李玲，范咏峰

(1. 中国石化工程建设有限公司，北京100101；2.中科合成油工程有限公司，北京 100028)

石油化工企业装置工艺介质多数为易燃易爆气体和/或粉尘，生产装置和储运系统等单元内大部分区域为爆炸性气体环境和/或爆炸性粉尘环境。由隔爆外壳“d”保护的设备是爆炸性气体环境常用的防爆电器型式之一。IEC 60079-0： 2017Explosiveatmospheres—Part0：Equipment-Generalrequirements[1]和GB 3836.1—2010《爆炸性环境 第1部分： 设备 通用要求》提出了爆炸性环境设备的通用要求[2]。IEC 60079-14Explosiveatmospheres—Part14：Electricalinstallationsdesign,selectionanderection对由隔爆外壳“d”保护设备的电缆引入装置的选择有明确的要求。多年来，IEC 60079-14规范几经升版，对由隔爆外壳“d”保护设备的电缆引入装置的选用规定和要求也不断变化。设计人员和运行维护人员应了解和掌握这些变化，以便掌握正确的电缆引入装置选型原则，并在生产维护中对该类电缆引入装置提供正确的维护。

GB 3836.2—2010《爆炸性环境 第2部分： 由隔爆外壳“d”保护的设备》[3]修改采用IEC 60079-1： 2007Explosiveatmospheres—Part2：Equipmentprotectionbyflameproofenclosures“d”。

GB/T 3836.15—2017《爆炸性环境 第15部分： 电气装置的设计、选型和安装》[4]修改采用IEC 60079-14： 2007Explosiveatmospheres—Part14：Electricalinstallationsdesign,selectionanderection[5]。

1 由隔爆外壳“d”保护的设备的定义

GB/T 3836.15—2017和GB 3836.2—2010的“术语和定义”中均明确给出了隔爆外壳“d”的定义：“电气设备的一种防爆型式，其外壳能够承受通过外壳任何结合面或结构间隙进入外壳内部的爆炸性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、或多种气体或蒸气形成的爆炸性气体环境的点燃”。

由隔爆外壳“d”保护的设备是石油化工企业爆炸性气体环境中广泛采用的防爆电器之一，具有安全性高、使用范围广(适用于1区和2区)等特点。但对于由隔爆外壳保护设备电缆引入装置的选择，设计人员往往重视不够。

从定义可以看出，由隔爆外壳“d”保护的设备，其外壳可以承受内部爆炸而不损坏，也不会引起外部危险气体或蒸气形成的爆炸性气体环境的点燃。与由隔爆外壳“d”保护的设备连接的防爆电缆引入装置应选用隔爆型，其防爆防护等级均不应低于由隔爆外壳“d”保护的设备的防爆防护等级，并应满足该设备其他所有相关要求，如防腐、户外环境、湿热环境或干热环境要求等。

为了确保由隔爆外壳“d”保护的设备的整体安全性，GB/T 3836.15—2017和IEC 60079-14： 2013都对电缆引入装置的选用提出了明确要求。

2 国标对电缆引入装置的要求

本节以GB/T 3836.15—2017中的条款作为讨论的基础。

2.1 补充要求

GB/T 3836.15—2017第9.3.2条是对爆炸性气体环境固定布线用电缆的要求，电缆应与使用的环境条件相适宜。电缆应采用如下三种型式之一：

1)加热塑护套、热固护套或合成橡胶护套。电缆应为圆形、致密，如果有挤压层和填料，应防潮。

2)矿物绝缘金属护套电缆。

3)特殊电缆，如带有合适电缆引入装置的扁电缆。

当电缆接入由隔爆外壳“d”保护的设备时，应保持其防爆性能的完整性。爆炸性气体环境中固定布线用电缆多采用型式1)的电缆。本文重点讨论该种类型电缆。

GB/T 3836.15—2017第10.4.2条对由隔爆外壳“d”保护的设备的电缆引入装置提出了明确的要求，根据10.4.2条b)款，如果电缆符合第9.3.2条1)的致密要求，应按图1所示的流程选择合适的隔爆型电缆引入装置。

图1中，GB/T 3836.15—2017第10.4.2条d)款为：“设备文件规定，或者符合GB 3836.2—2010要求的隔爆型密封装置(例如，密封腔)，并且采用与所用电缆相适应的电缆引入装置。密封装置应有密封填料或其他允许填充在单个芯线周围的相应密封。密封装置应安装在靠近电缆引入设备的位置。” 第10.4.2条e)款为：“在设备文件中规定，或者符合GB 3836.2—2010要求的隔爆型电缆引入装置，单个芯线周围用填料密封或弹性密封进行密封，或者采用其他等效密封措施。”

图1 隔爆型电缆引入装置选择流程示意

因此，根据图1可知，对于本文重点讨论的电缆，大多数情况可以使用合适的带密封圈的隔爆型电缆引入装置。下列任何一种情况，应按GB/T 3836.15—2017第10.4.2条d)款和e)款选择符合GB 3836.2—2010要求的其他型式的隔爆型电缆引入装置：

1)ⅡC级由隔爆外壳“d”保护的设备的外壳中含点燃源。

2)安装在ⅡB/ⅡA级1区的由隔爆外壳“d”保护的设备的外壳中含点燃源，且外壳容积大于2 L。

GB/T 3836.15—2017的上述要求与IEC 60079-14： 2007的9.3.1条，10.4.2条的要求一致。

2.2 隔爆型电缆引入装置要求提出的依据

如图1所示的由隔爆外壳“d”保护的设备适用电缆引入装置的选择流程最早是在IEC 60079-14： 1996中体现的[6]。

由于担心隔爆外壳内的重复点燃造成电缆引入装置内部或外部电缆导体绝缘和电缆内垫层的损坏，导致引燃其周围的危险介质，英国电气研究协会(ERA)在1975年对截面积为(2.5～185) mm2的3芯和4芯的动力铜电缆和多芯信号电缆进行了大量的实验。实验电缆长度为50 mm和3 m，用于实验的容器的净容积为2～62 L不等。部分实验在将电缆预热到70 ℃进行，这是PVC绝缘电缆线芯允许的最高温度。实验发现在许多情况下出现了严重的热损害，特别是将多芯电缆预热后在2 L以上的容积内实验时，与ⅡC级危险环境相比，在具有较高热值的ⅡA级和ⅡB级危险环境中的实验，所发现的热损害更为普遍，这是由于发生了火焰传播。

1976年4月，实验结果提交英国标准协会(BSI)通用电工标准政策协会GEL/31，同时提交的还有与塑料电缆和合成橡胶绝缘电缆相关的6个推荐解决方案。后者据此绘制了图1所示的选择流程，并在1989年列为了BS标准的补充。最终，IEC 60079-14： 1996引入了上述选择流程及其对电缆的要求。

3 IEC 60079-14： 2013的要求

IEC 60079-14： 2013第10.6.2条为“对由隔爆外壳‘d’保护的设备电缆引入装置的补充要求”[7]，明确了选择电缆引入装置的两个原则，可以任选其一： 一是采用满足IEC 60079-1要求并按照设备取证的密封填料式电缆引入装置；二是电缆和电缆引入装置满足下列所有要求： 电缆引入装置满足IEC 60079-1： 2013要求并按照设备取证，满足第9.3.2条a)款的要求，电缆长度应不小于3 m。

即当采用该种电缆，且电缆长度不小于3 m，可选择满足IEC 60079-1： 2013的各种类型的隔爆型电缆引入装置，包括带密封圈的隔爆型电缆引入装置。

4 IEC 60079-14的2013版和2007版的差异

显而易见，对由隔爆外壳“d”保护的设备的电缆引入装置的补充要求，相较于IEC 60079-14： 2007，IEC 60079-14： 2013中的相关要求已经有了很大的变化。这也是EN 60079-14: 2014Explosiveatmospheres—Part14：Electricalinstallationsdesign,selectionanderection对该版标准提出质疑的原因，笔者将在下一节具体阐述。

对于常用的圆形和致密的热塑、热固或合成橡胶护套电缆，IEC 60079-14： 2007关注的是隔爆外壳内是否有点燃源及隔爆外壳的内容积，选用隔爆电缆引入装置的原则是杜绝由于隔爆外壳内的点燃源泄漏造成ⅡC区气体或1区气体的爆炸和燃烧。IEC 60079-14： 2007明确指出，内部点燃源包括“火花或正常运行条件下出现的能够点燃危险介质的表面温度，仅包括接线端子的外壳或间接引入外壳认为不会成为内部点燃源”。

IEC 60079-14： 2013关注的是连接隔爆外壳的电缆长度。根据该规范的解释，给出电缆最短长度要求是为了将火焰沿电缆传播的可能性降至最低，因为火焰会通过电缆的空隙传播。历版IEC 60079-14都对爆炸性气体环境固定布线用热塑、热固或合成橡胶护套电缆提出了“圆形、致密”的要求，IEC 60079-14： 2013更加重视电缆的致密性，该规范的附录E给出了电缆的限制呼吸实验方法，用以验证电缆的致密性。

5 EN 60079-14： 2014对IEC 60079-14： 2013相关修改的质疑

英国委员会在EN 60079-14： 2014的附录National Annex NA“隔爆外壳电缆引入装置选择”中表达了对IEC 60079-14： 2013中隔爆外壳电缆引入装置选择要求的变化的质疑[8]。英国委员会认为，IEC 60079-14： 2013对上一版规范的修改并未经过足够的测试和评估，从而是不严谨的。在IEC 60079-14： 2013 “询问草案(CDV)”和“最终国际标准草案(FDIS)”阶段，英国委员会都对IEC 60079-14： 2013的该部分内容投了反对票；即使现尽管IEC 60079-14： 2013已发布，英国委员会仍推荐按IEC 60079-14： 2007的相关条款选择隔爆外壳适用的隔爆电缆引入装置型式。

6 电缆的“冷变形”特性及相应电缆引入装置的选择

GB/T 3836.15—2017中9.3.11条“设备的电缆连接”提出了“选择的电缆引入装置和/或电缆应能减少电缆冷变形的影响”。IEC 60079-14： 2007中9.3.10条“设备的电缆连接”和IEC 60079-14： 2013中10.2节“电缆引入装置的选择”也提出了相同的要求。这是因为，电缆使用的材料可能有“冷变形”特性，可能会由于电缆引入装置内密封件位移产生一定的压缩力，造成电缆护套的位移和变形。电缆的“冷变形”特性会造成电缆绝缘电阻降低，通常低烟和/或耐火电缆会表现出明显的“冷变形”特性。因此，对具有“冷变形”特性的电缆，宜选用合适的电缆引入装置，防止电缆绝缘电阻的降低，如选用带“冷变形”阻止功能的电缆引入装置。

7 结束语

隔爆电缆引入装置的选用要与电缆类型相适应，以保证由隔爆外壳“d”保护的设备的防爆完整性。在实际工程应用中，设计人员应将足够多的电缆信息提交电缆引入装置的厂家。设计人员要关注由隔爆外壳“d”保护的设备的特性(如确认其隔爆外壳内是否有点燃源或危险高温)、相应电缆的特性(如电缆材料是否有“冷变形”特性)、电缆长度(是否超过3 m)等信息，理清思路，持续关注IEC和BS EN等相关规范的升版、补遗信息。针对国内外的不同项目，依据现行IEC或国标的相关条款，选择合适的隔爆电缆引入装置。国内项目的执行过程中，对于由隔爆外壳“d”保护的设备，建议考虑IEC最新版本中对电缆引入装置选择的要求，如为本文重点讨论的电缆、采用密封圈型式的隔爆电缆引入装置，在条件允许的情况下建议连接电缆长度不小于3 m。