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一款隔爆型LED防爆灯深度评测
时间:2018-02-07 来源:阿拉丁照明网

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  随着LED光源的发展,LED灯的使用越来越普及。如今在石油、石化、医药等行业,选用的防爆灯具也转向了LED防爆灯


  相比传统防爆灯的体积更小、重量更轻,寿命更长,价格也比较适中,防爆灯具的选型由2013年的20%、到2014年的40%、到2015的70%到至今,LED防爆灯已经成为防爆场所主流产品。


  得益于石油及相关产业的推动,防爆灯在采矿、石油、军事、交通等工业领域占有很重要的市场地位。根据“工程照明防爆灯市场”研究报告显示,2020年工业照明市场规模将达52.04亿美元,其中LED防爆灯具产值可达2亿4800万美元规模。

  

防爆灯评测-(1).jpg


  防爆灯具,是专用于工业操作过程中的特殊照明用具,防爆灯的发光效率高,透光性也非常好,使用的年限长,经过高科技手段密封处理,既防水防尘又耐磨防腐,在一些潮湿或者带有腐蚀性质的环境下使用而不受任何影响。


  同时外壳坚固,在使用过程中更安全、可靠。在日常工业操作几乎每天都离不开它的使用,可见,它的使用率是相当高的。


  随着工业化进程的发展,在石化装置、石油平台、加油站、油泵房、中转站等易燃易爆场所,防爆灯具的重要性更能体现出来了。

  

  本期评测,除了灯具的基础光学参数外,我们还从外壳结构、耐热、IP等级要求、抗冲击、热剧变、外壳耐压、内部点燃等多个方面对这款LED防爆灯进行了全方位测试,以验证其防爆性能。

  

  测试样品来自福建中科芯源光电科技有限公司,基础光学参数由深圳南方立讯检测有限公司进行测试,而防爆性能实验则由广州特种机电设备检测研究院进行测试。


  关于防爆灯定义


  防爆灯是指用于可燃性气体和粉尘存在的危险场所,能防止灯内部可能产生的电弧、火花和高温引燃周围环境里的可燃性气体和粉尘,从而达到防爆灯的要求。


  产品图片

  

  接下来我们看一下这款防爆免维护LED照明灯,从外观上看,这个灯更类似于工矿灯,外观简洁,牢固。外形尺寸是Φ350*210mm,产品电源采用裸板灌胶密封在电源腔内的方法安装电源,这样的好处在于避免电路间的火花引起爆炸,弊端在于后期维护困难。

  



  这款一体式玻璃透镜灯具,采用了典型的固定式灯具设计,通过接线端子与外部连接,有压线装置,属于Class I 灯具,特别之处在于,灯具连接非常牢靠,整个产品重量适中,触摸产品,手感平滑,无锋利边角,做工细致。


  01 基础参数


  首先来看一下这款灯的性能数据:

  

防爆灯评测 (6).jpg


防爆灯评测-(7).jpg
(以上数据由深圳南方立讯检测有限公司提供)


  从数据来看,这款灯表现中规中矩,现在灯具普遍光效基本达到120Lm/w以上,灯具光效125.08lm/w表现不算优异,倒是配光做得挺好,接近正方形配光,实际使用过程中更便于设计和施工,能有效的提供工作面利用率,避免暗区、斑马线的存在。


  接下来看一下这款产品的各项防爆性能。


  本次进行的是一个Exd IIC T3Gb等级的防爆测试,属于隔爆型的产品,所谓隔爆型是电器设备的一种防爆型式,其外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙进入外壳内部的爆炸性混合物在内部爆炸而不损坏,并且不会引起外部由一种、多种气体或整齐形态的爆炸性气体环境的点燃。


  通俗点理解就是着火,外壳也能隔绝内部跟外部不联通,不会引起外部大爆炸。


  02 防爆结构检查


  防爆结构检查包括防爆标志内容、位置、警告标志及接地连接件等相关方面,具体检查结果如下:


  1、防爆标志铭牌内容齐全,警告标志信息清晰,标志位置明显;


  2.接地符合要求,带有接地标志;


  3.带电缆引入装置,有密封措施。


  铭牌数字/字母高度大于2mm,其他标志大于5mm,标签擦拭测试后,字迹仍清晰,各项检查均满足GB 3836.1-2010标准有关要求。


  03 防爆设备结构检查


  1、圆筒接合面(接线腔):L=12.64mm,i=0.08mm, Ra=6.3μ m;


  2、圆筒接合面(电源腔):L=13.66mm,i=0.12mm, Ra=6.3μ m;


  3、螺纹接合面(引入装置压紧螺母):螺距1.5mm,啮合深度10.78mm,啮合扣数7扣;


  4、粘结接合面(玻璃透镜):透镜内部腔体容积小于100cm3,粘结宽度8.08mm, 具有透镜压盖。


  小结:


  在进行隔爆灯具的结构设计时,很多企业往往把重点放在隔爆外壳的外形和强度设计上,却忽略了与外壳构成整体的紧固件、引入装置、透明件、悬挂装置、标志等其它器件的设计。这款LED防爆灯具在接合面各处细节的处理上非常完美与到位。


  04 最高表面温度


  最高表面温度关系到灯具功率和外壳尺寸问题,直接影响的就是灯具成本,温度过高一方面是影响灯具寿命,一方面是温度达粉尘或者气体的燃点容易引起粉尘或者气体爆炸,我们来看看GB3836.1-2010中对表面最高温度的要求,见下图,

  

防爆灯评测-(8).jpg


  具体测试结果如下


  测试条件:


  在电气设备额定条件下进行工作温度测定,测定最高表面温度的试验应在电气设备额定电压的90%-110%(或额定电流90%-110%)之间、设备达到最高表面温度的最不利条件下进行,最高表面温度不得超过防爆标志的温度组别或温度。


  1、试验电压:0.9 x 220VAC 50Hz,220VAC 50Hz, 1.1 x 220VAC 50Hz;


  2、密封圈最高工作温度为75.9°C,灯具最高表面温度(玻璃透镜中心处)为100.7°C。


  小结:


  这款灯属于Class Ⅰ灯具,根据使用环境,表面温度最高不超过150℃(有煤尘堆积)和450℃(无煤尘堆积),单从测试出来的结果来看,密封圈最高工作温度是75.9℃,透镜中心温度是100.7℃,表现还是很优秀的。


  05 传爆测试


  接下来,我们看一下隔爆型防爆灯具比较关键的两个试验:防护等级和内部点燃不传爆试验。


  外壳防护等级


  1、IP6X防尘试验结果:外壳内部无可见的灰尘沉积;


  2、IPX6防水试验结果:外壳内部无进水迹象;


  试验结果符合GB4208相应的防爆类别IP66试验要求。


  内部点燃不传爆试验


  每个隔爆腔按相应电气设备类型试验要求试验,各经5次内部点燃不传爆试验,应均不发生传爆。


  1、试验部位:接线腔,电源腔,光源腔;


  2、试验气体和浓度:氢气(27.5±1.5)%,乙炔(7.5±1)%;


  3、试验次数:各5次;


  4、试验结果:未传爆。


  小结:


  隔爆型采用的是间隙防爆原理,即利用金属间隙能阻止爆炸火焰的传播和冷却爆炸产物的温度,达到火焰熄灭和降温,抑制爆炸的扩展的原理设计的一种构造。


  采取措施是允许内部爆炸并阻止火焰传爆的一种防爆型式,是最常用的一种防爆类型。


  即便爆炸性气体混合物进入隔爆外壳并被点燃,隔爆外壳能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力,并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播。


  这款灯具防护等级为IP66,接合测试结果来看,这两个参数充分体现了产品的隔爆性能,外壳可以将内部与外部隔绝,相互不影响。


  06 耐热试验


  非金属外壳和外壳的非金属部件材料应经GB 3836.1-2010条款26.8 耐热试验后,材料应无明显变化。


  1、试验部件:整灯;


  2、相对湿度:95%,温度:95°C;


  3、周期:28天;


  07 耐寒测试


  非金属外壳和外壳的非金属 部件材料应在耐热试验结束后在室温下静置24h后,置于最低工作温度环境下保持24h。试验结束后试样应无明显变化。


  1.试验部件:整灯;


  2.试验温度:-40°C;


  3.试验时间:24h;


  4.试验结果:试样无明显变化。


  08 抗冲击试验


  非塑料外壳(除玻璃透明件):冲击能量7J,试验温度20±5°C;


  玻璃透明件:冲击能量4J,试验温度20±5°C。冲击后不应使电气设备防爆型式失效。


  1.试验部件:金属外壳和玻璃透镜;


  2.试验温度:24.5°C;


  3.试验高度:与金属外壳距离0.7m,与玻璃透镜距离0.4m;


  4.冲击能量:金属壳体冲击能量7J,玻璃透镜冲击能量4J;


  5.试验结果:未见影响防爆型式的损坏。


  09 热剧变试验


  标准要求:玻璃透明罩和观察窗应处在最高工作温度下,用温度为(10±5)℃,直径1mm的喷嘴对其喷水,不发生破裂。


  试验温度10.0℃,直径为1mm的喷射水对40°C工作环境温度下达到热平衡时玻璃表面喷射,玻璃透镜表面无破裂。


  10 电缆引入装置夹紧试验


  当对电缆或芯轴施加以下拉力时:20倍芯轴或电缆直径(以mm为单位,圆形);6倍电缆周长(以mm为单位, 非圆形),施力6 h试验,环境温度为(20士5)℃,如果芯轴或电缆样品位移量不超过6h,则认为该密封圈、填料或夹紧组件合格。


  1.试验芯棒:10mm,14mm;


  2.试验拉力:10mm芯棒200N,14mm芯棒280N;


  3.试验时间:6h;


  4.试验结果:10mm芯棒位移5.66mm,14mm


  芯棒位移5.32mm,均无损坏,均小于6mm。


  11 密封试验和机械强度试验


  引入装置在规定压力下,保持至少10s,应无任何泄露痕迹,则满足密封试验要求;经机械强度试验后无任何影响防爆型式的损坏,则满足机械强度要求。


  1.试验芯棒:10mm,14mm;


  2.试验压力:保持3.0MPa液压10s;


  3.试验结果:密封试验无泄露,机械强度试验无损坏。


  12 外壳耐压试验


  每个隔爆腔按相应电气设备类型试验要求试验,对于小型设备不能测定参考压力采用静压试验,对于IIC类别设备,容积小于10cm3时需施加压力1MPa,容积大于10cm3时需施加压力2MPa;加压时间至少10s。试验结果应无损坏,无泄漏。


  IIC类设备:


  1.试验腔体:接线腔,电源腔,光源腔;(各腔体容积均大于10cm3)


  2.试验压力:2MPa;


  3.加压时间:12s;


  4.试验结果:各腔体均无损坏,无泄漏。


  (以上测试数据由广州特种机电设备检测研究院提供)


  总结


  这款灯具属于隔爆型防爆灯具,所以外壳结构上要求比较高,除了耐热、IP等级要求、抗冲击,还需要承受热剧变、外壳耐压、内部点燃等,要求严苛,耐热试验更需要双95,持续28天,不管是对电源、灯珠还是外壳都是极高的考验。


  结合测试数据来看,除了光学性能表现中规中矩,这款产品的防爆性能相当优越,对于一款防爆灯具而言,这也是可以理解的,仍不失为一款好产品,尤其是防爆性能上有许多可借鉴之处。


  了解更多,进入福建中科芯源光电科技有限公司网上展厅:http://www.alighting.com/shangjia/zfdaming/index.html




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