LED防爆燈具防護外殼的基本安全要求
LED防爆燈具防護外殼的基本安全要求
LED防爆燈具最根本的功能就是使光源能在爆炸性環(huán)境中安全可靠的使用。為此，必須從如下幾個方面來考慮提高安全性。
防護外殼主要包括燈具殼體、透明件、保護網、緊固件、電纜引入裝置和斷電后開蓋聯鎖裝置、蜜封圈等零部件。
LED防爆燈具的防護外殼主要功能：
①固定燈具電氣元件，透出光源發(fā)射的光線。
②防止電氣元件在正常工作時受到人為或意外的外力損壞，而導致電火花的產生。
③防止外殼自身因沖擊或靜電摩擦而產生火花。
④防止異物和水進入腔內，破壞電氣絕緣。
⑤防止因誤操作而使外殼的防護功能意外消失。
⑥防止環(huán)境介質對燈具電氣元件的破壞。
⑦各種防爆型式的防護外殼還有其特定的防護功能。
防護外殼通常須具有下述要求：
1．防異物沖擊能力
LED防爆燈具的外殼部件須承受沖擊試驗而不損壞。攜帶式燈具還須能承受燈具透明件向下，從1m高度自由跌落的試驗而不損壞。
2．透明件
任何防爆燈具均需應用透明件，為了有較高的光透過率，透明件壁厚不可能做得很厚。透明件的材質強度總要比金屬材料強度低得多，特別是玻璃，是防護外殼零件中較薄弱的環(huán)節(jié)，應特別注意。
①透明件應采用玻璃或其他化學物理性能穩(wěn)定的材料制成，由塑料制成的透明件除需符合透明件要求外，還須符合對塑料外殼的熱穩(wěn)定性和防表面靜電的要求。
②透明件除需承受規(guī)定的沖擊試驗外，還須能低御冷熱劇變試驗。
將燈具按透明件達到表面最高溫度的位置安置在最高環(huán)境溫度中點亮，待燈具溫升穩(wěn)定后，用10℃左右的冷水噴射到透明件的表面最高溫度處，透明件不應損壞。
透明件在工作受熱的狀態(tài)有熱脹的現象，一旦受到冷水噴射，透明件會因急劇冷卻而收縮。各部分會因冷卻程度不同而產生收縮不一致。如透明件無足夠的強度或分子間有殘余的破壞應力存在，就會加速分子間應力的加大而導致透明件的損壞。
③ 為提高玻璃透明件的強度，一般采用鋼化處理辦法提高玻璃分子間的預應力，玻璃鋼化可將成型玻璃加熱至接近軟化點，經急速均勻冷卻而成，也可由玻璃表面經化 學處理達到鋼化。由于鋼化工藝穩(wěn)定性均勻性較難控制，同一批透明件可能會存在預應力不均勻、應力集中等隱患，在運輸、安裝和使用過程中，過度的沖擊、壓力 和溫度會使玻璃損壞，也會使玻璃分子內儲存應力，使玻璃罩強度降低，甚至會在正常的貯存時產生自爆現象。因此，在生產中應注意“小心輕放”安裝時應受力均 勻，盡可能避免使其承受過多的應力。生產廠可用沖擊試驗和熱劇變試驗方法來抽樣檢驗，有條件的還可用玻璃應力測試儀進行檢驗。
④玻璃罩的厚度尺寸在加工中是較難控制的，目視也難以檢測，為保證玻璃罩強度的均勻性，可用玻璃測厚儀進行測量。
⑤由于透明件沒有足夠穩(wěn)定的強度和剛性，不允許制成帶螺紋的結構。
⑥為使透明件不受到過高溫度和熱分布過度不均勻，盡可能避免光源在透明件受到沖擊破壞同時受到透明件碎片的沖擊，透明件與光源的間距須大于表1的規(guī)定。
表1 光源與透明件的最小間距
光源功率P(W) 最小間距(mm)
鹵鎢燈和白熾燈 熒光燈 高壓鈉燈和高壓汞燈 粉塵防爆型 其他防爆型式(隔爆型除外)
P≤100 P≤100 — 7 5
100＜P≤200 — P≤125 10 10
200＜P≤300 — 125＜P≤250 20 20
300＜P≤500 — 250＜P≤400 25 20
P＞500 — P＞400 30 30
攜帶式防爆燈具的透明件與光源的間距：光源功率小于3W時，須不小于3mm，功率不小于3W時，須不小于5mm。
3．保護網
保護網是保護透明件免遭質量較大的固體異物沖擊的有效措施，它既能透出絕大部分光線，又能提高透明件部位的抗沖擊能力。
①保護網需有足夠的機械強度，保護網的網孔面積和網條尺寸如表2所示。
表2 網孔和網條尺寸
燈泡功率P(W) 網孔最大面積S(mm2) 網條尺寸(mm)
圓形 板形
厚 寬
P≤100 3000 φ4 2 6
100＜P≤200 4500 φ5 2．5 8
200＜P 6000
②為防止Ⅱ類攜帶式燈具意外跌落和撞擊，透明件的外露面積大于4000mm2時須配有金屬保護網，網孔面積不大于2000mm2，網條直徑應大于3mm，保護網與透明件的間距須不小于5mm。
4．抗老化
塑料、橡膠、膠封件須有較為穩(wěn)定的工作性能。
①塑料外殼、膠封件在經受熱穩(wěn)定性試驗（28晝夜高溫高濕試驗，24h低溫試驗）后，不得影響樣品的防爆性能。
②橡膠件在經受老化試驗（168h高溫試驗，48h低溫試驗）后，其硬度變化不得超過試驗前的20%，保持適當的彈性，才能起到密封作用。
橡膠密封件安置應僅可能避免過高溫度和光線的直接照射，防止紫外老化。
5．防沖擊、靜電火花
①輕合金材質的含鎂量須不大于0．5%（重量比），以防止在受到固體異物沖擊時而產生火花。
②塑料外殼須采用下述之一的方法來消除靜電放電的潛在危險：
A 在尺寸形狀和布置上采取措施或其他防護方法，使之不可能產生靜電的危險。
B 選擇合適的塑料，使得表面絕緣電阻不超過1×109Ω，而不會產生靜電危險。
C 限制表面積：Ⅰ類燈具不超過1×10-2m2，ⅡA、ⅡB燈具不超過1×10-2m2。但若外露表面被接地框架包覆，則可不超過4×10-2m2；ⅡC燈具不超過2×10-2，但若塑料部件有防止產生靜電危險的附加措施，則可不超過1×10-2m2。⑤③Ⅲ這樣可以保證靜電積聚放電的能量不會引烯爆炸性混合物。
6．緊固件
緊固件須有足夠的機械強度和防松措施，還應有防銹能力，以保障燈
具防護外殼可靠有效。
7．引入裝置
和其他防爆電器一樣，應能承受引入裝置的試驗。
①確保電源電纜或導線引入口密封，杜絕水和粉塵沿引入口進入腔內。
②固定電源電纜和導線，使電纜和導線受到的外力不傳入腔內接線柱接線處，保證導線連接的可靠。
③應有足夠的機械強度，確保燈具在安裝接線時不會因安裝用力而損壞。
8．外殼防護性能
防止異物和水進入腔內，破壞電氣絕緣。
防爆燈具在通電點亮時，腔內空氣升溫，氣體膨脹，腔內氣壓上升，空氣會沿著縫隙流到外面，而關燈時，腔內空氣降溫，氣體收縮，腔內氣壓下降，環(huán)境中的空氣又會通過縫隙進入燈腔，這一過程叫做燈具的呼吸作用。
防爆燈具的外殼防護試驗和其他防爆電器不一樣，試驗時應考慮燈具的呼吸作用，會使塵埃和水更容易隨著呼吸氣流進入腔內，在試驗開始時應將燈具點亮至工作溫度，讓腔內空氣升溫。開始進行揚塵和噴水后關燈，考核粉塵和水是否會隨著氣體一起進入燈腔。
密封結構應設計成每次打開后重新關閉，都能方便可靠的密封，接合部位使用的密封墊和填料在打開燈具時不得脫落或移位，應固定在一邊的接合面上。
9．防誤操作
防止LED防爆燈具在通電工作時，打開防護外殼，使帶電的電氣元件毫無防護地直接暴露于爆炸性危險環(huán)境中。
①防爆燈具應設置斷開電源后方能更換光源的聯鎖裝置，聯鎖裝置應設計成使用一般工具不能解除其聯鎖功能的結構。
②燈具上設置聯鎖裝置保證當電源裝置呈開路狀態(tài)時，方能打開燈具。
③不設聯鎖裝置的燈具則須標志醒目的“繼電源后開蓋”字樣的警告牌，以防盲目打開。同時，Ⅰ類防爆燈具還須配有防爆燈具專用螺口式燈座。
④內裝電容器的燈具必須設警告牌，標明由斷電到開蓋的時間間隔須大于電容器放電至下列剩余能量所需的時間，防止快速開啟。
AⅠ、ⅡA燈具2×10-4J；
BⅡB燈具6×10-5J；
CⅡC燈具2×10-5J；
