隔爆型led 灯防爆要求探讨

吴长康

（南阳防爆电气研究所有限公司，河南 南阳 473008）

[关键词]LED防爆灯；防爆设计；选型安装

[摘 要]介绍了爆炸危险场所安装使用的LED防爆灯的结构设计要点和安装选型要求。[中图分类号] TM9 [文献标识码] A [文章编号]1004-9118(2020)01-0030-03

DOI：10.14023/j.cnki.dqfb.2020.01.008Discussion on Requirements of Explosion Proof LED Lamp

Wu Chang-kang

Nanyang Explosion Protected Apparatus Research Institute Co., Ltd., 473008, Nanyang, HenanKey words: LED explosion proof lamp; explosion proof design; model selection and installation

Abstract: It introduces the key points of the explosion proof structure design and requirements of installation and selection of the LED explosion-proof lamps used in hazardous areas and zones.

0 前言

防爆灯作为光源设备在石油化工行业存在易燃易爆危险气体或粉尘的场所中被广泛使用。从防爆灯具使用区域来看，有应用在气体场所中的1区和2区的II类防爆灯具、用在粉尘场所中21区和22区中的III类防爆灯具和用在煤矿场所中的I类防爆灯具。从防爆结构上来划分为隔爆型、增安型、复全型灯具等；从光源上划分为白炽灯、高压汞灯、LED防爆灯、LED泛光灯等等[1]。本文主要从防爆结构上对隔爆型LED防爆灯防爆要求进行分析探讨。

灯具长寿命工作，接线时只需打开接线腔，安装维护方便、安全。隔爆型LED灯具主要通过隔爆外壳和隔爆接合面来实现防爆[2]。隔爆外壳要能承受腔体内部爆炸性混合物产生的爆炸压力不变形，并且通过隔爆面间隙来阻止内部爆炸火焰向周围的爆炸性混合物传播。这种防爆灯具的结构特点是必须要有符合隔爆要求的隔爆外壳，包括金属材料构成的灯体部件和与之相配套的灯罩透明件部件。常见LED防爆灯结构组成见图1所示。

常见的LED灯具隔爆外壳材质为铸铝合金外壳，压铸成型，表面喷塑[3]。目前爆炸性气体危险场所防爆标志为 Ex d II C 、Ex d II B 的比较常见，也是在石油化工行业使用最广泛的防爆型式之一。1.2防爆要求

隔爆型电气设备有两大特点：一是要耐爆和隔爆，就是设备隔爆外壳要有一定的强度；二是

1 隔爆型LED防爆灯防爆要求

1.1防爆结构特点

常见的隔爆型LED灯具主要由接线腔、电器腔、光源腔组成。光源腔、电器腔和接线腔分别、可有效降低光源腔、电器腔温升，确保

[收稿日期] 2019-12-28

[作者简介]吴长康（1979— ），男，主要从事防爆安全检查等工作。

30

·防爆技术应用·隔爆型LED灯防爆要求探讨要隔爆，就是要保证隔爆接合面宽度、隔爆面间隙、隔爆面粗糙度等参数符合标准要求[4]。隔爆型LED防爆灯的外壳防爆结构由壳体和灯罩透明件组成。

接线腔电器腔光源腔图1 常用LED防爆灯结构组成

1.2.1 隔爆外壳强度

（1）隔爆型防爆灯实现防爆首先是要保证隔爆外壳的强度。现在大多数灯具的外壳采用铸铝合金压铸外壳，在设计时要选择适当的材质和外壳壁厚，保证防爆外壳不损坏，一般隔爆外壳接合面只允许弹性变形，不允许产生永久塑性变形。

（2）防爆灯具的隔爆外壳，大多数是由 2 个或多个连通空腔组成，如果各腔体之间有小的通孔相连，则可能产生比正常压力更大的压力和压力上升速率，往往很容易产生压力重叠现象 [5-6] 。除非隔爆外壳强度经过试验能承受爆炸压力试验，否则，尽量避免隔爆外壳存在压力重叠现象。

（3）隔爆外壳不能用锌或锌含量高于80%的锌合金制成。锌和锌合金容易迅速降低品质（如抗拉强度性能降低，导至外壳强度不够）。

（4）隔爆外壳材料如果使用铸铁，材料等级应不低于150级（ISO185）。

（5）隔爆外壳的强度应满足标准要求。外壳强度试验GB 3836.2—2010 中规定：型式试验应包含防爆外壳耐压试验和内部点燃不传爆试验；出厂试验应通过防爆外壳耐压试验，防爆外壳耐压试验可采用静压试验和动压试验法。隔爆外壳在进行压力测试时(静压试验），施加的压力一般是参考压力的1.5倍，一般隔爆

灯具属于小型设备，一般采用表1规定的压力进行静压试验。加压时间至少10 s，试验只进行一次。

表1 静压试验

容积/cm3

类别压力/kPa≤10I、II、IIB、IIC

1 000>10I1 000>10IIA、IIB1 500>10

IIC

2 000

1.2.2外壳隔爆接合面防爆参数

除了上面介绍的隔爆外壳强度符合要求外，隔爆型灯具的的壳体部分的隔爆接合面设计需要符合GB 3836.2—2010表1、表2中的规定，在设备设计中要根据产品使用场所按规定选用

合适的隔爆接合面结构和参数。一般隔爆接合面IIA、IIB类的灯具常选用平面式隔爆接合面结构，IIC类灯具常选用螺纹或止口式隔爆接合面结构

[7-10]

。其中GB 3836.2—2010 第5.2.7

条规定，对于规定用于含有乙炔爆炸性气体环境中的IIC类电气设备只有符合隔爆接合面间隙i≤0.04 mm、隔爆接合面宽度L≥9.5 mm,和腔体容积≤500 cm3，才允许采用平面接合面，这种情况是特例。防爆灯常见隔爆接合面见图2所示。

图2 LED防爆灯常见隔爆接合面

31

《电气防爆》 2020年2月 第1期1.2.3 透明件要求

任何隔爆型LED防爆灯均需安装透明件,为了满足防爆灯具结构、工艺和透光率要求,透明件不会做的很厚。透明件大部分是由抗高能量冲击的钢化玻璃透明罩或聚碳树脂透明罩制成。透明件的材质强度一般比金属材料强度低,特别是玻璃,是防爆外壳零件中较薄弱的环节之一。玻璃透明件还要能承受热剧变试验和冲击试验。关于透明件的要求要符合GB 3836.1—2010标准中的相关要求。

隔爆型LED灯在安装玻璃透明件时，透明件的四周要受力均匀，安装时要避免透明件局部产生危险的机械应力。玻璃透明件，可以采用胶封的方法密封固定（胶封材料要符合GB 3836.1—2010规定的试验要求），还可以采用与外壳灯体直接胶封的方法密封固定以达到防爆要求。灯具透明件固定后在结构上必须保证玻璃透明件和密封件不能从外壳部件上脱落。LED防爆灯常见透明件固定方式见图3。

图3 LED防爆灯常见透明件固定方式

1.3标志要求

隔爆型LED防爆灯必须要有清晰永久防爆标志信息，也就是说铭牌上的防爆信息要标识清楚，产品名牌信息应包括：产品名称、生产单位名称，生产日期、防爆标志、防爆合格证号等。通过防爆标志我们能判断出防爆灯的防爆型式和结构是否一致。比如一台隔爆型LED灯具防爆标志为Ex dIICT4 ,而隔爆接合面为平面式的，则需要进一步核查相关参数，是否符合要求。

32

2 小结

LED防爆灯作为照明灯具，是石油化工场所使用最广泛的防爆设备之一，其防爆安全性至关重要，应在设计之初就要全面贯彻防爆标准的要求，并且需要正确地安装以实现完整的防爆功能。

参考文献

[1]杨文宇.LED防爆灯具的应用和分析[J].电气防爆，

2019（5）：30-33.

[2]尤一龙.一种适用于1区的LED应急防爆灯具[J].电气防爆，2017(1)：41-43.

[3]公文礼.煤矿井下照明安全性分析与节能技术[J].电气防爆，2019（5）：20-25.

[4]施伟斌,翁振克,黄军,等.LED防爆灯具的设计方法研究[J].照明工程学报，2013(03）:99-104.

[5]马传豹,沈达.LED防爆灯具设计[J].中国照明电器，2013(07):80-83.

[6]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中.国国家标准化管理委员会.爆炸性环境 第1部分：设备通用要求:GB 3836.1—2010[S].北京：中国标准出版社，2011:08.

[7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备：GB 3836.2—2010[S].北京：中

国标准出版社，2011:08.

[8]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.爆炸性环境第3部分：由增安型“e”保护的设备：GB 3836.3—2010[S].北京：中国标准出版社，2011:08.

[9]张显力.防爆电气概论［M］北京：机械工业出版社，2008.

[10]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.爆炸性环境 第15部分：电气装置的设计、选型和安装：GB/T 3836.15—2017[S].北京：中国标准出版社，2018:07.