在油气化工、粮食加工和煤矿等爆炸危险区域,电气设备穿墙电缆必须用防爆连接器密封。选型时面对Ex d、Ex e、Ex ia等一堆防爆标志,很多工程师不确定该选哪种。我们上海科迎法电气在防爆连接器产品线中提供隔爆型和增安型两大类,本文从用户选型需求出发,讲清楚防爆连接器的防爆原理、等级区别、选型要点和电缆密封安装方法。

防爆连接器选型防爆等级区别和电缆密封安装方法

防爆连接器产品展示

一、防爆连接器的防爆原理

 

防爆连接器不是"防爆"即自身不爆炸,而是"防爆"即在爆炸危险环境中不会引燃周围爆炸性气体或粉尘。防爆原理分几种。

 

隔爆型Ex d原理。将可能产生电弧火花的电气部件放在隔爆外壳内。外壳接合面有精确控制的间隙和长度。外壳内部发生气体爆炸时,火焰在间隙中被冷却到低于外部气体自燃温度,不会点燃外部爆炸性气体。隔爆型允许内部产生电弧火花,外壳承受并冷却火焰。电缆穿过外壳壁时用隔爆型电缆密封接头,螺纹接合面就是隔爆路径。

 

增安型Ex e原理。不产生电弧火花的电气部件通过提高安全程度防止产生点火源。增安型不靠外壳隔离火焰,而是从源头上避免产生电弧。措施包括加大电气间隙和爬电距离、提高绝缘等级、降低温升、加防松防脱落结构。增安型电缆密封接头靠密封圈压紧电缆实现防护,不需要隔爆螺纹接合面。

 

本质安全型Ex ia原理。限制电路能量使电路在任何故障条件下产生的电弧火花能量不足以点燃爆炸性气体。本质安全型不需要特殊外壳,但电缆和连接器必须满足ia等级的电气参数限制。

 

二、Ex d和Ex e怎么选

 

选型依据是设备保护级别(EPL)和区域划分。

 

区域划分。1区(正常运行可能产生爆炸性气体)和2区(正常运行不太可能但偶尔产生爆炸性气体)。粉尘环境21区和22区。

 

Ex d隔爆型适合1区。Ex d设备保护级别Gb,适合1区和2区。隔爆型外壳承受内部爆炸不传播火焰,安全性高但成本高、体积大。

 

Ex e增安型适合2区。Ex e设备保护级别Gb,但实际应用中增安型通常用于2区。增安型不承受内部爆炸,成本低于隔爆型,体积小。

 

Ex ia本质安全型适合0区。Ex ia设备保护级别Ga,适合0区(连续产生爆炸性气体)。但ia型功率受限,只适合低功率信号电路。

 

实际选型建议。1区区域选Ex d隔爆型。2区区域选Ex e增安型即可,如果预算允许可统一选Ex d。粉尘环境21区和22区选Ex tD粉尘防爆型。煤矿井下选Ex d I矿用隔爆型。

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三、防爆连接器选型要点

 

要点一 确认防爆标志完整信息。防爆标志包含防爆型式、类别、级别、温度组别和设备保护级别。例如Ex d IIC T6 Gb,Ex d是隔爆型,IIC是气体类别(IIC包含氢气乙炔最严格),T6是温度组别(最高表面温度85摄氏度),Gb是设备保护级别(适合1区)。选型时每个参数都要和实际工况匹配。

 

要点二 确认电缆外径。防爆电缆密封接头通过密封圈压紧电缆实现密封防护。密封圈规格必须和电缆外径匹配。常见电缆外径3到20毫米,密封圈对应有多个规格。电缆外径和密封圈孔径公差正负0.5毫米,超出公差密封不良。电缆外径可定制密封圈。

 

要点三 确认螺纹规格。设备外壳穿墙孔的螺纹决定接头螺纹。常见M20乘1.5、M25乘1.5公制螺纹,1/2英寸NPT锥管螺纹,PG13.5德国标准螺纹。隔爆型Ex d接头必须用螺纹接合面做隔爆路径,螺纹扣数和啮合长度有严格要求(M20至少5到6扣完整螺纹,啮合长度不小于12.5毫米)。增安型Ex e接头螺纹只起固定作用无隔爆要求。

 

要点四 确认防护等级。防护等级IP加两位数字。第一位防尘(6最高完全防尘),第二防水(7防短时浸水,8防持续浸水,9K防高温高压水柱)。户外或潮湿环境选IP66以上,经常冲洗环境选IP67以上,水下或埋地选IP68。

 

要点五 确认材质。标准配置铜合金镀镍(耐腐蚀成本适中)。沿海或强腐蚀环境选316L不锈钢。不用铝合金(碰撞可能产生铝热反应火花,防爆安全考虑)。不用塑料壳体(塑料不导电无法实现EMC屏蔽和静电导出)。

 

四、电缆密封安装方法

 

安装步骤一 确认穿墙孔螺纹。穿墙孔为M20乘1.5或M25乘1.5公制螺纹,或NPT锥管螺纹,或PG螺纹。防爆接头螺纹规格必须和穿墙孔匹配。隔爆型接头螺纹加工精度直接影响隔爆性能,不能用非标螺纹。

 

安装步骤二 穿入接头。接头从设备外侧穿入穿墙孔。内外侧各套一个垫圈,内侧拧上锁紧螺母。隔爆型接头确保螺纹啮合扣数足够(用卡尺或目视确认完整螺纹扣数),拧紧力矩按规格确定(M20约20到30牛米,M25约30到40牛米)。

 

安装步骤三 电缆穿入密封。电缆从压缩螺母端穿入接头,穿过密封圈。拧紧压缩螺母压紧密封圈,密封圈截面被压缩15到35百分比均匀包裹电缆外径。压缩量判断:手拧不动后用扳手再拧半圈到一圈。

 

安装步骤四 密封检查。目视检查密封圈是否均匀压紧(电缆周围无缝隙)。做气密性测试(壳体加0.05到0.5兆帕气压放入水中无气泡)确认密封合格。

 

安装注意事项。电缆出口朝下安装防止雨水沿电缆倒灌。电缆在接头尾部用固定夹固定防止拉扯导致密封松动。密封圈定期检查弹性是否老化,老化后及时更换。隔爆型接头螺纹接合面定期检查有无锈蚀或损伤,锈蚀影响隔爆间隙必须处理。

 

如需防爆连接器选型或安装方案,请联系科迎法电气技术团队。除了防爆电气连接产品,我们同时提供太阳光模拟器等光电测试设备,服务工业检测领域。