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防爆行程开关工作原理与防爆机制
  • 发布日期：2025-11-19      浏览次数：131
      • 在石油、化工、天然气、制药、煤矿及粉尘加工等工业领域，生产环境中常弥漫着易燃易爆的气体（如甲烷、氢气、丙烷）、蒸气或可燃性粉尘。在这些危险场所（Hazardous Locations），任何微小的电火花、高温表面或机械摩擦都可能成为引爆源，引发灾难性事故。因此，所有电气与机械设备必须采用符合严格防爆标准的安全装置。其中，防爆行程开关作为监测设备运动位置、限位保护和联锁控制的核心元件，虽体积小巧，却承担着“关键时刻切断动力、防止超限运行”的重任，被誉为危险区域设备安全运行的“关键哨兵”。

      一、工作原理与防爆机制

      行程开关（又称限位开关）是一种通过机械触点动作来检测物体位置的机电式传感器。当移动部件（如阀门阀杆、起重机吊钩、输送带挡板）触发其操作头（滚轮、杠杆、拨叉等）时，内部触点闭合或断开，向控制系统发送信号，实现启停、换向或报警功能。

      而防爆行程开关在此基础上，通过特定防爆结构设计，确保在爆炸性环境中使用时不会成为点火源。主流防爆型式包括：

      1.隔爆型（Ex d）

      原理：开关外壳采用高强度铸铝或不锈钢制成，具有精确计算的隔爆间隙（通常≤0.2mm）。即使内部因触点拉弧产生爆炸，火焰在通过狭长缝隙时被冷却至低于外部环境引燃温度，从而阻止爆炸传播。

      适用：Zone 1/2（气体）或Zone 21/22（粉尘）等高风险区域。

      2.增安型（Ex e）

      原理：在正常运行条件下不产生火花，通过提高绝缘等级、密封接线端子、限制温升等方式增强安全性，适用于辅助控制回路。

      特点：结构相对简单，成本较低。

      3.本安型（Ex i，较少见）

      通常用于低功率信号回路，需配合安全栅使用，确保能量不足以点燃爆炸性混合物。

      二、核心结构与性能特点

      现代防爆行程开关具备以下关键特性：

      1.坚固可靠的机械结构

      外壳厚度≥4mm，抗冲击、耐腐蚀；操作头采用不锈钢或工程塑料，适应频繁机械冲击；内部触点为银合金材质，耐电弧、寿命长（可达100万次以上）。

      2.多重密封与防护

      电缆引入口配备防爆格兰头（如G1/2"、NPT），配合密封胶泥防止气体渗入；O型圈密封盖板，确保IP66以上防护，防尘防水；所有紧固件带防松脱设计，避免振动导致松动。

      3.灵活的动作形式

      滚轮式：适用于直线或曲线运动物体；杠杆式：长力臂设计，适合远距离触发；拨叉式：用于旋转轴位置检测；可调式撞块：便于现场安装对位。

      4.电气参数适配性强

      额定电压：AC 250V/DC 24V；触点容量：5A–10A，满足继电器、PLC输入?？榍枨?；双触点配置（?？?常闭），支持冗余控制。

      三、典型应用场景

      1.石油化工装置

      监测反应釜搅拌器是否到位；控制储罐进料阀门全开/全关位置；紧急切断系统（ESD）中的位置反馈。

      2.天然气输配站

      在压缩机、调压撬中检测执行机构行程，确保阀门在火灾或泄漏时可靠关闭。

      3.煤矿井下设备

      用于矿用提升机、皮带输送机的极限位置?；?，防止过卷或跑偏引发事故。

      4.喷涂与制药车间

      在存在溶剂蒸气的环境中，监控烘箱门是否关闭、传送带是否就位，联动通风系统。

      5.粮食与饲料加工厂

      粉尘防爆型（Ex tD）行程开关用于斗式提升机、粉碎机盖板联锁，防止设备在未封闭状态下启动。

      四、选型与安装规范

      正确选型是安全前提：

      确认区域等级：依据GB 50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》确定Zone分类；

      匹配介质类型：IIC级适用于氢气、乙炔等最危险气体；粉尘环境选用Ex tD；

      考虑机械负载：操作频率、撞击力、环境温度（-40℃～+70℃）；

      认证齐全：必须提供防爆合格证、检测报告及铭牌标识。

      安装时须遵守：

      禁止在通电状态下开盖接线；

      电缆外径与格兰头匹配，密封胶填充严密；

      所有金属外壳可靠接地，接地电阻≤4Ω；

      定期检查操作头磨损、触点氧化情况。