一、防爆操作柱是什么?
1. 功能定义
一种集成指令输入(按钮/旋钮/急停)与状态显示(指示灯/仪表)的防爆控制终端,本质为防爆人机接口(HMI)。核心作用:
安全控制:在危险区域远程启停设备(如泵、风机)
状态监控:通过指示灯显示设备运行/故障状态
紧急干预:配备蘑菇头急停按钮(强制机械锁存)
2. 核心防爆结构
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[隔爆外壳(Ex d)]
│
├── **操作面板**
│ ├── 防爆按钮(按压行程≥5mm,防误触发)
│ ├── 防爆旋钮(机械限位防超程)
│ └── 透明观察窗(钢化玻璃+耐压密封)
│
├── **接线腔**
│ ├── 端子排(分隔本安/非本安回路)
│ └── 接地螺钉(双标识)
│
└── **防爆转轴机构**
└── 旋钮与内部微动开关采用磁耦传动(物理隔离火花)
二、接线规范(关键步骤图解)
1. 接线原则
要求说明
分区隔离本安回路(24VDC)与非本安回路(220VAC)端子间距≥50mm
电缆选型动力线:阻燃铜芯电缆(如ZC-YJV 3×2.5)
信号线:屏蔽双绞线(如RVVP)
密封处理格兰头压紧密封圈(压缩量30%~40%),电缆外径匹配格兰头孔径±1mm
2. 典型接线图(以电机启停控制为例)
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[防爆操作柱] [PLC控制柜]
├─ **启动按钮(NO)** → 1.5mm?绿线 → PLC输入点 I0.0
├─ **停止按钮(NC)** → 1.5mm?蓝线 → PLC输入点 I0.1
├─ **急停按钮** → 2.5mm?黄绿线 → 安全继电器K1
├─ **运行指示灯** ← 1.0mm?红线 ← PLC输出点 Q0.0 (24VDC)
└─ **接地端子** → 4mm?黄绿线 → 接地铜排(电阻≤1Ω)
注意:
急停回路必须独立接线,直连安全继电器(禁止经PLC中转);
本安指示灯回路需串安全栅(如齐纳栅Zener Barrier)限能。
三、安装与调试禁忌
1. 五大安装错误
密封失效:未使用防爆格兰头,直接穿软管接头(丧失隔爆性);
接地虚接:接地线未用铜鼻压接,仅缠绕在螺钉上;
线号遗漏:未标记线号导致检修困难(必须套热缩管标号);
力矩超限:拧紧面板螺栓超过规定值(典型值0.7~1.2N·m),导致玻璃观察窗破裂;
功能错配:旋钮档位方向与设备动作相反(如"ON"档对应停机)。
2. 调试三步法
预检:
测量绝缘电阻(端子对地≥100MΩ,500VDC)
测试急停按钮强制分断能力(切断时间≤0.5s)
空载测试:
模拟操作按钮,用万用表验证端子通断信号
联调:
带负载测试急停连锁(如触发急停时,同时切断主电源与气源阀)
四、常见故障处理表
故障现象根本原因解决方案
按钮卡滞不回弹粉尘侵入转轴机构拆洗转轴并涂抹防爆润滑脂(如Kluber ISOFLEX)
指示灯频闪本安回路与非本安回路混线检查安全栅输出,重新隔离布线
急停复位失败机械锁存机构锈蚀更换急停模块(需同型号防爆认证件)
外壳漏电内部导线绝缘破损碰壳排查破损点,用防爆胶泥(如DAMTITE)密封
五、智能防爆操作柱技术演进
无线防爆控制:
通过Ex ia IIC T4认证的蓝牙/WiFi模块,实现手机APP操控(传输距离≤15m)。
状态诊断功能:
内置温度/振动传感器,预判按钮机构磨损(精度±0.5%)。
AR辅助维护:
扫描操作柱二维码调取三维拆解图(需防爆平板配合)。
设计标准:
GB 3836.1-2021《爆炸性环境 第1部分:设备通用要求》
GB 3836.2-2021《隔爆型“d”设备的技术要求》
IEC 60079-14:2013 防爆电气安装规范
警示:
严禁在通电状态下开盖接线(必须申请《Ex设备检修许可证》);
更换按钮元件时,需确保新件防爆标志与原壳一致(如Ex d IIC T6)。
附:防爆操作柱接线速查表
端子符号功能线径要求允许电流
L1/L2/L3电源输入≥2.5mm?≤10A
13/14启动信号≥1.0mm?≤2A
E接地≥4mm?--
A+/B-本安信号0.5~1.0mm?≤0.1A
掌握规范接线与维护技术,可保障防爆操作柱在IIA/IIB/IIC级危险场所的安全运行。复杂场景建议使用防爆操作柱仿真调试软件(如Eplan Pro Panel)预验证逻辑。