第四节  防爆电机                       I

防爆电机适用于石油、化工、煤矿等有爆炸危险气体、挥发物、扮尘的场所•目前国内采用较多的是隔嫌型电机和增安型电机。

一、YB系列隔爆型电机

隔爆型电机是在其内部发生爆炸时，由于采用隔爆面的"间隙灭焰？膈爆播施,不会引 起外部爆炸性渴合樹嫌炸的特种电机。

YB系列醣爆型电机是Y系列的派生产品，按照GB38³6 • 2—83《爆炸性环塊用防爆电气 设备——隔爆型电气设备的规定设计和制造。电机除f具有防爆性能外，其功率等级、 功率与机座号及同步转速的对应关系、安装尺寸及公差、冷却方法、安装结构及型式、主要 性能指标等均与Y系列的相同₆

(一）适用范围

YB系列隔爆型电机可用于拖动煤矿井下及石油、化工系统中用的电气设备，电机外壳的 明显处有淸晰的永久性凸纹标志^#Ex”，并涂上铁红底漆或者刷上红油。在电机铭牌上除有

标志外，还应有防爆等级的标志，如d I，d I AT₄, dlBT₄, d ICT₄等.d I适用于煤矿井下固定设备，dIA、dIB及dIC适用于工厂用电气设备。电机适用易燃、易爆环境中 的常见气体见表6-9。其中温度组别见表6-10。

凡按低温度组别设计制造的电机均可用于较高温度组别的环境中，比如按丁₊设计的电机 也可用于乃〜乃的各组中₄同样，防爆级别商的电机均可用于防攥级别低的气体环境中/如按1C的可用于IB环境中。

(二）设计要点

下面以YB系列电机为例来说明设计要点<

U)隔爆型电机外壳的部件按GB3836 * 2—83的规定作水压试验，以保证能承受最大内 部爆炸压力₆矿用来捆工作面，如在采煤机，装岩机、运榆机等机械上使用的电机，其外壳 须采用钢板或铸钢制成。工广用电机的外壳采用其性能不低于M200灰俦铁制成₆

（1）组成隔爆外壳的各零部件间的隔爆接合面长度、间隙或直径差、表面粗糙度、接线盒内部裸露导体之间、裸露导体与金屑外壳之间的电气间隙及漏电距离见图^2和6-3。

（2）连接隔爆外壳的蝶栓均装有弹簧垫圈，可防止自行松脱。根据需要，外壳的蠼栓头 应设防护圈，以防松动*紧固鱺栓不允许穿进外壳，螵栓间相隔距离不应太大，防止此播爆 接合面在攥炸压力下变形而失去隔爆作用.外壳上的不透蜒孔，其周围及底部的厚度不应小 于蟝栓直径的H,且至少为3mnu

（3）机座、端盖、轴承内盖、接线盒座、接线盒盖、接线嫘栓、端子套、铀、密封圈是 隔爆零件，其中金属件、塑料压铸件应具有足够的机械强度；椽胶密封圈应耐油、耐老化*

（4）接线盒须制成独立的隔爆空腔，即与电机主体互相隔爆•电源电缆引入口处是隔爆 电机的最薄弱环节，应安装弹性密封圈，密封圈采用橡胶XH-50,其那尔氏硬度为45〜55,结 构及尺寸见图6-4。此外，接线盒内壁应均勻地涂以具有良好酎弧性能绝缘漆，以防止飞弧和 闪络•

6)额定工作状态下电机外壳的表面温度，煤旷用的不得超过十2〇or_f有煤粉堆积在电机外表面时，不得超过+ 15〇摄氏度f工厂用的电机不得超过表6-10的规定。

(1)     连接外壳的紧固蟝栓将承受爆炸压力，应根据外壳的受力情况，按6-3式计算蜾检 强度，井应在允许的安全系数内。电机的机座与靖盖、端盖与内盖、接线盒座与机座出线座、 接线盒座与接线盒盖等连接螺栓均须进行鼷度验算。其经驢公式为 ：平面法兰结构1.3Q〇 < a I

平面法兰结构： (6"3)

式中Qfi=pF}Q——每个蟝栓的计算拉伸力（N)_f Q,——爆炸时每个螺栓承受的压缩力（Pa>;

爆炸时螵栓所承受的总压力<Pa);

<3,——螈栓许用轴向载荷（N);

Z——螵栓个数；

户——设计压力（Pa) IB级及以下选IMPa, 1C级选l,5MPi 承受爆炸力的有效面枳 （mO。

1.1.1.3为考虑螓栓锁紧力系数₆

对于连接平面结构的蠓栓一般不少于4只，对于连接止口结构的蜾栓_般不少于3只。I B级及以下平面连接结构蠼栓间眸一般不大于120mm，止口连接结构一般不大于i₄〇_mni。对 1C级其间距一般不大于70〜80mm，以避免接合面发生曲”现象。

对于铸铁材料，螵栓拧入深度最少为蠔栓直径1.25^1. 5倍的。对于钢质材料，其拧入 深度最少为蠓栓直径的一倍。嫌栓紧固于不进縹孔后，还须留有大于2倍弹簧垫闺厚度的蟝 纹余董，以保证一旦弹黉垫圈丢失也能保持外壳的防爆性能_&

(2)     隔爆接合面的表面粗糙度值不低于土 2pm，对于活动部分轴的描爆接合面的表面粗 糙度值不低于1.6pm•屈爆接合面须有防镑捎施、如电镀、磷化处理，涂204-1防锈油等， 但不准涂油漆。陲爆面产生锈蚀是隔爆结构的弱点，它降低隔爆型电机的安全系数，因此应 注意保护ffi爆面₀

(3)     电缆引入应能防拔脱和可靠密封i接线斗要能可霏地压紧密封圈，使密封圈与接线盒座及电缠间无间除。接线斗上的压盘要可靠地压紧电缆•在设计上，接线斗止PJ与接线盒 座出线口内径最少要有5mm时配合•为保怔可靠压紫，增加接敝面积，密封圏两面都须加金 属垫片。对两个进线口的接线龛，使用一个进线口时，另一个进线口必须用2_铕板堵好， 防止接线盒隔爆空腔与外部爆炸环境形成通路。

（10）电机外壳和铠装电缆的接线盒，须设有外接地蟝栓，并有接地标志符号“丄' 接

线盘内部须设有专用的内接地鑤栓，也应有接地标志符号％L'内、外接地蠓栓直径为M8、 M10 及 M12*

二、增安型电机

增安型电机是指正常运行条件下，木会产生点燃爆炸性混合物的火花'电弧或危险温度 并采取措施，提高安全程度，以避免在正常和认可的过载条件下出现这些现象的电机，采取 的措施体现在设计，制造，检验及运行中的继电保护。目前带滑环的绕线转子电机尚未派生 增安型设计要点如下*

1.正常运行中避免产生火花 <1)避免产生机械火花

(4)     对采用滚动轴承的电机，定、转子间径向单边气隙值不许小于表6-11的规定•若铁心 长度L超过转子直径D的1.75倍时，则最小气晾按表⁶_11计箅的值乘以i/ U.⁷⁵Z>)。

变极多速电玑的单边气隙按最少极数考虑•

(5)     对采用滑动轴承的电机，其气隙值按表6»11计算的值乘以L5,并在纗盖上设有气隙 孔，在静止状态下测量气隙值。

D电机的转动部位和静止部位留有可靠的间隙、距离。如内、外风麻与相应的静止部位， 转子风叶与内篕，甩水环与防水环，曲路环与内外篕等<

(2)避免电火花

」1)裸导体（如接线蠼栓〉的电气间隙不应小于6mm (220V)、8mm (380V)、10mm (66〇V>、36mm (3kV)及 60mm «kV\

(8)     带电导体的接线鳔栓要有防松垫圈，不准松动，并要可靠锁紧，不飽转动•

(9)     转子铜条与端环焊接要牢固。应采用硬焊或熔焊，以免因机械和热应力作用而产生火 花。绕组与引接线的连接不能采用锡焊，锡在低温时，焊料易碎裂成粉沫状*易产生火花，最 好采用合适的硬焊|

(10)   加强绕组绝缘强度，选用厚漆层的导线，并适当增加槽绝缘厚度。

(11)   提高绕组对地间的耐压试验值。低压绕组匝间，相间和对机壳的绝缘介电强度试验、 按相应国家标准规定的试验电压提高10%,商压绕组摁高30%*

(12)   髙压电机绕组绝缘介电强度除按相应国家标准规定的绝缘介电强度试验外*定子铙组 还须按GB3836. 3附录C规定进行线圈抽样试验*

2.避免产生电弧

（1）棵导体（如接线*栓）沿绝缘表面的爬电距离符合表6-12的规定。

（2）通常绝缘件用耐泄痕性较好的三聚腈胺石棉耐弧塑料4220压制成，

（3）6kV及以上的高压电机绕组要加强绝缘或涂半导体防电单漆*

（4）裸导体的对地表面涂耐孤漆1321, 1320。如接线盒座，接线龛金，金厲接线板，机座

5>铝风扇的含镁董不大于a5%。

3.避免危险温度

1)增安型电机温升按照比相同绝缘筹级的其他类型电机温升降低_10K考核。

2>可根据需要，在电机定子绕组中埋置热敏电狙或祐热电阻pr₁₀₀,当温升超过允许值
时，电阻突变，大槁度升高，使外接继电器动作，电机断电，达到监视绕组溫度的目的。

3)非正常运行条件下，借助外加断电保护装置。

电机要保证正常运行中突然堵住时，其堵住时间^要大于_5s，即给过电流，过热保护继
电器动作，切断电镢以所需要的时间，避免事故发生。&值是增安型电机设计的重要考核指标。
样品试制时，国家防爆检验单位派人监测&的实际值。

4时间是在最高环境M度下,达到额定运行最终稳定温度后的交流绕组，从开始通过起动
电流时计算起直至上升到极限温度的时间。

〇用&值限制突然堵住或起动时产生的过热值是指转子堵住后，定、转子绕组达到所允许的最高温度的时间_#在堵转时，转子温度要远远趄过定子，所以通常只用转子所允许的温度限值求取G值，对于组此温度限值为200C。当/V>160kW

时•可用计算法求此时可用求得的h值代入定子的相应公式中，以核算定子绕组在八时间内其湿升武&是否超

ff₁——定子绕组稳定温升实测值（K)_a 核算&时间内定子绕组的温升心_£可按下式_：

^]i£ ⁼ (K)式中_kz—^与绕组材料和温度有关的系数，对于F级绝缘的铜绕组可取h=C (A/mm²)²*〇 j

&——堵转时定子绕组电密（A/mm²>₄ ^

4-堵转电流倍数增安型电机另一个指标是堵转电流倍数4,同^一样，为电机在正常 运行中选择继电保护用，标注在电机的铭牌上。

5,防护等级裸露带电部分，如接线盒，其防护等级不应低于IP51