| 防爆常识 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 一、防爆电气设备的防爆型式 1. 爆炸性混合物产生爆炸的条件 爆炸是指物质从一种状态，经过物理变化或化学变化，突然变成另一种状态并放出巨大的能 量，而产生的光和热或机械功。在此仅谈及爆炸性混合物的爆炸，即所有的可燃性气体、蒸 气及粉尘与空气所形成的爆炸性混合物的爆炸。这类爆炸需要同时具备三个条件才可能发生 ：第一，必须存在爆炸性物质或可燃性物质；第二，要有助燃性物质，主要是空气中的氧气 ；第三，就是还要存在引燃源(如火花、电弧和危险温度等)，它提供点燃混合物所必需的能 量。只有这三个条件同时存在，才有发生爆炸的可能性，其中任何一个条件不具备，就不会 产生燃烧和爆炸。因此，采取适当的措施，使三个条件不同时具备即可达到防止爆炸的目的 。由于爆炸性混合物普遍存在于煤炭、石油、化工、纺织、粮食加工等行业的生产、加工、储运等场所，如发生爆炸则危害极大。于是，人们采取了多种防爆技术方法，防止爆炸危险 性环境形成及其爆炸。 2. 基本防爆型式 (1) 隔爆型“ｄ” 隔爆型防爆型式是把设备可能点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内，其外壳 能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙，渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不 损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃(参见GB3836-2标准)。 隔爆型“ｄ”按其允许使用爆炸性气体环境的种类分为I类和IIA、IIB、IIC类。该防爆型式设备适用于1、2区场所。 (2) 增安型“ｅ” 增安型防爆型式是一种对在正常运行条件下不会产生电弧、火花的电气设备采取一些附加措 施以提高其安全程度，防止其内部和外部部件可能出现危险温度、电弧和火花的可能性的防 爆型式。它不包括在正常运行情况下产生火花或电弧的设备(参见GB3836-3标准)。 该类型设备主要用于2区危险场所，部分种类可以用于1区，例如具有合适保护装置的增安型 低压异步电动机、接线盒等。 (3) 本质安全型“ｉ” 本质安全型防爆型式是在设备内部的所有电路都是由在标准规定条件(包括正常工作和规定 的故障条件)下，产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的本质 安全电路。 “ｉɑ”等级电气设备是正常工作和施加一个故障和任意组合的 两个故障条件下，均不能引起点燃的本质安全型电气设备； “ｉｂ”等级电气设备 〖HT〗是正常工作和施加一个故障条件下，不能引起点燃的本质安全型电气设备(参见GB3836-4标准)。 该防爆型式只能应用于弱电设备中，该类型设备适用于0、1、2区(Ｅｘｉɑ)或1、2区(Ｅｘｉｂ)。 (4) 正压型“ｐ” 它是一种通过保持设备外壳内部保护气体的压力高于周围爆炸性 环境压力的措施来达到安全的电气设备(参见GB 3836-5标准)。 该类设备按照保护方法可以用于1区或2区危险场所。 (5) 油浸型“ｏ” 油浸型防爆型式是将整个设备或设备的部件浸在油内(保护液)，使之不能点燃油面以上或外 壳外面的爆炸性气体环境(参见GB 3836-6标准)。 该类型设备适用于1区或2区危险场所。 (6) 充砂型“ｑ” 充砂型防爆型式是一种在外壳内充填砂粒或其他规定特性的粉末材料，使之在规定的使用 条件下，壳内产生的电弧或高温均不能点燃周围爆炸性气体环境的电气设备保护型式(参见GB3836-7标准)。该类型设备适用于1区或2区危险场所。 (7) “ｎ”型防爆电气设备 该类型电气设备在正常运行时，不能够点燃周围的爆炸性气体环境，也不大可能发生引起点 燃的故障(参见GB 3836-8标准)。该类型电气设备仅适用于2区危险场所。 (8) 浇封型“ｍ” 浇封型防爆型式是将可能产生引起爆炸性混合物爆炸的火花、电弧或危险温度部分的电气部 件，浇封在浇封剂(复合物)中，使它不能点燃周围爆炸性混合物(参见GB 3836-9标准)。 该类设备适用于1、2区危险场所。 (9) 气密型“ｈ” 该类防爆设备型式采用气密外壳。即环境中的爆炸性气体混合物不能进入设备外壳内部。 气密外壳采用熔化、挤压或胶粘的方法进行密封，这种外壳多半是不可拆卸的，以保证永久气密性(参见GB 3836-11标准)。该防爆措施属于“ｎ”型防爆措施范畴，GB 3836-11已被GB 3836-8—2003代替。 (10) 特殊型防爆电气设备“ｓ” 指国家标准未包括的防爆类型式，该型式可暂由主管部门制定暂行规定，并经指定的防爆检 验单位检验认可能够具有防爆性能的电气设备。该类设备是根据实际使用开发研制，可适用于相应的危险场所。 (11) 可燃性粉尘环境用电设备 粉尘防爆电气设备是采用限制外壳最高表面温度和采用“尘密”或“防尘”外壳来限制粉尘 进入，以防止可燃性粉尘点燃(参见GB 12476-1标准)。该类设备将带电部件安装在有一定防护能力的外壳中，从而限制了粉尘进入，使引燃源与粉 尘隔离来防止爆炸的产生。按设备采用外壳防尘结构的差别将设备分为A型设备或B型设备。 按设备外壳的防尘等级的高低将设备分为20、21和22级，例如DIP A20、DIP A21、DIP B20 和DIP B21等。该类型设备按照等级适用于20、21或22区粉尘危险场所。 二、危险场所的划分 众所周知，在危险场所中安全地使用爆炸性环境用电气设备的前题条件是合理的选择、正确 的安装和必要的维护。合理的选择防爆电气设备，必然涉及到与其所在的危险场所要相适 应。因此，首先要明确什么是危险场所?它又是如何划分的? 危险场所就是由于存在着易燃易爆性气体、蒸气、液体、可燃性粉尘或者可燃性纤维而具 有引起火灾或者爆炸危险的场所。典型的危险场所，如石油化工行业中爆炸性物质的生产、 加工和贮存过程中所形成的环境、煤矿井下(由于煤层中不断渗透出的甲烷气体而形成的工 作环境)等等。 按照GB 3836.14—2000(GB 3836.14标准等同于IEC 60079-１０)要求，可用类别、区域 和组别三层概念来说明危险场所的划分。 1、爆炸性物质的分类 标准将爆炸性物质分为III类： I类：矿井甲烷； II类：爆炸性气体混合物(含蒸气、薄雾)； III类：爆炸性粉尘(纤维或飞 絮物) 2、危险场所的界定 按场所中存在物质的物态的不同，将危险场所划分为 爆炸性气体环境和可燃性粉尘环境 。 (1) 爆炸性气体环境 GB 3836.14—2000标准中规定： 0区：爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。 1区：在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所。 2区：在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是 短时间存在的场所。 在此，“正常运行”是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸、密闭容器盖的开 闭，安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。 (2) 可燃性粉尘环境 GB 12476.1—2000标准中规定： 20区：在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空 气混合物和／或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。 21区：在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20 区的场所。 该区域包括，与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘和正常操作情况下可能产生可 燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所。 22区：在异常条件下，可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在、或可燃性粉尘偶尔出现 堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。如果不能保证排除可燃性粉 尘堆积或粉尘层时，则应划分为21区。 3、爆炸性物质的分组 爆炸性物质的分类，将危险物质按其物态，进行粗划分。对同是气体的爆炸性物质，由于其 爆炸特性差别很大，故又将爆炸性气体进行了分组。GB 3836.1通用要求中，将爆炸性气体按其最大实验电压安全间隙和最小试验电流分为A、B 、C三组。三组的代表性气体分别为：氢气和乙炔、乙烯和丙烷。 三、防爆标志 防爆电气设备按GB 3836标准要求，防爆电气设备的防爆标志内容包括： 防爆型式+设备类别+（气体组别）+温度组别 1、防爆型式 根据所采取的防爆措施，可把防爆电气设备分为隔爆型、增安型、本质安全型、正压型、 油浸型、充砂型、浇封型、n 型、特殊型、粉尘防爆型等。它们的标识如表1所示。 表1 防爆基本类型
爆炸性气体环境用电气设备分为： I类：煤矿井下用电气设备； II类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。 II类隔爆型“d”和本质安全型“i”电气设备又分为IIA、IIB、和IIC类。 可燃性粉尘环境用电气设备分为： A型尘密设备；B型尘密设备； A型防尘设备；B型防尘设备。 3、气体组别 爆炸性气体混合物的传爆能力，标志着其爆炸危险程度的高低，爆炸性混合物的传爆能力越 大，其危险性越高。爆炸性混合物的传爆能力可用最大试验安全间隙表示。同时，爆炸性气 体、液体蒸气、薄雾被点燃的难易程度也标志着其爆炸危险程度的高低，它用最小点燃电流 比表示。II类隔爆型电气设备或本质安全型电气设备，按其适用于爆炸性气体混合物的最大 试验安全间隙或最小点燃电流比，进一步分为IIA、IIB和IIC类。 表2 爆炸性气体混合物的组别与最大试验安全间隙或最小点燃电流比之间的关系 Ⅱ类电气设备的分级
爆炸性气体混合物的引燃温度是能被点燃的温度极限值。 电气设备按其最高表面温度分为T1～T6组，使得对应的T1～T6组的电气设备的最高表面温度 不能超过对应的温度组别的允许值。温度组别、设备表面温度和可燃性气体或蒸气的引燃温 度之间的关系如表3所示。 表3 温度组别、设备表面温度和可燃性气体或蒸气的引燃温度之间的关系 温度级别IEC/EN /GB 3836 设备的最高表面温度T［℃］ 可燃性物质的点燃温度［ ℃］
为了更进一步地明确防爆标志的表示方法，对气体防爆电气设备举例如下： 如电气设备为I类隔爆型：防爆标志为ExdI 如电气设备为II类隔爆型，气体组别为B组，温度组别为T3，则防爆标志为：ExdIIBT3。 如电气设备为II类本质安全型ia，气体组别为A组，温度组别为T5，则防爆标志为：ExiaIIA T5。 |
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