是電位器的外表面。試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)考慮整個(gè)電位器的安裝布置、散熱及冷卻所產(chǎn)生的影響。溫度應(yīng)在專用防爆型式標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)條件下，在流過電流的印制導(dǎo)線上進(jìn)行測(cè)量。如果這將導(dǎo)致比10%印制線阻值還小的電阻值時(shí)，則應(yīng)在10%印制線阻值時(shí)進(jìn)行測(cè)量。

4 .Ⅰ類或Ⅱ類電氣設(shè)備光滑表面的元件溫度

對(duì)于總表面積不大于10 000 mm2的元件,其表面溫度可以超過Ⅱ類電氣設(shè)備上標(biāo)志的溫度組別，或Ⅰ類電氣設(shè)備的相應(yīng)最高表面溫度,如果這些表面不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)燃危險(xiǎn)，則安全裕度為:

a)Ⅱ類T1、T2、T3組為50 K;

b)Ⅰ類T4、T5、T6組為25 K;

c)Ⅰ類為25K。

該安全裕度應(yīng)依據(jù)類似元件的檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),或通過電氣設(shè)備在具體溫度組別的代表性爆炸性混合物中進(jìn)行試驗(yàn)來保證。

注:光滑熱表面有時(shí)允許在引起周圍環(huán)境自燃前有更高的表面溫度。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),安全裕度可通過提高環(huán)境溫度或增加元件最大消耗功率的方法來達(dá)到。對(duì)甲烷,第二種方法更實(shí)用。

環(huán)境溫度對(duì)防爆電氣選型的影響

01

正常環(huán)境溫度條件下的選型

防爆電氣設(shè)備選型時(shí)，設(shè)備的最高表面溫度不應(yīng)超過可能出現(xiàn)的任何氣體、蒸氣或粉塵的引燃溫度。即防爆電氣設(shè)備的溫度組別應(yīng)符合爆炸性環(huán)境對(duì)設(shè)備溫度組別的要求。爆炸性氣體環(huán)境中防爆電氣設(shè)備的溫度組別可參照下表選擇。

通常情況下，如果防爆電氣設(shè)備的標(biāo)志中沒有標(biāo)示環(huán)境溫度范圍，則防爆電氣設(shè)備設(shè)計(jì)使用的環(huán)境溫度為-20℃~+40℃。即防爆電氣設(shè)備使用的環(huán)境溫度在-20℃~+40℃范圍內(nèi)時(shí)，可按上表的規(guī)定選擇防爆電氣設(shè)備的溫度組別。

02

特殊情況下的選型

如果環(huán)境溫度超出-20℃~+40℃溫度范圍，或者有其他因素影響環(huán)境溫度，例如：工藝溫度或受太陽(yáng)輻射等因素影響時(shí)，防爆電氣設(shè)備溫度組別的選擇應(yīng)增加以下幾方面的考慮：

1）降低外界因素對(duì)環(huán)境溫度的影響

可通過采取措施降低外界因素的影響，例如：增加隔熱材料的實(shí)體墻，加建耐候性棚架、防護(hù)罩、防護(hù)箱等；

2）選擇特殊環(huán)境溫度認(rèn)證的防爆電氣設(shè)備

根據(jù)設(shè)備實(shí)際使用的環(huán)境溫度選擇Ta或Tamb附加標(biāo)志限定范圍內(nèi)的防爆電氣設(shè)備。