1、電氣防爆知識(shí)簡(jiǎn)介,左海強(qiáng),中國(guó)石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程學(xué)院 化工裝備與控制工程系,爆炸三要素,點(diǎn)火源（如電火花、熾熱表面）,空氣（氧氣）,爆炸性物質(zhì),在石油、化工、煤炭等生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)⒉豢杀苊獾禺a(chǎn)生爆炸性物質(zhì)的泄漏，并與空氣形成爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所。 在煤礦井下，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)和石油化工廠約有60-80%屬爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所； 在化學(xué)工業(yè)中，約有80%以上的生產(chǎn)車間屬爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所。,電氣設(shè)備的電火花和溫度是產(chǎn)生爆炸的主要點(diǎn)燃源。 不同爆炸性物質(zhì)的電火花和溫度點(diǎn)燃特性各不相同。 為了使采取的防爆措施更具針對(duì)性，有必要對(duì)爆炸性物質(zhì)分類、級(jí)、組，以及對(duì)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域分區(qū)。,防止爆

2、炸發(fā)生的基本方法 避免形成爆炸性環(huán)境 理想的方法 排除可能的點(diǎn)火源 實(shí)際的方法。,氣體的點(diǎn)火特性,代表性氣體,甲烷,丙烷,乙烯,氫氣,中國(guó)將爆炸性物質(zhì)分為三類： I類：礦井甲烷； II類：爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)； III類：爆炸性粉塵和纖維。 北美將爆炸性物質(zhì)分為三類/級(jí)： Class I 爆炸性氣體； Class II 爆炸性粉塵； Class III - 纖維。,爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)分類,爆炸性氣體分級(jí), 最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)：在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)條件下，空腔內(nèi)所有濃度的被試氣體或蒸氣與空氣混合物點(diǎn)燃后，通過25mm長(zhǎng)的火焰通路均不能點(diǎn)燃外部爆炸性氣體混合物的內(nèi)空腔兩部分之間的最大間

3、隙。 最小點(diǎn)燃電流(MIC)：采用火花試驗(yàn)裝置，由電阻電路或電感電路引起爆炸性試驗(yàn)混合物點(diǎn)燃的最小電流。 最小點(diǎn)燃電流比（MICR）:各種可燃性氣體（或蒸氣）與空氣的混合物的最小點(diǎn)燃電流對(duì)甲烷與空氣混合物的最小點(diǎn)燃電流的比值。,最大試驗(yàn)安全間隙試驗(yàn)裝置,爆炸性氣體分組, 引燃溫度(AIT) ：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，能夠引燃爆炸性氣體與空氣混合物的熱表面最低溫度。,爆炸性氣體分級(jí)、分組舉例,世界各國(guó)對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域劃分不同，但大致分為兩大派系： 中國(guó)和大多數(shù)歐洲國(guó)家采用國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）的劃分方法，而以美國(guó)和加拿大為主要代表的其他國(guó)家采用北美劃分方法。 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB3836.14對(duì)于

4、爆炸性氣體危險(xiǎn)場(chǎng)所劃分為3個(gè)區(qū)域：,0區(qū)：爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長(zhǎng)時(shí)間存在的場(chǎng)所； 1區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場(chǎng)所； 2區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時(shí)間存在的場(chǎng)所。,爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域主要以爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間為劃分依據(jù)的。,對(duì)于粉塵場(chǎng)所，同樣劃分為3個(gè)區(qū)域，即20、21和22區(qū)。,爆炸性危險(xiǎn)區(qū)域的劃分,典型的帶有呼吸閥的露天油罐的危險(xiǎn)區(qū)域劃分示例：,防爆電氣設(shè)備分為類、類和 類。 類： I類電氣設(shè)備用于煤礦瓦斯氣體環(huán)境。 類： 類電氣設(shè)備用于除煤礦瓦斯氣體之外的其他爆炸性氣體環(huán)境。 類： 類電氣設(shè)備用于除煤礦以外

5、的爆炸性粉塵環(huán)境。,防爆電氣設(shè)備的分類分級(jí)分組,類電氣設(shè)備分級(jí)： 按其適用于爆炸性氣體環(huán)境混合物的最大試驗(yàn)安全間隙（MESG）和最小點(diǎn)燃電流比（MICR）分為A、B、C三級(jí)：,類電氣設(shè)備的最高表面溫度分組: 爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備按其最高表面溫度劃分為T1-T6組別。,爆炸性氣體環(huán)境防爆標(biāo)志: Ex d B T4 Gb,防爆符號(hào),防爆型式,防爆類別,溫度組別,設(shè)備保護(hù)級(jí)別（EPL）,爆炸性氣體環(huán)境用IIB等級(jí)隔爆型電氣設(shè)備，最高表面溫度低于135，具有“高”的保護(hù)級(jí)別，在正常運(yùn)行或預(yù)期故障條件下不是點(diǎn)燃源。,設(shè)備保護(hù)級(jí)別（EPL, Equipment Protection Level）,根據(jù)設(shè)備

6、成為點(diǎn)燃源的可能性和不同爆炸性環(huán)境所具有的不同特征而對(duì)設(shè)備規(guī)定的保護(hù)級(jí)別，包括： “Ma”、“Mb”;“Ga”、“Gb”、“Gc”; “Da”、“Db”、“Dc”。,混（復(fù)）合型防爆型式 當(dāng)一臺(tái)電氣設(shè)備的不同部分或Ex元件使用不同的防爆型式時(shí)，防爆標(biāo)志應(yīng)包括所有使用的防爆型式符號(hào)，防爆型式的符號(hào)應(yīng)按字母順序排列，彼此之間應(yīng)有小的間隔。當(dāng)使用關(guān)聯(lián)設(shè)備時(shí)，其防爆型式的標(biāo)志，包括適用時(shí)的方括號(hào)，應(yīng)標(biāo)在電氣設(shè)備防爆形式符號(hào)之后。,“d”:隔爆型 “e”:增安型 “i”:本質(zhì)安全型（ia，ib，ic） “p”:正壓外殼型（px，py，pz） “o”:油浸型 “q”:充砂型 “n”:n型電氣設(shè)備（nA,

7、nR, nC, nZ） “m”:澆封型（ma，mb）,防爆型式,解決的主要點(diǎn)燃源：由電氣因素引起的電火花和熱效應(yīng)。,澆封型Exm,合成 樹脂,基本原則 “分離型,應(yīng)用 小電路和無(wú)可移動(dòng)元件的情況,允許在1區(qū)工作,充油型Exo,油,允許在1區(qū)工作,基本原則 “分離型,充砂型Exq,粉末,允許在1區(qū)工作,基本原則 “分離型,應(yīng)用 無(wú)可移動(dòng)部件,無(wú)火花型Exn,基本原則: “正常運(yùn)行情 況下的安全,應(yīng)用 目前成為一種降低成本的2區(qū)防爆方式。,性能 通過對(duì)其他防護(hù)方式 (“d”, “p”, “e” 和 “i”)的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)正常操作狀態(tài)下的安全,EX nA 無(wú)火花型設(shè)備（真正意義上的無(wú)火花）II類設(shè)備

8、不分級(jí) EX nR 限制呼吸外殼（防止呼吸效應(yīng)引起可燃?xì)怏w被吸進(jìn)儀表中） EX nL 限制能量設(shè)備（基于本質(zhì)安全防爆原理，但僅對(duì)正常運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)價(jià)或分析） EX nZ 具有簡(jiǎn)單正壓（偶然失壓的情況下，只報(bào)警，不像EX P那樣還要切斷電源） EX nC 有火花型設(shè)備，電火花觸頭采用除nR、nL和nZ之外的保護(hù)技術(shù)（封閉、密封外殼） （后4項(xiàng)為廣義的無(wú)火花，產(chǎn)生電弧、火花或過熱表面的設(shè)備，它通過采取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的措施，使其不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)燃的條件）,缺點(diǎn) 安全程度不如本安型 不可帶電開蓋操作,本安系統(tǒng),無(wú)源電路簡(jiǎn)單可靠。 所有元件按標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為澆封型。 要求有完整的接地系統(tǒng)。,有源電路通過隔離元件（變送器、繼電器、光電偶）進(jìn)行危險(xiǎn)區(qū)間的信號(hào)傳送。 能量限制電路的工作原理與齊納安全柵相同，但由于電路隔離它不必處理Vm。 由于Vm引起的故障電流通不過限能電路，不再需要專用的接地設(shè)備。,齊納安全柵與隔離安全柵的比較,ZENERS,ISOLATORS,外 殼 防 護(hù) 等 級(jí) （IP） 代 碼（GB 4208-2008/IEC 60529:2001),0