隔爆型LED防爆燈深度評測

　　隨著LED光源的發展，LED燈的使用越來越普及。如今在石油、石化、醫藥等行業，選用的防爆燈具也轉向了LED防爆燈。相比傳統防爆燈的體積更小、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防爆燈已經成為防爆場所主流產品。

　　得益于石油及相關產業的推動，防爆燈在采礦、石油、軍事、交通等工業領域占有很重要的市場地位。根據“工程照明防爆燈市場”研究報告顯示，2020年工業照明市場規模將達52.04億美元，其中LED防爆燈具產值可達2億4800萬美元規模。

　　防爆燈具，是專用于工業操作過程中的特殊照明用具，防爆燈的發光效率高，透光性也非常好，使用的年限長，經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的環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。在日常工業操作幾乎每天都離不開它的使用，可見，它的使用率是相當高的。隨著工業化進程的發展，在石化裝置、石油平臺、加油站、油泵房、中轉站等易燃易爆場所，防爆燈具的重要性更能體現出來了。

　　本期評測，除了燈具的基礎光學參數外，我們還從外殼結構、耐熱、IP等級要求、抗沖擊、熱劇變、外殼耐壓、內部點燃等多個方面對這款LED防爆燈進行了全方位測試，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，基礎光學參數由深圳南方立訊檢測有限公司進行測試，而防爆性能實驗則由廣州特種機電設備檢測研究院進行測試。

　　關于防爆燈定義

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

　　產品圖片

　　接下來我們看一下這款防爆免維護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，產品電源采用裸板灌膠密封在電源腔內的方法安裝電源，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，整個產品重量適中，觸摸產品，手感平滑，無鋒利邊角，做工細致。

　　基礎參數

　　首先來看一下這款燈的性能數據：

　　以上數據由深圳南方立訊檢測有限公司提供

　　從數據來看，這款燈表現中規中矩，現在燈具普遍光效基本達到120Lm/w以上，燈具光效125.08lm/w表現不算優異，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計和施工，能有效的提供工作面利用率，避免暗區、斑馬線的存在。

　　接下來看一下這款產品的各項防爆性能。

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

　　防爆結構檢查

　　防爆結構檢查包括防爆標志內容、位置、警告標志及接地連接件等相關方面，具體檢查結果如下：

　　1.防爆標志銘牌內容齊全，警告標志信息清晰，標志位置明顯;

　　2.接地符合要求，帶有接地標志;

　　3.帶電纜引入裝置，有密封措施。

　　銘牌數字/字母高度大于2mm，其他標志大于5mm，標簽擦拭測試后，字跡仍清晰，各項檢查均滿足GB 3836.1-2010標準有關要求。

　　防爆設備結構檢查

　　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7扣;

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

　　小結：在進行隔爆燈具的結構設計時，很多企業往往把重點放在隔爆外殼的外形和強度設計上，卻忽略了與外殼構成整體的緊固件、引入裝置、透明件、懸掛裝置、標志等其它器件的設計。這款LED防爆燈具在接合面各處細節的處理上非常完美與到位。

　　最高表面溫度

　　最高表面溫度關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,

　　具體測試結果如下：

　　測試條件：在電氣設備額定條件下進行工作溫度測定，測定最高表面溫度的試驗應在電氣設備額定電壓的90%-110%(或額定電流90%-110%)之間、設備達到最高表面溫度的最不利條件下進行，最高表面溫度不得超過防爆標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：這款燈屬于Class Ⅰ燈具，根據使用環境，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℃，表現還是很優秀的。

　　傳爆測試

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

　　外殼防護等級

　　1.IP6X防塵試驗結果：外殼內部無可見的灰塵沉積;

　　2.IPX6防水試驗結果：外殼內部無進水跡象;

　　試驗結果符合GB4208相應的防爆類別IP66試驗要求。

　　內部點燃不傳爆試驗

　　每個隔爆腔按相應電氣設備類型試驗要求試驗，各經5次內部點燃不傳爆試驗，應均不發生傳爆。

　　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：各5次;

　　4.試驗結果：未傳爆。

　　小結：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物的溫度，達到火焰熄滅和降溫，抑制爆炸的擴展的原理設計的一種構造。采取措施是允許內部爆炸并阻止火焰傳爆的一種防爆型式，是最常用的一種防爆類型。即便爆炸性氣體混合物進入隔爆外殼并被點燃，隔爆外殼能承受內部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播。這款燈具防護等級為IP66，接合測試結果來看，這兩個參數充分體現了產品的隔爆性能，外殼可以將內部與外部隔絕，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經GB 3836.1-2010條款26.8 耐熱試驗后，材料應無明顯變化。

　　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　部件材料應在耐熱試驗結束后在室溫下靜置24h后，置于最低工作溫度環境下保持24h。試驗結束后試樣應無明顯變化。

　　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。沖擊后不應使電氣設備防爆型式失效。

　　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.試驗結果：未見影響防爆型式的損壞。

　　熱劇變試驗

　　標準要求：玻璃透明罩和觀察窗應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，不發生破裂。

　　試驗溫度10.0℃，直徑為1mm的噴射水對40°C工作環境溫度下達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。

　　密封試驗和機械強度試驗

　　引入裝置在規定壓力下，保持至少10s,應無任何泄露痕跡，則滿足密封試驗要求;經機械強度試驗后無任何影響防爆型式的損壞，則滿足機械強度要求。

　　1.試驗芯棒：10mm,14mm;

　　2.試驗壓力：保持3.0MPa液壓10s;

　　3.試驗結果：密封試驗無泄露，機械強度試驗無損壞。

　　外殼耐壓試驗

　　每個隔爆腔按相應電氣設備類型試驗要求試驗，對于小型設備不能測定參考壓力采用靜壓試驗，對于IIC類別設備，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。試驗結果應無損壞，無泄漏。

　　IIC類設備：

　　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.試驗結果：各腔體均無損壞，無泄漏。

　　以上測試數據由廣州特種機電設備檢測研究院提供

　　總結

　　這款燈具屬于隔爆型防爆燈具，所以外殼結構上要求比較高，除了耐熱、IP等級要求、抗沖擊，還需要承受熱劇變、外殼耐壓、內部點燃等，要求嚴苛，耐熱試驗更需要雙95，持續28天，不管是對電源、燈珠還是外殼都是極高的考驗。接合測試數據來看，除了光學性能表現中規中矩，這款產品的防爆性能相當優越，對于一款防爆燈具而言，這也是可以理解的，仍不失為一款好產品，尤其是防爆性能上有許多可借鑒之處。