充砂型电气设备是一种专用防爆型式的电气设备，在工业企业中有一定的特殊用途。这种防爆型式通常用符号“q”表示。

　　所谓充砂型防爆型式是指这样一种防爆型式，将电气设备的电气元器件固定在设备外壳内的适当位置，并且用填充材料将这些元器件完全掩埋起来，以防止它们点燃外部的可燃性气体一空气混合物。

　　充砂型防爆结构并不能防止可燃性气体进入设备内部而被电路所点燃。但是，由于设备内部填充材料的颗粒很小，颗粒之间的空隙很小，而且电气元器件埋入填充材料内一定的深度，所以，即使外部的可燃性气体进入设备内部被点燃，燃烧火焰也会在通过填充材料的空隙时被熄灭，因而不能点燃外部的爆炸性气体环境。这就是这种防爆型式的防爆原理。

　　这种防爆型式不分防爆级别；设备保护级别只有一级：b级，实际应用时，可以表示为Gb级或Mb级。

　　通常情况下，充砂型电气设备的额定电压不应该超过1000V，额定功率不应该大于100W，额定电流不应该大于16A。当电气设备的功率较大时，放电火花有可能会影响外壳内填充材料的性质，甚至发生熔融，失去防爆安全性能。

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　　由前述可知，充砂型防爆型式是由填充材料来保证电气设备的防爆安全性能的，所以选用合适的材料是至关重要的。

　　就目前而言，常常选用纯净的石英砂粒或石英玻璃颗粒作为这种填充材料；颗粒的粒度大小应该在0.5—1mm范围内。

　　为保证填充材料具有很好的电气绝缘性能，填充材料在填充之前应该进行电气强度试验。

　　在试验时，填充材料应该在温度为(23±2)℃、相对湿度为45％～55％的环境中存放24h。试验采用如图1.38所示的电极系统。被试材料将电极掩埋起来，材料覆盖电极的厚度在各个方向上都不小于10mm。然后，试验人员将1000V(误差为+5％)的直流电压施加在电极上。

　　假若试验中测得的填充材料的漏电电流不大于10A，就可以认为这种材料符合要求。

　　充砂型电气设备的外壳被称为“充砂外壳”，应该具有一定的机械强度。通常情况下，充砂外壳是由金属薄板或塑料材料制成的，因此，必须承受机械冲击试验，而且在进行冲击试验时应该使用高危险级别的冲击能量(参见GB 3836.1《爆炸性环境 第1部分：设备通用要求》)。此外，充砂外壳还应该承受外壳机械强度的耐压试验。

　　充砂型电气设备的防护等级至少为GB/T 4208—2017《外壳防护等级(IP代码)》中规定的IP54。当设备使用在清洁、干燥的房间内时，防护等级允许不低于IP43。假若防护等级为IP55或者更高一级，那么这种设备还应该设置呼吸装置。而且，在所配置的呼吸装置中应该放置一些合适的干燥剂，以防止湿气通过呼吸装置进入填充材料中影响绝缘性能。

　　充砂型电气设备的所有连接部位的最大间隙，都应该至少比所用的填充材料的最小尺寸小0.1mm。这样的尺寸可以防止填充材料发生外漏。

　　充砂型电气设备的内装元器件可以是电子电路、传感器、熔断器、继电器、本质安全型设备、关联设备、电气开关等，但是，在这些元器件中所有电容的储能量不应该超过20J。干电池和蓄电池在没有采取合适的防护措施时不允许使用在充砂型电气设备内，因为电解液的泄漏会影响填充材料的绝缘性能。

　　前面已经讲过，将带电零部件埋入填充材料内一定深度，是保证不发生外部点燃的一项重要手段。填充间距就是指的这种“深度”，它是带电零部件与绝缘部件、带电零部件与外壳内表面之通过填充材料的最短距离。填充材料内的小短距离应该符合表1中的规定值。

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　　在充砂型电气设备内，有时往往安装一些带有小孔腔的器件，例如小型继电器。这种器件常常有一个密封的外壳，用以防止外物进入器件内削弱它的功能。在这种情况下，这种器件的外壳外表面与充砂型电气设备外壳的内表面之间通过填充材料的距离《厚度)不应该小于：

　　②当器件外壳内容积大于3cm³而小于或等于30cm³时，表1中所示的相应数值，但是至少为15mm。

　　通常情况下，充砂型电气设备内部可能出现的密封外壳的内容积不要大于30cm³。

　　这里应该特别指出的是，尽管充砂型电气设备的适用电压等不应该超过1000V，但是，表1中还是列出了大于1000V的可能出现的电压。这主要是考虑到，当设备内部发生故障时可能造成内部局部的电压升高，以及有一些设备在起动时间要激励的高压脉冲电压(例如荧光灯的起动器或触发器)。因此，在选择电压等级确定最短距离时，设计人员应该估计充砂型电气设备内可能发生的故障工况以及一些设备的特殊情况，并计算和评估这种情况下可能产生的过电压。

　　在确定充砂型电气设备的温度组别时，不仅要考虑设备外壳的表面温度。而且还要考虑外壳壁内部填充材料5mm深处的温度。在考虑这些温度时，设计人员应该充分估计到可能发生的故障工况对温度造成的影响。

　　在充砂型电气设备中，设计人员应该设置限温保护装置，防止设备内部的温度超过规定值。限温保护装置可以采用热电偶等感温元件作为传感器，当温度接近规定值时，限温装置发出声光报警，并切断电源；也可以采用热熔断器，此时，热熔体应该密封在玻璃或陶瓷制成的外壳内。

　　由充砂型“q”保护的电气设备、电气设备部件或Ex元件的箱体，应在制造时进行填充和密封，密闭和密封的方法有以下两种：

　　箱体应在制造时被永久密封，其结构应是开箱能留下可见的开箱痕迹，相关的技术手段有：焊接、钎焊、粘结接合面、铆接、粘接螺钉或铅封螺钉。箱体应增加警告标语“箱体永久密封，不能修理”，且应在说明书中清楚说明。

　　设计可以维修的电气设备、电气设备部件或Ex元件，在对设备进行维修、重新填充、重新密封时，采用的密封方法应不会对箱体造成损坏。箱体应增加警告标语“工厂密封箱体——修理时参照制造商说明书”，且说明书中应包含对已打开待修理的充砂型“q”设备重新填充、重新密封、重新试验的具体要求。

　　由充砂型“q”保护的电气设备、电气设备部件或Ex元件的箱体，在其正常运行条件下，即在正常使用中所有开口都闭合的情况下，至少应符合GB/T 4208规定的IP54防护等级的要求。如果防护等级为IP55或更高，且箱体不是气密型，则箱体应配置呼吸装置。采用呼吸装置的箱体至少应符合GB/T 4208规定的IP54防护等级的要求（例如：装有电池或蓄电池的箱体），应在未装填料的空箱体上进行防护试验。防水试验结束时箱体内不应有可见的水。

　　注1：进行防护试验时，为了判定箱体内是否有粉尘或水进入，可能需要破坏箱体，因此需要准备两个试验样品，分别进行防尘、防水试验；

　　注3：对于由充砂型“q”保护的电气设备、电气设备部件或Ex元件中装有电池或蓄电池的箱体，应安装呼吸装置，当电池或蓄电池的容量不大于1.5Ah或者正常运行条件下不释放气体，并且符合GB/T 3836.3中对容量25Ah以下的原电池和蓄电池的要求时，可不安装呼吸装置。

　　对于由充砂型“q”保护的箱体或电气设备部件，如果仅在洁净、干燥的房间内使用，防护等级可降至IP43。对于这种设备，应按照GB/T 3836.1的要求，在防爆合格证编号后加符号“X”，并且防爆合格证规定的特殊使用条件中应详细说明使用限制条件。

　　当由充砂型“q”保护的Ex元件安装在符合GB/T 3836.1规定的其他防爆型式的外壳内时，外部外壳的防护等级至少应为IP54。如果Ex元件的安装位置使其不可能受任何少量可能进入外壳的水影响，则不需要规定内部箱体的防护等级。

　　注4 ：对于安装在符合GB/T 3836.1要求的另一外壳内的Ex元件，由于外壳提供了冲击和跌落保护，GB/T 3836.1规定的外壳冲击试验和跌落试验一般不再适用。

　　对于由充砂型“q”保护的箱体，其最大间隙至少应比规定的填充材料最小尺寸小0.1mm。这里的填充材料应为石英或固体玻璃颗粒，应按照ISO 2591-1的程序确定为干燥材料，颗粒大小应在规定的筛子规格范围内：

　　注6：制造商的文件应提供颗粒材料的技术要求、颗粒尺寸范围、填充方法以及保证正确填充的措施。

　　由充砂型“q”保护的电气设备、电气设备部件或Ex元件的箱体，在其正常运行条件下，即在正常使用中所有开口都闭合的情况下，至少应符合GB/T 4208规定的IP54防护等级的要求。如果防护等级为IP55或更高，且箱体不是气密型，则箱体应配置呼吸装置。采用呼吸装置的箱体至少应符合GB/T 4208规定的IP54防护等级的要求（例如：装有电池或蓄电池的箱体），应在未装填料的空箱体上进行防护试验。防水试验结束时箱体内不应有可见的水。

　　注1：进行防护试验时，为了判定箱体内是否有粉尘或水进入，可能需要破坏箱体，因此需要准备两个试验样品，分别进行防尘、防水试验；

　　注3：对于由充砂型“q”保护的电气设备、电气设备部件或Ex元件中装有电池或蓄电池的箱体，应安装呼吸装置，当电池或蓄电池的容量不大于1.5Ah或者正常运行条件下不释放气体，并且符合GB/T 3836.3中对容量25Ah以下的原电池和蓄电池的要求时，可不安装呼吸装置。

　　对于由充砂型“q”保护的箱体或电气设备部件，如果仅在洁净、干燥的房间内使用，防护等级可降至IP43。对于这种设备，应按照GB/T 3836.1的要求，在防爆合格证编号后加符号“X”，并且防爆合格证规定的特殊使用条件中应详细说明使用限制条件。

　　当由充砂型“q”保护的Ex元件安装在符合GB/T 3836.1规定的其他防爆型式的外壳内时，外部外壳的防护等级至少应为IP54。如果Ex元件的安装位置使其不可能受任何少量可能进入外壳的水影响，则不需要规定内部箱体的防护等级。

　　注4 ：对于安装在符合GB/T 3836.1要求的另一外壳内的Ex元件，由于外壳提供了冲击和跌落保护，GB/T 3836.1规定的外壳冲击试验和跌落试验一般不再适用。

　　对于由充砂型“q”保护的箱体，其最大间隙至少应比规定的填充材料最小尺寸小0.1mm。这里的填充材料应为石英或固体玻璃颗粒，应按照ISO 2591-1的程序确定为干燥材料，颗粒大小应在规定的筛子规格范围内：

　　注6：制造商的文件应提供颗粒材料的技术要求、颗粒尺寸范围、填充方法以及保证正确填充的措施。