摘要:在石油、化工、天然气、制药等存在易燃易爆气体或粉尘的危险环境中,电气设备的安全运行至关重要。为防止电火花引发爆炸事故,防爆电气设备的设计与选型必须遵循严格的标准规范。其中,正压型防爆配电箱作为一种重要的防爆形式,因其独特的保护原理和较高的安全性,被广泛应用于高
在石油、化工、天然气、制药等存在易燃易爆气体或粉尘的危险环境中,电气设备的安全运行至关重要。为防止电火花引发爆炸事故,防爆电气设备的设计与选型必须遵循严格的标准规范。其中,正压型防爆配电箱作为一种重要的防爆形式,因其独特的保护原理和较高的安全性,被广泛应用于高危工业场所。本文将围绕正压型防爆配电箱的相关标准规范进行系统解析,探讨其设计原则、技术要求及实际应用中的注意事项。
一、正压型防爆的基本原理
正压型防爆(Exp)是通过向电气设备外壳内部持续通入清洁的保护性气体(如空气或惰性气体),使壳内气压始终高于外部环境压力,从而阻止外部爆炸性气体混合物进入壳体内部。即使设备内部产生电火花,由于缺乏可燃介质,也无法引发爆炸。
该防爆方式适用于无法完全避免内部点燃源但又需在爆炸性环境中运行的电气控制设备,尤其适合用于大型配电柜、PLC控制柜等复杂系统的防护。
二、主要标准规范依据
正压型防爆配电箱的设计、制造与检验必须符合国际和国内相关标准。目前主要依据的标准包括:
1.GB/T3836.52017《爆炸性环境第5部分:由正压外壳“p”保护的设备》
这是我国现行的国家标准,等效采用IEC600795:2014,详细规定了正压型防爆设备的分类、结构要求、保护气体供给、压力监测、联锁装置、安全措施等内容。
2.IEC600795:2014Explosiveatmospheres–Part5:Equipmentprotectionbytypeofprotection“p”
国际电工委员会制定的核心标准,为全球范围内的正压型设备提供了统一的技术框架。
3.GB3836.12021《爆炸性环境第1部分:设备通用要求》
作为基础性标准,规定了所有防爆电气设备的通用安全要求,正压型设备也需满足其中关于材料、温升、绝缘、接地等方面的规定。
4.GB/T42082017《外壳防护等级(IP代码)》
明确了设备外壳对固体异物和水的防护能力,正压型配电箱通常要求达到IP55或更高防护等级。
5.GB/T110222020《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》
针对配电系统的结构强度、操作性能、机械寿命等提出要求,适用于集成式防爆配电箱。
三、关键技术要求与设计规范
根据上述标准,正压型防爆配电箱在设计与制造中应满足以下关键要求:
1.压力维持与监测系统
必须配备可靠的气压监测装置(如压力传感器或压力开关),实时监控壳体内压力。
正常运行时,内部压力应至少比外部高出50Pa(对于危险区域2区可适当降低至25Pa)。
当压力低于设定阈值时,系统应能自动发出报警信号,并在必要时切断主电源或启动备用供气装置。
2.保护气体质量与供给
使用的保护气体必须清洁、干燥、无油、不含可燃成分。通常采用经过过滤处理的压缩空气或氮气。
供气系统应具备稳压、过滤、减压功能,防止杂质进入柜体影响电气元件。
对于连续换气型(px/py),换气时间应满足标准计算公式要求,确保内部可燃气体浓度降至安全水平以下。
3.联锁与安全控制
设备必须设置电气联锁装置:未建立足够正压前,不得接通主电路电源;一旦失压,应延迟断电以允许安全停机或触发紧急程序。
控制逻辑应符合故障安全原则,即任何单一故障不应导致防爆性能丧失。
4.结构与密封设计
外壳应具有足够的机械强度,能够承受内部可能发生的非正常压力波动。
所有接缝、门封、电缆引入口均需采用高效密封结构,防止气体泄漏。
门开启应设有联锁装置,开门即断电,避免带电操作带来的风险。
5.温度限制与表面温度控制
即使在正压保护下,设备内部元件仍可能发热。因此,需评估最高表面温度,并确保其不超过所在环境中爆炸性物质的引燃温度(Trating)。
对于高温元件,应采取隔热、散热或降额使用等措施。
四、分类与适用区域
根据GB/T3836.5,正压型设备分为三种类型:
正压型防爆配电箱多采用px型设计,适用于1区及以上危险场所,尤其适合频繁操作、发热量大或内部元器件复杂的控制系统。
五、安装与维护注意事项
1.安装环境要求
安装位置应远离强烈振动、高温源和腐蚀性气体。
供气管道应独立敷设,避免与其他管线混用,防止污染。
2.定期检查与维护
每月检查压力表、过滤器、电磁阀等工作状态。
定期更换过滤芯,清理进气口,防止堵塞。
每年进行一次全面的功能测试,包括压力建立、报警响应、联锁动作等。
3.人员培训
操作与维护人员应接受专业培训,了解正压系统的运行机制和应急处理流程。
严禁擅自拆除或屏蔽报警装置。
六、发展趋势与展望
随着智能化和自动化水平的提升,未来的正压型防爆配电箱正朝着集成化、数字化方向发展。例如:
引入物联网技术,实现远程压力监控与故障预警;
采用智能控制器自动调节供气量,节能高效;
与DCS/SCADA系统联动,提升整体安全管理水平。
同时,新能源领域(如氢能储运、锂电池生产)对高安全性防爆配电设备的需求日益增长,也为正压型技术的应用拓展了新空间。
结语
正压型防爆配电箱作为保障危险场所电气安全的重要设备,其设计与应用必须严格遵循国家标准和行业规范。只有在充分理解GB/T3836.5等核心标准的基础上,结合实际工况进行科学选型与规范安装,才能真正实现“本质安全”。未来,随着技术进步和标准体系不断完善,正压型防爆配电箱将在工业安全生产中发挥更加关键的作用。
来源:河南华隆电气设备
