| 防爆常識 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 一、防爆電氣設備的防爆型式 1. 爆炸性混合物產生爆炸的條件 爆炸是指物質從一種狀態，經過物理變化或化學變化，突然變成另一種狀態并放出巨大的能 量，而產生的光和熱或機械功。在此僅談及爆炸性混合物的爆炸，即所有的可燃性氣體、蒸 氣及粉塵與空氣所形成的爆炸性混合物的爆炸。這類爆炸需要同時具備三個條件才可能發生 ：第一，必須存在爆炸性物質或可燃性物質；第二，要有助燃性物質，主要是空氣中的氧氣 ；第三，就是還要存在引燃源(如火花、電弧和危險溫度等)，它提供點燃混合物所必需的能 量。只有這三個條件同時存在，才有發生爆炸的可能性，其中任何一個條件不具備，就不會 產生燃燒和爆炸。因此，采取適當的措施，使三個條件不同時具備即可達到防止爆炸的目的 。由于爆炸性混合物普遍存在于煤炭、石油、化工、紡織、糧食加工等行業的生產、加工、儲運等場所，如發生爆炸則危害極大。于是，人們采取了多種防爆技術方法，防止爆炸危險 性環境形成及其爆炸。 2. 基本防爆型式 (1) 隔爆型“ｄ” 隔爆型防爆型式是把設備可能點燃爆炸性氣體混合物的部件全部封閉在一個外殼內，其外殼 能夠承受通過外殼任何接合面或結構間隙，滲透到外殼內部的可燃性混合物在內部爆炸而不 損壞，并且不會引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性環境的點燃(參見GB3836-2標準)。 隔爆型“ｄ”按其允許使用爆炸性氣體環境的種類分為I類和IIA、IIB、IIC類。該防爆型式設備適用于1、2區場所。 (2) 增安型“ｅ” 增安型防爆型式是一種對在正常運行條件下不會產生電弧、火花的電氣設備采取一些附加措 施以提高其安全程度，防止其內部和外部部件可能出現危險溫度、電弧和火花的可能性的防 爆型式。它不包括在正常運行情況下產生火花或電弧的設備(參見GB3836-3標準)。 該類型設備主要用于2區危險場所，部分種類可以用于1區，例如具有合適保護裝置的增安型 低壓異步電動機、接線盒等。 (3) 本質安全型“ｉ” 本質安全型防爆型式是在設備內部的所有電路都是由在標準規定條件(包括正常工作和規定 的故障條件)下，產生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣體環境的本質 安全電路。 “ｉɑ”等級電氣設備是正常工作和施加一個故障和任意組合的 兩個故障條件下，均不能引起點燃的本質安全型電氣設備； “ｉｂ”等級電氣設備 〖HT〗是正常工作和施加一個故障條件下，不能引起點燃的本質安全型電氣設備(參見GB3836-4標準)。 該防爆型式只能應用于弱電設備中，該類型設備適用于0、1、2區(Ｅｘｉɑ)或1、2區(Ｅｘｉｂ)。 (4) 正壓型“ｐ” 它是一種通過保持設備外殼內部保護氣體的壓力高于周圍爆炸性 環境壓力的措施來達到安全的電氣設備(參見GB 3836-5標準)。 該類設備按照保護方法可以用于1區或2區危險場所。 (5) 油浸型“ｏ” 油浸型防爆型式是將整個設備或設備的部件浸在油內(保護液)，使之不能點燃油面以上或外 殼外面的爆炸性氣體環境(參見GB 3836-6標準)。 該類型設備適用于1區或2區危險場所。 (6) 充砂型“ｑ” 充砂型防爆型式是一種在外殼內充填砂?；蚱渌幎ㄌ匦缘姆勰┎牧?，使之在規定的使用 條件下，殼內產生的電弧或高溫均不能點燃周圍爆炸性氣體環境的電氣設備保護型式(參見GB3836-7標準)。該類型設備適用于1區或2區危險場所。 (7) “ｎ”型防爆電氣設備 該類型電氣設備在正常運行時，不能夠點燃周圍的爆炸性氣體環境，也不大可能發生引起點 燃的故障(參見GB 3836-8標準)。該類型電氣設備僅適用于2區危險場所。 (8) 澆封型“ｍ” 澆封型防爆型式是將可能產生引起爆炸性混合物爆炸的火花、電弧或危險溫度部分的電氣部 件，澆封在澆封劑(復合物)中，使它不能點燃周圍爆炸性混合物(參見GB 3836-9標準)。 該類設備適用于1、2區危險場所。 (9) 氣密型“ｈ” 該類防爆設備型式采用氣密外殼。即環境中的爆炸性氣體混合物不能進入設備外殼內部。 氣密外殼采用熔化、擠壓或膠粘的方法進行密封，這種外殼多半是不可拆卸的，以保證永久氣密性(參見GB 3836-11標準)。該防爆措施屬于“ｎ”型防爆措施范疇，GB 3836-11已被GB 3836-8—2003代替。 (10) 特殊型防爆電氣設備“ｓ” 指國家標準未包括的防爆類型式，該型式可暫由主管部門制定暫行規定，并經指定的防爆檢 驗單位檢驗認可能夠具有防爆性能的電氣設備。該類設備是根據實際使用開發研制，可適用于相應的危險場所。 (11) 可燃性粉塵環境用電設備 粉塵防爆電氣設備是采用限制外殼最高表面溫度和采用“塵密”或“防塵”外殼來限制粉塵 進入，以防止可燃性粉塵點燃(參見GB 12476-1標準)。該類設備將帶電部件安裝在有一定防護能力的外殼中，從而限制了粉塵進入，使引燃源與粉 塵隔離來防止爆炸的產生。按設備采用外殼防塵結構的差別將設備分為A型設備或B型設備。 按設備外殼的防塵等級的高低將設備分為20、21和22級，例如DIP A20、DIP A21、DIP B20 和DIP B21等。該類型設備按照等級適用于20、21或22區粉塵危險場所。 二、危險場所的劃分 眾所周知，在危險場所中安全地使用爆炸性環境用電氣設備的前題條件是合理的選擇、正確 的安裝和必要的維護。合理的選擇防爆電氣設備，必然涉及到與其所在的危險場所要相適 應。因此，首先要明確什么是危險場所?它又是如何劃分的? 危險場所就是由于存在著易燃易爆性氣體、蒸氣、液體、可燃性粉塵或者可燃性纖維而具 有引起火災或者爆炸危險的場所。典型的危險場所，如石油化工行業中爆炸性物質的生產、 加工和貯存過程中所形成的環境、煤礦井下(由于煤層中不斷滲透出的甲烷氣體而形成的工 作環境)等等。 按照GB 3836.14—2000(GB 3836.14標準等同于IEC 60079-１０)要求，可用類別、區域 和組別三層概念來說明危險場所的劃分。 1、爆炸性物質的分類 標準將爆炸性物質分為III類： I類：礦井甲烷； II類：爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)； III類：爆炸性粉塵(纖維或飛 絮物) 2、危險場所的界定 按場所中存在物質的物態的不同，將危險場所劃分為 爆炸性氣體環境和可燃性粉塵環境 。 (1) 爆炸性氣體環境 GB 3836.14—2000標準中規定： 0區：爆炸性氣體環境連續出現或長時間存在的場所。 1區：在正常運行時，可能出現爆炸性氣體環境的場所。 2區：在正常運行時，不可能出現爆炸性氣體環境，如果出現也是偶爾發生并且僅是 短時間存在的場所。 在此，“正常運行”是指正常的開車、運轉、停車，易燃物質產品的裝卸、密閉容器蓋的開 閉，安全閥、排放閥以及所有工廠設備都在其設計參數范圍內工作的狀態。 (2) 可燃性粉塵環境 GB 12476.1—2000標準中規定： 20區：在正常運行過程中可燃性粉塵連續出現或經常出現，其數量足以形成可燃性粉塵與空 氣混合物和／或可能形成無法控制和極厚的粉塵層的場所及容器內部。 21區：在正常運行過程中，可能出現粉塵數量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物但未劃入20 區的場所。 該區域包括，與充入或排放粉塵點直接相鄰的場所、出現粉塵和正常操作情況下可能產生可 燃濃度的可燃性粉塵與空氣混合物的場所。 22區：在異常條件下，可燃性粉塵云偶爾出現并且只是短時間存在、或可燃性粉塵偶爾出現 堆積或可能存在粉塵層并且產生可燃性粉塵空氣混合物的場所。如果不能保證排除可燃性粉 塵堆積或粉塵層時，則應劃分為21區。 3、爆炸性物質的分組 爆炸性物質的分類，將危險物質按其物態，進行粗劃分。對同是氣體的爆炸性物質，由于其 爆炸特性差別很大，故又將爆炸性氣體進行了分組。GB 3836.1通用要求中，將爆炸性氣體按其最大實驗電壓安全間隙和最小試驗電流分為A、B 、C三組。三組的代表性氣體分別為：氫氣和乙炔、乙烯和丙烷。 三、防爆標志 防爆電氣設備按GB 3836標準要求，防爆電氣設備的防爆標志內容包括： 防爆型式+設備類別+（氣體組別）+溫度組別 1、防爆型式 根據所采取的防爆措施，可把防爆電氣設備分為隔爆型、增安型、本質安全型、正壓型、 油浸型、充砂型、澆封型、n 型、特殊型、粉塵防爆型等。它們的標識如表1所示。 表1 防爆基本類型
爆炸性氣體環境用電氣設備分為： I類：煤礦井下用電氣設備； II類：除煤礦外的其他爆炸性氣體環境用電氣設備。 II類隔爆型“d”和本質安全型“i”電氣設備又分為IIA、IIB、和IIC類。 可燃性粉塵環境用電氣設備分為： A型塵密設備；B型塵密設備； A型防塵設備；B型防塵設備。 3、氣體組別 爆炸性氣體混合物的傳爆能力，標志著其爆炸危險程度的高低，爆炸性混合物的傳爆能力越 大，其危險性越高。爆炸性混合物的傳爆能力可用最大試驗安全間隙表示。同時，爆炸性氣 體、液體蒸氣、薄霧被點燃的難易程度也標志著其爆炸危險程度的高低，它用最小點燃電流 比表示。II類隔爆型電氣設備或本質安全型電氣設備，按其適用于爆炸性氣體混合物的最大 試驗安全間隙或最小點燃電流比，進一步分為IIA、IIB和IIC類。 表2 爆炸性氣體混合物的組別與最大試驗安全間隙或最小點燃電流比之間的關系 Ⅱ類電氣設備的分級
爆炸性氣體混合物的引燃溫度是能被點燃的溫度極限值。 電氣設備按其最高表面溫度分為T1～T6組，使得對應的T1～T6組的電氣設備的最高表面溫度 不能超過對應的溫度組別的允許值。溫度組別、設備表面溫度和可燃性氣體或蒸氣的引燃溫 度之間的關系如表3所示。 表3 溫度組別、設備表面溫度和可燃性氣體或蒸氣的引燃溫度之間的關系 溫度級別IEC/EN /GB 3836 設備的最高表面溫度T［℃］ 可燃性物質的點燃溫度［ ℃］
為了更進一步地明確防爆標志的表示方法，對氣體防爆電氣設備舉例如下： 如電氣設備為I類隔爆型：防爆標志為ExdI 如電氣設備為II類隔爆型，氣體組別為B組，溫度組別為T3，則防爆標志為：ExdIIBT3。 如電氣設備為II類本質安全型ia，氣體組別為A組，溫度組別為T5，則防爆標志為：ExiaIIA T5。 |
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