电气设备安装操作优化

1.安装的通用要求

不管是哪种防爆型式的电气设备，但凡安装，都应该遵守普通电气设备的安装规范。除此之外，由于防爆电气设备的特殊性，安装人员还应该注意以下方面：

●安装前，应该全面检查设备的完整性，清理设备内部及相关连接部件；

●安装前，应该检查电气设备的绝缘性能，旋转运动部件的活动状态；

●机械安装应该牢固可靠，不应该在运行过程中发生松动现象；

●电气连接应该保证接触电阻最小，不得在运行中出现电接触不良现象；

●接线端子接线后爬电距离和电气间隙应该符合图样中标注的规定值；

●电气设备的内、外接地和等电位联结应该可靠有效。

2.在0区里设备的安装

（1）本质安全型电气设备的安装

本质安全型设备、电路和关联设备的安装是一种系统性安装，只有这种安装全面符合要求后才能够保证这种防爆型式的防爆安全性能。前面已经简单地介绍了本质安全电路的电线电缆的敷设与接地等内容，这里，再简要地讨论一下设备的安装。

在0区，设计人员应该选用“ia”级设备，并且优先使用本质安全电路与非本质安全电路之间有电流隔离措施的关联设备。当没有电流隔离措施时，它的电源应该设在非危险区域，而且还要通过可靠电源变压器进行隔离，变压器的一次侧必须接入合适的熔断器进行保护（参见第6章）。

此外，适用于0区要求的关联设备也同样应该采用“ia”级的。

在0区的安装中，主要是防止浪涌电压可能引起的麻烦。

对于某些装置，例如燃油存储罐、废气处理装置和蒸馏塔等，为了防止由于周围大气环境的变化可能引起0区设备与关联设备之间出现电位差，从而造成点燃危险，设计人员应该在电路进入0区前设置浪涌电压吸收环节，例如气体放电管、压敏电阻器、硒堆。这种吸收环节应该连接在电路的非接地芯线与装置的金属结构件之间。

当采用硒堆作为浪涌电压吸收环节时，硒片数量可以按下式计算后并进行圆整，即

n=（0.065～0.075）u （11.1）

式中 n——硒堆中硒片的数量；

u——以伏为单位的浪涌电压的门限数值。

（2）非导电结构件的安装

在0区中可能因为工艺的需要安装一些由非导电材料制成的结构件，例如管道、棒状物、电缆和绳索等时，人们应该考虑到，它的表面电阻在试验条件下不应该大于1GΩ。

①对于一些由非导电材料制成的长条状结构件，长度可以不予计较，但是它的直径或宽度不应该超过：

●ⅡA级和ⅡB级设备，3mm；

●ⅡC级设备，1mm。

②对于那些由非导电材料包覆的金属结构件，非导电材料包覆层的厚度不应该超过：

●ⅡA级和ⅡB级设备，2mm；

●ⅡC级设备，0.2mm。

3.在毗邻0区的1区里设备的安装

（1）安装的原则要求

在一般情况下，在0区和1区之间存在一个结构间隔，例如，存储罐的内部和外部之间以罐壁为结构间隔，我们把它称为“界壁”。当电气设备跨越界壁安装或在紧靠界壁外侧时，应该符合以下原则：

●界壁应该用耐腐蚀的金属材料、玻璃或陶瓷材料制作；

●安装在界壁外侧的电气设备的防爆型式应该是适合1区使用的防爆型式；

●跨越界壁安装时，界壁上应该设置一个隔离单元。

这里要指出的是，隔离单元应该是机械式的，应该具有很好的密封性，在设备正常运行时，能够防止0区中可燃性气体扩散到界壁外侧；当界壁外侧设备防爆性能失效时，能够防止可能发生的点燃传入0区中。

此外，在有些情况下，电气设备外壳的一部分也可以被认为是界壁。

（2）跨越界壁之间的安装

当电气设备跨越界壁之间安装时，设备在0区和1区之间的连接分为电气式连接和机械式连接两种。因而，这种连接通过界壁的方式也不一样。

1）电气式连接

当安装在0区的“ia”级设备（或“ma”级等其他0区用设备）与安装在界壁外侧的设备采用电气式连接时，连接的电线（电路）应该通过隔离单元跨越界壁。例如图11.24所示结构。

图11.24 电气式连接通过隔离单元跨越界壁示意图

在图11.24中，隔离单元是一个管状的结构。管子由耐腐蚀的金属制成，长度不小于10mm。管子中密封材料应该耐热、绝缘和抗老化，在整个使用期间不得因温度变化而发生严重的收缩变形。

2）机械式连接

当安装在0区的“ia”级设备（或“ma”级等其他0区用设备）与安装在界壁外侧的设备采用机械式连接时，连接的机械部件（例如转轴）应该通过隔离单元跨越界壁。例如图11.25所示结构。

图11.25 机械式连接通过隔离单元跨越界壁示意图

在图11.25中，隔离单元是一个符合隔爆外壳要求的隔爆间隙结构和符合自然通风要求的通风气隙结构的复合结构。隔爆间隙结构显然应该满足相应可燃性气体的防爆级别的要求；通风气隙结构应该具有至少10mm的长度，而且，周边开设的有效通风孔至少占周边长度的50%。

这里需要指出的是，当上述结构中只有隔爆间隙结构而没有通风气隙结构时，设计人员应该在界壁的0区侧设置一种防护等级为IP67的密封装置，防止0区中的可燃性气体通过隔爆间隙渗透到界壁外侧。

（3）毗邻界壁之外的安装

在毗邻界壁外侧安装电气设备时，尽管电气设备与0区没有直接的连接关系，但是人们还是应该注意不恰当的安装可能造成的麻烦。

这样的安装与界壁的壁厚（t）有一定的关系。

当界壁的壁厚为t≥3mm时，安装可以没有特殊的要求。

当界壁的壁厚为1mm≤t<3mm时，安装的设备应该是在正常运行条件下内部不含火花触点的1区用设备（图11.26），或者是具有隔爆间隙结构的设备（图11.27），或者是毗邻界壁处具有自然通风气隙结构的1区用设备（图11.28）。

图11.26 正常运行时内部不含火花触点的1区用设备示意图

图11.27 具有隔爆接合面的设备示意图(www.xing528.com)

图11.28 具有自然通风气隙结构的1区用设备示意图

当界壁的壁厚为0.2mm≤t<1mm时，安装的设备应该是“ib”级本质安全型设备（图11.26），或者是具有隔爆接合面的设备（图11.27），或者是毗邻界壁处具有隔爆间隙结构和自然通风气隙结构的1区用设备（图11.28）。

当界壁的壁厚为t<0.2mm时，安装的设备不允许仅仅依靠界壁作为防护措施，只能安装内部不含点燃源的隔爆型设备（图11.27），或者是毗邻界壁处具有隔爆间隙结构和自然通风气隙结构的1区用设备（图11.28）。

4.在1区里设备的安装

（1）隔爆型电气设备的安装

在安装隔爆型电气设备时，安装人员应该认真检查隔爆外壳的完整状态，清理隔爆接合面并涂覆防锈油脂，例如204-1型防锈油。

在设备的安装位置上，隔爆接合面与它毗邻的其他物体，例如钢架结构、墙体、管道或其他电气设备之间的距离不应该小于表11.5中的规定值。

表11.5 隔爆接合面与毗邻的其他物体之间的最小间距①

①引自GB 3836.15《爆炸性气体环境用电气设备 第15部分：危险场所电气安装（煤矿除外）》。

②当标志为“ⅡB+H₂”级的隔爆型电气设备使用于氢气环境时，安装应该符合ⅡC级设备的安装要求。

在1区里安装隔爆型电气设备时，安装人员应该确认隔爆外壳内是否存在点燃源，如果存在点燃源，而且，隔爆外壳的容积大于2dm³，或者，存在点燃源，而且，隔爆外壳是ⅡC级，那么，电缆应该通过浇封式电缆引入装置直接进入隔爆外壳内（即采用直接引入方式），或者，通过密封圈式电缆引入装置进入接线盒内，然后再经过“隔爆接合面”结构进入设备内（即采用间接引入方式）；如果不存在点燃源，或者，设备不是安装在1区，那么，电缆允许通过密封圈式电缆引入装置直接进入设备内。

当隔爆型电气设备采用间接引入方式引入电缆时，接线盒可以是隔爆型（“d”）的，也可以是增安型（“e”）的。当接线盒是隔爆型时，电缆引入装置应该符合“隔爆（L）”的要求；当接线盒是增安型时，电缆引入装置应该符合“密封（IP54）”的要求。

不管是哪种防爆型式的电缆引入装置，只要是采用密封圈式电缆引入装置，电缆都应该是“致密”型的。安装时，电缆与密封圈、密封圈与连通节的直径配合应该合适，这样才能保证此处的隔爆或密封作用。

此外，还有一点值得安装人员十分注意：当采用压紧螺母的方法压紧密封圈时要防止平垫圈卡在退刀槽内。这种情况很容易发生，而且是影响安全的一个严重隐患。

当隔爆型电气设备采用直接引入方式引入电缆时，若采用密封圈式电缆引入装置，则电缆引入应该符合上述要求；若采用浇封式电缆引入装置，则安装人员应该将电缆的芯线（而不是电缆）在引入装置中进行浇封密封。

在钢管布线的情况下，钢管与电缆引入装置的相关部件之间至少应该有5全扣的螺纹啮合。钢管的密封应该符合上述要求。

（2）增安型电气设备的安装

在安装增安型电气设备时，安装人员应该特别注意电缆引入时的密封作用、接线时的爬电距离和电气间隙，以及保持增安外壳的防护等级，防止绝缘发生故障引起漏电造成危害。这些对于增安型电气设备的安装都是十分重要的。

对于一些大型的增安型电气设备，由于设备外壳内外温差引起“呼吸”作用，可能在适当的气温条件下外壳内会出现凝露。外壳内的凝露、积水显然对电路的绝缘会产生不利的影响。因而，有必要时，设计人员和安装人员应该采取适当的加热措施来对绝缘进行实时“烘干”。

当采用电阻加热器来防止凝露积水时，这种电阻加热器应该是稳态结构式的电阻加热器。除稳态结构式的电阻加热器外，电阻加热器还可以设置温度保护环节。温度保护环节应该能够直接地或间接地断开电阻加热器的电源，而且不能自动复位（参见第4章）。

在增安型电气设备的电路中，设计人员和安装人员应该根据具体情况设置漏电保护装置或绝缘电阻检测装置，防止因漏电引起的热效应和电气放电。

在TN系统和TT系统中，人们可以使用符合国家标准GB6829《剩余电流动作保护器的一般要求》中规定的、额定剩余动作电流不大于300mA的剩余电流保护器进行电路的漏电保护；在选择动作电流值时，应该优先选用30mA的。这种保护装置在额定剩余动作电流时断开电路的时间不超过5s，在5倍额定剩余动作电流时，不超过0.15s。

在IT系统中，设计人员和安装人员应该设置绝缘电阻检测装置。当设备的绝缘电阻在额定电压下低于50Ω/V时，检测装置应该可靠地断开电源。

在增安型电气设备中应用最广的当属增安型交流电动机，所以，在安装时人们应该予以特殊的注意。

对于增安型交流电动机，主要是运行中的热保护。增安型交流电动机在运行过程中可能会遇到过载情况；过载将引起温度升高。这是增安型交流电动机可能成为“点燃源”的一个“危险点”。

通常情况下，人们对增安型交流电动机的热保护可以采用以下任一种措施：

①在电动机的电路中接入专用的电动机保护器，当电动机在严重过载，例如堵转时，在5s时间（t_E时间）内断开电动机的电源。

②在电动机的绕组里埋设温度传感器，当电动机在严重过载，例如堵转时，在设定的时间内断开电源。

③使用“软起动”方式，按照事先设定的程序，用电气控制的方法来限制电动机的热效应。

（3）正压型电气设备的安装

正压型电气设备的安装，主要是保护性气体输送管道和故障报警系统的安装，以及正压保护系统总吹扫（换气）时间的确定。

大家已经知道，正压型电气设备的基本防爆原理是，在正压外壳内充入保护性气体，人为地制造一个不含爆炸性气体混合物的环境，从而破坏了燃烧与爆炸产生的充分必要条件，于是防止了设备可能出现的点燃。

显然，确保保护性气体的有效供给，保持正压外壳内的最小压力，是这种防爆型式的关键所在。

在安装时，保护性气体的输送管道和连接部件的材料应该能够承受保护性气体和环境中存在的可燃性气体的不利影响。输送管道应该能够承受1.5倍设备正常运行时内部的最大正压的压力，至少也为200Pa。

输送管道的入口应该设置在非危险场所。供给保护性气体的鼓风机或压缩机应该尽可能安放在非危险场所；若放置在危险场所中，则它们应该具有相应的防爆型式。

输送管道的出口，通常情况下，应该设置在非危险场所。假若出口设置在危险场所，管道出口应该设置火花挡板。火花挡板主要是用来防止设备（正压外壳）内部可能产生的火花或炽热颗粒随着排出气流的喷出而进入危险场所中。当正压外壳内不包含有点燃能力的元器件时，管道出口处可以不设置火花挡板。

此外，在输送管道上的任何部位，除必要的工艺开口外，都必须密封可靠，防止保护性气体泄漏，同时也防止外部可燃性气体渗入。

在整个正压保护系统（包括保护性气体供应源）中，设计人员和安装人员应该设置自动安全装置。当正压保护系统发生故障时，自动安全装置应该发出声光信号，警告人们系统即将出现故障或已经出现故障；在某些情况下，自动安全装置应该立即断开主系统的电源。自动安全装置的电源应该是独立的，至少应该设置在主电路开关的前一级。

自动安全装置应该具有与所处环境相适应的防爆型式。

当正压型电气设备及其相关保护性气体输送管道、安全保护装置安装完成以后，设计人员和安装人员应该计算系统的总吹扫时间。设备出厂时制造商只给出设备自身的吹扫时间，设备安装后输送管道的附加吹扫时间应该由使用者确定。总吹扫时间即是这二者之和。

正压保护系统的总吹扫时间，应该由设计人员和安装人员重新整定在设备的运行保护程序中和（或）标志在设备上。

（4）本质安全型电气设备的安装

在1区中本质安全型电气设备的安装，原则上可以采用0区的安装方式。

在1区，设计人员应该选用“ib”级设备，当然也可以选用“ia”级设备。关联设备应该安装在非危险区域，非本质安全型接线端子上连接的电源电压不应该超过它标志的最高电压（U_m）。在电源电压U_m=250V时，预期故障短路电流不应该超过1500A。

在本质安全型设备中接线时，所有接线端子都必须连接可靠，要有防松措施，并保持相应的爬电距离和电气间隙。当一个接线箱中同时有本质安全型接线端子和非本质安全型接线端子时，二者之间应该用绝缘隔板隔离或接地金属板隔离（隔爆型接线箱除外），或者至少有50mm的间隔距离。所有本质安全型接线端子和连线都必须设置明显的标识。

（5）其他防爆型式电气设备的安装

其他可以适用于1区的防爆电气设备，例如充砂型电气设备、油浸型电气设备，在安装时没有特殊的要求。

但是，应该注意的是，充砂型电气设备和油浸型电气设备不应该安装和运行在有强烈振动的环境中和（或）活动的装置上。

5.在2区里设备的安装

在2区里安装防爆电气设备时，设计人员和安装人员应该严格遵照普通工业用电气设备的安装规范进行工作，此外，还应该注意以下几点：

①当安装场所有较好的防水防外物条件时，设备的防护等级可以降低一些，例如，对于内装裸露导电部件的外壳，为IP4X，对于内装绝缘导电部件的外壳，为IP2X。

②当安装“pc”级正压型电气设备时，如果环境中可燃性气体的浓度远小于它的爆炸极限下限（例如，浓度低于爆炸极限下限的25%）时，系统就没必要对设备进行吹扫。但是，人们应该使用可燃性气体探测器对正压保护系统进行实时监测。

③当安装“nL”限制能量型电气设备时，电线电缆所具有的电感电容不应该超过相应的规定值。

④当安装“nR”限制呼吸型电气设备时，所有结合部位的密封十分重要，必须符合相应的要求。