隨著LED光源的發(fā)展，LED燈的使用越來越普及。如今在石油、石化、醫(yī)藥等行業(yè)，選用的防爆燈具也轉(zhuǎn)向了LED防爆燈。相比傳統(tǒng)防爆燈的體積更小、重量更輕，壽命更長，價格也比較適中，防爆燈具的選型由2013年的20%、到2014年的40%、到2015的70%到至今，LED防爆燈已經(jīng)成為防爆場所主流產(chǎn)品。

　　得益于石油及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的推動，防爆燈在采礦、石油、軍事、交通等工業(yè)領(lǐng)域占有很重要的市場地位。根據(jù)“工程照明防爆燈市場”研究報告顯示，2020年工業(yè)照明市場規(guī)模將達(dá)52.04億美元，其中LED防爆燈具產(chǎn)值可達(dá)2億4800萬美元規(guī)模。

　　防爆燈具，是專用于工業(yè)操作過程中的特殊照明用具，防爆燈的發(fā)光效率高，透光性也非常好，使用的年限長，經(jīng)過高科技手段密封處理，既防水防塵又耐磨防腐，在一些潮濕或者帶有腐蝕性質(zhì)的環(huán)境下使用而不受任何影響。同時外殼堅固，在使用過程中更安全、可靠。在日常工業(yè)操作幾乎每天都離不開它的使用，可見，它的使用率是相當(dāng)高的。隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，在石化裝置、石油平臺、加油站、油泵房、中轉(zhuǎn)站等易燃易爆場所，防爆燈具的重要性更能體現(xiàn)出來了。

　　本期評測，除了燈具的基礎(chǔ)光學(xué)參數(shù)外，我們還從外殼結(jié)構(gòu)、耐熱、IP等級要求、抗沖擊、熱劇變、外殼耐壓、內(nèi)部點燃等多個方面對這款LED防爆燈進(jìn)行了全方位測試，以驗證其防爆性能。測試樣品來自福建中科芯源光電科技有限公司，基礎(chǔ)光學(xué)參數(shù)由深圳南方立訊檢測有限公司進(jìn)行測試，而防爆性能實驗則由廣州特種機(jī)電設(shè)備檢測研究院進(jìn)行測試。

　　關(guān)于防爆燈定義

　　防爆燈是指用于可燃性氣體和粉塵存在的危險場所，能防止燈內(nèi)部可能產(chǎn)生的電弧、火花和高溫引燃周圍環(huán)境里的可燃性氣體和粉塵，從而達(dá)到防爆燈的要求。

　　產(chǎn)品圖片

　　接下來我們看一下這款防爆免維護(hù)LED照明燈，從外觀上看，這個燈更類似于工礦燈，外觀簡潔，牢固。外形尺寸是Φ350*210mm，產(chǎn)品電源采用裸板灌膠密封在電源腔內(nèi)的方法安裝電源，這樣的好處在于避免電路間的火花引起爆炸，弊端在于后期維護(hù)困難。

　　這款一體式玻璃透鏡燈具，采用了典型的固定式燈具設(shè)計，通過接線端子與外部連接，有壓線裝置，屬于Class I 燈具，特別之處在于，燈具連接非常牢靠，整個產(chǎn)品重量適中，觸摸產(chǎn)品，手感平滑，無鋒利邊角，做工細(xì)致。

　　基礎(chǔ)參數(shù)

　　首先來看一下這款燈的性能數(shù)據(jù)：

　　以上數(shù)據(jù)由深圳南方立訊檢測有限公司提供

　　從數(shù)據(jù)來看，這款燈表現(xiàn)中規(guī)中矩，現(xiàn)在燈具普遍光效基本達(dá)到120Lm/w以上，燈具光效125.08lm/w表現(xiàn)不算優(yōu)異，倒是配光做得挺好，接近正方形配光，實際使用過程中更便于設(shè)計和施工，能有效的提供工作面利用率，避免暗區(qū)、斑馬線的存在。

　　接下來看一下這款產(chǎn)品的各項防爆性能。

　　本次進(jìn)行的是一個Exd IIC T3Gb等級的防爆測試，屬于隔爆型的產(chǎn)品，所謂隔爆型是電器設(shè)備的一種防爆型式，其外殼能夠承受通過外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙進(jìn)入外殼內(nèi)部的爆炸性混合物在內(nèi)部爆炸而不損壞，并且不會引起外部由一種、多種氣體或整齊形態(tài)的爆炸性氣體環(huán)境的點燃。通俗點理解就是著火，外殼也能隔絕內(nèi)部跟外部不聯(lián)通，不會引起外部大爆炸。

　　防爆結(jié)構(gòu)檢查

　　防爆結(jié)構(gòu)檢查包括防爆標(biāo)志內(nèi)容、位置、警告標(biāo)志及接地連接件等相關(guān)方面，具體檢查結(jié)果如下：

　　1.防爆標(biāo)志銘牌內(nèi)容齊全，警告標(biāo)志信息清晰，標(biāo)志位置明顯;

　　2.接地符合要求，帶有接地標(biāo)志;

　　3.帶電纜引入裝置，有密封措施。

　　銘牌數(shù)字/字母高度大于2mm，其他標(biāo)志大于5mm，標(biāo)簽擦拭測試后，字跡仍清晰，各項檢查均滿足GB 3836.1-2010標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)要求。

　　防爆設(shè)備結(jié)構(gòu)檢查

　　1.圓筒接合面(接線腔)：L=12.64mm,i=0.08mm, Ra=6.3μ m;

　　2.圓筒接合面(電源腔)：L=13.66mm,i=0.12mm, Ra=6.3μ m;

　　3.螺紋接合面(引入裝置壓緊螺母)：螺距1.5mm,嚙合深度10.78mm,嚙合扣數(shù)7扣;

　　4.粘結(jié)接合面(玻璃透鏡)：透鏡內(nèi)部腔體容積小于100cm3，粘結(jié)寬度8.08mm, 具有透鏡壓蓋。

　　小結(jié)：在進(jìn)行隔爆燈具的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，很多企業(yè)往往把重點放在隔爆外殼的外形和強(qiáng)度設(shè)計上，卻忽略了與外殼構(gòu)成整體的緊固件、引入裝置、透明件、懸掛裝置、標(biāo)志等其它器件的設(shè)計。這款LED防爆燈具在接合面各處細(xì)節(jié)的處理上非常完美與到位。

　　最高表面溫度

　　最高表面溫度關(guān)系到燈具功率和外殼尺寸問題，直接影響的就是燈具成本，溫度過高一方面是影響燈具壽命，一方面是溫度達(dá)粉塵或者氣體的燃點容易引起粉塵或者氣體爆炸，我們來看看GB3836.1-2010中對表面最高溫度的要求，見下圖,

　　具體測試結(jié)果如下：

　　測試條件：在電氣設(shè)備額定條件下進(jìn)行工作溫度測定，測定最高表面溫度的試驗應(yīng)在電氣設(shè)備額定電壓的90%-110%(或額定電流90%-110%)之間、設(shè)備達(dá)到最高表面溫度的最不利條件下進(jìn)行，最高表面溫度不得超過防爆標(biāo)志的溫度組別或溫度。

　　1.試驗電壓：0.9 x 220VAC 50Hz,220VAC 50Hz, 1.1 x 220VAC　50Hz;

　　2.密封圈最高工作溫度為75.9°C，燈具最高表面溫度(玻璃透鏡中心處)為100.7°C。

　　小結(jié)：這款燈屬于Class Ⅰ燈具，根據(jù)使用環(huán)境，表面溫度最高不超過150℃(有煤塵堆積)和450℃(無煤塵堆積)，單從測試出來的結(jié)果來看，密封圈最高工作溫度是75.9℃，透鏡中心溫度是100.7℃，表現(xiàn)還是很優(yōu)秀的。

　　傳爆測試

　　接下來，我們看一下隔爆型防爆燈具比較關(guān)鍵的兩個試驗：防護(hù)等級和內(nèi)部點燃不傳爆試驗。

　　外殼防護(hù)等級

　　1.IP6X防塵試驗結(jié)果：外殼內(nèi)部無可見的灰塵沉積;

　　2.IPX6防水試驗結(jié)果：外殼內(nèi)部無進(jìn)水跡象;

　　試驗結(jié)果符合GB4208相應(yīng)的防爆類別IP66試驗要求。

　　內(nèi)部點燃不傳爆試驗

　　每個隔爆腔按相應(yīng)電氣設(shè)備類型試驗要求試驗，各經(jīng)5次內(nèi)部點燃不傳爆試驗，應(yīng)均不發(fā)生傳爆。

　　1.試驗部位：接線腔，電源腔，光源腔;

　　2.試驗氣體和濃度：氫氣(27.5±1.5)%，乙炔(7.5±1)%;

　　3.試驗次數(shù)：各5次;

　　4.試驗結(jié)果：未傳爆。

　　小結(jié)：隔爆型采用的是間隙防爆原理，即利用金屬間隙能阻止爆炸火焰的傳播和冷卻爆炸產(chǎn)物的溫度，達(dá)到火焰熄滅和降溫，抑制爆炸的擴(kuò)展的原理設(shè)計的一種構(gòu)造。采取措施是允許內(nèi)部爆炸并阻止火焰?zhèn)鞅囊环N防爆型式，是最常用的一種防爆類型。即便爆炸性氣體混合物進(jìn)入隔爆外殼并被點燃，隔爆外殼能承受內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內(nèi)部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播。這款燈具防護(hù)等級為IP66，接合測試結(jié)果來看，這兩個參數(shù)充分體現(xiàn)了產(chǎn)品的隔爆性能，外殼可以將內(nèi)部與外部隔絕，相互不影響。

　　耐熱試驗

　　非金屬外殼和外殼的非金屬部件材料應(yīng)經(jīng)GB 3836.1-2010條款26.8 耐熱試驗后，材料應(yīng)無明顯變化。

　　1.試驗部件：整燈;

　　2.相對濕度：95%，溫度：95°C;

　　3.周期：28天;

　　耐寒測試

　　非金屬外殼和外殼的非金屬　部件材料應(yīng)在耐熱試驗結(jié)束后在室溫下靜置24h后，置于最低工作溫度環(huán)境下保持24h。試驗結(jié)束后試樣應(yīng)無明顯變化。

　　1.試驗部件：整燈;

　　2.試驗溫度：-40°C;

　　3.試驗時間：24h;

　　4.試驗結(jié)果：試樣無明顯變化。

　　抗沖擊試驗

　　非塑料外殼(除玻璃透明件)：沖擊能量7J，試驗溫度20±5°C;

　　玻璃透明件：沖擊能量4J，試驗溫度20±5°C。沖擊后不應(yīng)使電氣設(shè)備防爆型式失效。

　　1.試驗部件：金屬外殼和玻璃透鏡;

　　2.試驗溫度：24.5°C;

　　3.試驗高度：與金屬外殼距離0.7m,與玻璃透鏡距離0.4m;

　　4.沖擊能量：金屬殼體沖擊能量7J，玻璃透鏡沖擊能量4J;

　　5.試驗結(jié)果：未見影響防爆型式的損壞。

　　熱劇變試驗

　　標(biāo)準(zhǔn)要求：玻璃透明罩和觀察窗應(yīng)處在最高工作溫度下，用溫度為(10±5)℃，直徑1mm的噴嘴對其噴水，不發(fā)生破裂。

　　試驗溫度10.0℃，直徑為1mm的噴射水對40°C工作環(huán)境溫度下達(dá)到熱平衡時玻璃表面噴射，玻璃透鏡表面無破裂。

　　電纜引入裝置夾緊試驗

　　當(dāng)對電纜或芯軸施加以下拉力時：20倍芯軸或電纜直徑(以mm為單位，圓形);6倍電纜周長(以mm為單位, 非圓形)，施力6 h試驗，環(huán)境溫度為(20士5)℃，如果芯軸或電纜樣品位移量不超過6h,則認(rèn)為該密封圈、填料或夾緊組件合格。

　　1.試驗芯棒：10mm,14mm;

　　2.試驗拉力：10mm芯棒200N，14mm芯棒280N;

　　3.試驗時間：6h;

　　4.試驗結(jié)果：10mm芯棒位移5.66mm,14mm

　　芯棒位移5.32mm,均無損壞，均小于6mm。

　　密封試驗和機(jī)械強(qiáng)度試驗

　　引入裝置在規(guī)定壓力下，保持至少10s,應(yīng)無任何泄露痕跡，則滿足密封試驗要求;經(jīng)機(jī)械強(qiáng)度試驗后無任何影響防爆型式的損壞，則滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。

　　1.試驗芯棒：10mm,14mm;

　　2.試驗壓力：保持3.0MPa液壓10s;

　　3.試驗結(jié)果：密封試驗無泄露，機(jī)械強(qiáng)度試驗無損壞。

　　外殼耐壓試驗

　　每個隔爆腔按相應(yīng)電氣設(shè)備類型試驗要求試驗，對于小型設(shè)備不能測定參考壓力采用靜壓試驗，對于IIC類別設(shè)備，容積小于10cm3時需施加壓力1MPa，容積大于10cm3時需施加壓力2MPa;加壓時間至少10s。試驗結(jié)果應(yīng)無損壞，無泄漏。

　　IIC類設(shè)備：

　　1.試驗腔體：接線腔，電源腔，光源腔;(各腔體容積均大于10cm3)

　　2.試驗壓力：2MPa;

　　3.加壓時間：12s;

　　4.試驗結(jié)果：各腔體均無損壞，無泄漏。

　　以上測試數(shù)據(jù)由廣州特種機(jī)電設(shè)備檢測研究院提供

　　總結(jié)

　　這款燈具屬于隔爆型防爆燈具，所以外殼結(jié)構(gòu)上要求比較高，除了耐熱、IP等級要求、抗沖擊，還需要承受熱劇變、外殼耐壓、內(nèi)部點燃等，要求嚴(yán)苛，耐熱試驗更需要雙95，持續(xù)28天，不管是對電源、燈珠還是外殼都是極高的考驗。接合測試數(shù)據(jù)來看，除了光學(xué)性能表現(xiàn)中規(guī)中矩，這款產(chǎn)品的防爆性能相當(dāng)優(yōu)越，對于一款防爆燈具而言，這也是可以理解的，仍不失為一款好產(chǎn)品，尤其是防爆性能上有許多可借鑒之處。