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防爆電機(jī)主要用于煤礦、石油天然氣、石油化工和化學(xué)工業(yè)。此外，在紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫(yī)藥等部門也被廣泛應(yīng)用。
防爆電機(jī)作為主要的動(dòng)力設(shè)備，通常用于驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和其他傳動(dòng)機(jī)械。 隨著科技、生產(chǎn)的發(fā)展，存在爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所也在不斷增加。
例如，食用油生產(chǎn)過(guò)去是用傳統(tǒng)的壓榨法工藝，20世紀(jì)70年代以后，我國(guó)開始引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的浸出油工藝，但此工藝中要使用含有己烷的化學(xué)溶劑，己烷是易燃易爆物質(zhì)；因此浸出油車間就成了爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，需要使用防爆電機(jī)和其他防爆電氣產(chǎn)品。又如，近年來(lái)我國(guó)公路發(fā)展迅速，一大批燃油加油站出現(xiàn)，也給防爆電機(jī)提供了新的市場(chǎng)。
產(chǎn)品分類 1． 按電機(jī)原理分 可分為防爆異步電機(jī)、防爆同步電機(jī)及防爆直流電機(jī)等。 2． 按使用場(chǎng)所分 可分為煤礦井下用防爆電機(jī)及工廠用防爆電機(jī)。
3． 按防爆原理分 可分為隔爆型電機(jī)、增安型電機(jī)、正壓型電機(jī)、無(wú)火花型電機(jī)及粉塵防爆電機(jī)等。 4． 按配套的主機(jī)分 可分為煤礦運(yùn)輸機(jī)用防爆電機(jī)、煤礦絞車用防爆電機(jī)、裝巖機(jī)用防爆電機(jī)、煤礦局部扇風(fēng)機(jī)用防爆電機(jī)、閥門用防爆電機(jī)、風(fēng)機(jī)用防爆電機(jī)、船用防爆電機(jī)、起重冶金用防爆電機(jī)及加氫裝置配套用增安型無(wú)刷勵(lì)磁同步電機(jī)等。
此外，還可以按額定電壓、效率等技術(shù)指標(biāo)來(lái)分，如高壓防爆電機(jī)、高效防爆電機(jī)、高轉(zhuǎn)差率防爆電機(jī)及高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩防爆電機(jī)等。本文按防爆原理分類介紹。
產(chǎn)品系列及其特點(diǎn) 1． 隔熄型電機(jī) 它采用隔爆外殼把可能產(chǎn)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度的電氣部分與周圍的爆炸性氣體混合物隔開。但是，這種外殼并非是密封的，周圍的爆炸性氣體混合物可以通過(guò)外殼的各部分接合面間隙進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部。
當(dāng)與外殼內(nèi)的火花、電弧、危險(xiǎn)高溫等引燃源接觸時(shí)就可能發(fā)生爆炸，這時(shí)電機(jī)的隔爆外殼不僅不會(huì)損壞或變形，而且爆炸火焰或熾熱氣體通過(guò)接合面間隙傳出時(shí)，也不能引燃周圍的爆炸性氣體混合物。 我國(guó)當(dāng)前廣泛應(yīng)用的低壓隔爆型電機(jī)產(chǎn)品的基本系列是YB系列隔爆型三相異步電機(jī)，它是Y系列(IP44)三相異步電機(jī)的派生產(chǎn)品。
防爆性能符合GB3836．1—83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求》和GB3836．2—83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備隔爆型電氣設(shè)備“d”，》的規(guī)定；電機(jī)功率范圍為O．55—200kW，相對(duì)應(yīng)的機(jī)座號(hào)范圍是機(jī)座中心高為80—315nun；防爆標(biāo)志為dI、dIIAT4、dIIBT4，分別適用于煤礦井下固定式設(shè)備或工廠IIA、IIB級(jí)，溫度組別為T1—T4組的可燃性氣體或蒸氣與空氣形成的爆炸性混合物的場(chǎng)所；主體外殼防護(hù)等級(jí)為IP44，也可制成IP%4，接線盒防護(hù)等級(jí)為IP54；額定頻率為50Hz，額定電壓為380、1660、1140、380／660、660／140V；電機(jī)絕緣等級(jí)為F級(jí)，但按B級(jí)考核定子繞組的溫升，具有較大的溫升裕度。低壓隔爆型三相異步電機(jī)派生系列的主要型號(hào)有：YB系列(dIIcT4)(機(jī)座中心高為80—315mm)，YBSO系列(小功率，機(jī)座中心高為63—90mm)，YBF系列(風(fēng)機(jī)用，機(jī)座中心高為63—160mm)，YB—H系列(船用，機(jī)座中心高為80~280mm)，YB系列(中型，機(jī)座中心高為355—450mm)，YBK系列(煤礦用，機(jī)座中心高為100—315mm)，YB—W、B—TH、YB—WTH系列(機(jī)座中心高為80—315mm)，YBDF—WF系列(戶外防腐隔爆型電動(dòng)閥門用，機(jī)座中心高為80—315mm)及YBDC系列(隔爆型電容起動(dòng)單相異步電機(jī)，機(jī)座中心高為71—100mm)和YBZS系列起重用隔爆型雙速三相異步電機(jī)。
另外，還有YB系列高壓隔爆型三相異步電機(jī)(機(jī)座中心高為355~450mm，560—710mm)。行業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)的YB2系列已于1四年底通過(guò)了全國(guó)鑒定，將逐步取代YB系列，成為我國(guó)隔爆型三相異步電機(jī)的基本系列。
YB2系列共15個(gè)機(jī)座號(hào)(機(jī)座中心高為63、355nmm)，功率范圍為O．12—315kW。 其主要特點(diǎn)是： (1) 功率等級(jí)、安裝尺寸及轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系與DIN42673一致，同時(shí)考慮到與YB系列 的繼承性和Y2系列的互換性，作了必要調(diào)整，更加有效和適用。
(2) 全系列采用F級(jí)絕緣，溫升按B級(jí)考核。 (3) 噪聲限值比YB系列低，接近YB系列的I級(jí)噪聲，振動(dòng)限值與YB系列相當(dāng)。
(4) 外殼防護(hù)等級(jí)提高到IP55。 (5) 全系列選用低噪聲深溝球軸承，機(jī)座中心高在180mm以上電機(jī)設(shè)注排油裝置。
(6) 電機(jī)散熱片有平行水平分布和輻射分布兩種，以平行水平分布為主。 (7) 主要性能指標(biāo)達(dá)到20世紀(jì)90年代初國(guó)際先進(jìn)水平。
2.增安型電機(jī)它是在正常運(yùn)行條件下不會(huì)產(chǎn)生電弧、火花或危險(xiǎn)高溫的電機(jī)結(jié)構(gòu)上，再采取一些機(jī)械、電氣和熱的保護(hù)措施，使之進(jìn)一步避免在正?；蛘J(rèn)可的過(guò)載條件下出現(xiàn)電弧、火花或高溫的危險(xiǎn)，從而確保其防爆安全性。 我國(guó)當(dāng)前應(yīng)用的低壓增安型的基本系列是YA系列增安型三相異步電動(dòng)機(jī)，它是Y系列(IP44)三相異步電機(jī)的派生產(chǎn)品。
防爆性能符合GB3836．1—83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求》和GB3836．3—83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備增安型電氣設(shè)備“e”》的規(guī)定；功率范圍為O．55~90kW，相對(duì)應(yīng)的機(jī)座中心高為80—280mm；防爆標(biāo)志為eIITl、eIIT2、eIIT3，分別適用于工廠中具有溫度組別為Tl—T3組爆炸性混合物并具有輕微腐蝕介質(zhì)的場(chǎng)所；主體外殼的防護(hù)等級(jí)為IP54，接線盒防護(hù)等級(jí)為IP55；額定頻率為50Hz，額定電壓為380V；電機(jī)采用F級(jí)絕緣。 低壓增安型電機(jī)派生系列的主要型號(hào)有：YASO系列小功率增安型三相異步電機(jī)(機(jī)座中心高為56—90mm)，YA—W、YA—WFl系列戶外、戶內(nèi)防腐增安型三相異步電機(jī)(機(jī)座中心高為80—280mm)。
目前，已完成YA2、系列的行業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)工作，并正在組織試制，以取代YA系列。YA2全系列共15個(gè)機(jī)座號(hào)(機(jī)座中心高為63—355mm)，功率范圍為0．12—400kW，將使我國(guó)增安型電機(jī)達(dá)到國(guó)際上同類產(chǎn)品20世紀(jì)80年代先進(jìn)水平。
高壓(6kV)增安型三相異步電機(jī)系列有：YA355—450，功率160—450kW；YA560—900，功率500—1800kW；YAm355—630水冷，功率220—2500kw；YAKK355~630空—空冷，功率185—2000kW。1999年試制生產(chǎn)的TAKW4000—20／2600、4000kW增安型無(wú)刷勵(lì)磁同步電機(jī)，是適應(yīng)煉油廠石油深加工加氫裝置需要而發(fā)展的新型防爆電機(jī)。
其特點(diǎn)是： (1)滿足增安型防爆電機(jī)的要求，采取一系列可靠的防止火花、電弧和危險(xiǎn)高溫的措施，可以安全運(yùn)行于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所。 (2)采用無(wú)刷勵(lì)磁，設(shè)置旋轉(zhuǎn)整流盤和靜態(tài)勵(lì)磁柜，勵(lì)磁控制系統(tǒng)可靠；順極性轉(zhuǎn)差投勵(lì)準(zhǔn)確，無(wú)沖擊；勵(lì)磁系統(tǒng)失步保護(hù)可靠，再整步能力強(qiáng)；線路設(shè)計(jì)合理，放電電阻在工作中不發(fā)熱；勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)范圍寬。
(3)同步機(jī)、交流勵(lì)磁機(jī)及旋轉(zhuǎn)整流盤同軸。整流盤位于主電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)之間，或置于軸承座之外。
(4)外殼防護(hù)等級(jí)為IP54。 (5)采用F級(jí)絕緣，溫升按B級(jí)考核。
(6)改變傳統(tǒng)的下水冷為上水冷，即水冷卻器置于電機(jī)上部。 (7)設(shè)增安型防潮加熱器，固定在電機(jī)底部的罩內(nèi)，用于停機(jī)時(shí)加熱防潮用。
(8) 選優(yōu)質(zhì)原材料，電氣及機(jī)械計(jì)算留有較大裕度，能滿足運(yùn)行可靠性和增安型電機(jī)的溫度要求。 (9)設(shè)置有完善的監(jiān)控措施；主接線盒內(nèi)設(shè)置用于差動(dòng)保護(hù)的增安型自平衡電流互感器；定子繞組埋設(shè)工作和備用的鉑熱電阻，分度號(hào)為Pt100；設(shè)漏水監(jiān)控儀，監(jiān)控水冷卻器的泄漏；兩端座式滑動(dòng)軸承分別設(shè)現(xiàn)場(chǎng)溫度顯示儀表和遠(yuǎn)傳信號(hào)端子。
3.正壓型電機(jī)是正壓型電氣設(shè)備的一種。 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是： (1) 配置有一套完整的通風(fēng)系統(tǒng)，電機(jī)內(nèi)部不存在可能影響通風(fēng)的結(jié)構(gòu)死角。
(2) 外殼和管道由不燃材料制成，并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 (3) 外殼及主管道內(nèi)相對(duì)于外界大氣保持足夠大的正壓。
(4) 電機(jī)須有安全保護(hù)裝置(如時(shí)間繼電器和流量監(jiān)測(cè)器)，以保證足夠的換氣量， 還必須有殼內(nèi)氣壓欠壓的自動(dòng)保護(hù)或報(bào)警裝置。 (5) 外殼上的快開門或蓋須有與電源聯(lián)鎖的裝置。
我國(guó)目前尚無(wú)統(tǒng)一的正壓型電機(jī)系列產(chǎn)品。 4.無(wú)火花型電機(jī)：是指在正常運(yùn)行條件下，不會(huì)點(diǎn)燃周圍爆炸性混合物，且一般又不會(huì)發(fā)生點(diǎn)燃故障的電機(jī)。
與增安型電機(jī)相比，除對(duì)絕緣介電強(qiáng)度試驗(yàn)電壓、繞組溫升、te(在最高環(huán)境溫度下達(dá)到額定運(yùn)行最終溫度后的交流繞組，從開始通過(guò)起動(dòng)電流時(shí)計(jì)起至上升到極限溫度的時(shí)間)以及起動(dòng)電流比不像增安型那樣有特殊規(guī)定外，其他方面與增安型電機(jī)的設(shè)計(jì)要求一樣。 無(wú)火花型電機(jī)符合GB3836．1—83和GB3836．8—87《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備無(wú)火花型電氣設(shè)備“n”》的規(guī)定。
設(shè)計(jì)上注重電機(jī)的密封措施，主體外殼防護(hù)等級(jí)為IP54、IP55，接線盒為IP55。額定電壓在660V以上的電機(jī)，其空間加熱器或其他輔助裝置的連接件應(yīng)置于單獨(dú)的接線盒內(nèi)。
目前，國(guó)內(nèi)已研制、生產(chǎn)了YW系列無(wú)火花型電機(jī)產(chǎn)品(機(jī)座中心高度為80~315mm)。防爆標(biāo)志為nIIT3，適用于工廠含有溫度組別為T1—T3組的可燃性氣體或蒸氣與空氣形成的爆炸性混合物的2區(qū)場(chǎng)所。
額定頻率為50Hz，額定電壓為380、660、380／660V，電機(jī)采用F絕緣，但按B級(jí)考核定子繞組的溫升限值，具有較大的溫升裕度及較高的安全可靠性，功率為0．55~200kW。 5.粉塵防爆電機(jī)：指其外殼按規(guī)定條件設(shè)計(jì)制造，能阻止粉塵進(jìn)入電機(jī)外殼內(nèi)或雖不能完全阻止粉塵進(jìn)入，但其進(jìn)入量不妨礙電機(jī)安全運(yùn)行，且內(nèi)部粉塵的堆積不易產(chǎn)生點(diǎn)燃危險(xiǎn)，使用時(shí)也不會(huì)引起周圍爆炸性粉塵混合物爆炸的電機(jī)。
其特點(diǎn)是： (1) 外殼具有較高的密封性，以減少或阻止粉塵進(jìn)入外殼內(nèi)，即使進(jìn)入，其進(jìn)入量也不致于形成點(diǎn)燃危險(xiǎn)。 (2) 控制外殼最高表面允許溫度不超過(guò)規(guī)定的溫度組別。
目前，已用于國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)的機(jī)械化設(shè)備上。粉塵防爆電氣設(shè)備的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為 GBl2476．1—90《爆炸性粉塵環(huán)境用防爆電氣設(shè)備》。
發(fā)展趨勢(shì) 1． 礦用防爆電機(jī) (1) 發(fā)展大功率電機(jī)：目前世界上采煤機(jī)的最大裝機(jī)容量已超過(guò)1200kw，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率達(dá)600kW；相適應(yīng)的采區(qū)工作面刮板輸送機(jī)的最大裝機(jī)容量已超過(guò)1500kW，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率已達(dá)725kW。國(guó)內(nèi)目前的采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率是400kW，刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率是315kW。
(2) 發(fā)展3．3kV、6kV和IOkV級(jí)電壓的礦用電機(jī)：這是因?yàn)槠占熬C合機(jī)械化采煤機(jī)組后采區(qū)走向加長(zhǎng)，導(dǎo)致電壓降增大，同時(shí)大功率電機(jī)的使用也要求提高電壓等級(jí)。 (3) 發(fā)展礦用雙速電機(jī)：為了適應(yīng)煤礦輸送機(jī)低速起動(dòng)和高速運(yùn)行的工作需要，國(guó)外礦用刮板輸送機(jī)都是采用雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。
但目前國(guó)產(chǎn)礦用雙速電機(jī)的功率范圍、性能指標(biāo)及配套控制開關(guān)的性能等與國(guó)外先進(jìn)水平相比均有一定差距。 (4) 提高礦用電機(jī)的可靠性：礦用防爆電機(jī)的工況條件較差，電機(jī)頻繁大負(fù)荷起動(dòng)、負(fù)荷變化大、電壓波動(dòng)大、環(huán)境溫度高且有一定的腐蝕性等，這些都影響電機(jī)的使用可靠性和壽命。
(5) 加快礦用防爆電機(jī)的更新?lián)Q代。 (6) 統(tǒng)一礦用防爆電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。
2． 石化系統(tǒng)用防爆電機(jī) (1) 增安型和無(wú)火花型電機(jī)的需求將呈上升趨勢(shì)。石化系統(tǒng)的用戶在使用實(shí)踐中；已認(rèn)識(shí)到發(fā)展我國(guó)增安型和無(wú)火花型電機(jī)的必要性。
此外，大量20世紀(jì)70年代弓[進(jìn)裝置中配套的增安型、無(wú)火花型電機(jī)目前已到了采用合適的國(guó)產(chǎn)品替代的時(shí)候。 (2) 防爆電機(jī)的可靠性已越來(lái)越被石化系統(tǒng)用戶關(guān)注。
石化企業(yè)發(fā)展日趨裝置大型化、運(yùn)行連續(xù)化，要求系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期、免維修或少維修。因此，防爆電機(jī)就成為保證上述要求的關(guān)鍵設(shè)備。
(3) 防爆和高效變頻調(diào)速電機(jī)已成為石化用戶迫切要求開發(fā)的節(jié)能產(chǎn)品。近年已系列生產(chǎn)了YBx、YAX防爆高效電機(jī)，投入市場(chǎng)后很受用戶歡迎。
防爆電機(jī)節(jié)能有兩方面工作：一是研制高效率防爆電機(jī)產(chǎn)品，二是大量開發(fā)各種防爆調(diào)速電機(jī)的專用產(chǎn)品，尤其是將具有巨大節(jié)能潛力的風(fēng)機(jī)、泵和壓縮機(jī)配套的電機(jī)設(shè)計(jì)為調(diào)速電機(jī)。 (4) 沿海石化企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)的新要求。
我國(guó)沿海一帶將建一批煉油廠，原油均需進(jìn)口，而進(jìn)口原油含硫量高、腐蝕性嚴(yán)重，因而要求防爆電機(jī)提高防腐性能；另外進(jìn)口原油均需海運(yùn)，其儲(chǔ)油罐就需要配套高揚(yáng)程大流量油泵的防爆電機(jī)。 (5) 我國(guó)西部石油工業(yè)的大發(fā)展，要求開發(fā)適于沙漠干熱環(huán)境的防爆電機(jī)產(chǎn)品。
加氫裝置配套用的中大容量的增安型無(wú)刷勵(lì)磁同步電機(jī)的市場(chǎng)需要將逐年增長(zhǎng)。
直線電機(jī)的應(yīng)用。直線電機(jī)容易做到其動(dòng)子用磁懸浮支撐，因而使得動(dòng)子和定子之間始終保持一定的空氣隙而不接觸，這就消除了定、動(dòng)子間的接觸摩擦阻力，因而大大地提高了系統(tǒng)的靈敏度、快速性和隨動(dòng)性；四是工作安全可靠、壽命長(zhǎng)。 。。
