船舶防爆正压柜结构解析

在船舶工程中，尤其是在油船、化学品船、液化气船等高风险作业环境中，电气设备的安全运行至关重要。为了防止可燃气体或粉尘进入电气设备引发爆炸，防爆正压柜（PressurizedExplosionProofCabinet）作为一种重要的防爆型电气设备，被广泛应用于船舶的控制系统中。本文将对船舶防爆正压柜的结构特点、工作原理及其在船舶上的应用进行详细介绍。

一、什么是船舶防爆正压柜？

防爆正压柜是一种通过维持柜内正压状态，防止外部可燃性气体或粉尘进入柜体内部，从而实现防爆功能的电气控制柜。其核心原理是利用清洁空气或惰性气体对柜体内部加压，使柜内气压高于外部环境气压，从而阻止爆炸性气体进入柜内引发危险。

在船舶应用中，这种柜体常用于安装PLC、继电器、变频器、HMI等敏感电气元件，广泛用于机舱、货舱区、泵房等存在爆炸风险的区域。

二、船舶防爆正压柜的主要结构组成

防爆正压柜的结构设计需满足国际防爆标准（如IEC600792、ATEX、IECEx等）及船级社规范（如DNVGL、ABS、BV等），其结构通常包括以下几个关键部分：

1.柜体结构

材质：通常采用不锈钢（SUS304或SUS316）或碳钢喷涂防腐涂层，以适应船舶潮湿、盐雾等恶劣环境。

密封性：柜体设计为气密结构，门缝、接线口等部位均采用高质量密封条和密封结构，确保柜体的气密性能。

防护等级：一般达到IP54或更高，满足户外及甲板环境使用需求。

2.正压系统

供气装置：由小型压缩机或外部气源提供清洁空气或惰性气体（如氮气），通过过滤器进入柜体。

压力控制系统：包括压力传感器、泄压阀、压力控制器等，用于实时监测并维持柜内正压状态（通常为50Pa~250Pa）。

流量控制装置：确保柜内空气持续流动，维持微正压环境，防止有害气体渗透。

3.监测与报警系统

压力监测：持续监测柜内压力变化，若压力低于设定值，系统将发出报警并切断电源，防止危险发生。

气体泄漏检测：部分高端柜体配备气体检测模块，可检测柜内是否出现可燃气体泄漏。

故障报警与联锁保护：当系统出现故障（如气源中断、压力失衡）时，自动触发报警并断电，确保安全。

4.内部电气安装结构

根据实际需求配置导轨、支架、接线端子排等，便于安装PLC、接触器、电源模块等电气元件。

内部布线需符合船用标准，采用阻燃、耐高温、抗腐蚀的电缆和接插件。

5.通风与散热设计

在保证正压的前提下，设计合理的通风路径，确保柜内设备散热良好。

可选配冷却风扇或热交换器，防止高温影响电气元件的正常工作。

三、工作原理简述

防爆正压柜的工作流程如下：

1.启动前检查：系统检查柜体密封性、气源是否正常。

2.预吹扫阶段：通入清洁气体对柜体内部进行吹扫，排除可能存在的可燃气体。

3.建立正压：通过供气系统使柜内气压高于外部环境，形成保护屏障。

4.运行阶段：保持正压状态，持续监测压力、气体浓度等参数。

5.故障保护：一旦检测到压力异常或气体泄漏，立即报警并切断电源，防止事故发生。

四、船舶应用中的优势

1.高安全性：有效隔离爆炸性气体，保障人员和设备安全。

2.适应性强：适用于各种爆炸性气体环境，如ⅡA、ⅡB、ⅡC类气体。

3.维护简便：结构模块化设计，便于日常维护和更换部件。

4.系统集成度高：可与船舶自动化系统（如SCADA）无缝集成，实现远程监控。

五、选型与安装注意事项

根据区域危险等级选择合适的防爆等级和结构。

安装位置应避开高温、震动强烈或积水区域。

确保气源清洁干燥，避免水汽或杂质影响系统运行。

定期检查密封性、压力传感器和报警系统的功能状态。

六、结语

随着船舶工业向智能化、自动化方向发展，船舶防爆正压柜作为保障电气设备安全运行的重要装置，其结构设计和性能要求也在不断提升。未来，随着新材料、新工艺的应用，防爆正压柜将更加轻量化、智能化、集成化，为船舶安全运行提供更有力的保障。

参考标准：

IEC600792：爆炸性环境第2部分：正压外壳“p”

IECEx与ATEX防爆认证体系

船级社规范（DNVGL、ABS、BV、CCS等）

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