LED照明灯具的防爆性能设计要求探讨

林哲琳 孙浩

摘要：介绍了LED照明灯具的进行产品结构、驱动电源、电缆引入装置等防爆技术要求。本文对LED照明灯具的驱动电源、产品结构、电缆引入装置的防爆要求进行介绍。

关键词：LED照明灯具;防爆性能;设计要求

引言：

我国对于在爆炸危險环境中动力、仪表设备以及照明灯具的安装都做出了有关的规定，在安装时必须要符合相关规定。作为一种防爆设备，防爆照明灯时常被应用于各种容易爆炸的危险环境中，主要是因为其数量及产品种类较多。白炽灯、荧光灯、金卤灯及LED这些光源都常常被应用于防爆照明灯的生产当中。和传统的光源相比，LED光源具有发热量更小、能效更低、寿命更长等优点。

1产品的构造

1.1外壳的构造

一般情况下，由轻金属合金典型的压铸用合金代号 YL113或铸造用ZL102的铝合金材料铸造LED防爆灯具枪体的外壳。在外壳材料中，EPL Ga设备的镁钛的含量要低于10%，镁、钛和镐的含量要低于质量的7.5%。至于EPL Gb设备的外壳材料中镁、钛的含量要低于7.5%。为防止外壳腐蚀并达到WF1/WF2的防腐等级，通常要通过喷涂来提升其耐腐蚀性。为了确保产品强度出厂时须对外壳进行耐压测试，出于安全考虑一般用水压进行测试，测试压力为1.5倍参考压力，持续时间不少于10秒，测试后外壳不能破损且不能有影响防爆性能的变形。

1.2隔爆结合面

国家对于隔爆型壳体之间的结合方式和隔爆结合面的表面粗糙程度以及长度都作出了规定，要依据国家标准GB 3836.1-2010《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》来进行设计。外壳防护罩、电源腔，光源腔，电源，光源，透光罩，防护罩，电缆引出装置，控制电路、接线盒等是LED防爆灯的组成部分。比较常见的隔爆面结合方式有平面结构，止口结构和螺纹结构等，选用合适的防爆结合面结构再依据GB 3836.1-2010标准设计隔爆面的粗糙度，长度，间隙和形位公差等参数，从而使防爆外壳达到所需的防爆性能。

1.3防护的级别

为了提升IP防护等级至65以上，从而减少水剂和尘土的进入，一般情况下利用防氧化防腐的硅胶密封圈来对防爆结合面进行密封。同时要对密封材料进行28天高温和1天低温的高低温交变试验，常用的数据为高温95～150℃，低温-20～-65℃。

1.4透光罩

为了提升防爆灯抗冲击的能力，保护光源组件和有关的电器部件，同时保证光源的照度和其他性能稳定通常要采用不锈钢防护网罩和高强度的钢化玻璃来设计透光罩。

2.LED照明灯具的特点

（1）节能性好，在同样的时间，消耗同样的电量的情况下LED光源所发出的光比传统光源多。白炽灯的发光效率为10～20 lm/w ，荧光灯的发光效率为50～70 1m/w， LED灯的发光效率为120～250 lm/W。美国能源部曾发布LED灯和白炽灯的对比实验数，LED光源消耗大约白炽灯的1/10，节能灯的1/3的能源，就可以取得相同光效[2]。

（2）LED照明灯管低压能耗很低。 LED照明管单个发光LED管的功耗极低，但是发光转换率却极高。超过了传统光源60%～80%。

LED照明灯的体积不大但是安全系数却很高同时有着较强的正压性和密封性，以及较低的电压电流和发热量。

（3）有较长的使用寿命。 LED发光源的发光起较为坚固通常用环氧树脂封装固体光源。与传统光源相比，灯丝不易烧坏，热，不易沉积。光率也比较低。安全使用寿命为普通光源的30倍，高达30000～50000小时[3]。

（4）环保且绿色，为一种环保的绿色光源 LED光源对于环境产生的污染很少，不含有汞钠等金属有害物质和紫外线红外线。

3电源设计要求

LED防爆照明灯具之所以能够长寿命的工作还取决于其配套的供电电源可以持续稳定的工作。电源质量的好坏是LED 照明灯具技术发展的瓶颈，因此，对供电电源的优化设计不可或缺。

（1）供电电源必须有可靠性高、电源效率高、功率因数高的特性。由于防爆灯具多在石油化工企业使用且照明设施多安装在高处，不便于维修，可靠性可以保证照明灯具可以长时间的使用。一般LED 防爆照明灯具的电源效率要达到90%以上，由于电源效率与损耗功率成反比的关系，电源效率高那么其损耗功率自然就会变小，损耗功率小就可以降低温升，对延缓光衰起到辅助作用。

（2）供电电源必须要有开路保护、短路保护、浪涌保护等附加保护措施。当系统出现故障时，供电电源能够自动切断，保护元器件不受损坏。另外要求供电电源有宽范围电压输入、恒功率输出的特点。石化企业由于输入电压的波动较大，所以灯具的供电电源要有100 V～300 V的宽范围输入能够正常工作的特点。浪涌保护是防止LED供电电源不受电网负载的频繁启动和雷击电感应从而损坏LED。

（3）供电电源要有电磁兼容的要求。LED的驱动电源是电子类的驱动电源，为了保证其在工作时不影响其他电路系统，这就要求驱动电源必须满足国家规定要求的电磁兼容的性能特点。

4电缆引入装置设计要求

可以通过直接和间接两种引入方式来引入LED防爆照明登陆的装置连接，两种引入方式都应该旋转压紧电缆时引入装置的螺纹结构，不会损坏电连接部分，以达到防爆的标准要求。针对引入装置的选择和设计，有如下注意事项：

（1）要用不锈钢材质或者铜合金等材质将引入装置设计成非专业工具不能够拆除的结构，使其紧固到位。为了减少对电缆的损伤，圆角的处理不能大于0.5毫米，尖锐的棱角或者毛刺等，不能够出现在照明灯具的引入口。

（2）安装时要注意引入装置的压紧元件和设备，引入口螺纹的有和扣数，通常情况下要保证扣数不能小于5扣。密封圈材质要选择硬度在45℃至55℃之间的硫化橡胶，凝露装置中的弹性密封圈，一孔对应一根电缆的密封。金属电和密封圈的大小要和电缆的外径相适应最多，差值不能大于一毫米。压紧之后的弹性密封圈，正常情况下，要均匀的将电缆沿圆周挤紧。

5结束语

综上所述，本文介绍了LED 防爆照明灯具主要部件的防爆技术，对于其在爆炸危险场所的推广使用起到了安全保证作用。通过对LED防爆照明灯具的防爆性能设计以及质量上的控制，提高了产品的可靠性和安全性。本文对LED防爆照明灯的一些主要部件中用到的防爆技术进行了介绍，对其起到了一定推广作用，同时还对其质量和防爆性能的设计进行了分析，使产品更加安全可靠，

参考文献

[1]曹旭. LED照明灯具的防爆性能设计要求简述[J]. 电气防爆， 2020， 225（5）：24-26.

[2]周京. 防爆照明灯具结构特点及应用探究[J]. 电气防爆， 2020， 222（2）：23-25.

[3]靳盛. LED防爆灯具设计和制造[J]. 科技与企业， 2015（19）：201.