防爆结构设计及安全要求

按照防爆型工业车辆的防爆安全水平，我们将采取和提出相应的安全措施和安全要求，确保这种工业车辆在爆炸性危险场所中运行时不会成为可燃性气体的点燃源。

1.动力驱动装置

对于蓄电池式防爆车辆，动力驱动装置是隔爆型直流电动机。隔爆型直流电动机应该符合国家标准GB 3836.2《爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备》的相应要求。

对于内燃机式防爆车辆，动力驱动装置是防爆型往复式内燃机。防爆型往复式内燃机应该符合国家标准GB 20800.1《爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术通则 第1部分：可燃性气体和蒸汽环境用Ⅱ类内燃机》的相应要求。

2.电气单元

在防爆型工业车辆上采用的防爆电气单元，可以是除“n”型防爆型式（Gc级）以外的其他所有防爆型式的电气设备（Ga级和Gb级），例如本质安全型“i”、隔爆型“d”、增安型“e”和浇封型“m”。

在这种车辆上使用的电源是一种允许运行于爆炸性危险场所中1区的特殊型防爆蓄电池组（参见第8章）。

3.电缆及安装

在防爆型工业车辆上，设计人员应该采用绝缘铜芯软电缆。电缆的载流量应该保证，在通过车辆上相关电气设备的额定电流时产生的温度不能高于温度组别的温度值或绝缘材料的允许温度值。电缆应该能够承受至少500V（工频）试验电压的耐电压试验。

电缆在车辆上的安装应该避开高温部件和运动部件，应该牢固可靠，不得在车辆运行过程中发生松动和摆动。

4.保护装置

对于蓄电池式防爆型车辆，设计人员应该在电气回路中设置过电流保护环节，防止过大的电流对蓄电池组造成损坏，并引起不允许的危险温度。

通常情况下，过电流保护装置的整定值应该能有效地切断车辆在标准设计载荷状态下在设计坡道上起动时起动电流的1.1倍值。使用熔断器作为过载保护不被认为是这里所说的过电流保护。

对于内燃机式防爆型车辆，设计人员在往复式内燃机保护系统中设置自动报警装置和自动停机装置，防止在车辆运行过程中内燃机出现异常状态和不允许的危险温度。

至于电气保护，通常采用熔断器（防爆型）保护即可。

5.电气绝缘

在防爆型工业车辆上，所有的防爆电气单元及电气连接都必须同车体的金属构件保持良好的绝缘，即使是本质安全型电路也不允许与车体连接。

操作人员应该定期地检查车辆的绝缘电阻。在正常的运行环境条件下，这个电阻值不应该小于0.5MΩ。

6.传动/制动系统

在防爆型工业车辆上，传动/制动系统中所有的部件都应该运转灵活，润滑良好。

①在传动系统中，离合器应该符合下列任一种要求：

●液压离合器、变矩器、静压传动和油冷却离合器应该符合温度组别的规定。

●机械离合器应该符合温度组别的规定，还应该防止在正常运行时摩擦和碰撞产生机械火花。

●摩擦离合器应该放置在润滑液中，或者，用隔爆外壳保护起来。

②在制动系统中，制动器应该符合下列任一种要求：

●制动器应该放置在润滑液中，或者，用隔爆外壳保护起来。

●制动器应该使用非金属材料和铸铁，或者，非金属材料和与铸铁具有同等摩擦性能的材料来制作摩擦副。

这里需要指出的是，非金属化合物中包含的金属含量不应该超过40%。金属颗粒或细丝的尺寸特征值不应该超过500μm。

当制动器的表面温度可能会超过温度组别的温度值时，设计人员应该配置温度监控装置。温度监控装置在检测到温度低于温度组别温度值10K时就应该动作，停止车辆继续运行。

液压系统的温度不应该超过相应温度组别的温度值。(www.xing528.com)

7.静电

在防爆型工业车辆上，通常情况下可能产生并积累静电电荷的部件有轮胎、塑料材料制作的座椅和方向机的转盘，以及用塑料或橡胶材料制作的其他辅助部件。

试验研究指出，普通型工业车辆在砂石路面上以额定速度运行时，会在它的轮胎上产生2.7kV的静电电压，而且这种静电电荷是负极性的。实验表明，轮胎上静电电荷的分布是不均匀的，如图10.1所示。

为了防止静电电荷的产生和积累，设计人员必须在防爆型工业车辆上采用一些防静电措施。

（1）轮胎

轮胎应该是抗静电型轮胎。在制造轮胎的橡胶材料中添加适当的导电剂，就可以达到抗静电的效果。

图10.1 轮胎上静电电荷的分布

1—被试轮胎 2—试验机 V，v—试验机和轮胎的转动方向

制造抗静电轮胎的材料在规定的测试条件下（参见第2章）测得的表面电阻不应该超过10⁹Ω（相对湿度为50%）或者10¹¹Ω（相对湿度为30%）。

对于额定运行速度不超过6km/h的车辆，检验人员可以不要求轮胎的表面电阻值。

（2）塑料材料或（和）橡胶材料

在防爆型工业车辆上使用的塑料材料或（和）橡胶材料，当它们在车辆的正常运行过程中可能被摩擦时，应该符合下列的任一规定和要求：

①在规定的测试条件下（参见第2章）测得的表面电阻不应该超过10⁹Ω（相对湿度为50%）或者10¹¹Ω（相对湿度为30%）。

②表面面积不应该超过100cm²（ⅡA和ⅡB级）或20cm²（ⅡC级）。

③对于内嵌金属件的塑料材料或橡胶材料，按照国家标准GB/T1408.1《固体绝缘材料电气强度试验方法 工频下试验》中规定的方法试验时测得的介电强度击穿电压不应该大于4kV。

（3）电位平衡

在防爆型工业车辆上所有面积大于100cm²的金属部件都必须连接到车架上，以保持车辆上所有部件的电位平衡。

假若这些部件之间保持着“金属”接触，那就没有必要再专门用导体桥接起来。

8.机械火花

在正常的运行条件下，防爆型工业车辆上可能同外部发生摩擦和碰撞的部分，都应该用在摩擦和碰撞时不产生机械火花的材料包覆起来。

例如，铜、铜锌合金、铜铍合金、不锈钢等材料都可以用来防止产生机械火花。在叉车上人们就可以用黄铜或不锈钢将货叉包覆起来。

假若使用非金属材料（例如塑料或者橡胶）来防止机械火花，设计人员应该考虑它们的抗静电性能。有时候，人们常常用橡胶板铺垫在搬运车的载货平台上，防止货物与平台发生碰撞和摩擦；当然人们也可以使用摩擦和碰撞时不产生火花的金属板进行这样的保护。

在防爆型工业车辆上的旋转部件同相邻部件之间应该保持足够的间距（参见第2章）。

9.温度限制

不管是什么样的防爆电气设备，温度限制都是一个重要的安全指标。对于防爆型工业车辆来说，用于确定它的温度组别的温度很多，例如，制动器中摩擦片的制动温度，直流电动机或往复式内燃机的表面温度，等等。

车辆上所有发热部分的温度都不应该超过它的温度组别的温度值和所用材料的稳定运行温度值。

综上所述，只要恰当地采取上述防爆结构和安全要求，就可以实现工业车辆的防爆安全性能。

这里需要指出的是，在防爆型工业车辆上不要设置可燃性气体报警装置。在防爆型工业车辆上设置可燃性气体报警装置作为它的防爆技术措施是一个伪命题，因为，按照上述防爆结构和安全要求设计和制作的防爆型工业车辆要运行在爆炸性气体环境中，假若设置可燃性气体报警装置，一旦报警装置报警车辆就停止运行，则这些防爆结构和安全要求就失去意义；一旦报警装置报警失灵，车辆继续运行仍然是安全的，则报警装置就没设置的必要。这一点应该引起设计人员和运行人员的足够注意。