引言

在爆炸性環(huán)境中，模擬負(fù)荷實(shí)驗(yàn)，設(shè)備放電，自動(dòng)控制，變頻器能耗制動(dòng)等均需要電阻器元器件，而常規(guī)的電阻器卻不能滿足使用環(huán)境的要求，故需要防爆型電阻器。目前防爆型電阻器越來(lái)越被人們所重視，用量也就越來(lái)越大。

1、防爆型電阻器的防爆型式和防爆原理

防爆型電阻器是利用電流通過(guò)電阻時(shí)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為熱能的形式的電子元器件，通常由防爆器件部分、電阻部分和電氣控制部分組成。防爆器件部分實(shí)質(zhì)上是一個(gè)防爆接線盒；電阻部分就是發(fā)熱體，是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲和氧化鎂粉等制成的加熱管；電氣部分主要由電阻器的串并連接和監(jiān)測(cè)溫度的溫控器構(gòu)成。

爆炸性混合物產(chǎn)生爆炸的條件

爆炸是指物質(zhì)從一種狀態(tài)，經(jīng)過(guò)物理變化或化學(xué)變化，突然變成另一種狀態(tài)并放出巨大的能量，而產(chǎn)生的光和熱或機(jī)械功。在此僅談及爆炸性混合物的爆炸，即所有的可燃性氣體、蒸氣及粉塵與空氣所形成的爆炸性混合物的爆炸。這類爆炸需要同時(shí)具備三個(gè)條件才可能發(fā)生：第一，必須存在爆炸性物質(zhì)或可燃性物質(zhì)；第二，要有助燃性物質(zhì)，主要是空氣中的氧氣；第三，就是還要存在引燃源(如火花、電弧和危險(xiǎn)溫度等)，它提供點(diǎn)燃混合物所必需的能量。只有這三個(gè)條件同時(shí)存在，才有發(fā)生爆炸的可能性，其中任何一個(gè)條件不具備，就不會(huì)產(chǎn)生燃燒和爆炸。因此，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使三個(gè)條件不同時(shí)具備即可達(dá)到防止爆炸的目的。由于爆炸性混

合物普遍存在于煤炭、石油、化工、紡織、糧食加工等行業(yè)的生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)等場(chǎng)所，如發(fā)生爆炸則危害極大。于是，人們采取了多種防爆技術(shù)方法，防止爆炸危險(xiǎn)性環(huán)境形成及其爆炸。

防爆型電阻器的防爆型式

常用的防爆型電阻器分為隔爆型電阻器、增安型電阻器和“n”型電阻器三類。它們除應(yīng)滿足GB3836．1—2000標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防爆通用要求外，還必須符合各種防爆型式的專用要求。下面針對(duì)不同的防爆型式分別簡(jiǎn)單地介紹防爆型電阻器的防爆原理和技術(shù)要求。

隔爆型防爆電阻器

隔爆型防爆型式是把可能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的部件全部封閉在一個(gè)外殼內(nèi)，其外殼能夠承受通過(guò)外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙，滲透到外殼內(nèi)部的可燃性混合物在內(nèi)部爆炸而不損壞，并且不會(huì)引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性環(huán)境的點(diǎn)燃(參見(jiàn)GB38362標(biāo)準(zhǔn))。把可能產(chǎn)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度的零部件均放入隔爆外殼內(nèi)，隔爆外殼使設(shè)備內(nèi)部空間與周圍的環(huán)境隔開(kāi)。隔爆外殼存在間隙，因電氣設(shè)備呼吸作用和氣體滲透作用，使內(nèi)部可能存在爆炸性氣體混合物，當(dāng)其發(fā)生爆炸時(shí)，外殼可以承受產(chǎn)生的爆炸壓力而不損壞，同時(shí)外殼結(jié)構(gòu)間隙可冷卻火焰、降低火焰?zhèn)鞑ニ俣然蚪K止加速鏈，使火焰或危險(xiǎn)的火焰生成物不能穿越隔爆間隙點(diǎn)燃外部爆炸性環(huán)境，從而達(dá)到隔爆目的。

隔爆型“ｄ”按其允許使用爆炸性氣體環(huán)境的種類分為I類和IIA、IIB、IIC類。(如圖4)

該防爆型式設(shè)備適用于1、2區(qū)場(chǎng)所。（如圖1和圖2）

隔爆型電阻器是依靠一種所謂的“隔爆外殼”保護(hù)的電阻器。這種防爆型式的電阻器實(shí)際上是指電源引入部分作為隔爆型來(lái)處理的防爆結(jié)構(gòu)，電阻元件是一般是由加熱管電阻構(gòu)成，與隔爆外殼焊接。隔爆型電阻器的防爆原理是隔爆外殼+外殼外表面的最高溫度。由于隔爆型電阻器在正常工作或可能的故障條件下將不可避免地產(chǎn)生危險(xiǎn)高溫，因此，這種電阻器的外殼必須能夠承受通過(guò)外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙滲透到外殼內(nèi)部的可燃性混合物在內(nèi)部爆炸而不損壞，并且還不會(huì)引起外殼外部由一種、多種氣體或蒸汽形成的爆炸性環(huán)境發(fā)生點(diǎn)燃；而且，這種電阻器的表面的最高溫度不應(yīng)該超過(guò)它所允許的溫度組別的溫度。所以，隔爆型電阻器的設(shè)計(jì)主要是隔爆外殼防爆性能的設(shè)計(jì)和加熱管電阻功率的計(jì)算。

對(duì)于隔爆外殼，它必須滿足耐爆性能和隔爆性能。

(1)耐爆性能即外殼機(jī)械強(qiáng)度。隔爆外殼具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能承受內(nèi)部的爆炸壓力而不

損壞，而且不產(chǎn)生影響防爆性能的永久性變形，就是隔爆外殼的耐爆性能。這是依靠外殼材質(zhì)、形狀、壁厚等結(jié)構(gòu)因素來(lái)確定的。

(2)隔爆性能即外殼內(nèi)部發(fā)生點(diǎn)燃而不會(huì)通過(guò)接合面間隙引起外部出現(xiàn)點(diǎn)燃的性能。外殼接合面具有足夠小的間隙和足夠長(zhǎng)的配合寬度，內(nèi)部的爆炸生成物(熾熱的火焰、顆粒和氣流、壓力)就不會(huì)竄出外殼并點(diǎn)燃周圍環(huán)境中的爆炸性混合物。

在隔爆型電阻器的設(shè)計(jì)中，選擇外殼隔爆接合面參數(shù)是一項(xiàng)十分重要的工作，合理的結(jié)構(gòu)和參數(shù)選擇才能滿足其防爆安全性能。我們知道，GB3836．2—2000標(biāo)準(zhǔn)對(duì)隔爆參數(shù)給出了明確的規(guī)定。通常情況下，應(yīng)該根據(jù)隔爆外殼的加工工藝，例如，鑄造水平、焊接能力、機(jī)加工水平、機(jī)床精度等來(lái)選擇隔爆參數(shù)。一般地，設(shè)計(jì)人員會(huì)把隔爆接合面寬度值選得要比標(biāo)準(zhǔn)大一些，因?yàn)樵趯?shí)際加工時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些無(wú)法預(yù)計(jì)的誤差，而且一旦產(chǎn)品定型，寬度值不會(huì)因工藝而變化太大。對(duì)于隔爆接合面間隙值，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該選擇標(biāo)準(zhǔn)值(進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)為最不利的情況)，只要通過(guò)試驗(yàn)，則比標(biāo)準(zhǔn)值小的間隙都應(yīng)該是安全的；這樣才能提高機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)性，從而保證工藝符合設(shè)計(jì)要求。選擇適當(dāng)小但應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的寬度參數(shù)、適當(dāng)大且不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求的間隙參數(shù)，是隔爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要方法。