第５３第５３ 卷（总第２曩 ）０ｏ期） （ ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ—一 ＰＲＯＯＦ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＭＡＣＨＩＮＥ１１ Ｉ‘万ｊ爆电机 Ｉ ’已 无火花型电动机的防爆要点 张国彦 （佳木斯防爆电机研究所，黑龙江佳木斯１５４００５） 摘要介绍了无火花型…Ｏ’型电动机的防爆原理和防爆要点，并通过机械、电气、温度三方 面对无火花型电动机的防爆要点进行了详细论述，以便让技术人员了解防爆要点，确保无火花型 电动机的防爆安全性。 关键词无火花型电动机；防爆；机械；电气；温度 ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１００８－７２８１．２０１８．Ｏ１．０８ 中图分类号：ＴＭ３５７文献标识码：Ｂ文章编号：１００８－７２８１（２０１８）０１－００２６－００３ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ－Ｐｒｏｏｆ Ｋｅｙ Ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ Ｎｏｎ－Ｓｐａｒｋｉｎｇ Ｍｏｔｏｒｓ Ｚｈａｎｇ Ｇｕｏｙａｎ （Ｊｉａｍｕｓｉ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ—Ｐｒｏｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉａｍｕｓｉ １５４００５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ－ｐｒｏｏｆ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ”ｎ”ｔｙｐｅ ｏｆ ｎｏｎ—ｓｐａｒｋｉｎｇ ｍｏｔｏｒ，ａｎｄ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ—ｐｒｏｏｆ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｆｒｏｍ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｉｔ ｉｓ ｅａｓｙ ｆｏｒ ｔｅｃｈｎｉｃｉｓｔ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｅｎｓｕｒｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ—ｐｒｏｏｆ ｓａｆｅｔｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｎｏｎ—ｓｐａｒｋｉｎｇ ｍｏｔｏｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｎｏｎ—ｓｐａｒｋｉｎｇ ｍｏｔｏｒ；ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｏｏｆ；ｍａｃｈｉｎｅｒｙ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ０ 引言 防爆电机广泛地应用于煤炭、石油、化工、制 机外壳要有足够的强度、严格的隔爆接合面参数 要求；也不像正压型防爆电机要求电机密封要好、 有通风管路及换气吹扫控制设备，因此无火花型 药、粮食加工、军工等这些在生产工艺过程中存 在易燃、易爆物质的场所。防爆电机按防爆型式 电机可以在普通电机的基础上进行改造，制造成 本大大降低。无火花型电机在设计和制造时除了 按防爆标准的要求采取防爆措施外，还必须符合 可分为隔爆型电机、增安型电机、正压型电机、无 火化犁电机以及粉尘防爆电机等，在爆炸性气体 危险场所中大量使用的是隔爆型电机。根据有 关资料介绍，典型的爆炸性气体危险场所被划分 为０区、１区、２区的百分比约为２％、２８％、 普通电机的国家标准要求。 ２ 防爆要点 ２．１机械方面的要求 ７０％，按照防爆电气设备选型安装标准规定， ２区是可以选用无火型电机的，无火花型电机与 隔爆型电机相比具有结构简单、制造成本低、安装 维护方便等特点。英国、法国等一些国家石化企 业的２区危险场所普遍使用无火花型防爆电机， ２．１．１外壳防护等级 无火花型电机主体外壳的防护等级要求不低 于ＩＰ４４，接线盒要求不低于ＩＰ５４，以防止水和灰 尘的侵入对电机造成有害影响。为了满足防护等 级要求，电机接线盒盖与接线盒座之间、接线盒座 与机座之间、大型电机的冷却器与机座之间都需 要安装橡胶密封垫，橡胶密封垫的连续运行温 因此无火花型电机具有非常广阔的发展前景。 ｌ 防爆原理 无火花型电机是在正常运行条件下，不会产 生火花、电弧或危险高温的电机结构上采取一些 机械、电气的和热的安全措施，保证电机在正常运 度（ＣＯＴ）下限值应低于或等于电机的最低运行环 境温度，上限值要比电机最高运行温度高２０Ｋ。 橡胶密封垫还需要用胶粘剂粘附到接线盒盖或接 线盒座或机座的一面之上，以防止丢失、损坏或错 误安装。 ２．１．２通风系统 行条件下不会产生火花、电弧或高温等危险，从而 确保其防爆安全性。无火花型电机不像隔爆型电 ２６ 电机外风扇通风孔的防护等级最低为：进风 爆也机（ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ—ＰＲＯＯＦ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＭＡＣＨＩＮＥ） 第５３卷（总第２２０１８年第１期 ｏ０期） 端ＩＰ２０，出风端ＩＰＩＯ，立式电机需要采取附加保 护措施以防止垂直落下的异物进入通风孔。 电机外风扇、风扇罩、通风孔挡板要有足够的 采用机械方法连接，如绞接后再用锡焊或采用铜 焊，引接线与接线端子之间可以采用挤压连接的 方式连接，可能与金属零件接触的导线应加以适 当的固定以免损坏绝缘。 ２．１．６电缆引入装置及连接件 机械强度，并且相互间距要符合标准要求，在正常 工作状态下和它们的紧固件之间的距离最小为风 扇直径的１／１００，但不大于５ｍｍ。 电机外风扇、风扇罩、通风孔挡板如果采用非 金属材料制造，其表面电阻不能大于１０ Ｑ，但风 扇旋转线速度小于５０ｍ／ｓ的除外。如果采用铸 电缆引入装置要保证其密封性及夹紧电缆， 防止电缆受外力影响被拔脱或扭转，引入装置应 能承受标准规定的夹紧试验。对于大型无火花型 电机由于电缆和弓１入装置尺寸较大，通常把电缆 铝合金制造，其镁和钛的含量按质量百分比不能 超过７．５％。 ２．１．３最小径向单边气隙 为了消除电机定转子之间机械磨擦的可能 性，无火花型电机的定子和转子之间的最小径向 单边气隙，在电机静止时应不小于用下列公式计 算的数值 最小径向单边气隙 ＝０．·５＋ ０．２５＋ ）］ｒ６（ｍｍ） 式中，Ｄ一转子外径（ｍＥ），最小值取７５；凡一最大 额定转速ｒ／ｍｉｎ，最小值取１０００；ｒ值按系列公式 计算，异’ ｒ＝一． １ —７５警褰季譬 ×转子直径 （ｍｍ），’最，取 、ｊ、值取１。且 ；．０； ６值：采用滚动轴承的电机取１．０，采用滑动轴承 的电机取１．５。 ２．１．４鼠笼转子 如果转子导条为铜条结构的，则导条和端环 应采用铜焊或熔焊接合，并且应采用兼容性材料， 以保证形成高质量的接合，而且导条需采取一些 附加的涨紧措施，避免电机起动时由于接合不良 而产生火花。如果是铸造的鼠笼转子，应采用压 力铸造或离心铸造。 对于额定功率大于ｌＯＯｋＷ，除ｓ１、ｓ２工作制 外的电机，需要按照标准规定根据鼠笼转子结构、 电机级数、功率／每级、温度组别等参数对鼠笼转 子点燃危险因数进行评价，如果因数总和大于６， 则需要采取一些措施来保证电机的防爆安全性 能，例如，在电机预留进气口和出气口，由用户连 接通风管路，在电机起动前用新鲜的空气对电机 内部进行换气，保证电机在起动前内部没有可燃 性气体，或者用变频器或其它降压方法，保证电机 的起动电流在额定电流的３００％内。 ２．１．５电机内部导线连接 电机内部定子绕组引接线与绕组之间连接应 引入装置设计成组件，可以从接线盒上拆除，这样 避免对接线盒、电缆密封和电缆造成损坏，或者避 免使电缆承受应力损坏电缆绝缘或导体。接线盒 内接线端子要保证导线连接牢固、防止松动、扭 转，并能承受标准规定的扭转试验。 ２．２电气方面的要求 ２．２．１ 电气间隙、爬电距离 电机接线盒内的接线板或绝缘套管等应采用 吸湿性小、耐电弧性能好、不燃或难燃材料，其耐 热温度至少要高于电机额定运行时最高温度至少 ２０Ｋ。对于电压高于６３０Ｖ的电机，应使用泄痕指 数至少为ＩＩＩａ级的材料。 电机在接线后不同电位裸露导体部分之间的 电气间隙和爬电距离应符合“ｎ”型防爆电气设备 标准的规定。 ２．２．２绕组及绝缘 电机绕组应采用至少包覆两层绝缘的导线， 在绝缘工艺中采取措施加强保护，以提高电机绕 组匝间绝缘的耐电压能力，绕组对地及相间绝缘 要有足够的机械强度和介电强度，同时还要保证 绕组的防潮和防腐性能，从而提高电机的安全程 度。对于电压高于６ｋＶ的电机绕组应有防电晕 措施，如涂刷半导体防电晕漆等。 绕组应在紧固和包扎后进行干燥，然后用适 当的浸渍剂采用沉浸、滴注或真空浸渍方法进行 处理。浸渍应按照浸渍剂制造厂规定方法进行， 尽可能地把导线之间的空隙全部填满，使导线之 间粘接牢固。 ２．２．３定子绕组绝缘系统 额定电压大于１ｋＶ的电机定子应装有防冷 凝加热器，加热器的温度组别应符合电机的温度 组别，且应为取得防爆合格证的产品。 下列范围内的定子绕组绝缘系统需在爆炸性 ２７ 第５３ 第５３卷（镶２总第蝴） ０ ） （ ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ—一 ＰＲＯＯＦ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＭＡＣＨＩＮＥ）） 爆电机 矫 混合物中进行试验，以考核定子绝缘系统的绝缘 性能。 ｌｉＢ、ＩＩＣ类，电压大于１ｋＶ； 何外表面或内表面温度，在正常运行条件下不能 超过规定的温度组别。 对于ｓ１或ｓ２工作制电机，确定温度组别时 可以不考虑起动时的温升，对于ｓ３～Ｓ１０ 工作制 电机，应考虑起动和负载变化时的温升。 如果电机用作多种工作制运行，结果可能有 多个温度组别，这种情况下，电机应标志相应的工 作制型式和相关的温度组别。 ｌｌＡ类，散线绕组电 大于１ｋＶ；成型绕组电 』： 大下６．６ｋＶ 试验样品可以是一个完整的定子，也可以是 一个装入机 定子，或者是一台电动机，或者带有 喃ｉ＝ｊ分绕 的定 （需要有三桐），不论是哪种样 定于绕组和连接电缆的爆炸性混合物中试验 机，部应足全新的，并且能代表完整的定于。 见农１ 施加１．５倍额定线电 （有效值）的正弦 波电 ，历时３ｒａｉｎ，电压上升速率应是０．５ｋＶ／ｓ， ３ 结语 综上所述，无火化型防爆电机就是在普通电 机基础上采取一些适当的安全措施，保证电机在 电 施加住一十｝］和地之问，其余相接地。三桐分 刖试验，试－州ｉ，ｘ期间融没有爆炸发生。 表１爆炸试验混合物 正常运行条件不会产生火花、电弧或高温的危险。 无火型防爆电机与其它防爆型式电机相比具有结 构简单、制造成本低、维护方便等特点，在设计和 制造无火花型电机应重点注意上述几方面的要 圳 ＩＩＣ ¨Ｂ Ｉ【Ａ 讧弋验用混合物与 气体 比 氢气（２１±５）％ 乙烯（７．８±１）％ 丙烷（５．２５±０．５）％ 求，从而确保其防爆安全性。 参考文献 ［１］ ＧＢ ３８３６．８ ０】４爆炸性环境第８部分：由“ｎ”型 保护，的设备． ［２］张玉大，王方利．防爆电气设备的安全运行．防爆电 机，２０１４．２． ２．２．４防止环流 人 组合结构的无火花型电机应采取措施避 咀饥的杂散磁场产生的环流电流，而电流通 过外 Ｊ ｖ －莲触 良部他时可能产生火花。采取的措 拖他 加强紧固防止Ｉ松动，在未焊接一起的相邻 什之问安装跨接片进行等电位连接，以提供 连续的通路，跨接片必须有防松和防腐措施。 ２．３温度方面的要求 电机中凡是可能与爆炸 气体环境接触的任 Ｉ Ｉ一“ · ¨Ｉ｝ ”Ｉ¨１。 ｌ－’。¨¨… “Ｉ… ＿ｌ¨Ｉ “…ｉｔ，Ｊ，ｔｌｌ…·’‘¨¨Ｉ “ＩＩ… …ｌ…－‘。” Ｉ。 １３］ 章平谊， 寿柏．防爆…ｎ’型电气设备中的能 设备．防爆电机，２０１３．５． 作者简介：张国彦 男 １９６８年生；毕业于哈尔滨理 工大学电机制造专业。现从事防爆电气检验技术工作． 收稿日期：２０１７－０９．１８ ’ＩＩｍ ’”ｌ…－‘。’Ｉｈ¨。……’”ＩＩ…’” －。 ｌ’＿‘。… 。¨¨Ｉ一‘‘１Ｉ·－－’ＰＩ Ｉ ＩＩＩ Ｉ ＩＩＩＰ ｌ ｈ Ｉ （上接２５页） （３）在减小电动势波形的高次 集（Ｄ）．哈尔滨大电机研究所，１９９６． 诈Ｉ｝波Ｈ寸，应当重视对采用分数槽绕组时高次谐波 绕组系数的研究，以便优化永磁体的形状、特别足 它的宽度。 （４）在Ｌ｛ｊＩ＇Ｈｊ￥ｄＬ组上测量的电动势线，问电压 １２］戴庆忠．超高 永磁发电机．超高压电机文集（Ｄ）． 哈尔滨电机厂有限责任公司，２００４． ［３］包金【ｌ』．分数槽永磁发电机的绕组排列（Ｊ）．电机技 术，１９９６（２），１７—１９． 所有高次谐波的畸变率为０．４６％，这远远优于标 准规定值的５％。 参考文献 作者简介：张悦女１９８５年生；毕业于黑龙江大学信 息系统专业，现从事大型发电设备开发研究工作． 收稿日期：２０１７一ｌＯ．２３ ［１］ 永磁 力发电机结构特点．大＿｝１ 风力发电机文
