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LED照明燈具的防爆性能設(shè)計(jì)要求

我國(guó)對(duì)于在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中動(dòng)力、儀表設(shè)備以及照明燈具的安裝都做出了有關(guān)的規(guī)定,在安裝時(shí)必須要符合相關(guān)規(guī)定。作為一種防爆設(shè)備,防爆照明燈時(shí)常被應(yīng)用于各種容易爆炸的危險(xiǎn)環(huán)境中,主要是因?yàn)槠鋽?shù)量及產(chǎn)品種類較多。白熾燈、熒光燈、金鹵燈及LED這些光源都常常被應(yīng)用于防爆照明燈的生產(chǎn)當(dāng)中。和傳統(tǒng)的光源相比,LED光源具有發(fā)熱量更小、能效更低、壽命更長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

1.產(chǎn)品的構(gòu)造

1.1外殼的構(gòu)造    一般情況下,由輕金屬合金典型的壓鑄用合金代號(hào) YL113或鑄造用ZL102的鋁合金材料鑄造LED防爆燈具槍體的外殼。在外殼材料中,EPL Ga設(shè)備的鎂鈦的含量要低于10%,鎂、鈦和鋯的含量要低于質(zhì)量的7.5%。至于EPL Gb設(shè)備的外殼材料中鎂、鈦的含量要低于7.5%。為防止外殼腐蝕并達(dá)到WF1/WF2的防腐等級(jí),通常要通過(guò)噴涂來(lái)提升其耐腐蝕性。為了確保產(chǎn)品強(qiáng)度出廠時(shí)須對(duì)外殼進(jìn)行耐壓測(cè)試,出于安全考慮一般用水壓進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試壓力為1.5倍參考?jí)毫?,持續(xù)時(shí)間不少于10秒,測(cè)試后外殼不能破損且不能有影響防爆性能的變形。    

1.2隔爆結(jié)合面    國(guó)家對(duì)于隔爆型殼體之間的結(jié)合方式和隔爆結(jié)合面的表面粗糙程度以及長(zhǎng)度都作出了規(guī)定,要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836.1-2021《爆炸性環(huán)境第1部分:設(shè)備通用要求》來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。外殼防護(hù)罩、電源腔,光源腔,電源,光源,透光罩,防護(hù)罩,電纜引出裝置,控制電路、接線盒等是LED防爆燈的組成部分。比較常見(jiàn)的隔爆面結(jié)合方式有平面結(jié)構(gòu),止口結(jié)構(gòu)和螺紋結(jié)構(gòu)等,選用合適的防爆結(jié)合面結(jié)構(gòu)再依據(jù)GB 3836.1-2021標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)隔爆面的粗糙度,長(zhǎng)度,間隙和形位公差等參數(shù),從而使防爆外殼達(dá)到所需的防爆性能。    

1.3防護(hù)的級(jí)別    為了提升IP防護(hù)等級(jí)至65以上,從而減少水劑和塵土的進(jìn)入,一般情況下利用防氧化防腐的硅膠密封圈來(lái)對(duì)防爆結(jié)合面進(jìn)行密封。同時(shí)要對(duì)密封材料進(jìn)行28天高溫和1天低溫的高低溫交變?cè)囼?yàn),常用的數(shù)據(jù)為高溫95~150℃,低溫-20~-65℃。    

1.4透光罩    為了提升防爆燈抗沖擊的能力,保護(hù)光源組件和有關(guān)的電器部件,同時(shí)保證光源的照度和其他性能穩(wěn)定通常要采用不銹鋼防護(hù)網(wǎng)罩和高強(qiáng)度的鋼化玻璃來(lái)設(shè)計(jì)透光罩。   

 2.LED照明燈具的特點(diǎn)    

(1)節(jié)能性好,在同樣的時(shí)間,消耗同樣的電量的情況下LED光源所發(fā)出的光比傳統(tǒng)光源多。白熾燈的發(fā)光效率為10~20 lm/w ,熒光燈的發(fā)光效率為50~70 1m/w, LED燈的發(fā)光效率為120~250 lm/W。美國(guó)能源部曾發(fā)布LED燈和白熾燈的對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù),LED光源消耗大約白熾燈的1/10,節(jié)能燈的1/3的能源,就可以取得相同光效。    

(2)LED照明燈管低壓能耗很低。LED照明管單個(gè)發(fā)光LED管的功耗極低,但是發(fā)光轉(zhuǎn)換率卻極高。超過(guò)了傳統(tǒng)光源60%~80%。    LED照明燈的體積不大但是安全系數(shù)卻很高同時(shí)有著較強(qiáng)的正壓性和密封性,以及較低的電壓電流和發(fā)熱量。    

(3)有較長(zhǎng)的使用壽命。LED發(fā)光源用較為堅(jiān)固通常用環(huán)氧樹(shù)脂封裝固體光源。與傳統(tǒng)光源相比,燈絲不易燒壞,熱,不易沉積。光率也比較低。安全使用壽命為普通光源的30倍,高達(dá)30000~50000小時(shí)。    

(4)環(huán)保且綠色,為一種環(huán)保的綠色光源 LED光源對(duì)于環(huán)境產(chǎn)生的污染很少,不含有汞鈉等金屬有害物質(zhì)和紫外線紅外線。    

3.電源設(shè)計(jì)要求    

LED防爆照明燈具之所以能夠長(zhǎng)壽命的工作還取決于其配套的供電電源可以持續(xù)穩(wěn)定的工作。電源質(zhì)量的好壞是LED 照明燈具技術(shù)發(fā)展的瓶頸,因此,對(duì)供電電源的優(yōu)化設(shè)計(jì)不可或缺。    

(1)供電電源必須有可靠性高、電源效率高、功率因數(shù)高的特性。由于防爆燈具多在石油化工企業(yè)使用且照明設(shè)施多安裝在高處,不便于維修,可靠性可以保證照明燈具可以長(zhǎng)時(shí)間的使用。一般LED 防爆照明燈具的電源效率要達(dá)到90%以上,由于電源效率與損耗功率成反比的關(guān)系,電源效率高那么其損耗功率自然就會(huì)變小,損耗功率小就可以降低溫升,對(duì)延緩光衰起到輔助作用。    

(2)供電電源必須要有開(kāi)路保護(hù)、短路保護(hù)、浪涌保護(hù)等附加保護(hù)措施。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),供電電源能夠自動(dòng)切斷,保護(hù)元器件不受損壞。另外要求供電電源有寬范圍電壓輸入、恒功率輸出的特點(diǎn)。石化企業(yè)由于輸入電壓的波動(dòng)較大,所以燈具的供電電源要有100 V~300 V的寬范圍輸入能夠正常工作的特點(diǎn)。浪涌保護(hù)是防止LED供電電源不受電網(wǎng)負(fù)載的頻繁啟動(dòng)和雷擊電感應(yīng)從而損壞LED。    

(3)供電電源要有電磁兼容的要求。LED的驅(qū)動(dòng)電源是電子類的驅(qū)動(dòng)電源,為了保證其在工作時(shí)不影響其他電路系統(tǒng),這就要求驅(qū)動(dòng)電源必須滿足國(guó)家規(guī)定要求的電磁兼容的性能特點(diǎn)。    

4.電纜引入裝置設(shè)計(jì)要求    

可以通過(guò)直接和間接兩種引入方式來(lái)引入LED防爆照明登陸的裝置連接,兩種引入方式都應(yīng)該旋轉(zhuǎn)壓緊電纜時(shí)引入裝置的螺紋結(jié)構(gòu),不會(huì)損壞電連接部分,以達(dá)到防爆的標(biāo)準(zhǔn)要求。針對(duì)引入裝置的選擇和設(shè)計(jì),有如下注意事項(xiàng):    

(1)要用不銹鋼材質(zhì)或者銅合金等材質(zhì)將引入裝置設(shè)計(jì)成非專業(yè)工具不能夠拆除的結(jié)構(gòu),使其緊固到位。為了減少對(duì)電纜的損傷,圓角的處理不能大于0.5毫米,尖銳的棱角或者毛刺等,不能夠出現(xiàn)在照明燈具的引入口。    

(2)安裝時(shí)要注意引入裝置的壓緊元件和設(shè)備,引入口螺紋的有和扣數(shù),通常情況下要保證扣數(shù)不能小于5扣。密封圈材質(zhì)要選擇硬度在45℃至55℃之間的硫化橡膠,凝露裝置中的彈性密封圈,一孔對(duì)應(yīng)一根電纜的密封。金屬電和密封圈的大小要和電纜的外徑相適應(yīng)最多,差值不能大于一毫米。壓緊之后的彈性密封圈,正常情況下,要均勻地將電纜沿圓周擠緊。


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