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IIC級(jí)隔爆型防爆接線盒的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

文檔作者：張湄張海鷗文檔來(lái)源： 1．北京實(shí)驗(yàn)學(xué)校 2．天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月09日
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· 電器設(shè)計(jì)· IIc級(jí)隔爆型防爆接線盒的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
IIC級(jí)隔爆型防爆接線盒的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
張湄 ，張海鷗
(1．北京實(shí)驗(yàn)學(xué)校，北京100037；
2．天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津300131)
[關(guān)鍵詞]防爆接線盒；引入裝置；布線方式；電纜；電線；芯線
[摘要]根據(jù)有關(guān)防爆電氣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和防爆設(shè)備電氣安裝特點(diǎn)，結(jié)合隔爆型防爆技術(shù)要
求，論述了IIC級(jí)隔爆型防爆接線盒的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
[中圖分類號(hào)]TM303 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1004—9118(2016)03—0017—05
DOI：10．14023／j．cnki．dqfb．2016．03．005
Explosion——proof Structure Design for HC Grade Flameproof Explosion——proof Junction Box
Zhang Mei ，Zhang Hai—on
(1．Experimental School ofBeqing，Beijing 100037；
2．Tianjin Chemical Research and Design Institute Co．LTD．，Tianjin 300 1 3 1)
Key words：explosion—proof junction box；introduction of device；wiring way；cable；wire；
conductor
Abstract：According to the relevant explosion —proof electrical national standards，and the
characteristics of the explosion—proof electrical equipment installation，combining flameproof explo—
sion—proof technology，this paper discusses explosion—proof structure design points of the IIC
grade flameproof explosion—proof junction box．
O 引言
防爆接線盒是常見的防爆電氣設(shè)備，在石油
化工場(chǎng)所大量使用。但通過(guò)對(duì)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很
多制造商在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上存在缺陷，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重
質(zhì)量問(wèn)題，一些石化企業(yè)安裝施工的承包商由于
防爆知識(shí)欠缺，安裝、使用存在安全隱患。因此，
在總結(jié)防爆接線盒設(shè)計(jì)、制造、安裝經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)
上，本文提出了IIC級(jí)隔爆型防爆接線盒的防爆
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
防爆電氣設(shè)備是指爆炸性環(huán)境用的電氣設(shè)
備，防爆接線盒是一種常見的防爆電氣設(shè)備? 。
一般情況下，防爆接線盒是用于照明、動(dòng)力、檢修
或配電線路中接線用的，按照使用功能特點(diǎn)和相
應(yīng)的引入裝置數(shù)量不同，分為二通、三通、四通結(jié)
構(gòu)等。使用時(shí)，將電纜引入防爆接線盒內(nèi)部，通過(guò)
端子排或接線座的接線端子接線后，再用另外的
電纜引出至防爆接線盒外部。
防爆接線盒引入、引出電纜的安裝方式分為
電纜布線方式和導(dǎo)管布線方式 J：電纜布線方式
是由電纜引入或引出防爆接線盒；導(dǎo)管布線方式
是采用鋼管和引人口相連接，鋼管和引入口之間
[收稿日期]2016—08—10
[作者簡(jiǎn)介]張湄，女，1999年生，研究方向?yàn)檐囕v工程及電氣防爆技術(shù)。
一17 —
《電氣防爆》2016年9月 第3期
有一個(gè)過(guò)渡壓緊元件．鋼管內(nèi)可由電纜或電線引
入或引出防爆接線盒。當(dāng)采用電線時(shí)，必須通過(guò)
導(dǎo)管將電線引入、引出防爆接線盒，引入裝置可采
用多孔密封圈式引入裝置或澆封式引入裝置。
防爆接線盒通常有隔爆型接線盒和增安型接
線盒兩種型式。隔爆型防爆接線盒，是依靠隔爆
外殼保護(hù)的接線盒。所渭“隔爆外殼”是指這樣
一種外殼，它允許進(jìn)入內(nèi)部的爆炸性氣體一空氣
混合物在外殼內(nèi)發(fā)生燃燒爆炸，但是不允許爆炸
生成物將外殼爆破，或者，從外殼內(nèi)部通過(guò)通往外
殼外部的任何通道竄到外殼外部，點(diǎn)燃周圍的爆
炸性氣體一空氣混合物 J。
隔爆型防爆接線盒的防爆級(jí)別一般有IIA
級(jí)、liB級(jí)和IIC級(jí)，其中IIC級(jí)隔爆型防爆接線盒
適用于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所中含有IIA、liB、IIC級(jí)氣
體的l區(qū)或2區(qū)環(huán)境，防爆級(jí)別高，生產(chǎn)量大，使
用面廣。
目前，市場(chǎng)上常用的防爆接線盒存在的問(wèn)題
有：空腔太?。痜 便于接線，防護(hù)等級(jí)(1P)低造成
進(jìn)水嚴(yán)重，密封圈設(shè)汁不合理造成密封性能下降，
隔爆間隙超差失去防爆性能，現(xiàn)場(chǎng)安裝缺少過(guò)渡
壓緊元件，安裝布線方式錯(cuò)誤，接地方法錯(cuò)誤等。
因此，需要從防爆接線盒的防爆結(jié)構(gòu)沒計(jì)和安裝
使用中預(yù)防這 問(wèn)題。
2 電氣設(shè)計(jì)
2．1 電纜選型
根據(jù)防爆接線盒使用功能的額定電參數(shù)進(jìn)行
電纜選型，防爆接線盒常用的電壓等級(jí)是
AC380V或AC220V，如果是作為照明或者配電使
用的話，每根引入電纜可以選用3芯和(或)5芯
電纜，芯線分別是相線、零線、保護(hù)地線。依據(jù)一
般需要和常用的電纜額定載流量，每根芯線應(yīng)能
夠至少承受10 A或16 A額定電流，于是，每根芯
線的截面積可以選擇2．5 mill 或4 mnl ，例如，按
照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5013．4—2008 ，可以選擇YCW
3×2．5或3 X4電纜。
2．2 接線設(shè)計(jì)
防爆接線盒二通結(jié)構(gòu)的電纜引入是一進(jìn)一
出，三通結(jié)構(gòu)的電纜引入多為一進(jìn)兩出，四通結(jié)構(gòu)
的電纜引入多為兩進(jìn)兩出或一進(jìn)二出。舉例說(shuō)
明，如果采用四通結(jié)構(gòu)，則引入和引出電纜的芯線
數(shù)量共4×3=12根，需要有12個(gè)接線端子。此
一l 8 一
時(shí)，可以選用座式接線端子、TB接線端子或UK
接線端子排結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
防爆接線盒內(nèi)部需使用電纜芯線和接線端子
相連，例如，電纜芯線常常采用O型裸 著端子冷
壓壓接后，再將O型裸壓著端子接在接線座或TB
端子排上。電纜芯線也可以端部剝線后，直接接存
UK端子排【 。O型裸壓著端子如 2所示 、
』℃接線端了 TB端 排 LfK端 排
圖I 接線端子和端子排
，_一、
．
圖2 ()型裸壓著端子示意圖
防爆接線盒內(nèi)部經(jīng)常使用的接線方式是座式
接線端子接線，使用螺母和彈簧墊圈壓緊O型裸
壓著端子。一般地，一個(gè)接線柱卜可以壓緊兩個(gè)
壓著端子，可以由兩個(gè)接線柱之l1；1J使用連接片跨
接后接相線，由另外兩個(gè)接線柱之間使用連接片
跨接后接保護(hù)地線，其中內(nèi)接地4根線應(yīng)該接在
內(nèi)接地端子上，接線方式如圖3所示?
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3．1 引入裝置
防爆接線盒引入裝置是由密封圈、 圈、堵
頭、壓緊螺母和電纜組成的 引入裝置的設(shè)汁思
路是，根據(jù)電纜或電線的外徑尺寸選擇適合的密
封圈，再根據(jù)密封圈尺寸設(shè)計(jì)墊圈、堵頭和 緊螺
母尺寸，從而確定引入裝置的軸向尺寸和徑向尺
寸。
首先，需要確定密封圈尺寸 根據(jù) 家標(biāo)準(zhǔn)
GB 5013．4—2008 選擇電纜規(guī)格，例如，選擇
YCW 型3×2．5或3×4電纜 從該標(biāo)準(zhǔn)查表得
所選電纜外徑分別為10．9～ld 11111(YCW型3×
2．5)和12．7～16．2(YCW 3 X4)，因此，引入裝
置密封圈可以選擇內(nèi)徑d、d．、d 、(I，的設(shè)汁值分
別為10 113113、12 mm、14 nlH1、16 mm，外徑的設(shè)計(jì)值
· 電器設(shè)計(jì)· IIC級(jí)隔爆型防爆接線盒的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為25 mm，此時(shí)，對(duì)應(yīng)的最小引入電纜外徑分別是
9 mrn、11 mm、12 mm、15 mm。按照GB 3836．2—
2010標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，密封圈的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)值為20 mm。
為了保證密封圈壓緊電纜所需要的彈性，其邵氏
硬度應(yīng)在45。一55。之間。
A J
I
A向
1．O型裸壓著端子2．接線柱3．接線座
4．接地端子5．接線盒座6．連接片
圖3 座式接線端子接線示意圖
其次，需要設(shè)計(jì)密封圈兩端的墊圈和壓緊螺
母尺寸，保證密封圈在使用時(shí)壓緊電纜，若不引入
電纜時(shí)，則需要壓緊堵頭，如圖4序號(hào)3所示。需
要注意的是，壓緊螺母在壓緊墊圈、密封圈、墊圈
時(shí)，應(yīng)留有壓緊余量，且壓緊螺母端部可彎曲電纜
進(jìn)線口處應(yīng)有75。圓角，確保不會(huì)損壞電纜；壓緊
螺母壓緊密封圈的一端應(yīng)有I1×45。倒角(n>2)，
以免由于螺紋退刀槽的影響而不能壓緊密封
圈 ，如圖4所示。
2．2 外殼結(jié)構(gòu)
防爆接線盒內(nèi)部元件的電氣設(shè)計(jì)決定了外殼
結(jié)構(gòu)。外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先需要選擇外殼材質(zhì)，既
要保證外殼強(qiáng)度，又要輕便美觀，一般地，外殼材
料選用ZL102鑄造鋁合金。根據(jù)GB／T 1l73—
2013標(biāo)準(zhǔn)。。 ，ZL102的含鎂量不大于0．1％ ，含鈦
量不大于0．2％，符合GB 3836．1 010 中II
類EPL為Gb的電氣設(shè)備關(guān)于鎂、鈦含量不超過(guò)
7．5％ 的要求。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，外殼壁厚可以選擇6～8 mm
壓鑄外殼。為了方便接線的需要，內(nèi)部腔體空間
不能太小，須滿足接線安裝的需要，因此內(nèi)腔的直
徑設(shè)計(jì)值為120 mm，高度的設(shè)計(jì)值為8O mE，計(jì)
算得知內(nèi)部容積為904 cm。并選擇圓筒式隔爆接
合面；經(jīng)查GB 3836．2—2O10標(biāo)準(zhǔn) 表2可知，當(dāng)
腔體內(nèi)部?jī)羧莘e為500—2000 em ，IIC級(jí)時(shí)，圓筒
接合面可選擇對(duì)應(yīng)的接合面最小寬度為12．5 mm
時(shí)，對(duì)應(yīng)的最小間隙值為0．15 mm，即隔爆接合面
參數(shù)為 ≥l2．5，ic≤0．15。
1．殼體2．金屬墊圈3．堵頭
4．密封圈5．壓緊螺母6．電纜
圖4 電纜引入裝置結(jié)構(gòu)示意圖
為了提高防爆接線盒的防護(hù)性能(IP)，防止
進(jìn)水進(jìn)塵，外殼防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)為IP65，需要在蓋
上設(shè)計(jì)橡膠密封墊圈。橡膠密封墊圈可依據(jù)
GB／T 3452．1—2o05標(biāo)準(zhǔn) ，選用規(guī)格為128×2．
65一G—N的O型圈。經(jīng)計(jì)算可知，接線盒蓋和
接線盒座可壓緊的余量為0．205 mm，能夠保證密
封作用。依據(jù)GB／T 70_1。。和GB／T 93Il1]標(biāo)準(zhǔn)，外
殼接線盒座和接線盒蓋之間緊固件采用4個(gè)內(nèi)六
方緊固螺栓(M8×25，8．8級(jí))和4個(gè)彈簧墊圈緊
固壓緊并防松。
防爆接線盒外殼及內(nèi)部裝配后結(jié)構(gòu)如圖5所示。
2．3 導(dǎo)管布線
接線盒在實(shí)際使用時(shí)，可選用直接引入、引出
電纜布線方式(如圖5所示)，也可以使用通過(guò)導(dǎo)
管引入、引出布線方式。導(dǎo)管布線方式所用配線
鋼管應(yīng)使用重規(guī)螺紋鋼管、無(wú)縫鋼管或符合GB／
T 14823．1一l993¨ 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫鋼管。
一19 —
《電氣防爆》2016年9月 第3期
若使用導(dǎo)管布線方式的話，鋼管內(nèi)部和接線
盒之間的引出線可以選用電纜，也可以使用電線。
需要注意的是，防爆接線盒的電纜或電線的引人
口和鋼管連接處，宜使用一個(gè)過(guò)渡壓緊元件，達(dá)到
先壓緊密封圈后才可以連接鋼管，鋼管連接有困
難時(shí)可以增加活接頭 。如圖6所示。
5
1．引入裝置組件2．接線盒座3．緊固件4．接線盒蓋5．0型密封圈6．壓緊螺母7．密封圈
8．座式接線端子9．0型裸壓著端子1O．電纜
圖5 防爆接線盒(電纜布線引入方式】結(jié)構(gòu)示意圖
1．壓緊元件2．接線盒座3．緊固件4．接線盒蓋5．0型密封圈6．金屬墊圈7．密封圈
8．座式接線端子9．0型裸壓著端子10．電纜l1．鋼管
圖6 防爆接線盒導(dǎo)管布線方式(內(nèi)部電纜)結(jié)構(gòu)示意圖
導(dǎo)管布線方式，內(nèi)部使用電纜示意圖，如圖6 組成。
所示。
使用電線的導(dǎo)管布線方式時(shí)，密封電線部分
應(yīng)該用澆封化合物填充，或者，密封圈需采用適合
芯線的多孔密封圈，密封圈兩端金屬墊圈需改用
適合于芯線的多孔金屬墊圈，如圖7所示。
2．4 內(nèi)外接地
防爆接線盒在安裝使用時(shí)，依據(jù)GB 3836．
1__2010標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定防爆接線盒內(nèi)、外均應(yīng)接地，
即在內(nèi)部接地芯線和內(nèi)部接地端子相連，在外部
使外部接線端子與接地系統(tǒng)相連。因此，防爆接
線盒內(nèi)、外部均應(yīng)設(shè)計(jì)保護(hù)接地端子，保護(hù)接地端
子一般由接地螺釘、接地標(biāo)牌、平墊圈和彈簧墊圈
． ． ． ． — — 20 ．．．．——
A
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皂 擎箏臻 ／； } 、
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5-／L密封圈示意 3孔密封 示意圖
B向 B 向
／ l≯、 錳 ／ _＼
、
B ／ 屯
¨¨ 一 i l
＼ 曼 i ＼
5孔金屬墊圈示意圖 3孔金滿墊 示意
圖7 導(dǎo)管布線方式(適合電線引入)多孔
密封圈和金屬墊圈示意圖
向A 一
· 電器設(shè)計(jì)· IIC級(jí)隔爆型防爆接線盒的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
需要注意的是，除了爆炸性環(huán)境中2區(qū)使用
的照明燈具以外，防爆接線盒的外接地應(yīng)使用專
用的接地線連接在接地系統(tǒng)中，且接地線的銅芯
截面積不得小于4 Fllm ，該專用的接地線若與相
線敷設(shè)在同一保護(hù)管內(nèi)時(shí)，應(yīng)該具有與相線相同
的絕緣水平。
此外，保護(hù)接地端子零件應(yīng)該進(jìn)行防腐處理，
如采取電鍍處理，并應(yīng)有效地保持電氣連接的接
觸壓力，確保連接可靠。
3 結(jié)束語(yǔ)
IIC級(jí)隔爆型防爆接線盒的防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是
在防爆標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，通過(guò)熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，了解
現(xiàn)場(chǎng)使用特點(diǎn)，舉例說(shuō)明了防爆接線盒的電氣和
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，文中的設(shè)計(jì)參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)僅供
有關(guān)設(shè)計(jì)和使用人員參考。在具體實(shí)踐過(guò)程中，
應(yīng)在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體情況來(lái)確定結(jié)構(gòu)參數(shù)，并
且應(yīng)該通過(guò)防爆試驗(yàn)考核后，才能滿足防爆安全
性能，保證人身和環(huán)境安全。
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※ ※ ※ ※ ．※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 桊※ ※ ※ 桊※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※
(上接第l6頁(yè))
表1 電機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)
效率 功型 號(hào) 率 因數(shù) 起動(dòng)轉(zhuǎn) 起動(dòng)電 最大轉(zhuǎn) 溫升
，％ C0S 矩倍數(shù) 流倍數(shù) 矩倍數(shù) ／K
標(biāo) 92．5 O．86 O_8 7．0 2．O 8O
YBD—45O
準(zhǔn)
值 84 O-35 O．8 8．0 2．0 80
— 4|8 240kW
／60kW 實(shí) 93．3 0．858 1．23 6-38 3_3 55
驗(yàn)
值 88．7 0．423 2．54 6．12 5．8 43
3 結(jié)論
隨著我公司YBD一450—4／8 240k ／60kW
10kV、冷卻方式為IC51 1單繞組雙速防爆立式電
動(dòng)機(jī)的成功開發(fā)，滿足了制作聚氯乙烯、液氯、鹽
酸等化工材料企業(yè)對(duì)特殊要求電機(jī)的需求，也為
我公司開發(fā)更大型的高壓多速IC51 1電機(jī)奠定了
基礎(chǔ)。
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