充砂型電氣設備是一種專(zhuān)用防爆型式的電氣設備，在工業(yè)企業(yè)中有一定的特殊用途。這種防爆型式通常用符號“q”表示。

　　所謂充砂型防爆型式是指這樣一種防爆型式，將電氣設備的電氣元器件固定在設備外殼內的適當位置，并且用填充材料將這些元器件完全掩埋起來(lái)，以防止它們點(diǎn)燃外部的可燃性氣體一空氣混合物。

　　充砂型防爆結構并不能防止可燃性氣體進(jìn)入設備內部而被電路所點(diǎn)燃。但是，由于設備內部填充材料的顆粒很小，顆粒之間的空隙很小，而且電氣元器件埋入填充材料內一定的深度，所以，即使外部的可燃性氣體進(jìn)入設備內部被點(diǎn)燃，燃燒火焰也會(huì )在通過(guò)填充材料的空隙時(shí)被熄滅，因而不能點(diǎn)燃外部的爆炸性氣體環(huán)境。這就是這種防爆型式的防爆原理。

　　這種防爆型式不分防爆級別；設備保護級別只有一級：b級，實(shí)際應用時(shí)，可以表示為Gb級或Mb級。

　　充砂型防爆結構不適用于大功率的電氣設備。

　　通常情況下，充砂型電氣設備的額定電壓不應該超過(guò)1000V，額定功率不應該大于100W，額定電流不應該大于16A。當電氣設備的功率較大時(shí)，放電火花有可能會(huì )影響外殼內填充材料的性質(zhì)，甚至發(fā)生熔融，失去防爆安全性能。

　　由于填充材料的顆粒特性，充砂型電氣設備僅僅適用于特定安裝的場(chǎng)合。

由前述可知，充砂型防爆型式是由填充材料來(lái)保證電氣設備的防爆安全性能的，所以選用合適的材料是至關(guān)重要的。

　　就目前而言，常常選用純凈的石英砂?；蚴⒉Ａьw粒作為這種填充材料；顆粒的粒度大小應該在0.5—1mm范圍內。

　　為保證填充材料具有很好的電氣絕緣性能，填充材料在填充之前應該進(jìn)行電氣強度試驗。

　　在試驗時(shí)，填充材料應該在溫度為(23±2)℃、相對濕度為45％～55％的環(huán)境中存放24h。試驗采用如圖1.38所示的電極系統。被試材料將電極掩埋起來(lái)，材料覆蓋電極的厚度在各個(gè)方向上都不小于10mm。然后，試驗人員將1000V(誤差為+5％)的直流電壓施加在電極上。

　　假若試驗中測得的填充材料的漏電電流不大于10A，就可以認為這種材料符合要求。

充砂型電氣設備的外殼被稱(chēng)為“充砂外殼”，應該具有一定的機械強度。通常情況下，充砂外殼是由金屬薄板或塑料材料制成的，因此，必須承受機械沖擊試驗，而且在進(jìn)行沖擊試驗時(shí)應該使用高危險級別的沖擊能量(參見(jiàn)GB 3836.1《爆炸性環(huán)境 第1部分：設備通用要求》)。此外，充砂外殼還應該承受外殼機械強度的耐壓試驗。

　　充砂型電氣設備的防護等級至少為GB/T 4208—2017《外殼防護等級(IP代碼)》中規定的IP54。當設備使用在清潔、干燥的房間內時(shí)，防護等級允許不低于IP43。假若防護等級為IP55或者更高一級，那么這種設備還應該設置呼吸裝置。而且，在所配置的呼吸裝置中應該放置一些合適的干燥劑，以防止濕氣通過(guò)呼吸裝置進(jìn)入填充材料中影響絕緣性能。

　　充砂型電氣設備的所有連接部位的最大間隙，都應該至少比所用的填充材料的最小尺寸小0.1mm。這樣的尺寸可以防止填充材料發(fā)生外漏。

　　充砂型電氣設備的內裝元器件可以是電子電路、傳感器、熔斷器、繼電器、本質(zhì)安全型設備、關(guān)聯(lián)設備、電氣開(kāi)關(guān)等，但是，在這些元器件中所有電容的儲能量不應該超過(guò)20J。干電池和蓄電池在沒(méi)有采取合適的防護措施時(shí)不允許使用在充砂型電氣設備內，因為電解液的泄漏會(huì )影響填充材料的絕緣性能。

前面已經(jīng)講過(guò)，將帶電零部件埋入填充材料內一定深度，是保證不發(fā)生外部點(diǎn)燃的一項重要手段。填充間距就是指的這種“深度”，它是帶電零部件與絕緣部件、帶電零部件與外殼內表面之通過(guò)填充材料的最短距離。填充材料內的小短距離應該符合表1中的規定值。

在充砂型電氣設備內，有時(shí)往往安裝一些帶有小孔腔的器件，例如小型繼電器。這種器件常常有一個(gè)密封的外殼，用以防止外物進(jìn)入器件內削弱它的功能。在這種情況下，這種器件的外殼外表面與充砂型電氣設備外殼的內表面之間通過(guò)填充材料的距離《厚度)不應該小于：

　?、佼斊骷鈿热莘e小于或等于3cm3時(shí)，表2中所承的相應數值。

　?、诋斊骷鈿热莘e大于3cm3而小于或等于30cm3時(shí)，表1中所示的相應數值，但是至少為15mm。

　　通常情況下，充砂型電氣設備內部可能出現的密封外殼的內容積不要大于30cm3。

　　這里應該特別指出的是，盡管充砂型電氣設備的適用電壓等不應該超過(guò)1000V，但是，表1中還是列出了大于1000V的可能出現的電壓。這主要是考慮到，當設備內部發(fā)生故障時(shí)可能造成內部局部的電壓升高，以及有一些設備在起動(dòng)時(shí)間要激勵的高壓脈沖電壓(例如熒光燈的起動(dòng)器或觸發(fā)器)。因此，在選擇電壓等級確定最短距離時(shí)，設計人員應該估計充砂型電氣設備內可能發(fā)生的故障工況以及一些設備的特殊情況，并計算和評估這種情況下可能產(chǎn)生的過(guò)電壓。