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【船海讲坛】防爆电气设备电缆引入装置如何检验?

船海人2019-08-23 14:35:44

电缆引入装置检验要点

引入装置是外部电源和控制电路引入或引出防爆电气设备的通道,是防爆电气设备重要的外壳部件。由于引入装置直接与周围爆炸性混合物相接触,且经常要被维护、操作人员打开接线。因此电缆引入装置是防爆电气设备最为薄弱的部位,其结构设计、安装检验非常重要。

电缆引入装置的可靠性直接影响到整防爆安全性能,如果电缆引入装置结构、安装不符合要求,则外壳的隔爆性能就会改变。然而在装置的安装检验中,作者经常发现有不满足要求的情况发生,比如安装后装置的密封性达不到要求、装置结构破坏了整体防爆性能等缺陷。

中国船级社(CCS)在《液货船危险区域划分和电气配备指南2010》(下称《指南》)中对于电缆引入装置的安装检验提出了具体的要求。本文对现有CCS有关电缆引入装置的检验要求进行解读、分析。并结合在现场检验中发现的问题提出了具体的、可操作性的检验要求。

《指南》中第5章5.1对电缆连接要求:电缆应通过能保持外壳防爆完整性的填料函或其它等效的装置进入到防爆外壳;第6章检查和维护中对于电缆引入装置要求:通过物理检查和目视检查确认电缆引入装置和堵板的类型正确并完整可靠。需要注意的是,该《指南》是以IEC 60092-502:1999出版物出发点,其中关于电缆引入装置的检验要求来自IEC 60092-502:1999。SOLAS公约引用了IEC 60092-502:1999,因此上述两条关于电缆引入装置的检验要求也是SOLAS公约的要求。

根据标准GB 3836.2-2010规定,引入装置可分为整体型和分离式两种。

整体式引入装置,是在外壳制造时直接设在外壳壁上,这时,电缆引入装置可作为设备整体的一部分,即构成设备外壳的一个不可分离的部分,在这种情况下,引入装置应与设备一起进行了试验;

分离式引入装置,可以用光孔或螺纹的形式装配在外壳上来实现,引入装置可以从设备上取下。在这种情况下,引入装置没有和防爆设备一起申请进行型式试验,而是独立进行试验,试验合格后取得单独的防爆合格证。

引入装置的结构设计,应满足其在安装后仅通过工具才能打开的要求。引入装置部件装配到电气设备上时,它们的结构和固定方式不应损害电气设备的防爆特性,其具体连接结构可以是满足相关的防爆型式要求的螺纹或光孔,并达到要求的外壳防护等级,且当其连接结构在经受规定的夹紧和冲击试验后,不应产生影响相应设备的整机防爆性能要求。

电缆引入装置的电缆引入通道应光滑,以防止划破电缆;电缆进线口应有半径为1/4电缆直径,但不能超过3mm、张角为75°的圆弧。

电缆引入装置的检验要求

型式试验的要求:电缆引入装置无论是整体或是分开,均应符合标准GB 3836.2-2010第13部分和附录C的要求,需进行密性试验和机械强度试验。对于分离式螺纹连接的Ex电缆引入装置可以作为设备进行型式试验和判定。

弹性密封圈材料应符合标准规定的老化试验。对于采用填料结构时,制造厂应提供证明文件,以保证材料具有足够的热稳定性,并要求材料的极限温度应至少超出电气设备的最高温度20K。当电缆引入装置的外露件为非金属材料时,应满足抗静电荷的要求。

型式试验合格后,证明文件要求:制造厂应在电气设备说明书中注明电缆引入装置的安装位置和最大允许数量;螺纹引入装置的螺纹形式(公制或美国标准管螺纹)应标志在设备上或应在安装说明书中说明;对于额定工作条件下,电缆引入口温度高于+70℃或电缆芯线分支处温度高于+80℃时,电气设备外部应设一标示牌,标出温度,以指导用户选配合适的电缆或导线。

对使用在爆炸性气体环境中的电气设备在投入运行之前应进行检查,以确认所选的防爆型式和安装是否满足要求。从目前检验的现状来看,业界对危险区域电气设备常规的检验要求比较熟悉,但是对电缆引入装置的安装检验要求不太清楚,因此本文按照标准GB 3836.2-2010的规定,对引入装置的安装检验要求进行了细化。

电缆引入装置型式检查:检查电缆引入装置的型式,确认其符合标准GB 3836.2-2010规定;核查电缆引入装置的防爆合格证。如果是分离式装置则设备使用方应要求制造商提供防爆试验合格证,对于整体式要检查电气设备的防爆合格证,确认引入装置已作为该设备外壳的一部分进行了型式试验;检查引入装置防爆类别应适合于危险区域的分类。

电缆引入装置密封性检查要求

1、对于带弹性密封圈的电缆引入装置要特别注意检查密封圈的型式、尺寸、和安装工艺,具体要求如下:

密封圈的型式必须适合。密封圈主要分为电缆密封圈和电线密封圈。应该使用电缆密封圈。在GB 3836.2-2000的防爆标准中允许电缆密封圈中间的电缆孔切割同心槽的方法增加多种电缆的匹配性能,由于切割同心槽后,密封圈的强度大大降低。因此在GB 3836.2-2010标准中不允许使用。

密封圈的长度满足隔爆面长度要求。密封圈在安装电缆并且压紧后,在压缩状态下的长度根据隔爆腔容积大小有不同的要求。例如一个ⅡC级隔爆灯具,当隔爆腔容积超过2 升时,密封圈在压缩后电缆与密封圈的接合面长度≥25mm,按照1/3压缩长度计算,在密封圈非压缩状态下的轴向长度应该在33mm。

2、需要检查电缆进入引入装置的安装间隙,该间隙要尽量小,至少保证电缆进入后无法来回自由抽动。

3、冗余的接线嘴的封堵检查。如果有冗余的电缆引入装置出现时必须配备封堵件,用于封堵电气设备外壳壁上冗余的引入孔,封堵件应符合相应专用防爆型式的要求。且封堵件只能用工具才能拆除。

4、对于凡有电缆压线板的电器,引入、引出电缆必须用压线板压紧。

5、用铠装电缆供电时,使用密封圈要全部套在铅皮上,或者用绝缘胶灌至三叉口以上。

6、电缆护套伸入器壁建议保证5~15毫米的要求,煤矿防爆标准中规定如果小于5毫米为失爆。如粗电缆穿不进时,可将深入部分均匀锉细。

7、对于螺纹管接头,其结构应满足标准GB 3836.2-2010 C2.4的规定。

在安装检验中由于各造船相关方对电缆引入装置的相关要求不熟悉,在检验中发现较多的缺陷,主要包括:制造商提供的说明书和设备标识不满足要求;分离式电缆引入装置没有合格的防爆试验证书;引入装置使用了绝缘套管,但绝缘套管没有按照标准GB 3836.2-2010规定进行型式试验和例行试验;电缆和引入装置不匹配;密封圈的型式、尺寸长度不满足设备制造商的要求;密封圈的单孔内穿进多跟电缆;将密封圈割开套在电缆上;密封圈部分破坏;密封圈的硬度达不到要求,老化、失去弹性、变质、变形;电缆和引入装置的尺寸配合间隙达不到要求,起不到密封作用,电缆在引入装置处能轻易来回抽动的;不用的接线嘴没有按照要求封堵;电缆在进入引入装置已将护套割开;螺纹管接头,其结构不满足标准GB 3836.2-2010 C2.4的规定。

电缆引入装置的可靠性直接影响到整个电气设备的防爆安全性,但由于各造船相关方对电缆引入装置的检验要求不熟悉,造成引入装置的安装不满足要求,为了保证隔爆型电气设备引入装置安装后不破坏完整的防爆安全性能,CCS总结提出以下建议:

1、隔爆型电气设备制造商从引入装置设计、审图、制造、型式试验要严格按照标准GB 3836.2-2010的规定进行;

2、在船舶设计和建造阶段,对于隔爆型电气设备,船厂应注意电缆和引入装置的匹配性,对于分离式引入装置,在订货时应注意该产品需持有防爆合格证的要求。建议船厂在防爆型电气设备安装工艺中(如适用)增加引入装置安装方面的内容,该工艺需提交CCS批准;

3、对于隔爆型电气设备安装检验,CCS建议应重点关注引入装置的安装,检验要求可参考本文提到的有关要求,进而保证隔爆型电气设备的防爆性能完整性。


本期编辑:LEQ

文稿来源:CCS

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