LED防爆燈具防護(hù)外殼的基本安全要求
LED防爆燈具防護(hù)外殼的基本安全要求
LED防爆燈具最根本的功能就是使光源能在爆炸性環(huán)境中安全可靠的使用。為此，必須從如下幾個(gè)方面來考慮提高安全性。
防護(hù)外殼主要包括燈具殼體、透明件、保護(hù)網(wǎng)、緊固件、電纜引入裝置和斷電后開蓋聯(lián)鎖裝置、蜜封圈等零部件。
LED防爆燈具的防護(hù)外殼主要功能：
①固定燈具電氣元件，透出光源發(fā)射的光線。
②防止電氣元件在正常工作時(shí)受到人為或意外的外力損壞，而導(dǎo)致電火花的產(chǎn)生。
③防止外殼自身因沖擊或靜電摩擦而產(chǎn)生火花。
④防止異物和水進(jìn)入腔內(nèi)，破壞電氣絕緣。
⑤防止因誤操作而使外殼的防護(hù)功能意外消失。
⑥防止環(huán)境介質(zhì)對燈具電氣元件的破壞。
⑦各種防爆型式的防護(hù)外殼還有其特定的防護(hù)功能。
防護(hù)外殼通常須具有下述要求：
1．防異物沖擊能力
LED防爆燈具的外殼部件須承受沖擊試驗(yàn)而不損壞。攜帶式燈具還須能承受燈具透明件向下，從1m高度自由跌落的試驗(yàn)而不損壞。
2．透明件
任何防爆燈具均需應(yīng)用透明件，為了有較高的光透過率，透明件壁厚不可能做得很厚。透明件的材質(zhì)強(qiáng)度總要比金屬材料強(qiáng)度低得多，特別是玻璃，是防護(hù)外殼零件中較薄弱的環(huán)節(jié)，應(yīng)特別注意。
①透明件應(yīng)采用玻璃或其他化學(xué)物理性能穩(wěn)定的材料制成，由塑料制成的透明件除需符合透明件要求外，還須符合對塑料外殼的熱穩(wěn)定性和防表面靜電的要求。
②透明件除需承受規(guī)定的沖擊試驗(yàn)外，還須能低御冷熱劇變試驗(yàn)。
將燈具按透明件達(dá)到表面最高溫度的位置安置在最高環(huán)境溫度中點(diǎn)亮，待燈具溫升穩(wěn)定后，用10℃左右的冷水噴射到透明件的表面最高溫度處，透明件不應(yīng)損壞。
透明件在工作受熱的狀態(tài)有熱脹的現(xiàn)象，一旦受到冷水噴射，透明件會(huì)因急劇冷卻而收縮。各部分會(huì)因冷卻程度不同而產(chǎn)生收縮不一致。如透明件無足夠的強(qiáng)度或分子間有殘余的破壞應(yīng)力存在，就會(huì)加速分子間應(yīng)力的加大而導(dǎo)致透明件的損壞。
③ 為提高玻璃透明件的強(qiáng)度，一般采用鋼化處理辦法提高玻璃分子間的預(yù)應(yīng)力，玻璃鋼化可將成型玻璃加熱至接近軟化點(diǎn)，經(jīng)急速均勻冷卻而成，也可由玻璃表面經(jīng)化 學(xué)處理達(dá)到鋼化。由于鋼化工藝穩(wěn)定性均勻性較難控制，同一批透明件可能會(huì)存在預(yù)應(yīng)力不均勻、應(yīng)力集中等隱患，在運(yùn)輸、安裝和使用過程中，過度的沖擊、壓力 和溫度會(huì)使玻璃損壞，也會(huì)使玻璃分子內(nèi)儲(chǔ)存應(yīng)力，使玻璃罩強(qiáng)度降低，甚至?xí)谡５馁A存時(shí)產(chǎn)生自爆現(xiàn)象。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)注意“小心輕放”安裝時(shí)應(yīng)受力均 勻，盡可能避免使其承受過多的應(yīng)力。生產(chǎn)廠可用沖擊試驗(yàn)和熱劇變試驗(yàn)方法來抽樣檢驗(yàn)，有條件的還可用玻璃應(yīng)力測試儀進(jìn)行檢驗(yàn)。
④玻璃罩的厚度尺寸在加工中是較難控制的，目視也難以檢測，為保證玻璃罩強(qiáng)度的均勻性，可用玻璃測厚儀進(jìn)行測量。
⑤由于透明件沒有足夠穩(wěn)定的強(qiáng)度和剛性，不允許制成帶螺紋的結(jié)構(gòu)。
⑥為使透明件不受到過高溫度和熱分布過度不均勻，盡可能避免光源在透明件受到?jīng)_擊破壞同時(shí)受到透明件碎片的沖擊，透明件與光源的間距須大于表1的規(guī)定。
表1 光源與透明件的最小間距
光源功率P(W) 最小間距(mm)
鹵鎢燈和白熾燈 熒光燈 高壓鈉燈和高壓汞燈 粉塵防爆型 其他防爆型式(隔爆型除外)
P≤100 P≤100 — 7 5
100＜P≤200 — P≤125 10 10
200＜P≤300 — 125＜P≤250 20 20
300＜P≤500 — 250＜P≤400 25 20
P＞500 — P＞400 30 30
攜帶式防爆燈具的透明件與光源的間距：光源功率小于3W時(shí)，須不小于3mm，功率不小于3W時(shí)，須不小于5mm。
3．保護(hù)網(wǎng)
保護(hù)網(wǎng)是保護(hù)透明件免遭質(zhì)量較大的固體異物沖擊的有效措施，它既能透出絕大部分光線，又能提高透明件部位的抗沖擊能力。
①保護(hù)網(wǎng)需有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，保護(hù)網(wǎng)的網(wǎng)孔面積和網(wǎng)條尺寸如表2所示。
表2 網(wǎng)孔和網(wǎng)條尺寸
燈泡功率P(W) 網(wǎng)孔最大面積S(mm2) 網(wǎng)條尺寸(mm)
圓形 板形
厚 寬
P≤100 3000 φ4 2 6
100＜P≤200 4500 φ5 2．5 8
200＜P 6000
②為防止Ⅱ類攜帶式燈具意外跌落和撞擊，透明件的外露面積大于4000mm2時(shí)須配有金屬保護(hù)網(wǎng)，網(wǎng)孔面積不大于2000mm2，網(wǎng)條直徑應(yīng)大于3mm，保護(hù)網(wǎng)與透明件的間距須不小于5mm。
4．抗老化
塑料、橡膠、膠封件須有較為穩(wěn)定的工作性能。
①塑料外殼、膠封件在經(jīng)受熱穩(wěn)定性試驗(yàn)（28晝夜高溫高濕試驗(yàn)，24h低溫試驗(yàn)）后，不得影響樣品的防爆性能。
②橡膠件在經(jīng)受老化試驗(yàn)（168h高溫試驗(yàn)，48h低溫試驗(yàn)）后，其硬度變化不得超過試驗(yàn)前的20%，保持適當(dāng)?shù)膹椥裕拍芷鸬矫芊庾饔谩?br />
橡膠密封件安置應(yīng)僅可能避免過高溫度和光線的直接照射，防止紫外老化。
5．防沖擊、靜電火花
①輕合金材質(zhì)的含鎂量須不大于0．5%（重量比），以防止在受到固體異物沖擊時(shí)而產(chǎn)生火花。
②塑料外殼須采用下述之一的方法來消除靜電放電的潛在危險(xiǎn)：
A 在尺寸形狀和布置上采取措施或其他防護(hù)方法，使之不可能產(chǎn)生靜電的危險(xiǎn)。
B 選擇合適的塑料，使得表面絕緣電阻不超過1×109Ω，而不會(huì)產(chǎn)生靜電危險(xiǎn)。
C 限制表面積：Ⅰ類燈具不超過1×10-2m2，ⅡA、ⅡB燈具不超過1×10-2m2。但若外露表面被接地框架包覆，則可不超過4×10-2m2；ⅡC燈具不超過2×10-2，但若塑料部件有防止產(chǎn)生靜電危險(xiǎn)的附加措施，則可不超過1×10-2m2。⑤③Ⅲ這樣可以保證靜電積聚放電的能量不會(huì)引烯爆炸性混合物。
6．緊固件
緊固件須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和防松措施，還應(yīng)有防銹能力，以保障燈
具防護(hù)外殼可靠有效。
7．引入裝置
和其他防爆電器一樣，應(yīng)能承受引入裝置的試驗(yàn)。
①確保電源電纜或?qū)Ь€引入口密封，杜絕水和粉塵沿引入口進(jìn)入腔內(nèi)。
②固定電源電纜和導(dǎo)線，使電纜和導(dǎo)線受到的外力不傳入腔內(nèi)接線柱接線處，保證導(dǎo)線連接的可靠。
③應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，確保燈具在安裝接線時(shí)不會(huì)因安裝用力而損壞。
8．外殼防護(hù)性能
防止異物和水進(jìn)入腔內(nèi)，破壞電氣絕緣。
防爆燈具在通電點(diǎn)亮?xí)r，腔內(nèi)空氣升溫，氣體膨脹，腔內(nèi)氣壓上升，空氣會(huì)沿著縫隙流到外面，而關(guān)燈時(shí)，腔內(nèi)空氣降溫，氣體收縮，腔內(nèi)氣壓下降，環(huán)境中的空氣又會(huì)通過縫隙進(jìn)入燈腔，這一過程叫做燈具的呼吸作用。
防爆燈具的外殼防護(hù)試驗(yàn)和其他防爆電器不一樣，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)考慮燈具的呼吸作用，會(huì)使塵埃和水更容易隨著呼吸氣流進(jìn)入腔內(nèi)，在試驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)將燈具點(diǎn)亮至工作溫度，讓腔內(nèi)空氣升溫。開始進(jìn)行揚(yáng)塵和噴水后關(guān)燈，考核粉塵和水是否會(huì)隨著氣體一起進(jìn)入燈腔。
密封結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成每次打開后重新關(guān)閉，都能方便可靠的密封，接合部位使用的密封墊和填料在打開燈具時(shí)不得脫落或移位，應(yīng)固定在一邊的接合面上。
9．防誤操作
防止LED防爆燈具在通電工作時(shí)，打開防護(hù)外殼，使帶電的電氣元件毫無防護(hù)地直接暴露于爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境中。
①防爆燈具應(yīng)設(shè)置斷開電源后方能更換光源的聯(lián)鎖裝置，聯(lián)鎖裝置應(yīng)設(shè)計(jì)成使用一般工具不能解除其聯(lián)鎖功能的結(jié)構(gòu)。
②燈具上設(shè)置聯(lián)鎖裝置保證當(dāng)電源裝置呈開路狀態(tài)時(shí)，方能打開燈具。
③不設(shè)聯(lián)鎖裝置的燈具則須標(biāo)志醒目的“繼電源后開蓋”字樣的警告牌，以防盲目打開。同時(shí)，Ⅰ類防爆燈具還須配有防爆燈具專用螺口式燈座。
④內(nèi)裝電容器的燈具必須設(shè)警告牌，標(biāo)明由斷電到開蓋的時(shí)間間隔須大于電容器放電至下列剩余能量所需的時(shí)間，防止快速開啟。
AⅠ、ⅡA燈具2×10-4J；
BⅡB燈具6×10-5J；
CⅡC燈具2×10-5J；
