EPL Gc 级高压增安型电机关键防爆技术研究

游长俊

摘 要：笔者经过一系列的文献调研，进而对当前增安型防爆技术以及2区设备的防爆技术措施进行相关的研究，并提出一些针对2区爆炸性气体混合物的环境下，EPL Gc级高压增安型电机在进行防爆实验的相关注意事项与要求。在经过多次对影响高压电机局部放电的一些因素进行控制试验之后，找到因素之间的联系作用关键，也为我们在对EPL Gc级高压增安型电机中绝缘系统设计制造提出了新的方法与思路，提升了增安型电机的品质。

关键词：EPL Gc；增安型高压电机；防爆技术

中图分类号：TM359.9 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）21-0082-02

石油作为人们生产生活的主要能源之一，得到了大范围的使用，当前石化工业随之得到快速发展，因此高压增安型电机在这些场所领域展现成效。我国目前采用的增安型电气设备防爆标准符合国际标准，主要是针对爆炸性气体1区范围内的使用，也就是说在2区范围内使用则缺少相应的准则规范文件，通常参照爆炸性气体1区标准，也就是GB 3836.3-2010。虽然此标准要求较高，但是对于爆炸危险场所2区来说，需要大量的高压增安型电机使用，无疑在设计制造时需要投入更多的资金，所以当前我们需要开展EPL Gc级增安型电机关键防爆技术的研究，以此在满足国家标准的前提下，控制成本投入，节省资源浪费，本文以此为基准进行分析探讨。

1 高压增安型电机的应用场景及保护级别

1.1 高压增安型电机的應用场景

依照相关的标准规范我们可以对与空气混合的爆炸性气体、易燃液体的蒸汽等形成的易爆环境可划分为0、1、2区三个等级。我们所说的增安型是一种电机防爆的形式，通过一些手段措施去提升电机运行的安全程度，主要是为了防止在运行过程中产生危险温度或者电弧火花进而导致危险情况的发生[1]。当前我国石化行业工作场所的高压增安型电机大部分处于2区的环境条件下，这就表明了，在这个区域当中，通常不会出现爆炸性气体的混合物。

1.2 区环境下高压增安型电机的保护级别

我们所讲的EPL指的是Equipment Protection Level的英文缩写，也就是设备保护级别，在本文所研究的爆炸性环境下，划分级别主要是根据设备成为点燃源的概率以及爆炸性气体环境中的不同特征，进而对设备进行保护级别上的规定。我国制定的标准与国际标准在此方面规定一致。针对Ⅱ类爆炸性气体环境下，设备保护级由高至低可分为三个等级：EPL Ga、Gb、Gc。

防爆电气设备的设备保护级别不同主要反映的是在危险区域内的安全要求等级不用。笔者主要基于Gc级的角度进行分析阐述，Gc级别指的是最基本的防爆保护，也就是防止设备成为爆炸的点燃源，或者是设备可能成为点燃源时采取相应的保护措施阻止其被有效点燃，使其相关设计运行能有效按照对应参数发挥作用，保护等级为“一般”，能在爆炸危险场所2区适用[2]。而保护级别较高的Ga、Gb级也能在2区环境下适用，但是使用成本较高，难以保证经济性。

在EPL Gc级标准下，需要保证电机正常运行条件下符合额定满载稳定。在电机S1和S2工作制下，对于启动过程我们通常不认为是正常运行，因为在重起电机应先将温度冷却到室温，在S3到S10的工作制下，电机起动较为频繁，因此可被认为是正常运行，但是在起动时需要注意高压电机转子产生的火花。所以，要想保证在Gc级别下高压电机不成为点燃源，需要满足起动和爆炸性气体环境出现两个因素不同时产生，否则，就需要我们进行相应的增加附加安全措施，我们可以采用非易燃的气体对设备内部进行吹扫或者安装易燃气体探测器等方式进行安全防护。

2 新老标准对增安型电机相关技术试验的要求

当前实行的增安型电机标准是GB 3836.3-2010，与2000年版的标准差异性较大，符合当下标准的设备可以达到防爆Gb级别，也就是说符合当前标准的设备可以在1区或者是2区适用。相对于旧标准下，增安型电机只适用于2区来说，标准有较大的提升。除此之外，新标准在一些细节上做了补充要求。

在现行标准下，对增安型电机的型式检查和试验上提出了相关的要求，主要包括电机起动时的电流之比以及相关时间上的详细规定等[3]。在额定电压等级大于一千伏，需要增加在爆炸性环境下的交流耐电压和电脉冲冲击试验，并要确保在试验过程中不会发生爆炸。

在现行的标准下，还对试验中一些特性因素评价给出了相关的方法，如对于鼠笼转子气隙火花的点燃风险因素的评价方法，如果风险因素值总和大于六，则需要进行老化处理和附加的点燃试验；对于潜在定子绕组放电点燃危险系数也给出相关的评价方法，当风险系数值总和大于六时，则需要进行非易燃气体进行通风吹扫，或者增加设置易燃气体的报警安全装置。

在旧标准下对于型式试验关键项目及要求，主要是在黑暗的环境下，观测电机起动以及正弦交流耐电压试验进行时是否出现火花，并以此为标准判断电机是否符合相关标准，并未要求在爆炸性环境之下进行相关的辅助试验。由此看来，旧标准有明显的局限性，加上其他的附加安全防护措施才能满足在爆炸性气体2区环境下适用，在新标准的起草时，一些企业建议提高增安型电机行业的技术标准，适应国际潮流，但是在当时情况下没有涉及Gc级设备的相关问题。

在当前，我国在新标准下生产的EPL Gb级高压增安型电机数量很少，而且也缺乏在2区环境下EPL Gc级增安型电机的具体标准规范[4]。增安型电机的安全系数与其设计制造等因素密切相关，在通过对一些高压增安型电机制造企业以及相关设备的采购单位进行调研发现，新标准实行以来，制造商按照用户要求进行电机制造时，通常只需满足2区标准即可，但是由于缺少EPL Gc相关的标准要求则按照EPL Gb要求进行制造，一方面标准要求相关的试验必须进行，而且导致了电机容量缩减，另一方面技术难度较大，制造成本增加。这种现状制约了高压电机行业的生产发展。

3 EPL Gc级高压增安型电机关键防爆技术的分析

因为高压电机的额定电压的自身特性，容易在供电之后产生绝缘体表面的局部放电现象，特别是在转子端部绕组受到污染之后，局部放电现象更加明显。所以在进行高压增安型电机的设计制造环节需要重点考虑此问题。有学者经过试验发现在脉冲电压的作用下，一旦电机绝缘体出现老化现象，则会出现放电丛的现象，导致电磁线被破坏，这些现象的存在严重影响了电机的正常运行以及防爆安全，如果电能达到爆炸性气体的引燃条件则会产生爆炸现象，后果严重。

本文所说的EPL Gc级高压增安型电机在运行的过程中，其承受正常额定电压或者是合理的短时间过电压都属于正常情况，但是过电压情况下的电晕放电现象可称为潜在的引燃点。所以，在对电机的正常运行状态下还应注重此类问题，我们可以通过在爆炸性气体环境下进行正弦交流耐电压的试验对其考核[5]。针对EPL Gb级的增安型电机标准，除了电晕放电之外，还应注重雷击等现象发生时出现的瞬时高压扰动脉冲的问题，除了正弦交流耐电压试验之外，还应进行电脉冲冲击的试验。

由此可见，在EPL Gb级高压增安型防爆电机经过相关的标准规定试验合格之后能够在1区适用，笔者所说的EPL Gc级别高压增安型防爆电机应当参照相同的标准进行制造试验，但是不同的是可以忽略电脉冲冲击试验。以此，笔者将进行相关的试验驗证。

4 试验简介

通过上述的调查发现高压增安型电机出现局部放电现象是防爆工作的难点，因此笔者在大量的试验的基础上对可能出现局部放电的绕组端子、线槽以及导体绝缘体之间做出了有效的方局部放电的措施，并根据相关的试验要求以及电机的结构特征研制出符合相关标准的实验模型多台，在试验过程中严格参照相关的理论知识以及条件限制进行，在试验进行之前对电机通风吹扫，并配置了可燃气体的报警装置，在我们进行试验时并没有发生引燃现象，除了保障安全之外，相对EPL Gb级电机成本有了大幅下降，体积也大幅减小，并验证了之前的分析结果。

5 结语

通过笔者的相关调查试验发现，EPL Gc级高压增安型电机参照GB 3836.3-2010标准可不做电脉冲冲击试验，并能大幅减少相关的电机制作成本，增加经济效益。

参考文献

[1]张传松，李金玉.薄壁钣金结构的高压增安型防爆电机接线盒[J].防爆电机，2013，（5）：48-50.

[2]章平谊.防爆增安型电机与防爆无火花型电机的区别[J].电气开关，2014，（1）：103-106.

[3]杨亚美，王正阳.浅谈正压型电动机的通用防爆结构和安全要求[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013，（7）：313-314.

[4]栾国崴.增安型和正压外壳型电机的对比及应用[J].防爆电机，2014，（5）：21-24.

[5]张慧，王朝宗，田国群，等.一种消除ⅡC类高压增安型电机定子绕组电晕的方法[J].电气防爆，2016，（2）：14-15.