隔爆型电缆引入装置的设计与应用

邢云，赵鹏，孟雪

(石油和化学工业防爆电器质量监督检验中心，天津 300131)

1 引言

引入装置是防爆电器设备进/出电缆的辅助设备，主要用于石油、化工、电力、冶金、轻工、煤炭、建材、消防、自动化控制等行业爆炸性气体环境的各类接线箱、仪表、电气设备及动力设备的电缆引入/引出。按GB3836系列标准规定，引入装置可区分为隔爆型、增安型等类别。本着安全无小事地的原则，本文就隔爆型引入装置的设计及应用提出一些见解。

2 隔爆型引入装置的构成

隔爆型引入装置可以分为密封圈式和填料式两大类。

密封圈式引入装置由金属出线套、橡胶密封圈、金属垫圈、封堵件、金属压紧件组成，根据压紧件的形式不同又可分为压紧螺母式引入装置或压盘式引入装置，如图1所示。

填料式引入装置由金属材质的锁紧螺帽、金属垫圈、过渡套、压铠套、填料套、出线套、橡胶密封圈、O型橡胶密封圈组成，如图2所示。

3 根据密封圈式引入装置结构分析其设计要点

图1

图2

密封圈式引入装置与其他设备安装是通过出线套的外螺纹进行连接，所以该螺纹应根据GB3836.2－2000标准要求进行隔爆螺纹的设计，为保证有效连接后，与其他设备有效啮合扣数大于5扣，啮合长度大于8mm，该部分螺纹的有效扣数不得少于8扣，同时有效长度不得少于10mm，这两个条件必须同时满足。比如当设计的螺纹螺距为1mm时，有效扣数为6扣，但有效长度就只能达到6mm，因此上述两个条件应同时满足。

密封圈式引入装置是采用压紧件压紧密封圈，使橡胶密封圈变形夹紧电缆，使电缆不能随意被拉动或设备内部爆炸从电缆引入口处传播出来的。那么根据标准GB3836.2－2000附录D要求，当出/入设备的电缆外径小于或等于Φ20mm时(或电缆截面周长小于或等于60mm时)，密封圈的轴向长度不得小于20mm;当出、入设备的电缆外径大于Φ20mm时(或电缆截面周长大于60mm时)，密封圈的轴向长度不得小于25mm。在满足这两个条件的同时，根据GB3836.2－2000第12.4条的要求，密封圈在被压紧后的压缩轴向长度不得小于GB3836.2－2000表1～表4提出的隔爆面的长度。

由于防爆设备功率的不同，进/出防爆设备的电缆外部直径也不尽相同，有大有小，根据几年的检验工作经验总结，当进、出电缆的外部直径不大于Φ16mm时，密封圈式引入装置可以选择仅用压紧螺母或压盘压紧密封圈变形夹紧电缆的夹紧形式，但当进、出电缆的外部直径大于Φ16mm时，由于标准要求的试验拉力比较大，仅仅依靠压紧件压紧密封圈变形的力量夹紧电缆已经不大能符合标准的试验要求，建议在压紧件上设计出辅助的电缆防拔脱措施。比如压紧螺母式引入装置的压紧件，在压紧螺母的本体上，从进线端延长出一部分依托体，在依托体上配做螺纹孔，再用配装的金属夹紧片和夹紧用螺钉安装到依托体上，就可以把从此穿过的电缆压紧，这样就可以转移施加到电缆上的拉力，缓解密封圈的压力，如图3所示。

图3

由于引入装置的夹紧用密封圈直接接触电缆，设备工作时，电缆上会产生相对较高的温度，加速橡胶密封圈的老化进程，降低引入装置使用的安全性，所以密封圈的选材非常重要，制造商应选用切实符合GB3836.1－2000附录D3.3橡胶老化要求的材料进行密封圈的制造。

当然，在GB3836.1－2000标准中还对引入装置的棱角、应用工具装/卸进行了相关规定，制造商应严格执行。

4 密封圈式引入装置应用的注意事项

密封圈式引入装置是采用橡胶密封圈密封并夹紧电缆，所以当在现场使用时，首先应注意根据设备所用电缆外径和引入装置密封圈内径，选用相应的引入装置;在安装时由于电缆表面和密封圈均为橡胶材质，所以两者的装配摩擦力比较大，装配比较困难，但为避免事故的发生，请不要扔掉密封圈，请不要抛弃我们最基本的安全保障;通常选用的防爆电气设备总会有预留出的备用电缆引入口，在这些位置都会配装有引入装置，现场安装使用中，当这些引入装置不被选用时，请注意不要把这些位置引入装置中的封堵件、密封圈拆卸下来，并保证该位置处于拧紧状态，以确保防爆电器设备的备用引入装置不会变成安全隐患。

5 根据填料式引入装置结构分析其设计要点

填料式引入装置也是通过出线套上的预留螺纹与电器设备连接，所以此处的隔爆螺纹也应参考密封圈式引入装置的连接螺纹设计方法进行设计。

为防止防爆电器设备内部的爆炸从引入装置处传播到外部环境，填料式引入装置的出线套与填料套之间的配合面应进行隔爆处理，通常根据此处的配合，引入装置被区分为ⅡB级或ⅡC级两种。当设计为ⅡB级时，上述两零件只要做圆筒配合即可，参数按照GB3836.2－2000第5条款要求选择;当设计为ⅡC级时，上述两零件所做配合应选用止口结构，参数按照GB3836.2－2000第5条款要求选择，但目前由于国内大部分ⅡC级填料式引入装置都是仿制国外产品生产，结果这两者的配合普遍做成了圆通配合加锥度配合，而由于对标准的阅读不完整，锥度配合又都没能完全做到符合标准要求，所以这里说明一下，当选用圆通配合加锥度配合方式时，请注意锥度配合的锥度角度值在GB3836.2－2000第5条中明确规定为不大于5度。

填料式引入装置是把电缆穿入填料套，再把填料填入套内夹紧电缆，同时在引入装置内部配有铠装电缆的夹紧机构。因此，这种电缆引入装置的电缆夹紧性能很大程度上取决于填料的性能。所以制造商选用的填料必须是符合国家标准要求的材料，并应能证明这种粘接材料在运行条件下有足够的热稳定性，以适应电气设备的最高温度，其热稳定性用耐热试验和耐寒试验考核合格。而在填料套内部应增加设计内凹槽或内螺纹结构，以增加填料与填料套之间的粘接强度。

根据GB3836.2－2000附录D的规定，填料引入时，填料最短长度不得小于20mm，因此填料套的长度应据此，不得小于20mm，当电缆直径大于20mm时，建议填料长度等于或大于电缆直径，此时填料套长度应根据填料长度进行合理设计。

6 填料式引入装置应用的注意事项

使用填料式引入装置时，很多情况需要现场进行填料，如果处理不正确或要求不明确，往往达不到预期效果，甚至影响防爆安全性能。

首先，用户应根据所选用的电缆及填料套的内径选用合适的引入装置，选用原则可参照GB3836.2－2000附录D规定，沿着填料长度上，填料横截面内，各点上至少有20%的横截面积有填料填充，以确保填料粘结有效性。用户可通过计算判断引入装置是否符合现场使用。其次，导线或电缆芯线以及引人装置填料部位必须清洁，无油污，无水液等，以免影响填料附着力。第三，安装时填料密封部分最小轴向长度为20，同时，引人装置允许使用的电缆芯线最大外接圆直径和通过填料最多的芯线数应符合制造厂规定。第四，必须明确填料凝固时间，并且要求在达到最大应力之前不能通电开机.否则设备内部的爆炸压力可能将尚处凝固期的填料弹出，导致引爆危险环境爆炸性混合物.另一方面，引人装置应能装配到电气设备上，并可从电气设备上拆掉，在规定的填料凝固期之后不应出现破坏填料密封生现象。

当然，在现场使用时，由于引入装置完全用填料夹紧电缆，为提高夹紧能力，建议在填料长度范围内，把电缆外部保护套剥开一段，填料后会增加填料与电缆之间的胶粘强度。但注意不要把电缆的带电导线剥出来，以避免发生漏电现象。

7 小结

隔爆型引入装置在爆炸性气体环境中被广泛应用，虽然这仅是一个微小的部件，但当这个部件出现问题时，同样也能给周边的爆炸性环境带来毁灭性的损害，安全无小事，请大家从点滴做起。

［1］GB3836.1－2000，爆炸性气体环境用电气设备:第1部分:通用要求［S］.

［2］GB3836.2－2000，爆炸性气体环境用电气设备:第2部分:隔爆型“d”［S］.