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危險(xiǎn)場(chǎng)所的安裝技術(shù)

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42 危險(xiǎn)場(chǎng)所的安裝技術(shù) 《電氣防爆))2002，4
危險(xiǎn)場(chǎng)所的安裝技術(shù)
(歐洲和美國(guó)／N拿大之間危險(xiǎn)場(chǎng)所用電氣設(shè)備安裝技術(shù)方面的比較)
W ．bem er
1 美國(guó)和加拿大危險(xiǎn)場(chǎng)所的分類
在美國(guó)和加拿大，把可燃性氣體、蒸氣或纖維
和懸浮物出現(xiàn)達(dá)到一定危險(xiǎn)程度的場(chǎng)所定義為
“危險(xiǎn)(分類)場(chǎng)所”。根據(jù)可燃性物質(zhì)的種類的不
同，危險(xiǎn)場(chǎng)所可分為：I類(氣體、蒸氣、霧)；II類
(粉塵)；III類(纖維和懸浮物)。并根據(jù)這些物質(zhì)
出現(xiàn)的概率再細(xì)分為1級(jí)和2級(jí)場(chǎng)所。
北美一直沿用著傳統(tǒng)的劃分危險(xiǎn)場(chǎng)所的方
法，直到最近，在1996年版本的美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)
程(以下簡(jiǎn)稱NEC一1996)中有關(guān)I類氣體的內(nèi)容，
才引入了IEC危險(xiǎn)場(chǎng)所劃分體系，這是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
最新的發(fā)展方向。
2 安裝技術(shù)
特別是在美國(guó)和加拿大，安裝方法和電氣設(shè)
備的發(fā)展與IEC標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的安裝技術(shù)有明顯的
區(qū)別。很大程度上，IEC體系采用問(wèn)接或直接的
鎧裝、非鎧裝電纜和布線。所以很多按IEC標(biāo)準(zhǔn)
制造的產(chǎn)品適合用撓性電纜的安裝方法，而盡量
不使用剛性電纜。目前，由于缺少ISA(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)，IEC標(biāo)準(zhǔn)體系的不同的保護(hù)方法在
NEC一1996中還不能完全適用。因此，本文力圖對(duì)
美國(guó)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)體系的安裝技術(shù)方面進(jìn)行比較分
析，以便對(duì)在美國(guó)危險(xiǎn)場(chǎng)所中使用IEC安裝技術(shù)
提供一些幫助與技術(shù)支持。
在危險(xiǎn)場(chǎng)所中安裝電氣系統(tǒng)有三種安裝方
法，如圖1所示
左：?jiǎn)柦舆M(jìn)線的電纜結(jié)構(gòu)；中：直接進(jìn)線的電纜結(jié)構(gòu)；右：鋼管結(jié)構(gòu)
圖1 完整的安裝技術(shù)
· 鋼管結(jié)構(gòu)；·直接進(jìn)線的電纜結(jié)構(gòu)；·間接進(jìn)
線的電纜結(jié)構(gòu)。
使用不同類型安裝方法的電氣設(shè)備的技術(shù)要
點(diǎn)也不同。
根據(jù)NEC一1996，在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 50014 EN
50020中，要求三種安裝結(jié)構(gòu)都允許使用。在美
國(guó)，鋼管結(jié)構(gòu)或帶有礦質(zhì)絕緣電纜和金屬鎧裝電
纜的直接電纜進(jìn)線，可以使用在I類1級(jí)場(chǎng)所的
隔爆型外殼上。
3 鋼管結(jié)構(gòu)
本技術(shù)的原理以“隔爆外殼”的保護(hù)方法為基
礎(chǔ)。按照鋼管結(jié)構(gòu)的安裝要求，電線以單股穿過(guò)
封閉著的金屬鋼管，接在帶有配電裝置的隔爆外
殼上，鋼管通過(guò)螺紋擰緊。整個(gè)鋼管結(jié)構(gòu)是隔爆
型的，并在與外殼相連處進(jìn)行密封。密封的目的
是防止在運(yùn)行期間開關(guān)放電或由于表面過(guò)熱引起
的火花。這些往往出現(xiàn)在外殼內(nèi)部，而將一潛在
的爆炸轉(zhuǎn)移到鋼管內(nèi)。由于進(jìn)線管為剛性并有預(yù)
壓，在長(zhǎng)長(zhǎng)的圓柱形管道內(nèi)形成極高的爆炸壓力。
因此，根據(jù)鋼管的直徑，每隔一定的距離進(jìn)行密
封。布線后，密封應(yīng)用粘合型密封膠填充。在此
之前，導(dǎo)線必須用礦棉密封，保持粘合劑的位置，
直到其固化。通氣孔和排水孔位于裝置的最低
處，便于排放冷凝水，如圖2所示。
填允纖維(1#f 棉) 密封元件
圖 t· 無(wú)排水口的臥式安裝的密封
導(dǎo)線(單芯
阻塞(非f
圖2b 帶排水口的立式安裝的密封
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《電氣防爆》2002，4 危險(xiǎn)場(chǎng)所的安裝技術(shù) 43
在美國(guó)，鋼質(zhì)、鋁質(zhì)和銅質(zhì)的剛性金屬管(帶
螺紋的剛性金屬管和帶螺紋的鋼質(zhì)合金管)允許
使用在I類1級(jí)危險(xiǎn)場(chǎng)所。鋼管必須符合技術(shù)要
求，在末端帶有 螺紋，使得可以與隔爆外殼、
配件、聯(lián)軸器以及其他附件連接。
當(dāng)與振動(dòng)性設(shè)備連接時(shí)，諸如：電動(dòng)機(jī)，允許
使用撓性鋼管適配器。這些撓性管為隔爆型，長(zhǎng)
度不同。它們由多層組件組成，固定在兩側(cè)，并帶
有螺紋連接器，與外殼、配件和鋼管相連接。
4 直接進(jìn)線裝置
與美國(guó)相比，電纜系統(tǒng)在歐洲使用更普遍。
在歐洲，電纜和導(dǎo)線(或鎧裝或無(wú)鎧裝)露天架設(shè)，
電纜與導(dǎo)線的外表加橡膠、塑料、鉛等材料制成的
護(hù)套。在可能存在機(jī)械損傷的地方，只能在開口
的鋼管中架設(shè)非鎧裝電纜。
圖3 金屬鎧裝電纜的隔爆型電纜進(jìn)線裝置
用直接電纜進(jìn)線裝置，接線電纜直接進(jìn)入隔爆
型電纜夾緊裝置。應(yīng)當(dāng)注意的是，應(yīng)根據(jù)電纜的種
類、型號(hào)和使用場(chǎng)所選擇合適的電纜，并選用經(jīng)認(rèn)
可的電纜夾緊裝置。在美國(guó)，允許該系統(tǒng)在I類1
級(jí)場(chǎng)所中使用礦質(zhì)絕緣電纜，NEC．1996將這個(gè)范
圍延伸到包括金屬包層電纜的一定范圍。此外，在
NEC．1996中，允許在I類1級(jí)場(chǎng)所中的電纜管道中
使用帶有隔爆型電纜夾緊裝置的電纜。這是為了
達(dá)到與IEC標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)邁出的第一步。
5 間接電纜進(jìn)線
在使用間接電纜進(jìn)線裝置時(shí)，外殼必須為增
安型，并符合規(guī)定的結(jié)構(gòu)要求，包括防塵、防水，但
不要求密封。
在許多應(yīng)用場(chǎng)所中，使用模塊式防爆系統(tǒng)更
方便。該系統(tǒng)隔爆外殼使用獨(dú)立的開關(guān)部件，這
特別有利于防爆組合系統(tǒng)的裝置。
該系統(tǒng)使產(chǎn)生信號(hào)和控制成為可能，該裝置
在功能、大小、安裝方面同傳統(tǒng)的工業(yè)裝置很類
似。組成部分設(shè)計(jì)成模壓塑料外殼，其本身為放
電部件提供了一個(gè)隔爆外殼。隔爆組件的端子設(shè)
計(jì)成“增安型”的防護(hù)型式，必須裝在同樣的防護(hù)
型式的外殼內(nèi)。
在NEC．1996中引入了IEC標(biāo)準(zhǔn)體系后，該系
統(tǒng)在美國(guó)得到了認(rèn)可。這是得到歐洲、美國(guó)、加拿
大認(rèn)可的控制與信號(hào)站。具有“隔爆外殼”的隔爆
組成部分裝在“增安型”外殼中。電纜直接進(jìn)入外
殼內(nèi)，而無(wú)任何附加密封。在歐洲，通常利用一個(gè)
模壓塑料夾緊裝置便可達(dá)到這一效果。但由于
NEC．1996中還不允許在I類1級(jí)、2級(jí)場(chǎng)所中使
用露天架設(shè)的非鎧裝電纜，并強(qiáng)調(diào)要防止機(jī)械損
傷，通常電纜和導(dǎo)線必須架設(shè)在管道系統(tǒng)中。
6 不同的安裝技術(shù)的比較
機(jī)械式安裝成本較高，與相對(duì)簡(jiǎn)單的在電纜
系統(tǒng)中架設(shè)電纜相比，它的費(fèi)用主要高在管道系
統(tǒng)的密封要求很高。在美國(guó)，在任何情況下，主要
是防止機(jī)械損傷。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)堅(jiān)固，對(duì)于
防止機(jī)械損傷和外界燃燒的影響是比較安全的。
另外，管道系統(tǒng)的密封裝置會(huì)防止火焰蔓延至相
鄰的電纜上。
但是，管道系統(tǒng)的好處被它的主要缺陷抵消。
第一，管道系統(tǒng)的隔爆特性取決于安裝者的正確
安裝；第二，封閉的金屬管道系統(tǒng)存在冷凝水和腐
蝕物積聚的危險(xiǎn)，如果維修不當(dāng)，將導(dǎo)致接地故
障、短路或隔爆性能喪失。這意味著，除安裝成本
高以外，維修的成本比電纜系統(tǒng)更高。
模塊式防爆系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括：成本低、安裝和
維修方便。此外，還有重量輕和使用模壓塑料制
成的組件的耐腐蝕性較強(qiáng)。
7 前景
將來(lái)，在美國(guó)和世界的其他地方，危險(xiǎn)場(chǎng)所的
設(shè)備和安裝方法的選用，將主要取決于用戶的選
擇。綜上所述，所有系統(tǒng)都有優(yōu)缺點(diǎn)。北美系統(tǒng)
有一個(gè)廣闊的基礎(chǔ)，用戶要有必要的技術(shù)知識(shí)。
在美國(guó)，IEC標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)知識(shí)須在今后幾年確立
起來(lái)。如果北美用戶越來(lái)越熟悉IEC標(biāo)準(zhǔn)的不同
防爆型式和安裝方法，那么當(dāng)選擇設(shè)備和安裝方
法時(shí)，就會(huì)全面地比較傳統(tǒng)的北美方式和IEC系
統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，使其各自的使用范圍、優(yōu)勢(shì)得到更充
分的發(fā)揮。

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