防爆等級(jí)

1. 防爆等級(jí)概覽

防爆設(shè)備定義：在規(guī)定條件下不會(huì)引起周?chē)�爆炸性環(huán)境點(diǎn)燃的電氣設(shè)備。

分為兩類(lèi)

Ⅰ類(lèi)：煤礦井下電氣設(shè)備；

Ⅱ類(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(shè)備。

Ⅱ類(lèi)又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類(lèi),標(biāo)志ⅡB的設(shè)備可適用于ⅡA設(shè)備的使用條件；ⅡC可適用于ⅡA、ⅡB的使用條件。

說(shuō)明：ⅡC標(biāo)志是較高的防爆等級(jí)，但并不表示該設(shè)備性能最好。

最高表面溫度：電氣設(shè)備在規(guī)定范圍內(nèi)的最不利運(yùn)行條件下工作時(shí)，可能引起周?chē)�爆炸性環(huán)境點(diǎn)燃的電氣設(shè)備任何部件所達(dá)到的最高溫度。最高表面溫度應(yīng)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(yīng)低于100℃。

溫度組別

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

2.防爆標(biāo)準(zhǔn)

1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM標(biāo)準(zhǔn)為經(jīng)常選用，而CANADA / CSA標(biāo)準(zhǔn)幾乎在中國(guó)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(biāo)準(zhǔn)ATEX100a將取代原CENELEC標(biāo)準(zhǔn)（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(shù)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(nèi)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(nèi)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(biāo)志格式說(shuō)明：

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

名詞解釋?zhuān)?/span>

ia 等級(jí)：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(shè)備。

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

ib 等級(jí)：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(shè)備。

正常工作時(shí)，安全系數(shù)為 2.0 ； 一個(gè)故障時(shí)，安全系數(shù)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(hù)，并且有故障自顯示的措施，一個(gè)故障 時(shí)安全系數(shù)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(shè)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(shè)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(nèi)，該外殼能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力并阻止和周?chē)�的爆炸性混合物傳爆的電氣設(shè)備。

增安型電氣設(shè)備（e）：正常運(yùn)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(xiǎn)溫度，并在結(jié)構(gòu)上采取措施，提高其安全程度， 以避免在正常和規(guī)定過(guò)載條件下出現(xiàn)點(diǎn)燃現(xiàn)象的電氣設(shè)備。

本質(zhì)安全型電氣設(shè)備（i）：在正常運(yùn)行或在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下所產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃爆炸性混合物的電氣設(shè)備。

無(wú)火花型電氣設(shè)備 （n）： 在正常運(yùn)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)�爆炸性混合物的高溫表面或灼熱點(diǎn)，且一般不會(huì)發(fā)生有點(diǎn)燃作用的故障的電氣設(shè)備。

防爆特殊型（s）： 電氣設(shè)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(guī)定。送勞動(dòng)人事部備案，并經(jīng)指定的鑒定單位檢驗(yàn)后，按特殊電氣設(shè)備“s”型處置。

3.防爆形式

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

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

本質(zhì)安全型電氣設(shè)備：全部電路為本質(zhì)安全的電氣設(shè)備。

本安型設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)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(shè)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(shè)備。

由此可見(jiàn)ia等級(jí)高于ib等級(jí)

關(guān)聯(lián)設(shè)備：裝有本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路，且結(jié)構(gòu)是非本質(zhì)安全電路不能對(duì)本質(zhì)安全電路產(chǎn)生不利影響的電器設(shè)備。

2. 隔爆型 “d” 具有隔爆外殼的電氣設(shè)備。

它能承受已進(jìn)入外殼內(nèi)部的可燃性混合物內(nèi)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(shè)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(fù)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(jī)械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當(dāng)儀表、電氣發(fā)生故障時(shí)。

客觀上很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)滿(mǎn)足爆炸條件。當(dāng)爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)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(qū)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(yīng)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(jī)械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、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)方面著手對(duì)易燃易爆場(chǎng)合進(jìn)行處理：

（1）預(yù)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?dú)庵��?lèi)的方法維持惰性狀態(tài)。

區(qū)域分類(lèi)

危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域的含義

是對(duì)該地區(qū)實(shí)際存在危險(xiǎn)可能性的量度，由此規(guī)定其可適用的防爆型式。

1、國(guó)際電工委員會(huì)/歐洲電工委員會(huì)劃分的危險(xiǎn)區(qū)域的等級(jí)分類(lèi)

0區(qū)（Zone 0）：易爆氣體始終或長(zhǎng)時(shí)間存在；連續(xù)地存在危險(xiǎn)性大于1000小時(shí)/每年的區(qū)域；

1區(qū)（Zone 1）：易燃?xì)怏w在儀表的正當(dāng)工作過(guò)程中有可能發(fā)生或存在；斷續(xù)地存在危險(xiǎn)性10~1000小時(shí)/每年的區(qū)域；

2區(qū)（Zone 2）：一般情形下，不存在易燃?xì)怏w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(xiǎn)性0.1~10小時(shí)/每年的區(qū)域；

中國(guó)劃分的有效區(qū)域和以上相同。

2、易爆區(qū)域等級(jí)劃分

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)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(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)（Internaional Electrotechnical Commission）

N.E.C.： 美國(guó)電氣規(guī)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)BS5345第一部分中列出了所有可燃性氣體和其組別。

防爆標(biāo)志

IEC 防爆等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)格式:Ex(ia)ⅡC T4

 

5. 標(biāo)準(zhǔn)選型

各種防爆型式的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

氣體爆炸場(chǎng)所用電氣設(shè)備防爆類(lèi)型選型表

 

氣體組別

注:中國(guó)GB3836標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ⅡC級(jí)最小點(diǎn)燃能量為19微焦耳,ⅡA級(jí)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(jù)可能引爆的最小火花能量，我國(guó)和歐洲及世界上大部分國(guó)家和地區(qū)采用的國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)將爆炸性氣體分為四個(gè)危險(xiǎn)等級(jí):

美國(guó)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(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所的適用性：

6.防護(hù)代碼

作為應(yīng)用于易爆危險(xiǎn)區(qū)的儀表，對(duì)其外殼的保護(hù)等級(jí)亦應(yīng)作出規(guī)定，賦予一定的代碼，即IP等級(jí)號(hào)。

IEC144規(guī)定的殼體保護(hù)等級(jí)由一個(gè)對(duì)應(yīng)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(cè)量電路板不應(yīng)從其殼體中取出，否則會(huì)違反IP40所提出的最低要求。保護(hù)等級(jí)由兩位數(shù)字組成，在其前加上IP字樣。

第二位特征數(shù)字防止進(jìn)水造成有害影響

第一位特征數(shù)字防止固定導(dǎo)體異物進(jìn)入

 

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(xiǎn)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(yù)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(xiàn)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(tǒng)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。