1.防爆等級概覽

　　防爆設備定義：在規定條件下不會(huì )引起周?chē)ㄐ原h(huán)境點(diǎn)燃的電氣設備。

　　分為兩類(lèi)

　?、耦?lèi)：煤礦井下電氣設備;

　?、蝾?lèi)：除煤礦、井下之外的所有其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備。

　?、蝾?lèi)又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類(lèi),標志ⅡB的設備可適用于ⅡA設備的使用條件;ⅡC可適用于ⅡA、ⅡB的使用條件。

　　說(shuō)明：ⅡC標志是較高的防爆等級，但并不表示該設備性能最好。

　　最高表面溫度：電氣設備在規定范圍內的最不利運行條件下工作時(shí)，可能引起周?chē)ㄐ原h(huán)境點(diǎn)燃的電氣設備任何部件所達到的最高溫度。最高表面溫度應低于可燃溫度。

　　例如：防爆傳感器環(huán)境的爆炸性氣體的點(diǎn)燃溫度為100℃，那么傳感器在最?lèi)毫拥墓ぷ鳡顟B(tài)下，其任何部件的最高表面溫度應低于100℃。

　　溫度組別

　　爆炸性環(huán)境用電氣設備按其最高表面溫度劃分為T(mén)1-T6組別

　　2.防爆標準

　　1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM標準為經(jīng)常選用，而CANADA / CSA標準幾乎在中國不使用。

　　例：

　　CENELEC: Eex de/Eex d ib IIC T2-T6

　　FM: NI/I/Z/ABCD DIP/II, III/1/EFG

　　XP/I/1/ABCD DIP/II, III/1/EFG

　　CSA: Class I, Div 2, ABCD

　　2、新的歐洲防爆標準ATEX100a將取代原CENELEC標準(截止2003年)

　　ATEX 100a： II IG Eex ia IIB T6

　　I II 1G Zone 0 1D, 2D,3D dust explosion

　　Mining other 2G Zone 1

　　Industry industry 3G Zone 2

　　術(shù)語(yǔ)

　　安全柵安全參數定義：

　　*8226; 安全柵最高允許電壓： Um保證安全柵本安端的本安性能，允許非本安端可能輸入的最高電壓

　　*8226; 安全柵最高開(kāi)路電壓： Uoc在最高允許電壓范圍內本安端開(kāi)路時(shí)電壓最大值

　　*8226; 安全柵最大短路電流： Isc在最高允許電壓范圍內本安端短路時(shí)的電流最大值

　　*8226; 安全柵允許分布電容： Ca保證本質(zhì)安全性能情況下本安端最大允許外接電容

　　*8226; 安全柵允許分布電感： La保證本質(zhì)安全性能情況下本安端最大允許外接電感

　　防爆標志格式說(shuō)明：

　　將工廠(chǎng)或礦區的爆炸危險介質(zhì)，按其引燃能量，最小點(diǎn)燃溫度以及現場(chǎng)爆炸性危險氣體存在的時(shí)間周期進(jìn)行科學(xué)分類(lèi)分級，以確定現場(chǎng)防爆設備的防爆標志和防爆形式。

　　名詞解釋?zhuān)?/span>

　　ia 等級：在正常工作、一個(gè)故障和二個(gè)故障時(shí)均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。

　　正常工作時(shí)，安全系數為 2.0;一個(gè)故障時(shí)，安全系數為 1.5;二個(gè)故障時(shí)，安全系數為 1.0 。

　　注：有火花的觸點(diǎn)須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數。

　　ib 等級：在正常工作和一個(gè)故障時(shí)不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。

　　正常工作時(shí)，安全系數為 2.0 ; 一個(gè)故障時(shí)，安全系數為 1.5 。

　　正常工作時(shí)，有火花的觸點(diǎn)須加隔爆外殼或氣密外殼保護，并且有故障自顯示的措施，一個(gè)故障 時(shí)安全系數為 1.0 。

　　EExd：是指將爆炸包起來(lái)的意思;

　　IIC：是指點(diǎn)燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:是指溫度組別，即電氣設備按其最大表面溫度被分在不同的溫度組別。氣體的溫度組別按不同的點(diǎn)燃溫度劃分。T6是85度。

　　隔爆型電氣設備(d)：是指把能點(diǎn)燃爆炸性混合物的部件封閉在一個(gè)外殼內，該外殼能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力并阻止和周?chē)谋ㄐ曰旌衔飩鞅碾姎庠O備。

　　增安型電氣設備(e)：正常運行條件下，不會(huì )產(chǎn)生點(diǎn)燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，并在結構上采取措施，提高其安全程度， 以避免在正常和規定過(guò)載條件下出現點(diǎn)燃現象的電氣設備。

　　本質(zhì)安全型電氣設備(i)：在正常運行或在標準試驗條件下所產(chǎn)生的火花或熱效應均不能點(diǎn)燃爆炸性混合物的電氣設備。

　　無(wú)火花型電氣設備 (n)： 在正常運行條件下不產(chǎn)生電弧或火花，也不產(chǎn)生能夠點(diǎn)燃周?chē)ㄐ曰旌衔锏母邷乇砻婊蜃茻狳c(diǎn)，且一般不會(huì )發(fā)生有點(diǎn)燃作用的故障的電氣設備。

　　防爆特殊型(s)： 電氣設備或部件采用GB3836-83未包括的防爆型式時(shí)，由主管部門(mén)制訂暫行規定。送勞動(dòng)人事部備案，并經(jīng)指定的鑒定單位檢驗后，按特殊電氣設備“s”型處置。

　　3.防爆形式

　　1.本安型 “i”(本質(zhì)安全型電氣設備及其關(guān)聯(lián)設備) 本質(zhì)安全電路:

　　在規定的試驗條件下，正常工作或規定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應均不能點(diǎn)燃規定的爆炸性氣體或蒸汽的電路。

　　本質(zhì)安全型電氣設備：全部電路為本質(zhì)安全的電氣設備。

　　本安型設備和關(guān)聯(lián)設備的本質(zhì)安全部分分為ia和ib：

　　¨ ia：正常工作 + 一個(gè)故障 + 任意組合的兩個(gè)故障均不能引起點(diǎn)燃的電氣設備。

　　¨ ib：正常工作 + 一個(gè)故障條件下不能引起點(diǎn)燃的本質(zhì)安全型電氣設備。

　　由此可見(jiàn)ia等級高于ib等級

　　關(guān)聯(lián)設備：裝有本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路，且結構是非本質(zhì)安全電路不能對本質(zhì)安全電路產(chǎn)生不利影響的電器設備。

　　2. 隔爆型 “d” 具有隔爆外殼的電氣設備。

　　它能承受已進(jìn)入外殼內部的可燃性混合物內部爆炸而不受損壞，并且通過(guò)外殼上的任何接合面或孔不會(huì )引燃由一種或多種氣體或蒸汽所形成的外部爆炸性環(huán)境的電氣設備外殼。

　　3.增安型 e

　　4.充油型 o

　　5.充砂型 q

　　6.澆封型 m

　　7.復合型

　　4.防爆概念

　　爆炸必備條件

　　點(diǎn)燃源：在生產(chǎn)過(guò)程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花、機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當儀表、電氣發(fā)生故障時(shí)。

　　客觀(guān)上很多工業(yè)現場(chǎng)滿(mǎn)足爆炸條件。當爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內時(shí)，若存在爆炸源，將會(huì )發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。

　　易爆物質(zhì)：很多生產(chǎn)場(chǎng)所都會(huì )產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。煤礦井下約有三分之二的場(chǎng)所有存在爆炸性物質(zhì);化學(xué)工業(yè)中，約有80%以上的生產(chǎn)車(chē)間區域存在爆炸性物質(zhì)。

　　氧氣：空氣中的氧氣是無(wú)處不在的。

　　(1)爆炸性物質(zhì)(flammable air flammable dust)：能與氧氣(空氣)反應的物質(zhì)，包括氣體、液體和固體。(氣體：氫氣，乙炔，甲烷等;液體：酒精，汽油;固體：粉塵，纖維粉塵等。)

　　(2)空氣或氧氣(air or oxygen)。

　　(3)點(diǎn)燃源(source of ignition)：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應、光能等。

　　防爆

　　防止爆炸的產(chǎn)生必從三個(gè)必要條件來(lái)考慮，限制了其中的一個(gè)必要條件，就限制了爆炸的產(chǎn)生。

　　在工業(yè)過(guò)程中，通常從下述三個(gè)方面著(zhù)手對易燃易爆場(chǎng)合進(jìn)行處理：

　　(1)預防或最大限度地降低易燃物質(zhì)泄漏的可能性;

　　(2)不用或盡量少用易產(chǎn)生電火花的電器元件;

　　(3)采取充氮氣之類(lèi)的方法維持惰性狀態(tài)。

　　區域分類(lèi)

　　危險場(chǎng)所區域的含義

　　是對該地區實(shí)際存在危險可能性的量度，由此規定其可適用的防爆型式。

　　1、國際電工委員會(huì )/歐洲電工委員會(huì )劃分的危險區域的等級分類(lèi)

　　0區(Zone 0)：易爆氣體始終或長(cháng)時(shí)間存在;連續地存在危險性大于1000小時(shí)/每年的區域;

　　1區(Zone 1)：易燃氣體在儀表的正當工作過(guò)程中有可能發(fā)生或存在;斷續地存在危險性10~1000小時(shí)/每年的區域;

　　2區(Zone 2)：一般情形下，不存在易燃氣體且即使偶爾發(fā)生，其存在時(shí)間亦很短;事故狀態(tài)下存在的危險性0.1~10小時(shí)/每年的區域;

　　中國劃分的有效區域和以上相同。

　　2、易爆區域等級劃分

　　國際標準與美國標準的對照比較

　　I.E.C. N.E.C.

　　氣體 Zone 0 Class I, Division I

　　Zone 1 Class I, Division I

　　Zone 2 Class I, Division II

　　粉塵 Zone 10 Class II, Division IZone 11 Class II, Division II

　　I.E.C.： 國際電工技術(shù)委員會(huì )(Internaional Electrotechnical Commission)

　　N.E.C.： 美國電氣規程(National Electrical Code, U.S.A.)

　　溫度組別

　　這是與氣體點(diǎn)燃溫度有關(guān)的電氣設備(假定環(huán)境溫度為40℃時(shí))的最高表面溫度，點(diǎn)燃能量與點(diǎn)燃溫度無(wú)關(guān)。在標準BS5345第一部分中列出了所有可燃性氣體和其組別。

　　防爆標志

　　IEC 防爆等級標準格式:Ex(ia)ⅡC T4

　　5.標準選型

　　各種防爆型式的對應標準

　　氣體爆炸場(chǎng)所用電氣設備防爆類(lèi)型選型表

　　氣體組別

　　注:中國GB3836標準規定ⅡC級最小點(diǎn)燃能量為19微焦耳,ⅡA級最小點(diǎn)燃能量為200微焦耳。

　　氣體分組和點(diǎn)燃溫度,在一定環(huán)境溫度和壓力下與可燃性氣體和空氣的混合濃度有關(guān)。

　　根據可能引爆的最小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區采用的國際電工委員會(huì )(IEC)標準將爆炸性氣體分為四個(gè)危險等級:

　　美國和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成：

　　三個(gè)CLASS(類(lèi)別)：CLASSⅠ氣體和蒸氣;CLASS Ⅱ塵埃;CLASS Ⅲ纖維。

　　然后再將氣體和塵埃分成 Group(組)：

　　組名 代表性氣體或塵埃

　　A乙炔

　　B氫氣

　　C乙烯

　　D丙烷

　　E 金屬塵埃

　　F 煤炭塵埃

　　G 谷物塵埃

　　防爆方法對危險場(chǎng)所的適用性：

　　6.防護代碼

　　作為應用于易爆危險區的儀表，對其外殼的保護等級亦應作出規定，賦予一定的代碼，即IP等級號。

　　IEC144規定的殼體保護等級由一個(gè)對應其抗外界物體沖擊與穿刺能力及防水能力的代碼表示。例如：本安型儀表測量電路板不應從其殼體中取出，否則會(huì )違反IP40所提出的最低要求。保護等級由兩位數字組成，在其前加上IP字樣。

　　第二位特征數字防止進(jìn)水造成有害影響

　　0無(wú)防護

　　1垂直滴水

　　2傾角75-90°滴水

　　3淋水

　　4濺水

　　5噴水

　　6猛烈噴水

　　7短時(shí)間侵水

　　8連續侵水

　　第一位特征數字防止固定導體異物進(jìn)入

　　0無(wú)防護

　　1固定異物直徑大于50mm

　　2固定異物直徑大于12.5mm

　　3固定異物直徑大于2.5mm

　　4防塵

　　5塵密

　　抗外界物體沖刺能力防水能力

　　0：無(wú)抗沖穿能力 0：無(wú)防水穿能力1：外界物體尺寸大于50mm(特大)

　　1：水自落下滴

　　2：外界物體尺寸大于12mm(中)

　　2：水滴入角度為-15°

　　3：外界物體尺寸大于2.5mm(小)

　　3：水以60°角度噴射

　　4：顆粒狀外界物體，粒度大于1mm

　　4：從各方面噴射

　　5：危險性塵埃

　　5： 50升/分的水束

　　6：穿透性塵埃(僅適用于特殊殼體)

　　6： 100升/分的水束

　　7：以1米/分的速度浸入水中

　　8：以預先商定的方式浸入水中

　　爆炸特性

　　供電限制

　　供電限制主要體現在以下三個(gè)方面：

　　1、將動(dòng)力電與電子元件隔離。

　　2、采取措施杜絕外界干擾電磁場(chǎng)通過(guò)繼電或電流輸出端偶合至電子元件中。

　　3、限制傳感電路的工作電源及電壓

　　本安型電路可分為兩類(lèi)：ia及ib。Ib本安電路必須保證正常工作狀態(tài)下以及系統中存在一起故障時(shí)，電路元件不發(fā)生燃爆。Ia本安電路則要求正常工作狀況下及存在兩起故障時(shí)，元器件不發(fā)生燃爆。