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摘要：煤礦用隔爆型LED照明燈是煤礦井下的主要照明設(shè)備，其可靠的安全性對于礦工的生命安全及國家財(cái)產(chǎn)有著至關(guān)重要的意義。本文介紹了煤礦用隔爆型LED照明燈在國內(nèi)與國際標(biāo)準(zhǔn)體系中存在設(shè)計(jì)差異，使煤礦用隔爆型LED照明燈在設(shè)計(jì)上更加完善，以滿足國內(nèi)外不同的國家對煤礦用隔爆型LED照明燈的標(biāo)準(zhǔn)要求，從而使中國制造在世界的舞臺上大放異彩。

關(guān)鍵詞：煤礦;隔爆;LED;燈具

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以LED作為光源的第四代煤礦用防爆燈已逐漸取代白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈成為煤礦安全生產(chǎn)中最可靠的照明應(yīng)用。其壽命長、能耗低、體積小、呈色性好等優(yōu)點(diǎn)，對煤礦提高安全生產(chǎn)能力、煤礦節(jié)能、降低采煤成本有著重大的意義。煤礦用隔爆型LED照明燈是采用隔爆“d”的防爆型式進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過把燈具中可能點(diǎn)燃瓦斯煤塵爆炸性混合物的部件全部封閉在一個隔爆外殼內(nèi)，其隔爆外殼能夠承受內(nèi)部點(diǎn)燃源在引起爆炸后所產(chǎn)生的高壓、高溫，同時通過隔爆外殼的接合面及隔爆間隙進(jìn)行阻火，使之不能引起殼體外界的爆炸;并且限制燈具的表面溫度，使燈具外殼的溫度不具備引燃瓦斯煤塵爆炸性混合物的能力，從而對煤礦井下的人員、設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

2 國內(nèi)與國際煤礦防爆電氣標(biāo)準(zhǔn)

對于爆炸性環(huán)境用電氣產(chǎn)品，目前國際上執(zhí)行的是由國際電工委員會發(fā)布的IEC 60079系列標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)執(zhí)行的是由國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的GB 3836系列標(biāo)準(zhǔn)。GB 3836系列標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)我國特有的國情，在IEC 60079系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上增加了國家差異后，等效編寫制定的。

但隨著技術(shù)的發(fā)展，以及版本更新速度等原因，針對在煤礦用隔爆型LED照明燈產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求也有了較大的差異。尤其在對LED所產(chǎn)生的光輻射對爆炸性環(huán)境的影響上也有了新的要求，這方面IEC已經(jīng)領(lǐng)先于國內(nèi)以及美的Division防爆系統(tǒng)要求。

3 煤礦用隔爆型LED照明在IEC 60079-0：2011與GB3836.1-2010中的技術(shù)要求差異

煤礦用隔爆型LED燈具的外殼分為金屬外殼和非金屬外殼兩類。當(dāng)使用金屬外殼時，IEC 60079-0：2011中規(guī)定不允許使用質(zhì)量百分比的總含量超過15%的鋁、鎂、鈦和鋯或者7.5%的鎂、鈦和鋯的金屬外殼。而根據(jù)中國的國情這一要求發(fā)生了變化，國內(nèi)要求煤礦井下采掘工作面所使用的防爆燈具金屬外殼不允許使用質(zhì)量百分比的總含量超過15%的鋁、鎂、鈦和鋯或者7.5%的鎂、鈦和鋯的金屬外殼，但是對于非采掘工作面的防爆燈具金屬外殼，國內(nèi)規(guī)定外殼需采用抗拉強(qiáng)度不低于120MPa，且按GB/T 13813-2008規(guī)定的摩擦火花試驗(yàn)方法考核合格的輕合金制成。當(dāng)采用非金屬外殼時，在IEC 60079-0：2011中并沒有對材料阻燃性進(jìn)行明確規(guī)定，而在GB 3836.1-2010中則明確要求塑料外殼應(yīng)按GB/T 11020-2005中規(guī)定的火焰垂直試驗(yàn)法(FV法)進(jìn)行測試，同時要求測試結(jié)果不低于FV2級的要求。

根據(jù)國內(nèi)煤礦實(shí)際工況環(huán)境的要求，國內(nèi)對防爆電氣設(shè)備整機(jī)增加了交變濕熱的測試。常見的礦用防爆燈具應(yīng)能通過嚴(yán)酷等級為溫度+40℃、周期12d、濕度93%的交變濕熱試驗(yàn)。同時對于金屬外殼的接線空腔，國內(nèi)強(qiáng)制要求空腔內(nèi)表面涂耐弧漆。

4 煤礦用隔爆型LED照明在IEC 60079-1：2011與GB3836.2-2010中的技術(shù)要求差異

除IEC 60079-1：2010的規(guī)定外，GB 3836.2-2010對煤礦I類隔爆型電氣設(shè)備增加了下述要求，對于外殼容積不大于2 000cm3的隔爆外殼，可采用非金屬材料制成，但是不允許直接在非金屬外殼上制作緊固用螺紋。這一要求也使得部分國外企業(yè)用非金屬生產(chǎn)的燈具外殼在出線口處不符合國內(nèi)的防爆要求。同時，GB 3836.2-2010規(guī)定用于采掘工作面的電氣設(shè)備在使用隔爆的防爆型式時，其金屬隔爆外殼外殼只允許采用鋼板或鑄鋼，只有在其裝配后不受外力沖擊或容積不大于2 000cm3的外殼，可以使用牌號不低于HT250的灰鑄鐵。對于安裝在接線腔內(nèi)部的接線端子的電氣間隙和爬電距離應(yīng)符合GB 3836.3-2010或IEC 60079-7：2015的要求。

5 國內(nèi)與國際煤礦用隔爆型LED燈具引入方式的差異

防爆電氣產(chǎn)品的引入方式包括兩種：直接引入和間接引入。其中直接引入方式的要求已在GB3836.2-2010中明確規(guī)定：a)正常運(yùn)行時不產(chǎn)生火花、電弧危險(xiǎn)溫度;b)電氣設(shè)備的額定功率不大于250W，且電流不大于5A。對于目前國內(nèi)市場上的煤礦隔爆型LED燈具，如不經(jīng)過輔助技術(shù)的處理是很難達(dá)不到以上要求的。

關(guān)于間接引入方式通常包括連接隔爆型接線腔“Ex d”、連接增安型接線腔“Ex e”兩種。在使用隔爆型接線腔作為間接引入方式時，應(yīng)注意與主腔之間的連接方式，可以使用圓柱隔爆面、螺紋隔爆面或者澆封隔爆面。當(dāng)使用澆封隔爆面時，應(yīng)注意澆封劑的選擇，使其性能能夠承受相應(yīng)的工作溫度要求，避免因COT不達(dá)標(biāo)而發(fā)生傳爆。同時，在后續(xù)的內(nèi)部點(diǎn)燃不傳爆測試時，應(yīng)使用澆封后的樣品進(jìn)行測試，模擬爆炸環(huán)境，確保引入方式的可靠。在使用增安型接線腔作為間接引入方式時，接線腔與主腔之間的連接多采用澆封的連接方式，在控制電氣間隙和爬電距離的同時，保證外殼能達(dá)到IP54的國際防護(hù)等級。需要特別注意的是在煤礦防爆電氣產(chǎn)品中，增安型接線腔作為間接引入方式在國際上通常的做法，但是在中國是不允許的。這是因?yàn)樵谥袊拿旱V井下，增安型“Ex e型”是不被認(rèn)為完全可靠的。這也是國內(nèi)和國際在引入方式上最大的區(qū)別。隨著采礦技術(shù)的發(fā)展，以及國內(nèi)煤礦安全管理模式的日益先進(jìn)，這一差異終將會被取消。

6 結(jié)束語

綜上所述，通過對IEC標(biāo)準(zhǔn)與GB標(biāo)準(zhǔn)的分析，我們明確了煤礦用隔爆型LED照明燈在國內(nèi)外對設(shè)計(jì)與檢測的不同要求，這更加有助于企業(yè)節(jié)約設(shè)計(jì)成本，避免重復(fù)研發(fā)的情況發(fā)生，并且能夠在競爭激烈的市場中搶得先機(jī)，縮短認(rèn)證周期，第一次時間將產(chǎn)品推向市場。

來源：《電力設(shè)備》2018年第14期 作者：郭繼毅 馬進(jìn)

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