隨著工業(yè)自動(dòng)化和石油化工行業(yè)的快速發(fā)展，防爆接線箱在危險(xiǎn)環(huán)境中的應(yīng)用越來越廣泛。2025年，全球防爆接線箱市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到數(shù)十億美元，其中II類防爆接線箱因其適用范圍廣、安全性高而備受關(guān)注。在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中，正確選型和安裝防爆接線箱是確保設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵。本文從工程技術(shù)角度出發(fā)，詳細(xì)探討了防爆接線箱的選型、安裝方法及相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，旨在為相關(guān)從業(yè)者提供參考。

  一、防爆接線箱的認(rèn)證與標(biāo)準(zhǔn)選擇

  《2025-2030年全球及中國防爆接線箱行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報(bào)告》在全球范圍內(nèi)，防爆認(rèn)證體系多種多樣，主要包括歐盟的ATEX認(rèn)證、國際電工委員會(huì)的IECEx認(rèn)證、獨(dú)聯(lián)體地區(qū)的CU-012認(rèn)證以及亞洲的中國防爆合格證、日本TIIS認(rèn)證等。北美地區(qū)則主要采用UL、FM認(rèn)證，依據(jù)NEC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分。其中，NEC 500和NEC 505標(biāo)準(zhǔn)在危險(xiǎn)場所劃分、爆炸性氣體分類及設(shè)備表面溫度劃分上與IEC標(biāo)準(zhǔn)存在差異，但NEC 505已基本與IEC標(biāo)準(zhǔn)接軌。石油化工領(lǐng)域通常采用API RP500和API RP505標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)主要由NEC 500和NEC 505衍化而來。

  防爆接線箱行業(yè)分析提到在ICHTHYS項(xiàng)目中，由于地處澳大利亞，項(xiàng)目采用的防爆認(rèn)證為ANZEx和AUSEx，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為AU/NZS 60079。由于該標(biāo)準(zhǔn)與IEC 60079基本等同，IECEx認(rèn)證也被項(xiàng)目業(yè)主接受。因此，在選型過程中，必須確保防爆接線箱符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足項(xiàng)目的安全要求。

  二、防爆接線箱外殼的選型要點(diǎn)

  防爆接線箱的外殼是其防爆性能的關(guān)鍵組成部分。在惡劣環(huán)境下，外殼不僅要具備良好的防護(hù)性能，還需滿足防爆要求。ICHTHYS項(xiàng)目要求接線箱外殼防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP66，防爆類型為隔爆型Ex d，設(shè)備表面溫度等級(jí)為T4。GRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料)作為一種非金屬材料，具有良好的熱穩(wěn)定性、耐光性、漏電起痕指數(shù)(CTI)和阻燃性能。然而，在選擇非金屬材料作為外殼時(shí)，必須確保其溫度指數(shù)(TI)在最高環(huán)境溫度下比設(shè)備額定狀態(tài)時(shí)的最熱點(diǎn)溫度高出至少20K。此外，非金屬外殼的抗靜電性也需滿足IEC 60079-0標(biāo)準(zhǔn)要求，即在相對(duì)濕度(50±5)%下表面電阻不超過10^9Ω，或在相對(duì)濕度(30±5)%下不超過10^11Ω。

  盡管供貨商聲稱產(chǎn)品已通過IECEx認(rèn)證，但未能提供電阻值認(rèn)證。因此，項(xiàng)目在選型時(shí)采用了IEC 60079-0標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)非金屬表面積的限制。根據(jù)表1，防爆接線箱的最大表面積要求如下：

  LNG工廠中主要危險(xiǎn)氣體為天然氣，其主要成分為甲烷，以及液化環(huán)節(jié)中使用的乙烯和丙烷制冷劑，屬于IIB和IIA類危險(xiǎn)氣體。接線箱在正常運(yùn)行或預(yù)期故障條件下不是點(diǎn)燃源(EPL Gb)，因此GRP外殼接線箱的最大表面積不得超過10000mm2。項(xiàng)目業(yè)主因此修改了規(guī)格書，要求表面積大于10000mm2的接線箱外殼改為不銹鋼材質(zhì)。

  三、防爆接線箱引入裝置的選型

  為了確保電氣設(shè)備的防爆安全性能，隔爆型電氣設(shè)備的引入結(jié)構(gòu)分為直接引入和間接引入兩種方式。直接引入是指從主體外殼內(nèi)或與主體外殼互通的端子腔內(nèi)的連接裝置將電氣設(shè)備與外電路連接的方式，即電纜或?qū)Ь€直接接入主外殼內(nèi)。間接引入則是通過一個(gè)單獨(dú)的終端箱體實(shí)現(xiàn)電纜接線，該箱體提供Ex d或Ex e型防護(hù)，但與主要箱體空腔分開。電纜進(jìn)線段處通常不需要膠泥密封，除非為了防止危險(xiǎn)氣體通過電纜內(nèi)部空隙滲入和傳輸?shù)诫娎|另一端。

  在ICHTHYS項(xiàng)目中，由于電氣接線箱只包含接線端子，箱體內(nèi)部不含點(diǎn)燃源，因此選用密封圈式的電纜引入裝置即可滿足要求。對(duì)于內(nèi)部含互鎖開關(guān)且體積超過2L的儀表接線箱，則必須采用填料函式的電纜引入裝置。

  四、防爆接線箱的安裝方式

  防爆接線箱的安裝需遵循IEC 60204-1機(jī)械電氣安全標(biāo)準(zhǔn)以及IEC 60079-14中防爆設(shè)備安裝要求。為防止電纜應(yīng)力傳遞到接線箱內(nèi)部的接線端子上，電纜固定卡子應(yīng)盡可能靠近接線格蘭，并推薦在距格蘭300mm內(nèi)安裝。同時(shí)，為防止橫向張力破壞電纜與格蘭之間的密封，格蘭前電纜應(yīng)保持一段直段。

  在ICHTHYS項(xiàng)目中，電氣接線箱進(jìn)線電纜為3C*95帶一零一地的鋼絲鎧裝電纜，電纜外徑為46mm，最小彎曲半徑為12倍外徑。原始設(shè)計(jì)方案中，接線箱直接安裝在結(jié)構(gòu)梁上，導(dǎo)致電纜與結(jié)構(gòu)梁距離過近，無法滿足電纜安裝半徑及線夾、直段要求。因此，不得不在結(jié)構(gòu)梁上焊接角鋼以滿足安裝要求。而儀表接線箱由于電纜外徑較小，仍按照原方案直接安裝到結(jié)構(gòu)梁上。

  五、防爆接線箱內(nèi)部接線要求

  盡管電氣接線箱在正常運(yùn)行條件下不會(huì)產(chǎn)生電弧或火花，但在內(nèi)部電纜接線上仍需按照防爆要求采取一系列措施，如接線端子防松、可靠的結(jié)構(gòu)連接、載流限制、溫度保護(hù)、增大電氣間隙和爬電距離等，以提高其安全程度。

  項(xiàng)目中電纜絕緣材料為交聯(lián)聚乙烯(XLPE)，屬于IIIa絕緣材料。因此，接線箱內(nèi)電纜接線端子的電氣間隙和爬電距離應(yīng)按照表2要求進(jìn)行：

  為防止電纜內(nèi)部芯線引起的溫升超過設(shè)備溫度等級(jí)，IEC 60079-14規(guī)定電纜內(nèi)部的線芯長度不能超過接線箱的對(duì)角線長度，且超過6根的導(dǎo)線不能捆綁在一起。動(dòng)力電纜接線方案為在接線箱內(nèi)打Ω線圈的形式，以確保電纜內(nèi)部線芯有一定的余量，同時(shí)滿足爬電距離和電氣間隙要求。

  六、總結(jié)

  防爆接線箱的選型與安裝是確保危險(xiǎn)環(huán)境中電氣設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在選型過程中，必須依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證要求，確保設(shè)備的防爆性能。外殼選型需考慮材料性能及表面積限制，引入裝置的選擇則需根據(jù)設(shè)備內(nèi)部是否含有點(diǎn)燃源及體積大小來確定。安裝時(shí)，應(yīng)遵循機(jī)械電氣安全標(biāo)準(zhǔn)及防爆設(shè)備安裝要求，合理布置電纜固定卡子和直段，以防止電纜應(yīng)力傳遞和密封破壞。內(nèi)部接線需滿足防爆要求，確保電氣間隙和爬電距離符合標(biāo)準(zhǔn)。

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