摘要：防爆电气设备是指具有防爆能力的电气设备。这种设备不仅具有很高的使用价值，而且具有非常可靠的安全性能。它是最实用的电气设备。目前，许多煤矿或石化企业都在爆炸性环境中作业。在这种危险的环境中，很难保证工人的生命安全。它们需要借助电气设备进行操作，在这种环境下运行的电气设备中，至少有80%是隔爆型电气设备。对于这类设备，隔爆外壳的设计是否合理，直接关系到设备的实用性、可靠性和安全性。本文试对隔爆外壳的设计要求作如下分析。

隔爆型电气设备主要用于石油化工或煤矿等危险环境。这种设备采用隔爆外壳，以保证其运行安全。其隔爆壳体具有不爆炸传播和抗爆性，在隔爆结构中有特殊的参数要求。例如，虽然隔爆外壳内有缝隙，但为了保证足够的隔爆性能，隔爆外壳的缝隙应小于实验中可燃气体的安全间隙。如果可燃气体进入隔爆设备外壳后遇到电火花，点火后产生的爆炸火焰将严格限制在隔爆外壳内，并且不会与外壳外部接触，外部环境中可燃物的混合物会在外部环境中引起爆炸。可以说，隔爆型外壳既能保证外部环境的安全，又能保证设备本身的安全，因此隔爆型外壳的设计非常重要。

1、 爆炸压力分析

在隔爆外壳的设计中，分析爆炸压力的主要目的是避免内部爆炸时产生大变形或严重破坏。根据试验结果，可以对壳体进行一系列优化设计，如加强材料强度、提高壳体抗爆性、增大壳体体积和散热面积等。

2、 壳体材料优化

根据国际标准gb3836.2-2010中爆炸环境下防爆外壳的材料设计要求，采煤机、输送机、掘进机等机械设备上装载的电气设备应采用铸钢或钢板制作外壳，其他零件的装配位置必须保证外力不会对其造成冲击。壳体体积小于2000cm3时，应采用灰铸铁，等级必须高于HT250，否则应采用非金属材料。但是，螺纹钉不得用于固定除出口以外的非金属外壳的其他部件。某些隔爆设备的外壳应加适量锌。为保证其有足够的抗拉强度，在温暖潮湿的环境中不失去活性，应尽量少用锌及锌合金。如果必须使用锌合金，合金中的锌含量必须低于80%，以免在特殊环境下迅速降低其质量。

隔爆壳体需要同时满足强度、弯曲性能和机械性能三个要求。用钢制造壳体构件时，必须达到良好的焊接性能。钢制外壳需要有光滑的表面。壳体表面如有裂纹、夹渣、疤痕、分层、气泡等缺陷，为不合格。如果防爆接头表面有上述问题，可能是局部受热不均匀造成的。在设计和处理过程中必须避免此类事件。

此外，外壳的金属表面经过磷化处理，以提高其强度。具体操作是将初步加工好的隔爆壳体放入磷酸盐溶液中进行冷磷化处理，在壳体表面形成一层薄薄的磷化膜。这种保护膜不仅可以增加涂层的附着力，降低摩擦性和润滑性，而且可以提高壳体的抗腐蚀能力，不会降低壳体的强度和硬度。

3、 优化外形尺寸和结构布局

目前，隔爆设备的形状一般为长方体，在同一体积下能产生最小爆炸压力。在外观和布局上，应优先考虑外观设计，在确定尺寸后对结构布局进行优化，避免内部图案影响外部尺寸，需要花费额外的时间和精力进行再次修改。

根据功能要求，对隔爆设备内部装置进行结构布局优化，优化顺序为：①接线腔、主控腔、隔离腔、隔爆腔；②腔体与腔体的相对位置和连接方式，以及隔膜的位置和形式。根据隔爆设备的爬电距离、电磁电容、散热距离、电气间隙等设计要求，按规定固定相关装置。在安装过程中，要保证装置易于更换和安装，工具和维修人员的手能进入足够的深度。

此外，还应考虑壳体的壁厚。根据通用标准，15mm的壁厚可以满足设计要求，但个别特殊情况，壁厚可以增加到20mm。