防爆知識(shí)講座防爆知識(shí)講座1一、防爆基礎(chǔ)理論概要一、防爆基礎(chǔ)理論概要21、爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的定義

所謂危險(xiǎn)場(chǎng)所是指存在或可能存在可燃性氣體與空氣混合物的場(chǎng)所，也就是任何具有潛在爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。1、爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的定義所謂危險(xiǎn)場(chǎng)所是指存在或可3在煤礦井下約有2/3的場(chǎng)所屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；

在石油開采現(xiàn)場(chǎng)和精煉廠約有60～80％屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；

在化學(xué)工業(yè)中，約有80％以上的生產(chǎn)車間屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所。在煤礦井下約有2/3的場(chǎng)所屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；

在石油開采42、爆炸性物質(zhì)的分類2、爆炸性物質(zhì)的分類5在我國(guó)，爆炸性物質(zhì)分為三類

Ⅰ類：礦井甲烷（瓦斯）；

Ⅱ類：爆炸性氣體混合物（含蒸汽、薄霧）；

Ⅲ類：爆炸性粉塵和纖維.在我國(guó)，爆炸性物質(zhì)分為三類

Ⅰ類：礦井甲烷（瓦斯）；

Ⅱ類：63、爆炸性氣體的分級(jí)和分組3、爆炸性氣體的分級(jí)和分組73.1、爆炸性氣體的分級(jí)對(duì)于Ⅰ類爆炸性物質(zhì)不分級(jí)（只有甲烷氣體一種）對(duì)于Ⅱ類爆炸性氣體按其最大試驗(yàn)安全間隙（MESG）和最小點(diǎn)燃電流比(MICR)進(jìn)一步分為A、B、C三級(jí)。其中A級(jí)代表氣體是丙烷；B級(jí)代表氣體是乙烯；C級(jí)代表氣體是氫氣。3.1、爆炸性氣體的分級(jí)對(duì)于Ⅰ類爆炸性物質(zhì)不分級(jí)（只有甲烷氣8如下表：

如下表：9

從表中可以看出，甲烷需要的點(diǎn)燃能量最大，ⅡC級(jí)氣體則最易被點(diǎn)燃。從表中可以看出，甲烷需要的點(diǎn)燃能量最大，ⅡC級(jí)氣體則103.2爆炸性氣體的分組

溫度（熱表面）是爆炸性氣體產(chǎn)生爆炸的重要點(diǎn)燃源，每一種爆炸性氣體都有一個(gè)特定的溫度。在該溫度下，即使沒有任何外界點(diǎn)火源的條件下，它都將發(fā)生點(diǎn)燃。我國(guó)將爆炸性氣體按其引燃溫度分為T1～T6六個(gè)組別。3.2爆炸性氣體的分組溫度（熱表面）是爆炸性氣11如下表：溫度組別為T1的氣體引燃溫度最高，而溫度組別為T6的氣體則最易被點(diǎn)燃。

如下表：溫度組別為T1的氣體引燃溫度最高，而溫度組別為T6的12

在實(shí)踐中，我們應(yīng)嚴(yán)格控制電氣設(shè)備的最高表面溫度，并使之不能點(diǎn)燃設(shè)備使用環(huán)境中最易點(diǎn)燃的爆炸性氣體混合物，即保證設(shè)備的最高表面溫度不超過設(shè)備可能接觸到的氣體的引燃溫度。因此，就電氣設(shè)備的最高表面溫度而言，凡滿足T6溫度組別氣體環(huán)境用電氣設(shè)備，它也必定能滿足T1～T5組別的氣體環(huán)境的應(yīng)用要求。在實(shí)踐中，我們應(yīng)嚴(yán)格控制電氣設(shè)備的最高表面溫度，并使13防爆知識(shí)教案講解課件144、爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的區(qū)域劃分

0區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)地或長(zhǎng)期地存在的場(chǎng)所；1區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場(chǎng)所；2區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn)，或即使出現(xiàn)也只是短時(shí)間存在的場(chǎng)所。4、爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的區(qū)域劃分0區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體155、危險(xiǎn)場(chǎng)所防爆技術(shù)

和防爆基本原理5、危險(xiǎn)場(chǎng)所防爆技術(shù)

和防爆基本原理165.1產(chǎn)生爆炸的基本原理

（爆炸三角形原理）5.1產(chǎn)生爆炸的基本原理

（爆炸三角形原理）17具有潛在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境產(chǎn)生爆炸必須具備以下三個(gè)條件點(diǎn)燃源（電火花、熱表面）；爆炸性物質(zhì)（可燃性氣體或粉塵）；空氣（氧氣）具有潛在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境產(chǎn)生爆炸必須具備以下三個(gè)條件點(diǎn)燃源（電18防爆知識(shí)教案講解課件19當(dāng)這三個(gè)條件同時(shí)存在，而且當(dāng)爆炸性物質(zhì)與空氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)（即處于爆炸下限和爆炸上限之間）時(shí)，將不可避免產(chǎn)生爆炸。當(dāng)這三個(gè)條件同時(shí)存在，而且當(dāng)爆炸性物質(zhì)與空氣的混合濃度20

因此，在實(shí)踐中，為了有效地防止爆炸事故的發(fā)生，人們總是設(shè)法避免三條件同時(shí)存在，以達(dá)到防爆的目的。當(dāng)然，最基本的技術(shù)應(yīng)時(shí)將所有可能存在生產(chǎn)點(diǎn)燃源（電火花和熱表面）的電氣設(shè)備安裝在不具有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，即安全場(chǎng)所。這是進(jìn)行化工廠設(shè)計(jì)或設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮到的方面。但是，實(shí)踐表明：許多工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和具體應(yīng)用要求，決定了相當(dāng)一部分過程測(cè)量與控制用電氣設(shè)備必須安裝在爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域。此時(shí)，必須選用具有特定防爆技術(shù)措施的電氣設(shè)備來保證生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全，避免災(zāi)難性爆炸事故的發(fā)生。因此，在實(shí)踐中，為了有效地防止爆炸事故的發(fā)生，人們總是215.2電氣防爆型式

電氣設(shè)備防爆措施都是基于設(shè)法排除上述爆炸三角形中的一個(gè)或多個(gè)要素，使產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)減少到一個(gè)可以接受的程度。5.2電氣防爆型式電氣設(shè)備防爆措施都是基于設(shè)法排除上22下表為一些主要的防爆型式

下表為一些主要的防爆型式235.3、防爆電氣設(shè)備選型

不同防爆型式的電氣設(shè)備適用于不同的爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域。下表列出了防爆型式與其適用的爆炸性區(qū)域之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系5.3、防爆電氣設(shè)備選型不同防爆型式的電氣設(shè)備適24防爆知識(shí)教案講解課件25對(duì)于自動(dòng)化儀表，最常用的防爆型式依次時(shí)本安型，隔爆型和增安型。然而，由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展和低功耗電子器件的不斷誕生，使本安防爆技術(shù)的推廣和應(yīng)用有了更為廣闊的空間。特別時(shí)由于本質(zhì)安全型防爆型式與其他防爆型式相比，不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用范圍廣，而且還具有易操作和維護(hù)方便的特點(diǎn)。對(duì)于自動(dòng)化儀表，最常用的防爆型式依次時(shí)本安型，隔爆型26第二章

本安防爆的基礎(chǔ)知識(shí)第二章

本安防爆的基礎(chǔ)知識(shí)271、本安防爆技術(shù)的基本原理1、本安防爆技術(shù)的基本原理28

電火花和熱效應(yīng)是引起爆炸性危險(xiǎn)氣體爆炸的主要點(diǎn)燃源。本安就是通過限制電火花和熱效應(yīng)兩個(gè)可能的點(diǎn)燃源的能量來實(shí)現(xiàn)的。在正常工作和故障狀態(tài)下當(dāng)儀表可能產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)的能量小于這個(gè)能量時(shí)，儀表不可能點(diǎn)燃爆炸性危險(xiǎn)氣體而產(chǎn)生爆炸。原理是從限制能量入手，可靠的將電路中的電壓和電流限制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)，以保證儀表在正常工作或發(fā)生短接和元器件損壞等故障情況下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)不致于引起其周圍可能存在的危險(xiǎn)氣體的爆炸。電火花和熱效應(yīng)是引起爆炸性危險(xiǎn)氣體爆炸的主要點(diǎn)燃源。292、本安防爆技術(shù)的特點(diǎn)2、本安防爆技術(shù)的特點(diǎn)30

本安防爆技術(shù)實(shí)際上是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù)。通常對(duì)氫氣(ⅡC)環(huán)境，必須將電路功率限制在1.3W左右。由此可見，本安技術(shù)能很好的適用于工業(yè)自動(dòng)化儀表。本安防爆技術(shù)實(shí)際上是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù)。通常對(duì)氫氣(31

與其他任何防爆型式相比，采用本安防爆技術(shù)可給工業(yè)自動(dòng)化儀表帶來以下技術(shù)和商務(wù)上的特點(diǎn)：與其他任何防爆型式相比，采用本安防爆技術(shù)可給工業(yè)32不需要設(shè)計(jì)制造工藝復(fù)雜、體積龐大且又笨重的隔爆外殼，因此，本安儀表具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕和造價(jià)低的特點(diǎn)。可在帶點(diǎn)工況下進(jìn)行維護(hù)、標(biāo)定和更換儀表的部分零件等。安全可靠型高。本安儀表不會(huì)因?yàn)榫o固螺栓的丟失或外殼結(jié)合面銹蝕、劃傷等人為原因而降低儀表的安全可靠性。由于本安防爆技術(shù)時(shí)一種“弱電”技術(shù)，因此，本安儀表的使用可以避免現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的觸電傷亡事故的發(fā)生。適用范圍廣。本安技術(shù)時(shí)唯一可適用于0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所的防爆技術(shù)。對(duì)于像熱電阻等簡(jiǎn)單設(shè)備，不需要特別認(rèn)證即可接入本安防爆系統(tǒng)。不需要設(shè)計(jì)制造工藝復(fù)雜、體積龐大且又笨重的隔爆外殼，因此，本33

綜上所述，對(duì)于自動(dòng)化儀表而言，本安防爆技術(shù)是一種比較理想的防爆技術(shù)，它也必將被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)總線智能化儀表及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。綜上所述，對(duì)于自動(dòng)化儀表而言，本安防爆技術(shù)是一種比34

3、本安設(shè)備的分類

3、本安設(shè)備的分類35

本安設(shè)備的分類，實(shí)際上都是以危險(xiǎn)場(chǎng)所分類、氣體分組和氣體自燃溫度組別劃分為基礎(chǔ)的。本安設(shè)備的分類，實(shí)際上都是以危險(xiǎn)場(chǎng)所分類、氣體分組和363.1、類別

本安設(shè)備按使用環(huán)境可分為：

Ⅰ類：煤礦用本安設(shè)備；

Ⅱ類：工廠用本安設(shè)備；

對(duì)于Ⅱ類工廠用本安設(shè)備，跟氣體分組一樣，可進(jìn)一步分為A、B、C三級(jí)。3.1、類別

本安設(shè)備按使用環(huán)境可分為：

Ⅰ類：煤礦用本安設(shè)373.2、級(jí)別3.2、級(jí)別38

本安設(shè)備及關(guān)聯(lián)設(shè)備，按其適用場(chǎng)所或相連場(chǎng)所的安全程度可分為ia和ib兩個(gè)級(jí)別。本安設(shè)備及關(guān)聯(lián)設(shè)備，按其適用場(chǎng)所或相連場(chǎng)所的安全程度39

ia級(jí)是指在正常工作、一個(gè)計(jì)數(shù)故障和兩個(gè)計(jì)數(shù)故障情況下均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。即ia級(jí)設(shè)備在最大考慮兩個(gè)計(jì)數(shù)故障情況下也不致于產(chǎn)生安全失效。ia級(jí)是指在正常工作、一個(gè)計(jì)數(shù)故障和兩個(gè)計(jì)數(shù)故障情況40

ib級(jí)是指在正常工作和一個(gè)計(jì)數(shù)故障情況下不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。顯然，ia級(jí)設(shè)備的安全程度要比ib級(jí)設(shè)備高，ib級(jí)設(shè)備僅考慮設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)故障時(shí)不會(huì)產(chǎn)生安全失效，但若儀表產(chǎn)生兩次計(jì)數(shù)故障時(shí)，就可能會(huì)產(chǎn)生失效。ib級(jí)是指在正常工作和一個(gè)計(jì)數(shù)故障情況下不能點(diǎn)燃爆炸41

因此，ib級(jí)本安設(shè)備的安全程度要比ia級(jí)設(shè)備差，它只適用于1區(qū)和2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。相應(yīng)的，ib級(jí)本安關(guān)聯(lián)設(shè)備可與1區(qū)和2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所的本安設(shè)備相連接。而ia級(jí)本安設(shè)備可以用于危險(xiǎn)等級(jí)最高的0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所，ia級(jí)本安關(guān)聯(lián)設(shè)備可與0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所的本安設(shè)備相連接。ia級(jí)本安設(shè)備時(shí)所有防爆型式中安全程度最高的一種。因此，ib級(jí)本安設(shè)備的安全程度要比ia級(jí)設(shè)備差，它只423.3、溫度組別3.3、溫度組別43

Ⅱ類本安設(shè)備的溫度組別與其使用危險(xiǎn)區(qū)域的爆炸性氣體混合物的溫度分組一樣可分為T1～T6六個(gè)組別。它與設(shè)備允許最高表面溫度和設(shè)備適用氣體引燃溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：Ⅱ類本安設(shè)備的溫度組別與其使用危險(xiǎn)區(qū)域的爆炸性氣體混44防爆知識(shí)教案講解課件45

關(guān)聯(lián)設(shè)備是安裝在安全場(chǎng)所的，不需要進(jìn)行設(shè)備溫度組別的劃分。關(guān)聯(lián)設(shè)備是安裝在安全場(chǎng)所的，不需要進(jìn)行設(shè)備溫度組別的46

4、防爆標(biāo)志4、防爆標(biāo)志47

本安設(shè)備的防爆標(biāo)志跟其他防爆型式的防爆標(biāo)志一樣，它實(shí)質(zhì)上時(shí)設(shè)備所適用的爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的代號(hào)。本安設(shè)備的防爆標(biāo)志跟其他防爆型式的防爆標(biāo)志一樣，它實(shí)48通常一個(gè)爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所需要三個(gè)參量來定義危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域反應(yīng)可能出現(xiàn)危險(xiǎn)氣體的頻率或持續(xù)時(shí)間，即產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)程度。危險(xiǎn)氣體的的種類，即氣體組別考慮可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)氣體的點(diǎn)燃能量。危險(xiǎn)氣體的引燃溫度，即氣體溫度組別考慮可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)氣體的點(diǎn)燃溫度。通常一個(gè)爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所需要三個(gè)參量來定義危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域49

相應(yīng)地，本安設(shè)備的防爆標(biāo)志也必須在“Ex”防爆標(biāo)記后，依次表達(dá)出設(shè)備可適用的區(qū)域、氣體組別和溫度組別三個(gè)參量。相應(yīng)地，本安設(shè)備的防爆標(biāo)志也必須在“Ex”防爆標(biāo)記后50本安電氣設(shè)備防爆標(biāo)志

ExiaⅡBT4

防爆標(biāo)記防爆等級(jí)氣體組別溫度組別本安電氣設(shè)備防爆標(biāo)志

Exia51

防爆標(biāo)志ExiaⅡBT4表示本安設(shè)備可適用于氣體組別不高于Ⅱ類B級(jí)，氣體引燃溫度不低于T4（135℃）的0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。防爆標(biāo)志ExiaⅡBT4表示本安設(shè)備可適用于氣體組別52關(guān)聯(lián)設(shè)備（安全柵）防爆標(biāo)志

Ex（ia）ⅡB

防爆標(biāo)記防爆等級(jí)氣體組別關(guān)聯(lián)設(shè)備（安全柵）防爆標(biāo)志

Ex（ia）53

防爆標(biāo)志Ex（ia）ⅡB表示安全柵可適用于氣體組別不高于Ⅱ類B級(jí)的0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。防爆標(biāo)志Ex（ia）ⅡB表示安全柵可適用于氣體組別不545、本安系統(tǒng)的基本構(gòu)成5、本安系統(tǒng)的基本構(gòu)成55

本安系統(tǒng)是通過限制電氣能量而實(shí)現(xiàn)電氣防爆的電路系統(tǒng)，且不限制適用場(chǎng)所（其中ia等級(jí)在0區(qū)、Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所均適用）和爆炸性氣體混合物的種類（即包括所有可燃型氣體），具有高度的安全性、可維護(hù)性和經(jīng)濟(jì)性。

本安系統(tǒng)是通過限制電氣能量而實(shí)現(xiàn)電氣防爆的電路系統(tǒng)，56構(gòu)成一個(gè)本安系統(tǒng)的示意圖如下：

構(gòu)成一個(gè)本安系統(tǒng)的示意圖如下：575.1現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備5.1現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備58

從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的儲(chǔ)能元件角度考慮，使處于爆炸性氣體危險(xiǎn)環(huán)境中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備按照本安防爆要求設(shè)計(jì)，對(duì)其中包含的電感和電容等儲(chǔ)能元件回路采取相應(yīng)措施，并使其盡可能減少的同時(shí)，考慮回路元件的功耗及溫升問題，以保證設(shè)備不論是正常工作還時(shí)故障狀態(tài)，均不會(huì)產(chǎn)生由火花和熱源引起的點(diǎn)燃。即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備必須是本安設(shè)備。從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的儲(chǔ)能元件角度考慮，使處于爆炸性氣體危險(xiǎn)環(huán)59現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備具有本安性能的主要參數(shù)：

最高輸入電壓(Ui)施加到本質(zhì)安全電路連接裝置上，而不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的最高電壓（交流峰值或直流）。最大輸入電流(Ii)施加到本質(zhì)安全電路連接裝置上，而不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的最大電流（交流峰值或直流）。最大輸入功率(Pi)當(dāng)電氣設(shè)備與外電源連接不使本質(zhì)安全性能失效時(shí)，可能在電氣設(shè)備內(nèi)部消耗的本質(zhì)安全電路的最大輸入功率。最大內(nèi)部等效電容(Ci)通過電氣設(shè)備連接裝置出現(xiàn)的電氣設(shè)備總等效內(nèi)電容。最大內(nèi)部等效電感(Li)通過電氣設(shè)備連接裝置出現(xiàn)的電氣設(shè)備總等效內(nèi)電感。現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備具有本安性能的主要參數(shù)：最高輸入電壓(Ui)605.2連接電纜5.2連接電纜61

從系統(tǒng)布線工程角度考慮，由于連接電纜存在分布電容和分布電感，使連接電纜成為儲(chǔ)能元件。它們?cè)谛盘?hào)傳輸過程中不可避免地存儲(chǔ)能量，一旦當(dāng)線路出現(xiàn)開路或短路時(shí)，這些儲(chǔ)能就會(huì)以電火花或熱效應(yīng)的形式釋放出來，影響系統(tǒng)的本安性能。因此，既要保證連接傳輸電纜不會(huì)受外界電磁場(chǎng)干擾影響及與其他回路混觸，又要限制布線長(zhǎng)度和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所帶來的附加非本安能量，依次來確定電纜的允許分布電容和允許分布電感，世界各防爆檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)主要采取以集中參數(shù)的方式考慮電纜分布參數(shù)的方法。從系統(tǒng)布線工程角度考慮，由于連接電纜存在分布電容和分62連接電纜本安性能基本參數(shù)如下：電纜最大允許分布電容Cc=CkxL電纜最大允許分布電感Lc=LkxL式中Ck電纜單位長(zhǎng)度分布電容Lk電纜單位長(zhǎng)度分布電感L實(shí)際配線長(zhǎng)度連接電纜本安性能基本參數(shù)如下：電纜最大允許分布電容Cc635.3、關(guān)聯(lián)設(shè)備（安全柵）5.3、關(guān)聯(lián)設(shè)備（安全柵）64

從控制室設(shè)備配置角度考慮，該部分電氣回路必須具備無論系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)還是故障狀態(tài)，均能夠?qū)陌踩珗?chǎng)所的非本安回路傳到危險(xiǎn)場(chǎng)所的本安設(shè)備的能量抑制在點(diǎn)火極限（最小點(diǎn)燃能量）以下的保護(hù)功能。從控制室設(shè)備配置角度考慮，該部分電氣回路必須具備無論65安全柵本安性能的基本參數(shù)最高電壓（交流有效值或直流Um）施加到關(guān)聯(lián)設(shè)備非本質(zhì)安全連接裝置上，而不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的最高電壓。最高輸出電壓(Uo)在開路條件下，在設(shè)備連接裝置施加電達(dá)到最高電壓（包括Um和Ui）時(shí)，可能出現(xiàn)的本質(zhì)安全電路的最高輸出電壓（交流峰值或直流）。最大輸出電流(Io)來自電氣設(shè)備連接裝置的本質(zhì)安全電路的最大電流（交流峰值或直流）。最大輸出功率(Po)能從電氣設(shè)備獲得的本質(zhì)安全電路最大功率最大外部電容(Co)可以連接到電氣設(shè)備連接裝置上，而不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的本質(zhì)安全電路的最大電容。最大外部電感(Lo)可以連接到電氣設(shè)備連接裝置上，而不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的本質(zhì)安全電路的最大電感。安全柵本安性能的基本參數(shù)最高電壓（交流有效值或直流Um）665.4本安系統(tǒng)組合條件5.4本安系統(tǒng)組合條件67

為保證設(shè)備的安全正常適用，本安系統(tǒng)各配置間必須滿足以下條件：

①現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備的防爆標(biāo)志級(jí)別不能高于安全柵的防爆標(biāo)志級(jí)別。

②關(guān)聯(lián)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備與連接電纜參數(shù)之間要符合以下不等式：為保證設(shè)備的安全正常適用，本安系統(tǒng)各配置間必須滿足以下條68防爆知識(shí)教案講解課件69外殼防護(hù)等級(jí)及IP代碼含義外殼能防止設(shè)備受到某些外部影響并在各個(gè)方向防止直接接觸的設(shè)備部件。外殼防護(hù)等級(jí)外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼），指電氣設(shè)備（額定電壓≤72.5kV）的外殼，對(duì)下述內(nèi)容的防護(hù)能力外殼防護(hù)等級(jí)及IP代碼含義外殼701防止人體接近殼內(nèi)危險(xiǎn)部件；2防止固體異物進(jìn)入殼內(nèi)設(shè)備；3防止由于水進(jìn)入殼內(nèi)對(duì)設(shè)備造成有害影響。1防止人體接近殼內(nèi)危險(xiǎn)部件；71IP（國(guó)際防護(hù)InternationalProtection）代碼由第一位特征數(shù)字（I）、第二位特征數(shù)字（P）、

附加字母、補(bǔ)充字母組成。不要求規(guī)定特征數(shù)字時(shí)，該處由字母X代替。附加字母和補(bǔ)充字母可省略，

不需代替。IP（國(guó)際防護(hù)InternationalProtectio72IP代碼的組成及含義IP代碼的組成及含義73舉例：IP65即要求具有塵密及對(duì)外殼噴水有防護(hù)功能舉例：IP65即要求具有塵密及對(duì)外殼噴水有防護(hù)功能74結(jié)束結(jié)束75

防爆知識(shí)講座防爆知識(shí)講座76一、防爆基礎(chǔ)理論概要一、防爆基礎(chǔ)理論概要771、爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的定義

所謂危險(xiǎn)場(chǎng)所是指存在或可能存在可燃性氣體與空氣混合物的場(chǎng)所，也就是任何具有潛在爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。1、爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的定義所謂危險(xiǎn)場(chǎng)所是指存在或可78在煤礦井下約有2/3的場(chǎng)所屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；

在石油開采現(xiàn)場(chǎng)和精煉廠約有60～80％屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；

在化學(xué)工業(yè)中，約有80％以上的生產(chǎn)車間屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所。在煤礦井下約有2/3的場(chǎng)所屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所；

在石油開采792、爆炸性物質(zhì)的分類2、爆炸性物質(zhì)的分類80在我國(guó)，爆炸性物質(zhì)分為三類

Ⅰ類：礦井甲烷（瓦斯）；

Ⅱ類：爆炸性氣體混合物（含蒸汽、薄霧）；

Ⅲ類：爆炸性粉塵和纖維.在我國(guó)，爆炸性物質(zhì)分為三類

Ⅰ類：礦井甲烷（瓦斯）；

Ⅱ類：813、爆炸性氣體的分級(jí)和分組3、爆炸性氣體的分級(jí)和分組823.1、爆炸性氣體的分級(jí)對(duì)于Ⅰ類爆炸性物質(zhì)不分級(jí)（只有甲烷氣體一種）對(duì)于Ⅱ類爆炸性氣體按其最大試驗(yàn)安全間隙（MESG）和最小點(diǎn)燃電流比(MICR)進(jìn)一步分為A、B、C三級(jí)。其中A級(jí)代表氣體是丙烷；B級(jí)代表氣體是乙烯；C級(jí)代表氣體是氫氣。3.1、爆炸性氣體的分級(jí)對(duì)于Ⅰ類爆炸性物質(zhì)不分級(jí)（只有甲烷氣83如下表：

如下表：84

從表中可以看出，甲烷需要的點(diǎn)燃能量最大，ⅡC級(jí)氣體則最易被點(diǎn)燃。從表中可以看出，甲烷需要的點(diǎn)燃能量最大，ⅡC級(jí)氣體則853.2爆炸性氣體的分組

溫度（熱表面）是爆炸性氣體產(chǎn)生爆炸的重要點(diǎn)燃源，每一種爆炸性氣體都有一個(gè)特定的溫度。在該溫度下，即使沒有任何外界點(diǎn)火源的條件下，它都將發(fā)生點(diǎn)燃。我國(guó)將爆炸性氣體按其引燃溫度分為T1～T6六個(gè)組別。3.2爆炸性氣體的分組溫度（熱表面）是爆炸性氣86如下表：溫度組別為T1的氣體引燃溫度最高，而溫度組別為T6的氣體則最易被點(diǎn)燃。

如下表：溫度組別為T1的氣體引燃溫度最高，而溫度組別為T6的87

在實(shí)踐中，我們應(yīng)嚴(yán)格控制電氣設(shè)備的最高表面溫度，并使之不能點(diǎn)燃設(shè)備使用環(huán)境中最易點(diǎn)燃的爆炸性氣體混合物，即保證設(shè)備的最高表面溫度不超過設(shè)備可能接觸到的氣體的引燃溫度。因此，就電氣設(shè)備的最高表面溫度而言，凡滿足T6溫度組別氣體環(huán)境用電氣設(shè)備，它也必定能滿足T1～T5組別的氣體環(huán)境的應(yīng)用要求。在實(shí)踐中，我們應(yīng)嚴(yán)格控制電氣設(shè)備的最高表面溫度，并使88防爆知識(shí)教案講解課件894、爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的區(qū)域劃分

0區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)地或長(zhǎng)期地存在的場(chǎng)所；1區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場(chǎng)所；2區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn)，或即使出現(xiàn)也只是短時(shí)間存在的場(chǎng)所。4、爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的區(qū)域劃分0區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體905、危險(xiǎn)場(chǎng)所防爆技術(shù)

和防爆基本原理5、危險(xiǎn)場(chǎng)所防爆技術(shù)

和防爆基本原理915.1產(chǎn)生爆炸的基本原理

（爆炸三角形原理）5.1產(chǎn)生爆炸的基本原理

（爆炸三角形原理）92具有潛在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境產(chǎn)生爆炸必須具備以下三個(gè)條件點(diǎn)燃源（電火花、熱表面）；爆炸性物質(zhì)（可燃性氣體或粉塵）；空氣（氧氣）具有潛在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境產(chǎn)生爆炸必須具備以下三個(gè)條件點(diǎn)燃源（電93防爆知識(shí)教案講解課件94當(dāng)這三個(gè)條件同時(shí)存在，而且當(dāng)爆炸性物質(zhì)與空氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)（即處于爆炸下限和爆炸上限之間）時(shí)，將不可避免產(chǎn)生爆炸。當(dāng)這三個(gè)條件同時(shí)存在，而且當(dāng)爆炸性物質(zhì)與空氣的混合濃度95

因此，在實(shí)踐中，為了有效地防止爆炸事故的發(fā)生，人們總是設(shè)法避免三條件同時(shí)存在，以達(dá)到防爆的目的。當(dāng)然，最基本的技術(shù)應(yīng)時(shí)將所有可能存在生產(chǎn)點(diǎn)燃源（電火花和熱表面）的電氣設(shè)備安裝在不具有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，即安全場(chǎng)所。這是進(jìn)行化工廠設(shè)計(jì)或設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮到的方面。但是，實(shí)踐表明：許多工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和具體應(yīng)用要求，決定了相當(dāng)一部分過程測(cè)量與控制用電氣設(shè)備必須安裝在爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域。此時(shí)，必須選用具有特定防爆技術(shù)措施的電氣設(shè)備來保證生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全，避免災(zāi)難性爆炸事故的發(fā)生。因此，在實(shí)踐中，為了有效地防止爆炸事故的發(fā)生，人們總是965.2電氣防爆型式

電氣設(shè)備防爆措施都是基于設(shè)法排除上述爆炸三角形中的一個(gè)或多個(gè)要素，使產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)減少到一個(gè)可以接受的程度。5.2電氣防爆型式電氣設(shè)備防爆措施都是基于設(shè)法排除上97下表為一些主要的防爆型式

下表為一些主要的防爆型式985.3、防爆電氣設(shè)備選型

不同防爆型式的電氣設(shè)備適用于不同的爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域。下表列出了防爆型式與其適用的爆炸性區(qū)域之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系5.3、防爆電氣設(shè)備選型不同防爆型式的電氣設(shè)備適99防爆知識(shí)教案講解課件100對(duì)于自動(dòng)化儀表，最常用的防爆型式依次時(shí)本安型，隔爆型和增安型。然而，由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展和低功耗電子器件的不斷誕生，使本安防爆技術(shù)的推廣和應(yīng)用有了更為廣闊的空間。特別時(shí)由于本質(zhì)安全型防爆型式與其他防爆型式相比，不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用范圍廣，而且還具有易操作和維護(hù)方便的特點(diǎn)。對(duì)于自動(dòng)化儀表，最常用的防爆型式依次時(shí)本安型，隔爆型101第二章

本安防爆的基礎(chǔ)知識(shí)第二章

本安防爆的基礎(chǔ)知識(shí)1021、本安防爆技術(shù)的基本原理1、本安防爆技術(shù)的基本原理103

電火花和熱效應(yīng)是引起爆炸性危險(xiǎn)氣體爆炸的主要點(diǎn)燃源。本安就是通過限制電火花和熱效應(yīng)兩個(gè)可能的點(diǎn)燃源的能量來實(shí)現(xiàn)的。在正常工作和故障狀態(tài)下當(dāng)儀表可能產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)的能量小于這個(gè)能量時(shí)，儀表不可能點(diǎn)燃爆炸性危險(xiǎn)氣體而產(chǎn)生爆炸。原理是從限制能量入手，可靠的將電路中的電壓和電流限制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)，以保證儀表在正常工作或發(fā)生短接和元器件損壞等故障情況下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)不致于引起其周圍可能存在的危險(xiǎn)氣體的爆炸。電火花和熱效應(yīng)是引起爆炸性危險(xiǎn)氣體爆炸的主要點(diǎn)燃源。1042、本安防爆技術(shù)的特點(diǎn)2、本安防爆技術(shù)的特點(diǎn)105

本安防爆技術(shù)實(shí)際上是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù)。通常對(duì)氫氣(ⅡC)環(huán)境，必須將電路功率限制在1.3W左右。由此可見，本安技術(shù)能很好的適用于工業(yè)自動(dòng)化儀表。本安防爆技術(shù)實(shí)際上是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù)。通常對(duì)氫氣(106

與其他任何防爆型式相比，采用本安防爆技術(shù)可給工業(yè)自動(dòng)化儀表帶來以下技術(shù)和商務(wù)上的特點(diǎn)：與其他任何防爆型式相比，采用本安防爆技術(shù)可給工業(yè)107不需要設(shè)計(jì)制造工藝復(fù)雜、體積龐大且又笨重的隔爆外殼，因此，本安儀表具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕和造價(jià)低的特點(diǎn)?？稍趲c(diǎn)工況下進(jìn)行維護(hù)、標(biāo)定和更換儀表的部分零件等。安全可靠型高。本安儀表不會(huì)因?yàn)榫o固螺栓的丟失或外殼結(jié)合面銹蝕、劃傷等人為原因而降低儀表的安全可靠性。由于本安防爆技術(shù)時(shí)一種“弱電”技術(shù)，因此，本安儀表的使用可以避免現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的觸電傷亡事故的發(fā)生。適用范圍廣。本安技術(shù)時(shí)唯一可適用于0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所的防爆技術(shù)。對(duì)于像熱電阻等簡(jiǎn)單設(shè)備，不需要特別認(rèn)證即可接入本安防爆系統(tǒng)。不需要設(shè)計(jì)制造工藝復(fù)雜、體積龐大且又笨重的隔爆外殼，因此，本108

綜上所述，對(duì)于自動(dòng)化儀表而言，本安防爆技術(shù)是一種比較理想的防爆技術(shù)，它也必將被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)總線智能化儀表及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。綜上所述，對(duì)于自動(dòng)化儀表而言，本安防爆技術(shù)是一種比109

3、本安設(shè)備的分類

3、本安設(shè)備的分類110

本安設(shè)備的分類，實(shí)際上都是以危險(xiǎn)場(chǎng)所分類、氣體分組和氣體自燃溫度組別劃分為基礎(chǔ)的。本安設(shè)備的分類，實(shí)際上都是以危險(xiǎn)場(chǎng)所分類、氣體分組和1113.1、類別

本安設(shè)備按使用環(huán)境可分為：

Ⅰ類：煤礦用本安設(shè)備；

Ⅱ類：工廠用本安設(shè)備；

對(duì)于Ⅱ類工廠用本安設(shè)備，跟氣體分組一樣，可進(jìn)一步分為A、B、C三級(jí)。3.1、類別

本安設(shè)備按使用環(huán)境可分為：

Ⅰ類：煤礦用本安設(shè)1123.2、級(jí)別3.2、級(jí)別113

本安設(shè)備及關(guān)聯(lián)設(shè)備，按其適用場(chǎng)所或相連場(chǎng)所的安全程度可分為ia和ib兩個(gè)級(jí)別。本安設(shè)備及關(guān)聯(lián)設(shè)備，按其適用場(chǎng)所或相連場(chǎng)所的安全程度114

ia級(jí)是指在正常工作、一個(gè)計(jì)數(shù)故障和兩個(gè)計(jì)數(shù)故障情況下均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。即ia級(jí)設(shè)備在最大考慮兩個(gè)計(jì)數(shù)故障情況下也不致于產(chǎn)生安全失效。ia級(jí)是指在正常工作、一個(gè)計(jì)數(shù)故障和兩個(gè)計(jì)數(shù)故障情況115

ib級(jí)是指在正常工作和一個(gè)計(jì)數(shù)故障情況下不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。顯然，ia級(jí)設(shè)備的安全程度要比ib級(jí)設(shè)備高，ib級(jí)設(shè)備僅考慮設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)故障時(shí)不會(huì)產(chǎn)生安全失效，但若儀表產(chǎn)生兩次計(jì)數(shù)故障時(shí)，就可能會(huì)產(chǎn)生失效。ib級(jí)是指在正常工作和一個(gè)計(jì)數(shù)故障情況下不能點(diǎn)燃爆炸116

因此，ib級(jí)本安設(shè)備的安全程度要比ia級(jí)設(shè)備差，它只適用于1區(qū)和2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。相應(yīng)的，ib級(jí)本安關(guān)聯(lián)設(shè)備可與1區(qū)和2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所的本安設(shè)備相連接。而ia級(jí)本安設(shè)備可以用于危險(xiǎn)等級(jí)最高的0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所，ia級(jí)本安關(guān)聯(lián)設(shè)備可與0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所的本安設(shè)備相連接。ia級(jí)本安設(shè)備時(shí)所有防爆型式中安全程度最高的一種。因此，ib級(jí)本安設(shè)備的安全程度要比ia級(jí)設(shè)備差，它只1173.3、溫度組別3.3、溫度組別118

Ⅱ類本安設(shè)備的溫度組別與其使用危險(xiǎn)區(qū)域的爆炸性氣體混合物的溫度分組一樣可分為T1～T6六個(gè)組別。它與設(shè)備允許最高表面溫度和設(shè)備適用氣體引燃溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：Ⅱ類本安設(shè)備的溫度組別與其使用危險(xiǎn)區(qū)域的爆炸性氣體混119防爆知識(shí)教案講解課件120

關(guān)聯(lián)設(shè)備是安裝在安全場(chǎng)所的，不需要進(jìn)行設(shè)備溫度組別的劃分。關(guān)聯(lián)設(shè)備是安裝在安全場(chǎng)所的，不需要進(jìn)行設(shè)備溫度組別的121

4、防爆標(biāo)志4、防爆標(biāo)志122

本安設(shè)備的防爆標(biāo)志跟其他防爆型式的防爆標(biāo)志一樣，它實(shí)質(zhì)上時(shí)設(shè)備所適用的爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的代號(hào)。本安設(shè)備的防爆標(biāo)志跟其他防爆型式的防爆標(biāo)志一樣，它實(shí)123通常一個(gè)爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所需要三個(gè)參量來定義危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域反應(yīng)可能出現(xiàn)危險(xiǎn)氣體的頻率或持續(xù)時(shí)間，即產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)程度。危險(xiǎn)氣體的的種類，即氣體組別考慮可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)氣體的點(diǎn)燃能量。危險(xiǎn)氣體的引燃溫度，即氣體溫度組別考慮可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)氣體的點(diǎn)燃溫度。通常一個(gè)爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所需要三個(gè)參量來定義危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域124

相應(yīng)地，本安設(shè)備的防爆標(biāo)志也必須在“Ex”防爆標(biāo)記后，依次表達(dá)出設(shè)備可適用的區(qū)域、氣體組別和溫度組別三個(gè)參量。相應(yīng)地，本安設(shè)備的防爆標(biāo)志也必須在“Ex”防爆標(biāo)記后125本安電氣設(shè)備防爆標(biāo)志

ExiaⅡBT4

防爆標(biāo)記防爆等級(jí)氣體組別溫度組別本安電氣設(shè)備防爆標(biāo)志

Exia126

防爆標(biāo)志ExiaⅡBT4表示本安設(shè)備可適用于氣體組別不高于Ⅱ類B級(jí)，氣體引燃溫度不低于T4（135℃）的0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。防爆標(biāo)志ExiaⅡBT4表示本安設(shè)備可適用于氣體組別127關(guān)聯(lián)設(shè)備（安全柵）防爆標(biāo)志

Ex（ia）ⅡB

防爆標(biāo)記防爆等級(jí)氣體組別關(guān)聯(lián)設(shè)備（安全柵）防爆標(biāo)志

Ex（ia）128

防爆標(biāo)志Ex（ia）ⅡB表示安全柵可適用于氣體組別不高于Ⅱ類B級(jí)的0區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。防爆標(biāo)志Ex（ia）ⅡB表示安全柵可適用于氣體組別不1295、本安系統(tǒng)的基本構(gòu)成5、本安系統(tǒng)的基本構(gòu)成130

本安系統(tǒng)是通過限制電氣能量而實(shí)現(xiàn)電氣防爆的電路系統(tǒng)，且不限制適用場(chǎng)所（其中ia等級(jí)在0區(qū)、Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所均適用）和爆炸性氣體混合物的種類（即包括所有可燃型氣體），具有高度的安全性、可維護(hù)性和經(jīng)濟(jì)性。

本安系統(tǒng)是通過限制電氣能量而實(shí)現(xiàn)電氣防爆的電路系統(tǒng)，131構(gòu)成一個(gè)本安系統(tǒng)的示意圖如下：

構(gòu)成一個(gè)本安系統(tǒng)的示意圖如下：1325.1現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備5.1現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備133

從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的儲(chǔ)能元件角度考慮，使處于爆炸性氣體危險(xiǎn)環(huán)境中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備按照本安防爆要求設(shè)計(jì)，對(duì)其中包含的電感和電容等儲(chǔ)能元件回路采取相應(yīng)措施，并使其盡可能減少的同時(shí)，考慮回路元件的功耗及溫升問題，以保證設(shè)備不論是正常工作還時(shí)故障狀態(tài)，均不會(huì)產(chǎn)生由火花和熱源引起的點(diǎn)燃。即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備必須是本安設(shè)備。從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的儲(chǔ)能元件角度考慮，使處于爆炸性氣體危險(xiǎn)環(huán)134現(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備具有本安性能的主要參數(shù)：

最高輸入電壓(Ui)施加到本質(zhì)安全電路連接裝置上，而不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的最高電壓（交流峰值或直流）。最大輸入電流(Ii)施加到本質(zhì)安全電路連接裝置上，而不會(huì)使本質(zhì)安全性能失效的最大電流（交流峰值或直流）。最大輸入功率(Pi)當(dāng)電氣設(shè)備與外電源連接不使本質(zhì)安全性能失效時(shí)，可能在電氣設(shè)備內(nèi)部消耗的本質(zhì)安全電路的最大輸入功率。最大內(nèi)部等效電容(Ci)通過電氣設(shè)備連接裝置出現(xiàn)的電氣設(shè)備總等效內(nèi)電容。最大內(nèi)部等效電感(Li)通過電氣設(shè)備連接裝置出現(xiàn)的電氣設(shè)備總等效內(nèi)電感?，F(xiàn)場(chǎng)本安設(shè)備具有本安性能的主要參數(shù)：最高輸入電壓(Ui)1355.2連接電纜5.2連接電纜136

從系統(tǒng)布線工程角度考慮，由于連接電纜存在分布電容和分布電感，使連接電纜成為儲(chǔ)能元件。它們?cè)谛盘?hào)傳輸過程中不可避免地存儲(chǔ)能量，一旦當(dāng)線路出現(xiàn)開路或短路時(shí)，這些儲(chǔ)能就會(huì)以電火花或熱效應(yīng)的形式釋放出來，影響系統(tǒng)的本安性能。因此，既要保證連接傳輸電纜不會(huì)受外界電磁場(chǎng)干擾