전기 인클로저는 내부 폭발을 방지합니까?

전기 외함은 위험한 환경에서 전기 장비를 보호하고 안전을 확보하는 데 중요한 역할을 합니다. 전기 외함이 내부 폭발을 방지할 수 있을까요? 이는 많은 산업 분야에서 중요한 문제로 대두되고 있습니다. 이 글에서는 방폭형 외함의 특징, 폭발 차단 원리 및 적용 사례에 대해 살펴봅니다. 이 글이 위험한 환경에 적합한 전기 외함을 선택하는 데 도움이 되기를 바랍니다.

전기 인클로저가 내부 폭발을 방지할 수 있을까요?

일반적인 전기 인클로저는 내부 폭발을 방지할 수 없습니다. 주로 외부의 고체 이물질이나 액체의 침투를 막기 위해 사용됩니다. 일반적인 전기 인클로저의 등급은 IP 등급으로 구분됩니다. 국립마약국. 하지만 인증된 방폭형 격납 시설은 내부 폭발을 안전하게 차단하고 제어하여 위험한 외부 환경으로 폭발이 확산되는 것을 방지할 수 있습니다.

위험 지역의 전기 설비함의 경우, 내부 발화원을 완전히 제거하는 것은 종종 불가능합니다. 위험 지역의 방폭형 설비함은 폭발이 설비함 내부에서 발생할 수 있도록 설계되었습니다. 그러나 방폭형 전기 설비함은 폭발로 인한 파괴적인 영향을 설비함 내부로만 제한할 수 있습니다.

방폭형 외함은 매우 견고한 구조적 강도, 정밀한 방폭 접합부, 안전한 체결 및 밀봉을 채택하여 설계되었습니다. 방폭형 외함은 방염형 외함과 매우 유사합니다. 견고한 외함은 가연성 혼합물의 폭발 시 발생하는 폭발 압력을 영구적인 변형이나 파열 없이 견딜 수 있습니다.

방폭 상자 또는 밀폐 장치란 무엇입니까?

방폭형 전기함의 주된 목적은 폭발 압력을 안전하게 견디고 폭발 화염 및 고온 가스가 함 내부로 확산되는 것을 방지하는 것입니다. 전기 장비 내부의 스파크나 폭발을 방지하는 것이 목적이 아닙니다. 따라서 방폭형 함이라는 용어보다 그 기능을 더 정확하게 설명하는 전문적인 명칭은 방폭형 함(Ex d)입니다.

방폭형 인클로저의 작동 원리는 두 가지 핵심 기능, 즉 방폭형 인클로저의 구조적 강도와 폭발 방지 연결부에 기반합니다.

방폭형 전기함의 벽 두께, 재질 및 구조는 정밀하게 계산 및 테스트됩니다. 내부 특정 가연성 가스 폭발로 발생하는 최대 폭발 압력과 다수의 충격을 견딜 수 있어야 하며, 영구적인 변형이나 균열이 발생하지 않도록 보장해야 합니다.

방폭형 접합부는 방폭 기술에서 가장 정교한 부분입니다. 방폭형 외함의 덮개와 본체, 그리고 축과 축 구멍은 완전히 밀봉되어 있지 않습니다. 대신, 정밀하게 설계된 틈이 있으며, 이 틈들이 바로 방폭형 접합부를 구성합니다.

방폭형 외함 외에도 방폭 보호에는 다른 방법들이 포함됩니다.

본질 안전(Ex i): 이는 회로의 에너지를 전원에서 제한하여 효과적인 스파크가 발생하지 않도록 하는 것을 의미합니다. 이 방폭 방식은 견고한 외함이 필요하지 않습니다.

안전성 향상(예 e): 이 방법은 주로 정상 작동 중 스파크, 아크 또는 과열 발생을 방지하여 장비의 안전성을 향상시키는 데 중점을 둡니다.

가압 밀폐형(Ex p): 이 밀폐형 밀폐 공간은 내부에 보호 가스를 지속적으로 주입하여 내부 압력을 외부 압력보다 높게 유지할 수 있습니다. 이를 통해 위험 가스의 유입을 방지할 수 있습니다.

방폭 및 방염 인클로저의 주요 특징

구조적 강도

견고하고 튼튼한 케이스방폭형 외함은 주로 다음과 같은 재료로 만들어집니다. 알류미늄 그리고 스테인리스 스틸. 방폭 용기의 벽 두께는 내부 폭발로 발생하는 최대 폭발 압력을 견딜 수 있을 만큼 충분해야 합니다. 방폭 용기가 견딜 수 있는 압력은 일반적으로 기준 압력의 1.5배 이상입니다. 이러한 압력에서도 영구적인 변형이나 파열 없이 견딜 수 있습니다.

압력 중첩설계 시 엔지니어는 다중 챔버 구조에서 발생할 수 있는 압력 중첩 효과를 고려해야 합니다. 즉, 한 챔버의 폭발이 연결 배관을 통해 인접한 챔버에서 더 강력한 폭발을 유발할 수 있습니다. 따라서 방폭형 구조물의 내부 칸막이 또는 연결 통로 또한 방폭 강도를 갖춰야 합니다.

방염 접합부

방폭형 연결부는 화염을 냉각시키고 소화하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

방폭형 접합부는 여러 종류가 있습니다. 그중 가장 일반적인 것은 평면 접합부입니다. 정밀하게 가공된 두 개의 평면 플랜지를 볼트로 고정하며, 중간에 일정한 간격을 둡니다. 이 외에도 방폭형 외함에는 원통형 접합부, 나사형 접합부, 미로형 접합부 등이 있습니다.

정리이음매의 매개변수는 정밀한 제어가 필요합니다. 방폭형 외함의 이음매 간 최대 허용 거리는 일반적으로 0.1~0.5mm입니다. 일반적으로 간격이 작을수록 화염 소멸 능력이 강해집니다.

너비폭은 화염이 통과해야 하는 금속 접촉면의 최소 길이입니다. 일반적으로 방폭 용기의 폭이 길수록 냉각 효과가 좋습니다.

표면 거칠기접합부는 안정적인 간격 크기를 보장하기 위해 매끄럽고 평평해야 합니다. 이는 열전도에 유리합니다. 표면 평탄도에 대한 Ra 값은 일반적으로 6.3μm 이하로 요구됩니다.

체결 및 밀봉

특수 패스너방폭형 외함의 볼트 개수, 강도 및 체결 깊이는 모두 엄격하게 규정되어 있습니다. 일반적으로 방폭형 외함의 볼트 머리는 폭발 시 풀리거나 날아가지 않도록 보장해야 합니다.

비탄성 밀봉 가스켓화염 통로 접합부 밀봉에는 탄성 밀봉재를 사용할 수 없다는 점을 유의하시기 바랍니다. 방폭형 접합부는 일반적으로 정밀한 금속 대 금속 가공을 통해 밀봉됩니다.

정적 밀봉폭발 방지함의 명판 및 창과 같이 위험하지 않은 정적 밀봉 지점에는 내노화성 탄성 밀봉 부품을 사용할 수 있습니다.

열 관리

방폭형 외함은 엄격한 온도 제어가 필요합니다. 과도한 열은 전기 부품을 손상시킬 수 있으며, 위험한 환경에서 사용될 경우 폭발 위험 또한 증가합니다.

위험 환경에 설치되는 방폭형 외함은 해당 인증 온도 등급의 온도 제한을 초과해서는 안 됩니다. 예를 들어, T4 등급은 135℃ 이하, T6 등급은 85℃ 이하입니다. 방폭형 외함은 일반적으로 내열성이 뛰어난 재질을 사용하여 제작되며, 외함의 안전성에는 영향을 미치지 않습니다. 고출력 장비의 외함은 일반적으로 냉각 시스템과 특수한 방열 설계가 적용됩니다.

규정 준수 및 안전 마진

방폭형 외함은 IECEx, ATEX, NEC와 같은 국제 안전 표준을 준수해야 합니다. 이러한 인증을 받은 방폭형 전기 외함은 위험한 환경에서 사용할 때 안전성과 신뢰성을 보장합니다. 방폭형 외함에 방폭 마크, 인증 기관 로고, 인증 번호 등의 핵심 정보가 포함되어 있는지 확인해야 합니다.

전기 인클로저가 폭발 위험을 줄이는 방법

방폭형 인클로저는 주로 다음과 같은 네 가지 상호 연관된 단계를 체계적이고 점진적인 방식으로 통해 폭발 위험을 줄이는 데 도움을 줍니다.

공간 격리

밀폐된 공간은 내부와 외부 환경 사이에 물리적 장벽을 형성합니다. 이를 통해 내부에서 발생하는 스파크, 아크 또는 고온 표면이 밀폐 공간 내에 엄격하게 갇히도록 보장합니다. 외부적으로는 위험한 가스가 급격하고 대규모로 침투하는 것을 방지합니다. 이는 내부 폭발성 혼합물의 생성 가능성과 농도를 크게 줄여줍니다. 본질적으로, 밀폐된 공간은 가연성 물질, 산화제 및 점화원이 동시에 존재할 가능성을 낮추는 데 도움이 됩니다.

압력 유지 및 에너지 변환

이 외함은 초고강도 기계적 소재를 사용하여 폭발의 기계적 에너지를 흡수 및 분산시킵니다. 높은 기계적 강도 덕분에 외함의 균열과 금속 파편 발생을 방지할 수 있습니다. 이는 전기 고장으로 인한 물리적 손상 위험을 크게 줄여줍니다. 또한, 폭발 충격파 에너지는 외함의 미세한 탄성 변형과 음향 에너지로 변환되어 폭발의 파괴적인 운동 에너지를 감소시킵니다.

불길을 진압하세요

방폭형 밀폐 공간 내부에서 폭발이 발생하면 고온의 화염과 연소 생성물이 좁고 정밀한 플랜지 틈새를 통과하게 되는데, 이때 발생하는 열이 금속 밀폐 공간으로 빠르게 전달됩니다. 따라서 화염 온도는 외부 가연성 가스의 자동 발화점 이하로 급격히 낮아집니다. 이것이 화염을 냉각하는 주요 원리입니다.

둘째로, 연소 연쇄 반응에는 높은 활성을 가진 자유 라디칼이 필요합니다. 금속 밀폐 공간의 벽은 이러한 자유 라디칼을 흡착하고 결합시킬 수 있습니다. 따라서 연소 연쇄 반응 또한 차단됩니다.

궁극적으로 이음매에서 분출되는 물질은 고온의 활성 화염에서 저온의 비활성 배기가스로 변합니다. 이는 외부 환경에서 화학적 및 열적 에너지가 발화될 수 있는 조건을 완전히 제거한다는 것을 의미합니다. 따라서 재난 확산의 주요 경로를 차단할 수 있습니다.

표준화된 설계 및 시스템 호환성

안전계수: 방폭형 구조물의 설계 압력은 이론상 최대 폭발 압력보다 훨씬 높습니다. 이러한 설계는 예측할 수 없는 이상 상황에도 대처할 수 있습니다.

분류 관리: 제품 설계는 일반적으로 가스 그룹(IIC, IIB, IIA) 및 온도 그룹(T1-T6)에 따라 엄격하게 분류됩니다. 이를 통해 더욱 위험한 환경에서 더욱 강력한 보호 기능을 제공할 수 있습니다. 위험도를 적절히 고려함으로써 불충분하거나 과도한 보호 조치를 피할 수 있습니다.

체계적인 호환성: 방폭형 인클로저의 모든 부속품은 전체 방폭 시스템의 완벽성을 보장하기 위해 동일한 수준의 인증을 거쳐야 합니다.

표준 및 인증

방폭형 인클로저는 외관이나 재질 두께로 결정되는 것이 아닙니다. ATEX, IECEx와 같은 국제적으로 인정된 표준의 검증을 통과해야 합니다., UL, 이는 주변 대기에 불을 붙이지 않고 내부 폭발을 안전하게 억제하는 능력을 시험하는 것입니다.

ATEX(유럽)

ATEX는 유럽 연합(EU)의 법적 기준이자 의무적인 제품 규정입니다. ATEX 2014/34/EU 지침은 주로 장비 및 보호 시스템에 적용됩니다. 이 지침에 따라 EU 시장에 출시되는 모든 방폭 장비에는 CE 및 Ex 마크가 부착되어야 합니다. 또한 제조업체와 고용주의 책임에 대한 세부 지침을 포함하고 있습니다.

ATEX는 폭발성 가스 분위기의 발생 빈도를 기준으로 위험 환경을 분류합니다. 다음은 특히 가스 및 증기에 관한 내용입니다.

존 0정상 작동 중에는 폭발성 분위기가 지속적으로 또는 장기간 유지됩니다.

1구역정상 작동 중 폭발성 가스가 발생할 수 있습니다.

2구역: 해당 작업 환경은 폭발성 분위기를 포함할 가능성이 낮거나, 포함하더라도 단시간 내에는 그렇지 않을 가능성이 높습니다.

먼지가 많은 작업 환경의 경우, 해당 지침은 구역 20, 21 및 22도 정의합니다.

본 지침은 장비에 적용되는 위험 지역에 따라 세 가지 범주로 분류됩니다. 1등급은 0구역 또는 20구역에 적합하며 매우 높은 수준의 보호 기능을 제공합니다. 2등급은 1구역 또는 21구역에 적합하며 높은 수준의 보호 기능을 제공합니다. 3등급은 2구역 또는 22구역에 적합하며 일반적인 수준의 보호 기능을 제공합니다.

IECEx(국제)

IECEx는 국제전기기술위원회(IEC)에서 개발한 국제 인증 시스템입니다. IECEx는 유럽 이외 지역에서도 인정받는 세계적인 인증 표준입니다. IECEx 인증 제품을 선택하면 여러 국가에서 별도의 인증을 받아야 하는 번거로움을 줄일 수 있습니다. IECEx와 ATEX는 기술적으로 매우 유사하며, Ex d, Ex e, Ex i, Ex t 등과 같은 보호 개념을 공유합니다. 대부분의 제품은 일반적으로 두 가지 인증을 모두 보유하고 있습니다.

NEC/CEC(북미)

북미(미국과 캐나다)에서는 방폭형 구조물이 일반적으로 분류 체계를 기반으로 합니다. 현재는 지역별 분류 체계도 인정되고 있습니다.

NEC 및 CEC는 유해 물질을 종류에 따라 3가지 범주(1급: 가스 및 증기, 2급: 가연성 분진, 3급: 섬유 및 비산물)로 분류합니다. 또한, 발생 빈도에 따라 1분류(정상 조건에서의 위험)와 2분류(비정상 조건에서의 위험)로 세분화합니다.

기체는 종류에 따라 A군(아세틸렌), B군(수소), C군(에틸렌), D군(프로판)으로 분류됩니다. 먼지 또한 E, F, G 세 등급으로 나뉩니다.

UL/CSA

북미에서는 방폭형 인클로저가 일반적으로 미국 UL(Underwriters Laboratories)과 캐나다 CSA(Canadian Standards Association)의 인증을 받습니다. 이러한 인증은 방폭형 인클로저가 내부 폭발을 견딜 수 있고, 화염 통로가 분출되는 가스를 냉각시켜 외부 대기에 불이 붙는 것을 방지할 수 있음을 보여주는 시험을 기반으로 합니다. 인증된 방폭형 인클로저는 기계적 및 열적 요구 사항도 충족해야 합니다.

침투 방지 vs 방폭

다음 사항에 유의하시기 바랍니다. IP 등급 주로 먼지와 물로부터 보호하는 것을 목표로 하며, NEMA 등급은 환경 보호에 중점을 둡니다. 두 등급 모두 위험 지역 보호와 일부 겹치는 부분이 있지만, ATEX 또는 IECEx와 동일한 수준은 아닙니다. 따라서 먼지와 물에 대한 방폭 기능을 갖춘 인클로저는 방폭형이 아닙니다.

방폭형 및 방염형 전기함의 응용 분야

석유 및 가스 산업

석유 및 가스 산업은 가장 엄격한 방폭 요건을 충족해야 하는 분야이자 가장 광범위하게 적용되는 분야입니다. 석유 및 가스 산업은 추출, 운송, 정제에 이르는 전 과정에 걸쳐 적용됩니다. 해양 시추 시설, 정유 공장, 처리 공장과 같은 환경에서는 가연성 및 폭발성 가스가 지속적으로 또는 빈번하게 발생합니다.

이러한 환경은 대부분 1구역에 해당합니다. 이 환경에는 발화원이 될 수 있는 수많은 응용 장치가 있습니다. 방폭형 인클로저는 내부 결함이나 폭발이 발화원으로 이어지는 것을 방지할 수 있습니다.

화학 처리 공장 및 제약 제조

이 두 산업은 생산 환경이 유사합니다. 제약 산업은 추가적인 위생 요건을 충족해야 합니다. 두 환경 모두 복잡한 용매 증기와 가연성 분진을 포함하고 있습니다. 분진으로 인한 위험은 의약품 생산 공정에서 더욱 두드러집니다. 숨겨진 발화원은 주로 믹서 및 건조 장비와 같은 자동 제어 시스템에서 발견됩니다.

이러한 환경에서는 방폭함이 가스 방폭(Ex d, Ex e) 및 분진 방폭(Ex tD) 요건을 동시에 충족해야 합니다. 복합 보호함을 선택할 수도 있습니다. 또한, 방폭함은 빈번하고 고강도의 화학 세척제 세척 및 부식을 견뎌야 합니다.

채광

메탄가스와 석탄 분진이 가득한 환경에서는 모든 전기 장비에 최고 수준의 보호 기능을 갖춘 외함이 필요합니다. 전기 외함은 일반적으로 방폭형 및 본질 안전형을 선택해야 합니다.

폭발 방지 외에도, 외함은 매우 높은 기계적 강도(IK 등급)를 갖춰야 합니다. 이는 암석 충격으로 인한 손상을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 따라서 견고한 플랜지와 강화 리브 구조를 갖춘 외함을 선택해야 합니다.

재생에너지

재생에너지 산업의 일반적인 적용 시나리오에는 바이오가스 발전, 수소 에너지 및 풍력 발전이 포함됩니다. 이러한 발전 시설은 대개 외딴 지역에 위치하므로 환경에 강한 외함을 선택해야 하며, 염수 분무 및 자외선으로부터 장비를 보호해야 합니다.

수소 설비에 적용할 경우, IIC 가스군으로 지정된 방폭형 밀폐 용기를 사용해야 합니다. 이는 현재 최고 수준의 가스 폭발 방지 기준입니다.

산업 제조

산업 제조 환경은 광범위한 분야이지만, 그 위험성을 결코 과소평가해서는 안 됩니다. 이 환경에서 가장 큰 위험은 금속 분진, 목재 분진, 플라스틱 분진 등과 같은 가연성 분진에서 비롯됩니다.

분진이 발화될 수 있는 환경에서는 분진 방폭형 밀폐시설(Ex tD)을 사용하여 표면 온도를 제한하고 분진이 내부로 유입되는 것을 방지해야 합니다. 작업장에서 초기 폭발이 발생하면 축적된 분진이 날아올라 2차 폭발을 일으킬 수 있습니다. 방폭형 밀폐시설은 초기 폭발을 효과적으로 차단할 수 있습니다.

한계점 및 일반적인 오해

• 외피가 두껍고 밀폐가 잘 되어 있어 방폭 기능을 갖추고 있습니다.

방폭형 인클로저인지 확인하는 유일한 방법은 Ex, IECEx 등과 같은 방폭 인증 마크가 있는지 확인하는 것입니다. 이러한 마크가 없는 인클로저는 아무리 견고하더라도 일반적인 전기 인클로저일 뿐입니다.

• 외피의 녹과 벗겨짐은 방폭 기능에 영향을 미치지 않습니다.

정밀 방폭 접합부에 부식이 발생하면 틈새의 폭과 표면 마감이 변형되어 일부 기능이 저하될 수 있습니다. 따라서 녹 발생 여부를 점검하고 제거해야 합니다.

• 방폭형 전기함은 모든 위험 환경에서 사용할 수 있습니다.

방폭 인증에는 특정 적용 조건이 있습니다. 이러한 조건에는 가스 종류(IIC, IIB, IIA), 온도 종류(T1-T6) 및 주변 온도 범위(Ta)가 포함됩니다. IIC 환경에서 IIB용 인클로저를 사용하는 것은 매우 위험합니다.

자주 묻는 질문

방폭형 구조물이 폭발을 완전히 막을 수 있을까요?

방폭형 격납고는 내부 폭발을 완전히 막을 수는 없습니다. 그 기능은 폭발을 억제하고 방출되는 가스를 냉각시켜 주변 가스의 발화를 방지하는 것입니다.

부적절한 설치는 방폭 성능을 저하시킬 수 있습니까?

예. 잘못된 설치와 부실한 유지보수는 폭발 방지 기능을 크게 저하시키거나 완전히 무력화시킬 수 있습니다.

폭발 방지를 위한 적절한 전기 인클로저를 어떻게 선택해야 할까요?

환경, 위험 등급, 시스템 요구 사항 및 기타 조건을 평가한 후 해당 조건에 맞게 설계된 인증된 인클로저를 선택해야 합니다.

마지막으로

KDM은 맞춤형 전기함 전문 제조업체입니다. 어떤 산업 분야나 적용 환경에서든 필요한 전기함을 맞춤 제작해 드립니다. 당사는 다수의 국제적으로 유명한 브랜드와 협력해 왔으며 다양한 인증을 보유하고 있습니다. 고객 맞춤형 생산 계획을 전담하는 전문 팀을 운영하고 있습니다. 맞춤형 전기함 제작에 대한 문의 사항이 있으시면 언제든지 연락 주십시오. 문의하기.