Microsoft Word - 第22章制冷设备和系统的电气规范.docx

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1 第 22 章制冷设备和系统的电气规范 Copy Right By: Thomas T.S. Wan ( ) Sept. 3, 2009 All Rights Reserved 应用在制冷系统中的主要电气规范包括针对于设备的 NEC 和 IEC 标准, 以及针对外部防护的 NEMA 和 IP 防护等级所有用在制冷系统上的电气设备, 包括电机启动柜控制柜控制元件电缆导线管等都归属于这些规范管辖, 所有这些设备的设计和制造都必须遵循这些规范的要求规范覆盖了所有防爆 (Hazardous) 和非防爆区 (Non Hazardous), 室内和室外的应用范围 NEC 标准 (Code) NEC( 美国国家电气标准 ) 是美国最高一级的电气标准 (Electrical Code) 如果制冷系统处于爆炸性危险场所, 其设计和制造必须遵守 NEC 标准的 Article 500 NEC 标准 Article 500 分三个范畴对爆炸性环境及防护要求等级进行了定义 : 级 (Class) 定义制冷设备所处环境种类组 (Group) 定义环境里爆炸性物质的分类区 (Division) 定义爆炸性场所危险程度的等级以及防爆等级当制冷系统按照 NEC 防爆设备的标准进行设计和制造时, 必须明确其防爆等级, 即级别组别以及区属如图 22-1 是一个描述 NEC 防爆等级的范例这个例子完整的定义了设备所处区域爆炸物环境爆炸性气体的种类防爆等级以及设备的最高表面温度以下内容是对级组以及区细节的进一步说明 : 级是设备所处区域爆炸性环境分类 : I 级 (Class 1): 爆炸性气体 ; II 级 (Class II): 爆炸性粉尘 ; III 级 (Class III): 可燃性纤维 1

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3 组规定环境里不同的爆炸性化学物质的分类 : A 组 (Group A): 乙炔 ; B 组 (Group B): 氢气或类似物质 ; C 组 (Group C): 乙醚乙烯环丙烷等 ; D 组 (Group D): 汽油己烷石脑油苯丁烷丙烷乙醇丙酮苯甲基漆用溶剂天然气等 : E 组 (Group E): 铝屑镁屑等 ; F 组 (Group F): 炭黑碳屑煤或焦煤屑等 ; G 组 (Group G): 封闭的面粉淀粉或者谷粉 ; 区规定了危险区爆炸性化学物质存在的可能性或者对设备保护要求的等级 : 1 区 (Division I): 正常工作或维护条件下, 集中存在的危险物质在空气中连续间歇或周期出现的场所 2 区 (Division II): 仅仅在故障条件下或其他异常情况下 ( 例如, 管道爆裂 ), 集中存在的危险物质才出现的场所如果工业制冷系统的工艺介质是碳氢化合物, 则危险环境属于爆炸性气体环境, 且气体为碳氢化合物气体 ; 因此, 系统所在区域为 I 级, 化学物质属于 D 组无论是 I 区, 还是 II 区, 防爆等级都由用户方的工艺工程师决定除了级组区,NEC 还规定了最高表面工作温度 NEC 500-2(b) 规定了这些温度的具体数值, 见下表 : 表 22.1 最高温度最高温度温度级别 F T T T2A T2B T2C T2D T T3A 3

4 IEC 标准 (Standard) 欧洲国家使用 IEC( 国际电工委员会标准 ) 一些亚太国家的电气标准也接近于 IEC 标准和 NEC 标准相似,IEC 也按三个范畴对爆炸性危险场所进行定义图 22-2 举例说明了 IEC 标准对防爆等级划分的规定防爆型式有 :(Ex)e (Ex)d (Ex)p (Ex)i 等防爆型式的概念如下 : (Ex)e 增安型应用在所有电气设备上, 正常工作时能防止产生电火花 (Ex)d 隔爆型采用隔爆外壳把可能产生火花电弧和危险温度的电气部分与周围的爆炸性环境隔开密封面电缆入口轴封等处, 会有比较大的间隙, 因此对它们规定允许间隙, 以防止可能引燃周围爆炸性环境的火花或微粒传出工作时, 爆炸性气体与空气混合物很少渗入防护罩内即使防护罩内部发生爆炸, 也能被阻止而不传播到周围的爆炸性气体混合物中 (Ex)p 正压型电气设备的一部分或整体可能会成为爆炸源, 这时人为地在其内部通以清洁空气或惰性气体以产生高于环境大气压的压力, 阻止外界环境中的任何爆炸性混合物进入可能会成为爆炸源的这部分设备 (Ex)i 本安型通过将与电感电容和电阻密切相关的电流和电压限制在合适范围内, 可以阻止在过高温度下能引燃爆炸性混合物的电弧回路的能量等级小于最小点燃能量 20 μws IEC 标准根据环境的危险等级将危险区域划分为三个等级分区, 如下 : 0 区爆炸性气体混合物连续或长时期存在的场所 ; 1 区在正常情况下, 爆炸性气体混合物有可能出现的场所 ; 2 区爆炸性气体混合物不可能出现, 或即使出现也是短时间存在的场所 IEC 的温度级别 : 根据不同组别气体的引燃温度和使用在危险区域的电气设备的最高表面温度设计的需要,IEC 标准划分了 6 个温度级别见表 22-2 表 22-2 最高温度的等级 (IEC) 温度级别最高表面温度 T1 450 T2 300 T3 200 T4 135 T5 100 T6 85 4

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6 IEC 和 NEC 防爆等级的对等处 (Classification Equivalent) IEC 标准的气体组别与 NEC 类似但不完全相同虽然也有例外, 但下面的对照通常是适用的 : 表 22-3 气体组别 IEC 标准 NEC 标准 IIA 组 D 组 IIB 组 C 组 IIC 组 B 组 IEC 和 NEC 的危险区域的划分, 以及防爆等级的对比如下 : 表 22-4 危险分区和防护 IEC 标准 NEC 标准 II 组,0 区 I 级,1 区 II 组,1 区 I 级,1 区 II 组,2 区 I 级,2 区 6

7 外壳 (Enclosure) 和控制器件 (Control Devices) 的电气规范 NEMA 标准 (Standard) 所有电子元件的外壳 (Enclosure) 都应该按照 NEC 或 NEMA( 美国电气制造商协会 ) 标准来设计和制造两个标准都适用于或明确指定用于 NEMA 或 NEC 定义的防爆或非防爆区 NEMA 定义的各种外壳防护等级介绍如下 : NEMA-1 一般用途 (General Purpose) 一般用途的外壳主要用于防止与封装器件的意外接触适用于很少异常工作情况的室内普通用途 NEMA-2 避滴 (Drip-Tight) 避滴外壳主要用于防止与封装器件的意外接触, 另外防止滴水或飞尘进入 NEMA-3 防风雨 (Weatherproof or Water-Resistant) 防风雨外壳主要在指定的恶劣天气下提供合适保护适合在室外使用 NEMA-3R 隔雨水 (Rain-Tight) 隔雨水外壳主要用于满足防雨元器件的要求适合于不带雨棚的室外普通应用 NEMA-4 隔水 (Water-Tight) 隔水外壳主要设计来阻挡水管水流中的水适合在电气元件可能接触到清洁过程中水流的场合下使用 NEMA-5 隔尘 (Dust-Tight) 隔尘外壳可将灰尘阻挡在外 NEMA-6 可没入水中 (Submersible) 可没入水中的外壳设计允许电气元件在指定的压力和时间条件下成功的在水下工作 NEMA-7 (A,B,C 或 D) 防爆区域 (Hazardous Location)-I 级 (Class I) 空气断路 (Air Break) 这个级别外壳的设计是为了满足 NEC 标准中 I 区 A,B,C 或 D 组气体的防爆要求, 可能偶尔出现空气断路 NEMA-8 (A,B,C 或 D) 防爆区域 (Hazardous Location)-I 级 (Class I) 油浸 (Oil Immersed) 这个级别外壳的设计是为了满足 NEC 标准中 I 区的防爆要求, 电气元器件会不时浸在油中 7

8 NEMA-9 (E,F 或 G) 防爆区域 (Hazardous Location) II 级 (Class II) 这个级别外壳的设计是为了满足 NEC 标准中 II 区防爆的要求 NEMA-10 矿业局防爆 (Bureau of Mines-Explosion Proof) 这个级别外壳的设计是为了满足美国矿业局的防爆要求适合在有瓦斯的煤矿使用 NEMA-11 防酸或防烟油浸 (Acid or Fume-Resistant-Oil Immersed) 这种外壳提供电器元件浸油保护, 使之适合可能会接触酸性或其它腐蚀性烟雾时使用 NEMA-12 工业用途 (Industrial Use) 适合于工业应用应使之能防止灰尘线绳光纤以及悬浮物渗漏的油渗漏的冷却剂等的进入 NEMA-13 防尘 (Dust Proof) 防尘外壳主要是防止与封装器件的意外接触, 另外即使灰尘进入也不会影响电气元件的正常工作这种外壳的结构只与电器元件和存在的灰尘的数量和大小有关 IP (Ingrees Protection)( 防护等级 ) 标准 (Standard) IP 标准由 IEC 提出, 并在欧洲以及一些亚太国家使用 IP 标准规定了外壳防护等级例如 IP21 就是一个 IP 防护等级第一个数字表示防止人接触和防止外物进入的等级 ; 第二个数字表示防止液体的进入下表 22.5 列出了 IP 标准的分级表 22.5 IP 保护分级第一个第二个数字数字 IP00 1 IP10 IP11 IP12 2 IP20 IP21 IP22 IP23 3 IP30 IP31 IP32 IP33 IP34 4 IP40 IP41 IP42 IP43 IP44 5 IP50 IP54 IP44 6 IP60 IP66 IP67 IP68 8

9 下面是对第一个数字 ( 防止接触和外物进入 ) 各自所表达概念的简要说明 : (0) 设备没有防止固体外物进入的保护 (1) 防止大的固体外物进入 (2) 防止中等尺寸的外物进入 (3) 防止厚度大于 2.5mm 的小尺寸外物进入 (4) 防止厚度大于 1mm 的外物进入 (5) 防止足以影响到封装设备正常运行数量的灰尘进入 (6) 完全隔绝外物进入下面是对第二个数字 ( 防止液体进入 ) 各自意义的简要说明 : 0 设备没有防止液体进入的保护 1 防止滴落的凝水进入 2 防止与竖直方向成 15 角范围内的滴水进入 3 防止与竖直方向成 60 角范围内的滴水进入 4 防溅水从任何角度飞溅到设备上的水都对设备有害 5 防止从任何角度喷射过来的水 6 对在船甲板上的使用提供保护 7 提供保护使之能在浸入水中时使用 8 对不限时浸入水中使用提供保护 NEMA 和 IP 都适用于电机和启动柜外壳的设计和制造, 详细内容见第 23 章正压通风保护 (Purged and Pressurized Enclosure) NFPA-496 是一个电气设备正压通风的标准, 电气设备的布置太独特时应用这个标准 NFPA-496 不能取代 NEC NFPA-70 为了在 NEC ARTICLE 500 中定义的爆炸性危险区域 I 区中使用, 我们设计能消除或降低危险性的正压通风外壳时, 可以在这个标准 (NFPA-496) 中获取一些信息根据 NEC 的说法, 不能被危险区域接受的设备, 如果采用这个标准也可能可以使用有 Z 通风标记 (Z Purge) 的外壳可以满足 II 区防爆要求, X 通风标记 (X Purge) 可以将 I 区危险降为非防爆区本质安全型设备 (Intrinsically Safe Devices) 本质安全型设备可以在被 NEC500-1 定义的爆炸性危险区域使用根据其定义, 本质安全型设备及线缆在正常或合理的非正常工作条件下不能引燃指定的爆炸性危险物质正常工作条件是指假定提供的最大电压和环境系数在设备给定的额定极限范围内非正常工作条件是指假定两个不相关的电气错误同时出现换句话说, 本安设备在正常或非正常工作条件下不会释放足够引燃指定危险环境且处在最高引燃浓度的混合物的电热能没有 NEMA-7 外壳, 本安型设备和线缆也可以使用在任何危险区域和爆炸性危险物质环境下 9

怎样使孩子更加聪明健康（五）.doc

怎样使孩子更加聪明健康（五）.doc ...1...8...13...19...22...27...35...37 0-1...43...47...50...54...58...62...64...66...71...76...78 I ...81...83...84...86...87...88...90...92...93...94...97...99... 102... 105... 109... 110...111 ABC...

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