正壓型防爆電動機

正壓型防爆電動是指用保持外殼內部保護氣體的壓力高於外部大氣壓力，以阻止外部爆炸性氣體進入外殼的方法，用該方法進行防爆的電動機。隨著我國科技的進步，正壓型防爆電機正逐步在國內各大電機廠生產。正壓型防爆電機做為一種防爆型式，在大型防爆電機結構套用中有著很大的優勢，是以後生產大型防爆電機常用的防爆結構。

基本介紹

• 中文名：正壓型防爆電動機
• 外文名：overpressure type motor
• 功能：防爆
• 使用環境：具有爆炸危險的環境
• 核心：利用氣壓防止爆炸性氣體混入

簡介

正壓型防爆電機是指具有保護外殼，且殼內充有保護氣體，並保持高於周圍爆炸性氣體混合物的壓力，以避免外部爆炸性氣體混合物進入外殼內部的電動機。其設計、結構、試驗與標誌應符合GB3836.5—2004《爆炸性氣體環境用電氣設備第5部分：正壓外殼型“p”》的要求 。

工作原理

正壓型防爆電機在起動和運行時，設備外殼內部的氣壓高於外殼外部的氣壓，從而限制了周圍爆炸性氣體混合物進入電機外殼的內部，將電機可能產生火花、電弧和危險溫度的部分全部放置在這種正壓外殼保護之內，使其不可能與周圍含有爆炸性氣體混合物接觸，即使電機外殼內部產生火花、電弧和危險溫度，也不可能引起爆炸事故的發生，從而達到防爆的目的，保證電機的安全運行。

防爆分類

正壓保護的防爆型式分為三種（px、py和pz），它們分別是以外部的爆炸性環境（I類、1區或2區）、是否有內釋放以及正壓外殼內是否有點燃能力為依據進行劃分的。具體可以分為：

px型：將正壓外殼內的危險分類從l區降至非危險或從I類（煤礦井下危險區域）降至非危險的正壓保護。防爆標誌為ExpxI、ExpxlIT3等。

py型：將正壓外殼內的危險分類從l區降至2區的正壓保護。防爆標誌為ExpyllT3等。

pz型：將正壓外殼內的危險分類從2區降至非危險的正壓保護。防爆標誌為Expzlrl3等。

電動機常用的防爆型式為px型和pz型。

結構設計

通風型式

正壓通風結構有兩種型式：一是連續正壓通風結構型式；另一個是正壓補償結構型式。

連續正壓通風結構是指電機外殼內充入保護氣體，使電機外殼內保持應有的正壓值。如圖1（保護氣體排出口在非爆炸危險場所）和圖2（保護氣體排出口在爆炸危險場所）。正壓補償結構是指電機外殼內充入一定的正壓值的保護氣體，不進行連續通風，僅對電機外殼不可避免的泄漏進行隨時補償或定期補償。如圖3和圖4。

圖1.採用連續通風正壓外殼(無火花和隔離隔板)

從正壓型原理可以看出這種防爆型式安全程度比較高，可以在1區或2區安全使用。由於其結構簡單，特別對大中型電機當採用其它防爆結構比較困難時，都可以採用正壓型結構。但對小型電機，由於正壓型附屬設備較多，因此造價較高，所以很少採用。

圖2.採用連續通風正壓外殼(帶火花和隔離隔板)

實際使用時要注意的是，當電機帶有內外風扇等旋轉部件時，在電機外殼內可能造成局部負壓，此時應避免外部爆炸危險場所中含有的爆炸性氣體混合物進入外殼內部造成危險。

正壓型電機在正常運行時要始終保持電機內部規定的正壓值，這就要求電機外殼及附屬管道在承受電機內部最大正壓值壓力的情況下，具備足夠的機械強度和嚴密的結構，以避免不必要的壓力泄漏及危險變形。

圖3.具有泄漏補償的正壓防爆電動機(帶內風扇)

與其它防爆電氣設備一樣，正壓型防爆電機的極限溫度應按GB3836.1中溫度組別的要求進行分組（如T1-450℃；T2-300℃；T3-200℃；T4-135℃等）。正常運行條件下正壓型電機外殼內不允許有點燃能力的熱元件。如果電機外殼內部具有危險的高溫發熱元件，例如電熱器等，就要採用如輔助通風等方式，使其當風機停止後不能立即與爆炸危險場所的大氣接觸。

圖4.具有泄漏補償的正壓防爆電動機(帶外風扇)

為防止意外事故，電機應設定安全保護設施。電機起動前要通過安全裝置，如時間繼電器、流量計等來保證有足夠的保護氣體對電機外殼內部進行清掃和換氣。所謂換氣是指向電機外殼及管道內充以保護氣體，使電機外殼及管道內的爆炸性混合物濃度降至爆炸下限的過程。

對換氣的要求是，最小換氣量至少為電機外殼容積的5倍。在考慮電機外殼的內容積、決定換氣量時，要將進出風管道的容積也考慮進去。

外殼結構

（1）外殼及管道的材料：由於電機使用的場所一般都具有程度不同的腐蝕性氣體，所以根據其使用條件，外殼及管道以及與其相連線的部件材料，都要有良好的耐腐蝕性能。

（2）外殼及管道的強度：電機外殼為鋼板焊接結構，通風管道為鋼管，具有抵抗外部意外衝擊的機械強度。要能承受供給保護氣體的送風機正常運轉時，在電機外殼上產生的最大正壓的1.5倍的壓力或高於200Pa的壓力。

（3）外殼的進氣與排氣：正壓通風電機外殼要有一個或幾個與進、出風管道相連的進、排氣口。正壓補償設備外殼也要有一個或幾個進風口和一個或幾個能在換氣後妥善密封的排氣口。用安裝在非危險場所的送風機，將保護氣體連續地送入電機外殼內部，然後再由排氣管道排至非危險場所。其進、排氣口的位置、尺寸和個數，要能滿足進行充分換氣的要求。

（4）外殼的防護等級：必須達到IP40以上，其目的是為了防止水進入電機外殼內部及電機外殼內部的火花或熾熱的微粒逸出。

（5）導線的連線：在連線電機的電源導線時，不能破壞正壓防爆性能。當用電纜和金屬管配線時，可以直接引入電機外殼內部，也可以通過隔爆型結構或增安型結構的接線盒引入電機外殼內。

正壓的保持

正壓型電機為保證規定的內壓值，要在進、排風口附近安裝節流閥，利用它調節進入和排出電機的風量，使風量為所需風量與保護氣體泄漏量相等，同時要保證不因風壓損失造成電機內部壓力低於規定值。這樣，電機就需要大量的保護氣體，相應的送風機容量也就要很大。

為保證規定的內壓值，要在容易產生泄露的部位加密封墊，保證電機的密封性能。無論是連續充氣，還是間歇充氣，與正壓通風結構相比，所需送風機的容量小的多。所以在不易獲得大量保護氣體的場合，正壓補償結構是一種比較經濟的結構。無論採用哪種結構，都要在外殼內部的任何部位，保證比周圍大氣壓高50Pa的正壓值。

保護氣體的供給

保護氣體的供給，一般應有兩個以上的供給源，這樣一旦保護氣體的供給源發生故障時，而又必須繼續通電時，可以改換其它的供給源。所以每一個供給源都要保證供給壓力和供給量。保護氣體的進入口及排氣的出口要設定在非危險場所內。在電機外殼的進氣口，保護氣體的溫度不能超過40℃。但是在特殊條件下，可高於或低於此溫度，這時應在外殼上標出使用溫度。電機在運行前要用保護氣體對電機內部進行清洗。保護氣體必須是清潔的空氣或惰性氣體，為保證電機內部氣流暢通，限制空氣滯留，電機內部的結構，零件的設定應避免出現通風死角，因為通風死角易殘留爆炸性混合物，所以要在充入相當於被沖洗電機內容積5倍的保護氣體之後，設備方可投入運行 。

正壓電機保護方式

為保證正壓型電機的防爆性能，必須有可靠地作為保持正壓的保護裝置和聯鎖機構。

（1）電機斷電後，由於喪失正壓，再次接通電源之前，或開始起動之前，要採用聯鎖或手動操作方式進行換氣，即沖洗 。

（2）電機運行時，當正壓值降到最小規定值以下時，正壓保護裝置要能自動切斷電源，並發出報警。另一種方式是，當正壓值降到最小規定值以下時，操作人員通過報警信號，馬上能知道正壓值消失的情況。這時應儘快將正壓恢復到正常值，或通過手動操作切斷電源。

（3）為檢修電機內部，電機的明顯位置要寫有“通電時禁止打開”文字的警告牌。

（4）多台電機共同使用一個保護氣體供給源時，各電機最好也使用同一套正壓保護裝置。

（5）通電狀態下，如果設備需要檢修打開設備的蓋等時，這時有可能使正壓消失，那么就要設定寫有 “打開前請參照使用說明書 ”文字的提示牌。