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《电气防爆》2014年6月第2期
防爆技术与应用
浅谈防爆电阻加热装置的应用
殷红
(中海油天津化工研究设计院,天津300131)
关键词]防爆电阻加热装置;爆炸性环境;电流保护器;绝缘电阻监控装置
摘要]从防爆电阻加热裝置的防爆原理出发,简要介绍了隔爆型和增安型电阻加热装
置的应用。
[中图分类号]TM924.1[文献标识码]A[文章编号]1004-9118(2014)02-0030-03
Application of Explosion-proof Electric Resistance Heating Device in Explosive Atmosphere
Yin Hong
( CNOOC Tianjin Chemical Research& Design Institute, Tianjin 300131
Key words: explosion -proof electric resistance heating device; explosive atmosphere; current
protector; insulation resistance monitoring device
Abstract: It gives a brief introduction of the application of Exd and Exe resistance heating d
vice based on the explosion-proof theories
0引言
面或结构间隙进入外壳内部的爆炸性混合物在内
部爆炸而不损坏,并且不会引起外部由一种、多种
防爆电阻加热裝置是一种将电能转换为热能气体或蒸气形成的爆炸性气体环境的影响。隔爆
的电气设备,通常为间接电阻加热,即对发热元件型电阻加热装置可分为接线盒部分和加热管两部
通电,发热元件产生的热量通过辐射以传导或者分,接线盒部分为隔爆结构,采用电缆直接引人方
对流的方式传到加热对象上。防爆电阻加热式;加热管与接线盒体部分采用焊接连接,加热
装置主要用在石油、化工等爆炸危险场所。
管内部有加热丝。隔爆型电阻加热装置最重要的
常用防爆电阻加热装置的防爆原理
防爆要点是耐爆性能、隔爆性能和最高表面温
度
目前,现场常用的防爆电阻加热装置主要有
(1〕耐爆性能:是指隔爆外壳应该能够承受
隔爆型和增安型两种。防爆电阻加热装置的制造住内部爆炸性气体混合物发生爆炸时产生的爆炸
须分别符合CGB3836.1-2010、GB3836.2
压力作用而不损坏,即外壳必须有足够的机械强
2010、CB3836.3-2010相关标准规定的要求
度。耐爆性能必须通过CB3836.22010第15.1
1.1隔爆型电阻加热装置的防爆原理简述
条的外壳耐压试验验证。试验时,若外壳未发生
隔爆型电阻加热装置是用隔爆外壳保护的加影响防爆型式的永久性变形或损坏,则认为试验
热装置,这种隔爆外壳能够承受通过外壳任何接合合格,则证明隔爆型电阻加热装置隔爆外壳的结
[收稿日期]12014-04~2
[作者简介]殷红,女,工程师,现就职于中海油天津化工研究设计院
防爆技术与应用?浅谈防爆电阻加热装置的应用
构和强度设计是合理的。
2)隔爆性能:是指隔爆外壳内部爆炸性气2隔爆型电阻加热装置的应用
体混合物发生爆炸时,外壳的隔爆接合面能够阻
隔爆型电阻加热装置通常有产品证和Ex元
止爆炸火焰传到外壳外。隔爆性能必须通过GB件证两种,产品证不需要用户再额外配接温度保
3836.22010第15.2条内部点燃的不传爆试护装置,只需将温控器的温度值设定到加热介质
验,若爆炸火焰未传到外壳外部,则认为试验合所需的温度即可。Ex元件证需用户自己配接温
格。隔爆面长度、隔爆隙和粗糙度是保证隔爆度保护控制系统,可以在加热管上加装防爆的温
性能的重要参数,应满足GB3836.2-2010表1度传感器,温度传感器检测到的温度信号经变送
和表2参数的要求。
器转化为温度作为控制器的反馈值,当设定值小
(3)最高表面温度:是隔爆型电阻加热装置于反馈值时,电阻加热装置继续供电;当设定值与
在最高环境温度和相应的最大额定外部热源时,反馈值的差值达到一定临界范围时,立即给电阻
施加最不利条件时的最高表面温度。其最高的表加热装置的电源断电。
面温度不能超过产品的温度组别,设备的温度组3増安型电阻加热装置的应用
别是设备选型的一个非常重要的参数。
1.2增安型电阻加热装置的防爆原理简介
3.1温度保护
增安型电阻加热裝置是一种额定电压不超过
付于增安型电阻加热装置应防止加热装置带电
11kV(交流有效值或直流)、采取一些附加措施时超过极限温度,可采用以下三种措施进行保护
保证在正常运行或规定的异常条件下不产生危险
(1)稳态结构式温度保护
温度、电弧和火花的电气设备。
稳态结构就是通过设计和限定使用条件而且
增安型电阻加热装置由接线盒和加热电阻组
还不使用限温防护的方法,使加热裝置的温度在
成。接线盒部分分为增安型结构,加热电阻具有任何时候都不会超过极限温度的一种结构。也就
正温度系数,热电阻的绝缘层采用致密的绝缘材
说这种结构的电阻加热装置是一种专门设计在规
定条件下的加热装置。一旦使用条件变了,加热
料制成,在绝缘层外还必须有导电覆盖层。增安
装置的温度也会改变。
型电阻加热装置最重要的参数是电气间隙、爬电
距离、外壳防护等级、绝缘性能和极限温度。
(2)使用电阻加热装置温度自限特性的稳态
(1)电气间隙和爬电距离:电气间隙是两个结构保护
具有正温度系数的电阻,在绝热状态下,当施
导电部件间的最短空间距离,爬电距离是两个导加的电压一定时,电功率与表面温度是成非线性的
电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。这两个
反比关系,即在电压一定时,电阻表面的温度升高
参数如考虑不周,将会引起电路击穿。
输出功率将减小。电阻加热装置的温度自限特性
(2)外壳防护等级:因为增安型电阻加热装置就是电功率随着温度的升高而减小,当周围介质的
接线盒内部装有裸露带电零部件,故外壳至少具有温度达到加热装置的温度时,输出功率将不变。
IP54的防护等级。外壳防护等级主要靠接线盒端
电阻加热装置的温度还取决于热输出环境温
盖与盒体之间的密封衬垫及紧固件来保证。
度、电阻加热装置和其周围的导热特性。实际应用
(3)绝缘性能:增安型电阻加热装置应满足中通常使用PD控制,实现对温度的精准控制3。
电阻加热元件绝缘材料的热稳定性试验、绝缘整
(3)安全装置提供温度保护
体性试验和介电强度试验,具体试验要求参见GB
这种方式是通过采集以下参数来实现限制加
3836.3-2010的相关条款。
热装置的温度?。
(4)极限温度:极限温度是电气设备或其部
1)检测电阻加热器的温度,或适用时,检测
件的最高允许温度,等于按爆炸性气体环境点燃其附近的环境温度;或
的危险和所用材料的热稳定性条件确定的两个温
2)检测周围温度和一个或多个其他参数;或
度中的较低温度。增安型电阻加热装置应配备温
3)检测两个或多个温度之外的参数,例如:
度保护装置来限制内部的最高温度。
液面、流量、电流和耗散