。其設(shè)計原則為

(1)采用國標GB 3836.1—2010 爆炸性氣體環(huán)境 第1部分：通用要求

、GB 3836.2—2010爆炸性環(huán)境第2部分：由外殼“d”保護的設(shè)備和GB/T 3836.5—2017 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第5部分：由正壓外殼“p”保護的設(shè)備進行設(shè)計。

(2)滿足石油化工現(xiàn)場對防爆變頻器的使用要求

。

(3)保證防爆變頻器在爆炸性混合物危險場所長期安全運行

。

2 防爆變頻器所采用的防爆型式

根據(jù)變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和發(fā)熱原理

，目前各個廠家普遍采用的是隔爆型和正壓通風型兩種防爆型式。

2.1 隔爆型

此種防爆型式是我國防爆行業(yè)采用的最為廣泛的一種形式

，防爆原理是將能產(chǎn)生火花電弧的部件置于隔爆殼體內(nèi)，隔爆外殼能承受內(nèi)部的爆炸壓力而不致?lián)p壞，并能保證內(nèi)部的火焰不能傳導到外部危險環(huán)境中，因此隔爆外殼應(yīng)有耐爆性和隔爆性兩種特性。

(1)耐爆性

隔爆型電氣設(shè)備的耐爆性其實就是外殼的強度問題，它是由外殼的材質(zhì)和機械強度來保證

。因此外殼必須有足夠的堅固性，以及外殼在熱源的作用下，即便經(jīng)爆炸之后，也不能有變形或者破損。

在隔爆型電氣設(shè)備的制造和維修過程中，規(guī)定不同容積的外殼其內(nèi)部承受壓力試驗(一般為水壓)的數(shù)值亦不同

。對于小型設(shè)備不能測定參考壓力時，則應(yīng)采用下列相應(yīng)壓力進行靜壓試驗，如表1所示。

表1 不同容積不同氣體類別的水壓試壓壓力

[width=434,height=123,dpi=110]

(2)隔爆性

隔爆型電氣設(shè)備的隔爆性要求殼體上所有通過裝配的零部件與大氣溝通的間隙都能阻止火焰向外傳播

，這些特殊的間隙稱為隔爆結(jié)合面，其接合縫隙稱為隔爆結(jié)合面間隙。

隔爆外殼的隔爆性是建立在隔爆接合面對內(nèi)部的爆炸火焰有冷卻作用為理論基礎(chǔ)的

。隔爆接合面的結(jié)構(gòu)應(yīng)該能保證熄滅間隙中的火焰，損失至少20%的能量。為此隔爆接合面的寬度L、間隙(或直徑差)i、法蘭至殼體內(nèi)緣的距離l應(yīng)符合GB 3836.2表1～表2的規(guī)定，對于ⅡC外殼的螺紋隔爆接合面應(yīng)符合表3～表4的規(guī)定。隔爆面的表面粗糙度Ra應(yīng)不低于6.3μm，隔爆螺紋的精度應(yīng)不低于6H/6g。為了防銹防腐，隔爆面的表面應(yīng)該涂防銹油脂。

2.2 正壓型

這種防爆型式的防爆原理是保證內(nèi)部保護氣體(一般潔凈的空氣或者惰性氣體)的壓力高于周圍以免爆炸性混合物進入外殼內(nèi)

，或保證足量的保護氣體通過使內(nèi)部的爆炸性混合物的濃度降至爆炸下限以下。按照GB/T 3836.5—2017 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第5部分：由正壓外殼“p”保護的設(shè)備的規(guī)定，正壓型防爆電氣設(shè)備在安全措施上必須滿足如下幾個方面的要求。

(1)正壓型防爆電氣設(shè)備在投入運行前或退出運行后所有可能帶電的電氣部分必須采用了相應(yīng)的防爆型式。

(2)必須有可靠的措施保證正壓型防爆電氣設(shè)備在投入運行前

，首先進行換氣工作，即用足量的保護性氣體通過正壓外殼和管道，使正壓外殼和管道內(nèi)部在未形成正壓前有可能存在的爆炸性混合物濃度降至爆炸下限以下的過程。這里涉及到“換氣量”和“換氣時間”的兩個技術(shù)參數(shù)的設(shè)定問題，而這兩個參數(shù)直接與正壓外殼和管道的凈容積及氣流量的大小密不可分，換氣量和換氣時間直接關(guān)系到標準要求“用足量的保護氣體”和“爆炸性混合物濃度降至爆炸下限以下”的要求。

(3) 必須有可靠的措施保證正壓外殼和管道在未形成正壓前

，正壓外殼內(nèi)裝的所有電氣設(shè)備是不能帶電的。只有形成滿足或者高于標準的正壓值50Pa時，正壓外殼內(nèi)的所有電氣設(shè)備才能通電。

(4)電氣設(shè)備必須有可靠的自動連鎖裝置

，保證在啟動和運行中，當正壓外殼內(nèi)正壓降至低于規(guī)定最小值時，用于1區(qū)的正壓型防爆電氣設(shè)備須能自動切斷電源，用于2區(qū)的防爆電氣設(shè)備可發(fā)出連續(xù)的聲或光報警信號。

3 防爆變頻器的散熱處理

3.1 散熱的必要性

變頻器作為一種變流器在運行過程中要產(chǎn)生一定的功耗

。由于使用器件不同，控制方式不同，不同品牌，不同規(guī)格的變頻器所產(chǎn)生的功耗也不盡相同。資料表明變頻器的功耗一般為其容量的4%～5%。其中逆變部分約占50%，整流及直流回路約40%，控制及保護電路為5%～15%。10℃法則表明當器件溫度降低10℃，器件的可靠性增長一倍。可見如何處理變頻器的散熱，降低溫升，提高器件的可靠性，從而延長設(shè)備的使用壽命是防爆變頻器首要解決的問題