正变电气
矿用一般型高低压开关柜隔爆外壳设计

发布时间:2025-06-26 19:04:00 来源:正变电气

一、设计标准遵循
矿用一般型高低压开关柜隔爆外壳设计需严格遵GB 3836系列国家标准,尤其GB 3836.1《爆炸性环境 第 1 部分:设备 通用要求》GB 3836.2《爆炸性环境 第 2 部分:由隔爆外壳 “d” 保护的设备》 。此外,还需符合《煤矿安全规程》及矿用产品安全标志(MA)认证要求,外壳在井下爆炸性气体环境中能有效阻止内部爆炸向外部传播,保障人员与设备安全。
二、结构设计要点
(一)隔爆接合面设计
  1. 接合面形式:采用平面式、圆筒式或螺纹式等隔爆接合面结构。平面式接合面适用于柜门、盖板等部位,需保证表面粗糙度 Ra≤6.3μm,以减少火焰通过间隙的可能性;圆筒式接合面常用于转轴、操作杆等旋转部件,通过精确控制配合间隙(如 10kV 开关柜隔爆间隙≤0.4mm),防止爆炸压力与火焰外泄;螺纹式接合面则用于接线端子、螺栓等连接部位,螺纹啮合深度不少于 8mm,圈数不少于 6 圈,增强密封性 。

  1. 间隙与长度控制:根据外壳容积和使用电压等级,严格控制隔爆间隙与接合面长度。例如,容积≤100cm³ 的外壳,10kV 设备隔爆间隙应≤0.5mm,接合面长度≥12.5mm;容积>100cm³ 时,需进一步增大间隙与长度,隔爆性能达标。

(二)外壳强度设计
  1. 材料厚度计算:采用高强度金属材料(如 Q235B、不锈钢),根据外壳尺寸、内部爆炸压力(一般按 1.5MPa 设计)及安全系数(≥2),通过公式计算小壁厚。例如,对于容积较大的高压开关柜外壳,钢板厚度通常≥6mm,在内部爆炸时不发生破裂。

  1. 加强筋与支撑结构:在外壳内部增设加强筋或支撑结构,增强整体刚性。例如,在柜门内侧焊接十字形或井字形加强筋,防止爆炸时柜门变形导致隔爆失效;对大型外壳,采用框架式结构,分散爆炸压力,提高抗冲击能力。

(三)开孔与贯穿件处理
  1. 电缆引入装置:采用隔爆型电缆引入装置,如压紧螺母式或浇封式结构。压紧螺母式引入装置通过橡胶密封圈与金属垫圈挤压密封电缆,电缆与引入装置之间无间隙;浇封式则将电缆与填充物(如环氧树脂)浇封固化,防止爆炸性气体进入外壳内部。

  1. 操作杆与转轴密封:对于操作杆、转轴等贯穿件,采用迷宫式密封结构或增加隔爆轴套。迷宫式密封通过多层环状间隙阻挡火焰传播,轴套与转轴的配合间隙需符合隔爆要求,操作部件动作时仍保持隔爆性能。

三、材料选择要点
(一)主体材料
优先选Q235B 碳素结构钢304 不锈钢。Q235B 钢成本较低,具有良好的焊接性与加工性能,表面经热镀锌处理后可增强耐腐蚀性;304 不锈钢则适用于高湿度、强腐蚀性环境,其抗锈能力强,但成本较高。根据矿井实际环境条件,合理选择材料以平衡性能与成本。
(二)密封材料
采用硅橡胶丁腈橡胶作为密封胶条材料。硅橡胶具有耐高温、耐老化、抗臭氧性能,适用于高温环境;丁腈橡胶则耐油性好,适合接触矿物油的场合。密封胶条需满足邵氏硬度 60 - 70HA,在压缩后仍能保持良好的密封效果。
四、制造工艺要点
(一)焊接工艺
采用气体保护焊(MAG 焊)或氩弧焊,焊接质量。焊接前对钢板进行坡口加工,保证焊缝全熔透;焊接过程中控制电流、电压参数,避免出现气孔、夹渣等缺陷;焊后对焊缝进行打磨处理,使表面平整光滑,防止应力集中。重要焊缝需进X 射线探伤检测,焊接强度与密封性。
(二)表面处理
  1. 防腐处理:外壳表面采用喷塑工艺,行喷砂除锈,再喷涂环氧树脂粉末,经高温固化形成厚度≥80μm 的涂层,增强耐腐蚀性。对于不锈钢外壳,可进行电解抛光处理,提高表面光洁度与抗锈能力。

  1. 标识与喷涂:在外壳明显位置喷涂防爆标志(如 Ex d I Mb)、产品型号、额定参数等信息,采用耐高温、耐磨损的油漆,标识长期清晰可辨。

五、检验与测试要点
(一)出厂检验
  1. 外观检查:检查外壳表面是否平整、无裂纹,焊缝是否均匀,密封胶条安装是否牢固,隔爆接合面是否符合设计要求。

  1. 尺寸测量:使用游标卡尺、千分尺等工具测量隔爆间隙、接合面长度、壁厚等关键尺寸,符合标准。

  1. 绝缘与气密测试:进行绝缘电阻测试(≥100MΩ)与气密试验(充气压力 0.1MPa,保压 5min 无泄漏),验证外壳电气性能与密封性能。

(二)型式试验
委托专业机构进行隔爆性能试验,通过在外壳内部点燃爆炸性气体混合物,观察外部是否发生爆炸或火焰传播。同时,进行机械强度试验,模拟井下振动、冲击环境,测试外壳在端条件下的完整性与可靠性。


上一篇:矿用一般型高低压开关柜隔离开关设计要点? 下一篇:矿用高低压柜的抗冲击技术
COPYRIGHT © 2025 安徽正变电气科技有限公司 ALL RIGHTS RESERVED
技术支持:米点云建站