Porównanie rozwiązań technicznych: Ognioszczelność Ex d vs. Ex e Zwiększone bezpieczeństwo w konstrukcji silnika elektrycznego przeciwwybuchowego

Logika ochrony mechanicznej dla środowisk niebezpiecznych strefy 1

* Wewnętrzna ochrona przeciwwybuchowa (Ex d): Podstawowa zasada inżynieryjna Ex d silnik elektryczny w wykonaniu przeciwwybuchowym to koncepcja „ognioszczelna”. W tej architekturze obudowa silnika jest zaprojektowana tak, aby wytrzymać wewnętrzny wybuch mieszaniny wybuchowej bez doznania uszkodzeń. The Normy bezpieczeństwa silników Ex d i Ex e różnią się tym, że Ex d umożliwia zapłon wewnętrzny, ale zapobiega przenoszeniu płomienia do atmosfery zewnętrznej poprzez precyzyjnie obrobione ścieżki płomienia. The wytrzymałość na rozciąganie ram silników przeciwwybuchowych wykonane z żeliwa lub żeliwa sferoidalnego ma kluczowe znaczenie, aby wytrzymać ciśnienie hydrostatyczne powstające podczas wewnętrznego podmuchu. * Metodologia zapobiegania zapłonowi (Ex e): W odróżnieniu od modeli ognioszczelnych, an silnik elektryczny w wykonaniu przeciwwybuchowym wykorzystanie „zwiększonego bezpieczeństwa” (Ex e) koncentruje się na zapobieganiu powstawaniu iskier, łuków lub gorących powierzchni. The wymagania projektowe dla silników o podwyższonym bezpieczeństwie Ex e nakazują zwiększoną izolację i są ściśle określone odległości upływu i odstępu dla silników Ex e . Eliminując możliwość wystąpienia źródła zapłonu zarówno w normalnych, jak i określonych nietypowych warunkach, eliminuje potrzebę stosowania odpornej na ciśnienie, wytrzymałej obudowy. * Przydatność strefowa i grupowanie gazów: Obydwa typy zabezpieczeń są przeznaczone dla strefy 1, ale wybór pomiędzy Ex d i Ex e dla Strefy 1 zależy od występujących konkretnych grup gazów. Na przykład środowiska Grupy IIC (wodór/acetylen) często wymagają solidnej obudowy Ex d silnik elektryczny w wykonaniu przeciwwybuchowym , podczas gdy środowiska Grupy IIB mogą pozwolić na mniejszą wagę i uproszczoną konserwację wariantów Ex e.

Klasyfikacja termiczna i integralność metalurgiczna

* Kontrola temperatury powierzchni (T1-T6): The Klasa temperaturowa T6 dla silników w wykonaniu przeciwwybuchowym to najbardziej rygorystyczna ocena, ograniczająca maksymalną temperaturę powierzchni do 85 stopni Celsjusza. Jak określić parametry temperaturowe silników Ex d obejmuje testowanie przy szczytowym obciążeniu i warunkach przeciągnięcia, aby zapewnić temperatura samozapłonu niebezpiecznych gazów w pobliżu nigdy nie zostanie osiągnięty. Wymaga to konstrukcji elektromagnetycznych o wysokiej wydajności, aby zminimalizować straty miedzi i żelaza, które przyczyniają się do wytwarzania ciepła. * System izolacji i niezawodność dielektryczna: Utrzymanie Izolacja klasy F w silnikach przeciwwybuchowych jest standardem, jednak zazwyczaj pracują one przy wzrostach temperatury klasy B (80 K), aby zapewnić margines bezpieczeństwa. The właściwości dielektryczne uzwojeń silnika Ex e są dodatkowo zabezpieczone poprzez impregnację próżniowo-ciśnieniową (VPI), która zapewnia wypełnienie żywicą pozbawioną pustych przestrzeni, zapobieganie śledzeniu elektrycznemu w silnikach o podwyższonym bezpieczeństwie nawet w wilgotnej lub korozyjnej atmosferze. * Tolerancje mechaniczne i przerwy w ścieżce płomienia: Integralność Ex d silnik elektryczny w wykonaniu przeciwwybuchowym opiera się na specyfikacje odstępu ścieżki płomienia dla silników Ex d . Szczeliny te muszą być obrobione w określony sposób Wykończenie powierzchni Ra aby zapewnić, że gorące gazy ulatniające się przez złącze zostaną schłodzone poniżej temperatury zapłonu środowiska zewnętrznego.

Konserwacja operacyjna i uszczelnienie środowiska

* Ochrona przed wnikaniem i odporność na korozję: Aby zapewnić długoterminową niezawodność w zakładach morskich lub zakładach chemicznych, an silnik elektryczny w wykonaniu przeciwwybuchowym musi się spotkać Stopień ochrony IP66 dla silników do stref niebezpiecznych . Ten poziom uszczelnienia zapobiega przedostawaniu się wilgoci i przewodzącego pyłu, co jest czynnikiem krytycznym zapobieganie zwarciom wewnętrznym w silnikach Ex e gdzie prześwity są małe. * Obowiązkowa kontrola i zgodność z certyfikacją: Certyfikaty ATEX vs IECEx dla silników przeciwwybuchowych wymaga ścisłego przestrzegania obowiązkowe protokoły kontroli silników Ex . Inżynierowie muszą zweryfikować integralność mechaniczna komponentów przeciwwybuchowych łącznie ze stanem ognioszczelnych złączy i szczelnością przepustów kablowych. Wszelkie zmiany lub niewłaściwy moment dokręcania śrub w przypadku Ex d silnik elektryczny w wykonaniu przeciwwybuchowym może unieważnić jego ocenę bezpieczeństwa. * Zarządzanie trwałością łożysk i smarowaniem: Wysoka wydajność silnik elektryczny w wykonaniu przeciwwybuchowym jednostki wykorzystują Czujniki PT100 w silnikach przeciwwybuchowych do monitorowania temperatury łożysk w czasie rzeczywistym. To konserwacja predykcyjna silników Ex gwarantuje, że tarcie łożyska nie doprowadzi do naruszenia klasy temperaturowej lub zatarcia mechanicznego w obszarach wysokiego ryzyka w Strefie 1.

Często zadawane pytania techniczne

1. Czy silnik Ex e może być używany z grupą gazową IIC (wodór)? Tak, pod warunkiem silnik elektryczny w wykonaniu przeciwwybuchowym został specjalnie przetestowany i certyfikowany dla IIC. Jednakże, wymagania projektowe dla silników o podwyższonym bezpieczeństwie Ex e stają się znacznie bardziej złożone w przypadku IIC w porównaniu z IIB lub IIA.
2. Co się stanie, jeśli odstęp na drodze płomienia przekroczy specyfikację? Jeśli specyfikacje odstępu ścieżki płomienia dla silników Ex d zostaną przekroczone z powodu korozji lub zużycia, silnik nie będzie już bezpieczny. Wewnętrzna eksplozja może „wyciec” płomień wystarczająco gorący, aby zapalić otaczającą atmosferę, co może skutkować katastrofalnym wydarzeniem.
3. Dlaczego T6 jest najtrudniejszą do osiągnięcia klasą temperaturową? The Klasa temperaturowa T6 dla silników w wykonaniu przeciwwybuchowym wymaga, aby temperatura powierzchni utrzymywała się poniżej 85 stopni Celsjusza. Dla dużej mocy silnik elektryczny w wykonaniu przeciwwybuchowym jednostek, wymaga to wyjątkowo niskich strat wewnętrznych i doskonałych systemów chłodzenia (np. IC411 lub IC416).
4. Czy do tych silników konieczne jest stosowanie specjalnych dławików kablowych? Absolutnie. An silnik elektryczny w wykonaniu przeciwwybuchowym musi być wyposażony Dławiki kablowe z certyfikatem ATEX/IECEx które odpowiadają rodzajowi ochrony (Ex d lub Ex e), aby zachować całość Stopień ochrony IP66 dla silników do stref niebezpiecznych .
5. W jaki sposób VPI pomaga w silnikach o podwyższonym bezpieczeństwie? VPI (impregnacja podciśnieniowa) jest niezbędna zapobieganie śledzeniu elektrycznemu w silnikach o podwyższonym bezpieczeństwie . Zapewnia wypełnienie wszystkich pustych przestrzeni uzwojenia żywicą, co zwiększa wytrzymałość dielektryczną i zapobiega tworzeniu się przez wilgoć ścieżek przewodzących pomiędzy zwojami.

Referencje techniczne

• IEC 60034-1: Wirujące maszyny elektryczne - Część 1: Wartości znamionowe i wydajność.
• IEC 60034-5: Stopnie ochrony zapewniane przez integralną konstrukcję wirujących maszyn elektrycznych (kod IP).
• IEC 60079-0/1/7: Atmosfery wybuchowe — ogólne wymagania dotyczące sprzętu, obudowy ognioszczelne „d” i zwiększone bezpieczeństwo „e”.