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低溫環境對不同防爆型式電氣設備的影響

一、低溫對防爆電氣設備的影響

低溫可能會產生下列影響,宜予以考慮:

1.電化學電容器凍結失效;

2.電池組放電;

3.蠟和保護性化合物固化并開裂;

4.橡膠材料失去彈性和失效;

5.油脂凍結影響鉸鏈和轉軸;

6.繼電器故障;

7.晶體管放大特性降低;

8.材料或焊接面失去延展性或脆化;

9.材料膨脹或收縮不同對元件正確配合產生影響;

10.油黏度增加,流動受限或停止,造成保護缺失或機械系統故障;

11.在老化的電氣設備中作為介質絕緣的油會含有更多的水分,會降低介電強度,或者甚至會造成絕緣故障。

二、低溫對不同防爆型式的影響

低于-20℃的環境溫度可能對設備的防爆型式造成影響,宜在設備評定和試驗時予以考慮。如果不同防爆型式標準中沒有特別規定這些低溫問題,則宜考慮可能出現的關鍵問題,下列章條給出了示例。

本質安全型“i"

在低溫下,本質安全設備中使用的元件,如安全柵,以及具有動態本質安全元件的限制火花時限電源性能特性會發生變化。選擇元件時宜考慮這些變化,并宜按照GB/T 3836.4的要求,利用制造商規定的運行溫度進行評定。該額定值宜考慮影響本質安全性能的半導體元件運行的變化,以提供要求的本質安全功能。

這種系統中使用的具有動態本質安全元件的電源,其本質安全效能取決于使用場所的環境溫度。

在低溫下,本質安全電源的動態半導體元件的靈敏度下降,開關時間增加。GB/T3836.4規定火花點燃試驗應在易點燃條件的電路布置中進行。但是,實際上,實驗通常是在實驗室溫度下進行。

因此,涉及低溫的地方,對具有動態本質安全保護電源的系統,需要在應用范圍內的溫度下,包括動態半導體元件的低溫度,以及在高工作溫度時火花試驗裝置連接適宜負載的條件下,測試本質安全性能。

在低于-40℃的環境溫度下提供本安保護的半導體元件,可能需要特殊加熱系統。對于在寒冷海洋氣候下使用的設備,盡管設備符合GB/T 3836.4的爬電距離和絕緣材料相比漏電起痕指數(CTI)規定,可能需要高于IP54的防護等級,以確保防止氯化物可能在印制電路板表面沉積造成起痕。

隔爆外殼“d”

確保外殼完整性的緊固件宜由在低溫下保持強度的材料制造。這對低于-40℃的溫度尤其重要。

對于粘結接合面,宜使用耐寒粘結劑。

隔爆結合面可能需要附加防腐措施,尤其是海洋性氣候條件下使用的設備。

不同溫度系數的材料配合的接合面,宜考慮溫度從上限至下限變化對隔爆間隙的影響。

正壓外殼“p"

在低溫下運行的正壓系統,可能需要采取附加措施以確??煽窟\行。

可能需要固定配置的加熱器、環境凈化裝置或其他防冷凝裝置。

液浸型"o”

宜采用適用于低溫的液體,或者起動前設備先預熱。宜在說明書中規定。

三、設備的選擇、安裝和使用

限定功能

設備防爆合格證可允許設備在低溫下運行,但是對低溫下設備的功能沒有規定。本文件在下面給出了一些出于安全原因宜考慮的因素。例如,即使設備在防爆合格證規定溫度限值范圍內運行,也可以使用加熱器。

低溫下,一些電池不宜作為應急燈的備用電源,可以采用電池位于溫度較高場所的不間斷電源系統,或有其他充分措施(如加熱)。低溫下,熒光燈管的光輸出將降低,可考慮由其他光源提供必要的光輸出。

對于其他通常采用電池作為備用電源的系統,可能需要較簡單的備用電源方法。

電纜和導線

除GB/T 3836.15的要求之外,下列情況也宜考慮:

低溫下電纜護套和電纜引入裝置的密封元件硬度可能會變化,在安裝、檢查和維護時,宜遵照制造商的建議;

低溫下電纜的允許小彎曲半徑可能需要增大;

由于GB/T3836.15對本質安全型設備使用的電纜引入裝置沒有特殊要求,因此對于低溫應用,宜避免使用沒有“d""e""t"型式防爆合格證的電纜引入裝置,因為它們可能沒有進行過低溫試驗。

密封件和密封材料

宜按照其低溫特性選擇彈性密封件并宜避免凍結條件。

宜對密封件進行充分處理以便于安裝和維護,例如,對密封件進行潤滑。

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