我們知道，防爆接線箱(Ex e)的溫度組別是指接線箱在其運行過程中，當(dāng)承受最高溫度環(huán)境和相應(yīng)的最大額定外部熱源時(即最不利的條件下)按規(guī)定測得的最高表面溫度。在爆炸性環(huán)境中實際應(yīng)用絕不能超出這個溫度。
目前防爆接線箱溫度組別的確定通常采用最不利條件下覆蓋的方法進行確定，但在現(xiàn)實應(yīng)用中，尤其是在用戶選擇產(chǎn)品時，往往僅以這個溫度組別選擇產(chǎn)品,大大縮小了生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的防爆接線箱的應(yīng)用范圍，類似的其它防爆電器如防爆控制箱、配電箱等產(chǎn)品也會遇到這種情況。例如生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的防爆接線箱在30片/35m㎡/ 115A情況下確定的證書溫度組別為T4，用戶要選用2片/35m㎡/ 115A 要求溫度組別為T5組別的，顯然該廠家生產(chǎn)的防爆接線箱證書是不符合要求的，如果每種可能都去確定溫度組別顯然是很難實現(xiàn)的，所以這種確定溫度組別的方式存在一定的局限性。
一般來說生產(chǎn)廠家在申請證書時，都是系列產(chǎn)品，檢測機構(gòu)按廠家的申請要求在最不利的環(huán)境條下給出了溫度組別，但在現(xiàn)實應(yīng)用中的產(chǎn)品很少是在最不利的條件下，那么不同的應(yīng)用條件溫度組別也將不同，如果有一種方法能確定不同條件下的溫度組別是不同的，防爆接線的適用范圍就會更廣。
GB3836.3-2010標(biāo)準(zhǔn)附錄E中就給出了這種方法即：最大耗散功率法。運用此方法確定溫度組別幾個關(guān)鍵需要明確即：1.試驗產(chǎn)品的制作;2.溫升的測量;3.端子的最大耗散功率的計算;4.導(dǎo)線的最大耗散功率的計算;5.導(dǎo)線的內(nèi)部電阻。本文就以上幾點做簡要的探討與分析。
1 、試驗樣品的制作
防爆接線箱主要熱源不是接線端子本身而更多的是連接到端子上的導(dǎo)線。以下二個同樣殼體大小、端子大小(2.5m㎡)和導(dǎo)線大小(2.5m㎡)的樣品A和樣品B，樣品A內(nèi)部的導(dǎo)線總長度為22.3m，樣品B導(dǎo)線總長度為11m ，二個被測樣品均通入14.5A的電流進行測試，測的樣品A的溫升為70K，樣品B的溫升為51K。
樣品A和B
以上試驗證明試驗樣品的導(dǎo)線長度對溫度的影響是很關(guān)鍵的。
“最不利狀態(tài)”的導(dǎo)線長度應(yīng)等于外殼最大內(nèi)部尺寸(三維對角線)如圖1所示。
圖1
圖1 外殼最大內(nèi)部尺寸(三維對角線)
按長方體對角線定理即：長方體一條對角線的平方等于一個頂點上三條棱的長的平方和計算出導(dǎo)線長度如下。
公式中 L—導(dǎo)線的長度 (m)
h—外殼內(nèi)尺寸高度 (m)
w—外殼內(nèi)尺寸寬度 (m)
d—外殼內(nèi)尺寸長度 (m)
導(dǎo)線布置應(yīng)使試驗電流通過每個端子,且布線方式為串聯(lián)。為表現(xiàn)導(dǎo)線綁扎的發(fā)熱影響和典型安裝的其它影響,導(dǎo)線按6組綁扎成束,接線箱外面的長度至少為0.5m，如圖2所示。
圖2
應(yīng)使用等于端子額定電流的電流通過串聯(lián)電路，當(dāng)達到穩(wěn)定狀態(tài)時測量最熱分的溫度。對于特定的溫度組別，如果需要確定最大耗散功率極限值，則需要改變端子數(shù)量，重復(fù)試驗，直至達到極限溫度，比如T6≤80℃。
采用在20℃時的電路電阻和額定電流計算極限溫度時額定最大耗散功率。在實際運用過程中，不同的配置方案所計算出的耗散功率之和不宜超過額定最大耗散功率。
2、 額定最大耗散功率的計算
額定最大耗散功率的計算可以采用端子的耗散功率+導(dǎo)線的耗散來計算。對于端子的耗散功率，利用通過該端子的最大電流和端子的最大內(nèi)部電阻值計算得出，如下：
Pb=I2×nRt
公式中Pb—端子的耗散功率 (W)
I — 通過接線端子的最大電流(允許的最大額定電流) (A)
n — 接線端子的數(shù)量
Rt—端子的最大接觸電阻見表1 (Ω)
導(dǎo)線的耗散功率，利用通過該導(dǎo)線的最大電流和導(dǎo)線在20℃時的內(nèi)部電阻值計算得出，如下：
Pc= I2×LRc
公式中Pc—導(dǎo)線的耗散功率
I — 通過導(dǎo)線的最大電流
L — 導(dǎo)線的尺寸，外殼最大內(nèi)部尺寸(三維對角線)的0.5倍
Rc—導(dǎo)線在20℃時的內(nèi)部電阻見表2
通過計算端子和導(dǎo)線的耗散功率計算總的耗散功率(Pa)即：Pa=Pb+Pc。
表1 常用端子的接觸電阻Rc(供參考)
表2 導(dǎo)線在20℃時的內(nèi)部電阻Rc
3、 導(dǎo)線的電阻
第二章導(dǎo)線的最大耗散功率按照標(biāo)準(zhǔn)的要求，電阻采用的是20℃時的內(nèi)部電阻值，但從測試的數(shù)據(jù)分析導(dǎo)線的電阻隨著導(dǎo)線的溫度升高電阻也隨著升高。
表3
從圖表3得出的結(jié)論是導(dǎo)體的溫度越高電阻越大，那么計算最大耗散功率時如果全部采用20℃時的電阻來計算顯然耗散功率是小于實際耗散功率的，這樣就會造成計算出來的溫度組別要低于實際的溫度組別。
由于此種原因建議大家計算最大耗散時選擇導(dǎo)線遠行時可能達到的最高溫度情況下的最大電阻來計算。
4 、結(jié)束語
本文分析了防爆接線箱的最大耗散功率法的使用，目的是希望大家能更進一步了解此種方法的使用和推廣，在申請系列防爆接線箱溫度組別時能選擇此種方法。關(guān)于選用此種方法的好處，歸納有以下二點：1.能使產(chǎn)品的適用范圍擴大，利于用戶的選擇，做到物盡其用;2.產(chǎn)品的配置變的更靈活，并容易計算不同配置情況下的溫度組別。本文僅舉例防爆接線箱采用最大耗散功率法向大家做了介紹，對于其它防爆電器采用此種方法確定溫度組別是否可行，應(yīng)該也是適合的，如復(fù)合型(de)防爆配電箱、防爆控制箱等。
（轉(zhuǎn)載）
