電氣防爆基礎(chǔ)知識演講人：日期:01防爆基本概念02防爆區(qū)域劃分03防爆電氣設(shè)備類型04防爆標(biāo)志體系05設(shè)備選型與安裝06維護(hù)與檢測要點(diǎn)目錄CATALOGUE防爆基本概念01PART爆炸性環(huán)境定義可燃性物質(zhì)與空氣混合行業(yè)典型應(yīng)用場景危險區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn)爆炸性環(huán)境指在大氣條件下，可燃性氣體、蒸氣、薄霧、粉塵或纖維狀物質(zhì)與空氣混合后，達(dá)到爆炸極限濃度范圍的環(huán)境。這類環(huán)境一旦遇到足夠能量的點(diǎn)火源，即可引發(fā)爆炸。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60079系列，爆炸性環(huán)境按出現(xiàn)頻率和持續(xù)時間分為0區(qū)（連續(xù)存在）、1區(qū)（偶爾存在）和2區(qū)（短時存在），不同區(qū)域?qū)Ψ辣O(shè)備的要求嚴(yán)格程度不同。石油化工、煤礦井下、制藥車間、糧食加工等工業(yè)領(lǐng)域是爆炸性環(huán)境的高發(fā)區(qū)域，需特別關(guān)注防爆設(shè)計(jì)和設(shè)備選型。包括氫氣、甲烷等可燃?xì)怏w，酒精蒸氣等可燃液體揮發(fā)物，以及金屬粉塵、煤粉等固態(tài)可燃物，其濃度必須處于爆炸下限（LEL）和爆炸上限（UEL）之間。爆炸三要素原理可燃物質(zhì)（燃料）通常為空氣中的氧氣，但在特殊環(huán)境下可能涉及氯氣、過氧化物等其他氧化性物質(zhì)。氧氣濃度超過10%時即可能支持大多數(shù)可燃物的燃燒爆炸。助燃物質(zhì)（氧化劑）包括電氣火花（如開關(guān)觸點(diǎn)）、靜電放電（≥0.2mJ）、高溫表面（≥可燃物自燃點(diǎn)）、機(jī)械火花（金屬碰撞）等，其能量需超過最小點(diǎn)火能（MIE）。三者同時存在且達(dá)到臨界條件即構(gòu)成爆炸三角。點(diǎn)火源（能量）電氣引爆源類型電弧與火花放電繼電器觸點(diǎn)開閉、電機(jī)電刷摩擦產(chǎn)生的瞬態(tài)火花，其能量可達(dá)數(shù)十毫焦耳，遠(yuǎn)超氫氣（0.019mJ）、乙炔（0.02mJ）等氣體的最小點(diǎn)火能。01熱表面引燃變壓器繞組過熱、燈具表面高溫等可能超過Ⅱ類設(shè)備規(guī)定的溫度組別（T1-T6，對應(yīng)450℃~85℃），如T3組要求設(shè)備表面溫度≤200℃。靜電積聚放電物料輸送過程中摩擦產(chǎn)生的靜電壓可達(dá)數(shù)萬伏，需通過接地電阻<10?Ω、使用導(dǎo)電材料等措施消除，尤其對最小點(diǎn)火能<0.1mJ的粉塵環(huán)境至關(guān)重要。電磁輻射能量射頻設(shè)備（如對講機(jī)）在危險區(qū)域可能產(chǎn)生感應(yīng)電流，需符合FM/ATEX認(rèn)證的20MHz以下設(shè)備功率限制（通常<6W）。020304防爆區(qū)域劃分02PART爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長時間存在的區(qū)域，如密閉容器內(nèi)部或通風(fēng)極差的封閉空間。此區(qū)域需使用最高防爆等級設(shè)備（如本質(zhì)安全型或隔爆型），且設(shè)備需具備持續(xù)防爆能力。爆炸性氣體區(qū)域分級（0區(qū)/1區(qū)/2區(qū)）0區(qū)在正常運(yùn)行時可能偶爾出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的區(qū)域，如化工反應(yīng)釜周邊或儲罐閥門泄漏點(diǎn)。此區(qū)域要求設(shè)備在正常操作和故障狀態(tài)下均能防爆，常用增安型或正壓型防爆技術(shù)。1區(qū)爆炸性氣體混合物在正常運(yùn)行時不太可能出現(xiàn)，即使出現(xiàn)也僅短時間存在的區(qū)域，如通風(fēng)良好的泵房外圍。此區(qū)域可選用較低防爆等級設(shè)備（如無火花型），但需定期檢測氣體濃度。2區(qū)粉塵爆炸危險區(qū)域劃分20區(qū)可燃性粉塵云持續(xù)或頻繁出現(xiàn)的區(qū)域，如粉塵收集系統(tǒng)內(nèi)部或粉料連續(xù)輸送管道。需采用IP6X防護(hù)等級的防塵設(shè)備，并避免粉塵堆積引發(fā)二次爆炸。21區(qū)正常運(yùn)行時可能偶爾形成可燃性粉塵云的區(qū)域，如粉料包裝工段或篩分設(shè)備周邊。設(shè)備需具備防塵點(diǎn)燃功能（如塵密外殼或表面溫度限制設(shè)計(jì)）。22區(qū)粉塵云僅在異常條件下短時存在的區(qū)域，如倉庫地面粉塵沉降區(qū)?？赏ㄟ^加強(qiáng)清潔管理降低風(fēng)險，設(shè)備需滿足防塵基本要求（如IP5X防護(hù)）。區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)IEC60079系列標(biāo)準(zhǔn)國際電工委員會制定的爆炸性環(huán)境通用標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋氣體（IEC60079-10-1）和粉塵（IEC60079-10-2）區(qū)域劃分方法，明確分級參數(shù)（如釋放源頻率、通風(fēng)等級）。01NFPA497/499美國消防協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，提供化工設(shè)施中氣體和粉塵危險區(qū)域的分類指南，強(qiáng)調(diào)釋放源特性與擴(kuò)散模擬計(jì)算的應(yīng)用。02ATEX指令（2014/34/EU）歐盟強(qiáng)制性法規(guī)，要求制造商根據(jù)設(shè)備適用區(qū)域（Zone0-2或20-22）進(jìn)行防爆認(rèn)證，并標(biāo)注Ex標(biāo)志。03GB3836/T12476中國國家標(biāo)準(zhǔn)等效轉(zhuǎn)化IEC標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)化本土化實(shí)施要求（如煤礦特殊環(huán)境補(bǔ)充條款），是國內(nèi)防爆設(shè)備設(shè)計(jì)的強(qiáng)制依據(jù)。04防爆電氣設(shè)備類型03PART隔爆型（Exd）原理隔爆型設(shè)備通過高強(qiáng)度外殼承受內(nèi)部爆炸壓力，并通過精密設(shè)計(jì)的法蘭間隙長度和寬度，使爆炸火焰在傳出殼體時被冷卻至安全溫度，從而阻止外部爆炸性氣體被引燃。殼體強(qiáng)度與間隙控制當(dāng)設(shè)備內(nèi)部發(fā)生可燃?xì)怏w爆炸時，外殼能有效將爆炸限制在內(nèi)部，避免能量傳遞到外部危險環(huán)境，適用于高爆炸風(fēng)險區(qū)域（如石化、煤礦）。內(nèi)部爆炸隔離隔爆型設(shè)備需定期檢查法蘭面完整性及間隙參數(shù)，并需通過國際標(biāo)準(zhǔn)（如IEC60079-1）認(rèn)證，確保防爆性能長期可靠。維護(hù)與認(rèn)證要求增安型（Exe）特點(diǎn)應(yīng)用限制僅適用于正常運(yùn)行時無電弧或火花的設(shè)備，且需定期檢查絕緣老化情況，確保防護(hù)措施有效性。故障防護(hù)設(shè)計(jì)在短路或過載等異常情況下，設(shè)備仍能通過冗余設(shè)計(jì)（如雙繞組、過流保護(hù)）防止危險火花產(chǎn)生，但需配合其他防爆類型（如隔爆）使用以提高安全性。額外安全措施增安型設(shè)備通過增強(qiáng)電氣絕緣、加大爬電距離、降低溫升等措施，避免正常運(yùn)行時產(chǎn)生火花或過熱，適用于低風(fēng)險爆炸環(huán)境（如電機(jī)、接線盒）。本質(zhì)安全型（Exi）應(yīng)用01通過限制電路中的電壓、電流和儲能元件（如電容、電感）參數(shù)，使系統(tǒng)在故障狀態(tài)下釋放的能量不足以點(diǎn)燃爆炸性氣體，常用于儀表、傳感器等低功耗設(shè)備。根據(jù)安全等級劃分，ia級可在兩個獨(dú)立故障下保持安全，ib級允許單一故障，ic級僅適用于正常操作，需按危險區(qū)域等級（Zone0/1/2）選型。本質(zhì)安全回路需搭配安全柵（齊納柵或隔離柵）使用，并嚴(yán)格限制電纜分布電容和電感，確保整體系統(tǒng)符合防爆標(biāo)準(zhǔn)（如IEC60079-11）。0203能量限制技術(shù)分級保護(hù)（ia/ib/ic）系統(tǒng)集成要求防爆標(biāo)志體系04PART防爆標(biāo)志結(jié)構(gòu)解析防爆類型代碼如Exd（隔爆型）、Exi（本安型）、Exe（增安型）等，表示設(shè)備采用的防爆技術(shù)原理，需根據(jù)爆炸性環(huán)境特性選擇對應(yīng)類型。設(shè)備類別標(biāo)識分為I類（煤礦瓦斯環(huán)境）、II類（除煤礦外的爆炸性氣體環(huán)境）、III類（爆炸性粉塵環(huán)境），明確設(shè)備適用的危險區(qū)域類別。氣體/粉塵組別如IIA、IIB、IIC（氣體）或IIIA、IIIB、IIIC（粉塵），反映設(shè)備可適用的爆炸性介質(zhì)最小點(diǎn)燃能量等級，IIC為最高級別。溫度等級如T1-T6（氣體）或T85℃-T450℃（粉塵），標(biāo)注設(shè)備表面最高允許溫度，需低于環(huán)境中可燃物的自燃溫度。Ga/Gb/Gc分級Ga（氣體，高保護(hù)級別，0區(qū)適用）、Gb（氣體，1區(qū)適用）、Gc（氣體，2區(qū)適用），對應(yīng)不同爆炸風(fēng)險區(qū)域的設(shè)備可靠性要求。Da/Db/Dc分級Da（粉塵，20區(qū)適用）、Db（粉塵，21區(qū)適用）、Dc（粉塵，22區(qū)適用），針對粉塵環(huán)境劃分的設(shè)備防護(hù)能力等級。EPL與安全冗余設(shè)計(jì)高EPL等級設(shè)備需具備多重保護(hù)機(jī)制（如雙重化電路、故障自檢測），確保單點(diǎn)失效時仍能維持防爆性能。設(shè)備保護(hù)級別（EPL）溫度組別與氣體組別溫度組別劃分依據(jù)T1（≤450℃）至T6（≤85℃），根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時表面最高溫度劃分，需匹配環(huán)境中可燃物的最小點(diǎn)燃溫度（如氫氣需T1組別）。02040301混合環(huán)境適配若環(huán)境中存在多種爆炸性介質(zhì)，設(shè)備需同時滿足最高要求的溫度組別和氣體組別，并考慮介質(zhì)共存時的疊加風(fēng)險。氣體組別差異IIA（如丙烷）、IIB（如乙烯）、IIC（如氫氣、乙炔），組別越高表明介質(zhì)最小點(diǎn)燃能量越低，對設(shè)備防爆要求越嚴(yán)格。國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)IEC60079體系與ATEX指令對溫度/氣體組別的定義基本一致，但北美NEC標(biāo)準(zhǔn)可能采用不同分類方式（如ClassI分組）。設(shè)備選型與安裝05PART區(qū)域適配選型原則爆炸性環(huán)境分類匹配根據(jù)氣體、粉塵或蒸汽等爆炸性介質(zhì)的特性，選擇對應(yīng)防爆等級（如Exd、Exe、Exi）的設(shè)備，確保設(shè)備防護(hù)形式與危險區(qū)域劃分（Zone0/1/2或Zone20/21/22）嚴(yán)格匹配。溫度組別限制設(shè)備表面最高溫度需低于爆炸性介質(zhì)的引燃溫度，通過T1-T6溫度組別標(biāo)識進(jìn)行篩選，避免設(shè)備運(yùn)行時產(chǎn)生高溫引發(fā)爆炸。機(jī)械防護(hù)與防腐設(shè)計(jì)在腐蝕性或高濕度環(huán)境中，需選用不銹鋼外殼或特殊涂層設(shè)備，同時滿足IP防護(hù)等級要求，確保設(shè)備結(jié)構(gòu)完整性。制造商資質(zhì)與認(rèn)證設(shè)備必須通過國際或國家防爆認(rèn)證（如ATEX、IECEx、UL），并標(biāo)注完整防爆標(biāo)志，確保設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測試符合標(biāo)準(zhǔn)。電纜引入裝置需采用雙重密封結(jié)構(gòu)（如壓緊密封圈或澆封填料），確保爆炸性氣體無法通過電纜間隙侵入設(shè)備內(nèi)部，同時通過機(jī)械夾緊防止電纜松動。密封與夾緊要求同一引入孔內(nèi)穿多根電纜時，需使用分隔板或獨(dú)立密封單元，避免電纜間摩擦產(chǎn)生靜電或熱量積聚。多電纜管理根據(jù)設(shè)備防爆形式選擇對應(yīng)引入裝置（如隔爆型用螺紋接口、增安型用專用密封接頭），禁止混用或改裝非認(rèn)證組件。防爆類型適配010302電纜引入裝置規(guī)范電纜進(jìn)入設(shè)備后需保持最小彎曲半徑（通常為電纜外徑5倍以上），并安裝應(yīng)力消除裝置以防止長期使用導(dǎo)致密封失效。彎曲半徑與應(yīng)力消除04低阻抗接地系統(tǒng)非金屬部件處理跨接等電位連接定期檢測維護(hù)防爆設(shè)備外殼、金屬導(dǎo)管及電纜屏蔽層需通過截面積不小于4mm2的銅導(dǎo)線連接至獨(dú)立接地極，接地電阻值需≤10Ω，確保故障電流快速泄放。設(shè)備非導(dǎo)電部件（如塑料外殼）內(nèi)嵌的金屬部件（如螺栓、襯套）需通過輔助接地端子連接，防止靜電積累。相鄰設(shè)備間間距超過50cm時，需采用跨接線（如鍍鋅扁鋼或編織帶）實(shí)現(xiàn)等電位聯(lián)結(jié)，消除電位差引起的火花放電風(fēng)險。接地系統(tǒng)應(yīng)每季度測量接地電阻值，檢查連接點(diǎn)是否腐蝕或松動，并留存檢測記錄，確保系統(tǒng)長期有效性。接地與等電位要求維護(hù)與檢測要點(diǎn)06PART日常檢查項(xiàng)目清單每日需確認(rèn)防爆設(shè)備外殼無裂紋、變形或腐蝕，確保密封性能符合標(biāo)準(zhǔn)，防止可燃性氣體或粉塵侵入引發(fā)爆炸風(fēng)險。防爆外殼完整性檢查驗(yàn)證設(shè)備上的防爆標(biāo)志、警告標(biāo)簽是否清晰可見，確保聲光報(bào)警裝置功能正常，以便及時提示異常情況。安全標(biāo)識與警示裝置檢查電纜接頭、接線端子等連接部位是否緊固，避免因松動導(dǎo)致電弧或過熱現(xiàn)象，同時觀察有無氧化或燒蝕痕跡。電氣連接點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測010302評估設(shè)備周圍通風(fēng)條件，清理散熱孔堵塞物，防止因溫度過高影響防爆性能或加速元件老化。通風(fēng)與散熱系統(tǒng)運(yùn)行04定期檢測標(biāo)準(zhǔn)周期每季度需對防爆設(shè)備的隔爆面、增安型部件的絕緣電阻等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行專業(yè)檢測，確保其符合國際防爆標(biāo)準(zhǔn)（如IEC60079系列）。防爆性能綜合測試每月模擬過載、短路等故障條件，測試斷路器、熔斷器等保護(hù)裝置的響應(yīng)速度和動作準(zhǔn)確性，確保其能有效切斷故障電流。針對粉塵防爆設(shè)備，每周清除積聚的易燃粉塵，并檢查泄壓裝置是否暢通，防止粉塵自燃或爆炸性混合物形成。保護(hù)裝置動作試驗(yàn)每半年使用專用儀器測量接地電阻值，要求低于規(guī)定閾值（通?！?Ω），以保證故障電流能安全泄放至大地。接地系統(tǒng)阻抗測量01020403粉塵環(huán)境設(shè)備清理由專業(yè)技術(shù)人員拆解檢查，記錄損壞