自動化儀表與DCS課件PPT第六章(儀表安全防爆)

1、第五章第五章 電氣儀表的防爆知識電氣儀表的防爆知識 安全防爆的基本概念 安全防爆的基本概念 基本概念 基本概念 危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組 危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組 防爆儀表的類型和等級標(biāo)志 防爆儀表的類型和等級標(biāo)志 安全柵 安全柵 安全柵的作用 安全柵的作用 安全柵的種類 安全柵的種類 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 一、基本概念一、基本概念 國家標(biāo)準(zhǔn)：國家標(biāo)準(zhǔn)： GB3836.1爆炸環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求爆炸環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求： 針對針對應(yīng)用于易燃易爆場所的一切電氣設(shè)備應(yīng)用于易燃易爆場所的一切電氣設(shè)備制定的制定的 （一）、電氣儀表的防爆措施（一）、電氣儀

2、表的防爆措施 1、結(jié)構(gòu)防爆：、結(jié)構(gòu)防爆：結(jié)構(gòu)上采用隔離措施，即，把可能產(chǎn)生危險(xiǎn)火花的電路結(jié)構(gòu)上采用隔離措施，即，把可能產(chǎn)生危險(xiǎn)火花的電路 從結(jié)構(gòu)上與周圍環(huán)境的爆炸性氣體隔離開。從結(jié)構(gòu)上與周圍環(huán)境的爆炸性氣體隔離開。 （1）隔爆：嚴(yán)格密封。）隔爆：嚴(yán)格密封。 采用嚴(yán)密的外殼，符合規(guī)定的螺紋和高質(zhì)量的密封墊，并采用嚴(yán)密的外殼，符合規(guī)定的螺紋和高質(zhì)量的密封墊，并 且在導(dǎo)線引出口上采用特殊結(jié)構(gòu)的密封接口。且在導(dǎo)線引出口上采用特殊結(jié)構(gòu)的密封接口。 爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸必須具備必須具備的兩個條件是的兩個條件是: 一定的濃度一定的濃度和和足夠的火花能量足夠的火花能量。 5.1 5

3、.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 一、基本概念一、基本概念 國家標(biāo)準(zhǔn)：國家標(biāo)準(zhǔn)： GB3836.1爆炸環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求爆炸環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求： 針對針對應(yīng)用于易燃易爆場所的一切電氣設(shè)備應(yīng)用于易燃易爆場所的一切電氣設(shè)備制定的制定的 （2）正壓：）正壓：殼內(nèi)維持正壓殼內(nèi)維持正壓，周圍易燃易爆氣體不能進(jìn)入。，周圍易燃易爆氣體不能進(jìn)入。 向外殼里輸送潔凈的壓縮空氣，使殼內(nèi)維持正壓，周圍向外殼里輸送潔凈的壓縮空氣，使殼內(nèi)維持正壓，周圍 易燃易爆氣體不能進(jìn)入，從而防止它與電路直接接易燃易爆氣體不能進(jìn)入，從而防止它與電路直接接 觸。這種方法需要有氣源和管路。觸。這種方法需要有氣源

4、和管路。 （一）、電氣儀表的防爆措施（一）、電氣儀表的防爆措施 1、結(jié)構(gòu)防爆：、結(jié)構(gòu)防爆：結(jié)構(gòu)上采用隔離措施，即，把可能產(chǎn)生危險(xiǎn)火花的電路結(jié)構(gòu)上采用隔離措施，即，把可能產(chǎn)生危險(xiǎn)火花的電路 從結(jié)構(gòu)上與周圍環(huán)境的爆炸性氣體隔離開。從結(jié)構(gòu)上與周圍環(huán)境的爆炸性氣體隔離開。 爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸必須具備必須具備的兩個條件是的兩個條件是: 一定的濃度一定的濃度和和足夠的火花能量足夠的火花能量。 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 一、基本概念一、基本概念 國家標(biāo)準(zhǔn)：國家標(biāo)準(zhǔn)： GB3836.1爆炸環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求爆炸環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求： 針對

5、針對應(yīng)用于易燃易爆場所的一切電氣設(shè)備應(yīng)用于易燃易爆場所的一切電氣設(shè)備制定的制定的 （3）充油：外殼里充油，電路浸沒在油里。）充油：外殼里充油，電路浸沒在油里。 在外殼里充油，電路浸沒在油里，其熱量被油帶走，火在外殼里充油，電路浸沒在油里，其熱量被油帶走，火 花被油所熄滅，也起了電路和周圍氣體隔離的作用?；ū挥退纾财鹆穗娐泛椭車鷼怏w隔離的作用。 高壓電路的油開關(guān)就是靠油熄滅電弧的。高壓電路的油開關(guān)就是靠油熄滅電弧的。 （一）、電氣儀表的防爆措施（一）、電氣儀表的防爆措施 1、結(jié)構(gòu)防爆：、結(jié)構(gòu)防爆：結(jié)構(gòu)上采用隔離措施，即，把可能產(chǎn)生危險(xiǎn)火花的電路結(jié)構(gòu)上采用隔離措施，即，把可能產(chǎn)生危險(xiǎn)火花的電

6、路 從結(jié)構(gòu)上與周圍環(huán)境的爆炸性氣體隔離開。從結(jié)構(gòu)上與周圍環(huán)境的爆炸性氣體隔離開。 爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸必須具備必須具備的兩個條件是的兩個條件是: 一定的濃度一定的濃度和和足夠的火花能量足夠的火花能量。 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 一、基本概念一、基本概念 國家標(biāo)準(zhǔn)：國家標(biāo)準(zhǔn)： GB3836.1爆炸環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求爆炸環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求： 針對針對應(yīng)用于易燃易爆場所的一切電氣設(shè)備應(yīng)用于易燃易爆場所的一切電氣設(shè)備制定的制定的 （4）充砂：在電路和外殼間的空隙里充填石英砂。）充砂：在電路和外殼間的空隙里充填石英砂。 在電路和外殼

7、間的空隙里充填石英砂，也在電路和外殼間的空隙里充填石英砂，也 起熄弧和隔熱的作用，某些熔斷器的起熄弧和隔熱的作用，某些熔斷器的 瓷管里就采用充砂的措施。瓷管里就采用充砂的措施。 （一）、電氣儀表的防爆措施（一）、電氣儀表的防爆措施 1、結(jié)構(gòu)防爆：、結(jié)構(gòu)防爆：結(jié)構(gòu)上采用隔離措施，即，把可能產(chǎn)生危險(xiǎn)火花的電路結(jié)構(gòu)上采用隔離措施，即，把可能產(chǎn)生危險(xiǎn)火花的電路 從結(jié)構(gòu)上與周圍環(huán)境的爆炸性氣體隔離開。從結(jié)構(gòu)上與周圍環(huán)境的爆炸性氣體隔離開。 爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸必須具備必須具備的兩個條件是的兩個條件是: 一定的濃度一定的濃度和和足夠的火花能量足夠的火花能量。 5.1 5.1 安

8、全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 2、本質(zhì)安全防爆：、本質(zhì)安全防爆： （一）、電氣儀表的防爆措施（一）、電氣儀表的防爆措施 從從電路設(shè)計(jì)開始電路設(shè)計(jì)開始就考慮防爆。就考慮防爆。 具體的，從電路具體的，從電路能量上加以限制能量上加以限制，使電路無論在正常工作中或發(fā)生短路、，使電路無論在正常工作中或發(fā)生短路、 斷路等故障狀態(tài)下，所產(chǎn)生的斷路等故障狀態(tài)下，所產(chǎn)生的火花火花都都不足以引燃不足以引燃易燃易爆氣體，易燃易爆氣體， 它所產(chǎn)生的它所產(chǎn)生的溫度溫度也也不足以使易燃易爆物自燃不足以使易燃易爆物自燃。 安全火花型儀表（本安儀表）采取的措施：安全火花型儀表（本安儀表）采取的措施： 1、電路中減少儲能

9、元件、電路中減少儲能元件C、L； 2、對已有的儲能元件，要限制其能量。、對已有的儲能元件，要限制其能量。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1、防爆、防爆等級等級比結(jié)構(gòu)防爆儀表比結(jié)構(gòu)防爆儀表高一級高一級 （可用于后者不能勝任的氫氣、乙炔等危險(xiǎn)場所）；（可用于后者不能勝任的氫氣、乙炔等危險(xiǎn)場所）； 2、長期使用不降低防爆等級；、長期使用不降低防爆等級； 3、在運(yùn)行中，可用安全火花型測試儀器在危險(xiǎn)現(xiàn)場進(jìn)行帶電測試和檢修。、在運(yùn)行中，可用安全火花型測試儀器在危險(xiǎn)現(xiàn)場進(jìn)行帶電測試和檢修。 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 （二）、系統(tǒng)的防爆措施（二）、系統(tǒng)的防爆措施 現(xiàn)場儀表現(xiàn)場儀表控制室儀表控制室儀

10、表 危險(xiǎn)危險(xiǎn)非危險(xiǎn)非危險(xiǎn) 本安防爆系統(tǒng)的構(gòu)成條件：本安防爆系統(tǒng)的構(gòu)成條件： 1、在危險(xiǎn)場所使用、在危險(xiǎn)場所使用安全火花儀表安全火花儀表； 2、在控制室與危險(xiǎn)場所儀表之間、在控制室與危險(xiǎn)場所儀表之間 設(shè)置設(shè)置安全柵安全柵。 變送器變送器調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器執(zhí)行器執(zhí)行器 現(xiàn)場現(xiàn)場 危險(xiǎn)場所危險(xiǎn)場所 控制室控制室 非危險(xiǎn)場所非危險(xiǎn)場所 現(xiàn)場現(xiàn)場 危險(xiǎn)場所危險(xiǎn)場所 安全柵安全柵 （輸入）（輸入） 安全柵安全柵 （輸出）（輸出） 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 二、危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組二、危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組 （一）易燃易爆的場所分為（一）易燃易爆的場所分為3類：類： I類：有

11、甲烷氣體的煤礦井下；類：有甲烷氣體的煤礦井下； II類：有各種易燃易爆氣體的工業(yè)生產(chǎn)場所；類：有各種易燃易爆氣體的工業(yè)生產(chǎn)場所； III類：有各種易燃易爆粉塵的場所。類：有各種易燃易爆粉塵的場所。 （二）分級（二）分級 對于對于II類，分為類，分為A、B、C三級。三級。 IIA：MICP0.8 IIB：0.45MICP0.8 IIC：MICP0.45 MICP：爆炸性混合物最小點(diǎn)燃電流與甲烷最小點(diǎn)燃電流的比值。：爆炸性混合物最小點(diǎn)燃電流與甲烷最小點(diǎn)燃電流的比值。 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 二、危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組二、危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組 （三）分組（三）

12、分組 對于對于II類各級，考慮自燃的危險(xiǎn)性，類各級，考慮自燃的危險(xiǎn)性， 把各種氣體混合物按允許最高表面溫度分為把各種氣體混合物按允許最高表面溫度分為T1T6組。組。 對于對于III類各級，則分為類各級，則分為T1-1T1-3三組。三組。 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 二、危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組二、危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 二、危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組二、危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 三、防爆儀表類型和等級標(biāo)志三、防爆儀表類型和等級標(biāo)志 1、分類：、分類： 本

13、安型（本安型（ia，ib）；隔爆型（）；隔爆型（d）；充油型（）；充油型（o）；正壓型（）；正壓型（p）；）； 增安型（增安型（e）；特殊型（）；特殊型（s）；無火花型（）；無火花型（n）；充砂型（）；充砂型（q）；）； 根據(jù)安全系數(shù)的大小，根據(jù)安全系數(shù)的大小， 本安型又分為本安型又分為ia和和ib型，型， ia安全系數(shù)更大。安全系數(shù)更大。 表殼強(qiáng)度大，爆炸熱量不表殼強(qiáng)度大，爆炸熱量不 能順利向外擴(kuò)散傳爆。能順利向外擴(kuò)散傳爆。 2、標(biāo)志：、標(biāo)志： 防爆標(biāo)志必須按順序標(biāo)明。防爆標(biāo)志必須按順序標(biāo)明。 防爆類型防爆類型類別類別級別級別溫度組別溫度組別 d、e、i、p、 o、q、n、s I、II、II

14、IA、B、CT1T6 T1-1T1-3 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念 例例1 某儀表為工廠用隔爆型儀表，可用于乙烯，其表面溫度不超過某儀表為工廠用隔爆型儀表，可用于乙烯，其表面溫度不超過200C， 則儀表防爆標(biāo)志應(yīng)寫成：則儀表防爆標(biāo)志應(yīng)寫成： 例例2 某儀表標(biāo)志為某儀表標(biāo)志為“iaIIAT5”，則可知該儀表可用于什么場合？，則可知該儀表可用于什么場合？ 答：答：dIIBT 答：該儀表為本安答：該儀表為本安ia型儀表，可用于型儀表，可用于II類類A級級T5組的場所。組的場所。 如含乙烷、丙稀、汽油、乙醚等氣體的環(huán)境中，如含乙烷、丙稀、汽油、乙醚等氣體的環(huán)境中， 儀表表面溫

15、度不超過儀表表面溫度不超過100C。 第五章第五章 電氣儀表的防爆知識電氣儀表的防爆知識 安全防爆的基本概念 安全防爆的基本概念 基本概念 基本概念 危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組 危險(xiǎn)場所的分類、分級、分組 防爆儀表的類型和等級標(biāo)志 防爆儀表的類型和等級標(biāo)志 安全柵 安全柵 安全柵的作用 安全柵的作用 安全柵的種類 安全柵的種類 5.2 5.2 安全柵安全柵 一、安全柵的作用一、安全柵的作用 1、傳遞信號傳遞信號（1：1）。）。 2、限制能量。限制能量。 對控制室來的高電壓和大電流起阻擋作用，確保系統(tǒng)的安全火花性能。對控制室來的高電壓和大電流起阻擋作用，確保系統(tǒng)的安全火花性能。 5.2 5.2

16、安全柵安全柵 二、安全柵的種類二、安全柵的種類 電阻式、電阻式、齊納式齊納式、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。 1、電阻式安全柵、電阻式安全柵 兩線制兩線制 變送器變送器 接收接收 儀表儀表 危險(xiǎn)側(cè)危險(xiǎn)側(cè)安全側(cè)安全側(cè) R R 特點(diǎn)：采用特點(diǎn)：采用R限流，結(jié)構(gòu)簡單。限流，結(jié)構(gòu)簡單。 但在正常工作狀況下，電源電壓也受衰減，但在正常工作狀況下，電源電壓也受衰減， 且防爆等級低，不同變送器的且防爆等級低，不同變送器的R值要單獨(dú)算。值要單獨(dú)算。 5.2 5.2 安全柵安全柵 二、安全柵的種類二、安全柵的種類 電阻式、電阻式、齊納式齊納式、中繼放大器式、光

17、電隔離式、變壓器隔離式。、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。 2、齊納式安全柵、齊納式安全柵 5.2 5.2 安全柵安全柵 二、安全柵的種類二、安全柵的種類 電阻式、電阻式、齊納式齊納式、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。 2、齊納式安全柵、齊納式安全柵 V1、V2為齊納二極管，為齊納二極管， R為限流電阻，為限流電阻， F1、F2為快速熔斷絲，為快速熔斷絲， Ar為氣體放電管。為氣體放電管。 工作過程：工作過程： （1）短路）短路:限流電阻限流電阻R將電流限制將電流限制 在允許值以下，防止發(fā)生事故。在允許值以下，防止發(fā)生事故。 （2）輸入

18、電壓在正常范圍（）輸入電壓在正常范圍（24V）內(nèi)時，）內(nèi)時， V1、V2不動作。不動作。 若控制室電源電壓超過若控制室電源電壓超過V1、V2的的 擊穿電壓（一般為擊穿電壓（一般為28V），）， 則則V1或或V2擊穿，擊穿，F(xiàn)1、F2熔斷，熔斷， 隔離開高電壓。隔離開高電壓。 （3）若電源電壓超過）若電源電壓超過Ar的放電電壓（的放電電壓（90V），）， Ar放電，放電，Ar兩端電壓下降兩端電壓下降20V以下，以下， F2熔斷，切斷電源通路。熔斷，切斷電源通路。 危險(xiǎn)現(xiàn)場危險(xiǎn)現(xiàn)場安全場所安全場所 5.2 5.2 安全柵安全柵 二、安全柵的種類二、安全柵的種類 電阻式、電阻式、齊納式齊納式、中繼放

19、大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。 2、齊納式安全柵、齊納式安全柵 V1、V2為齊納二極管，為齊納二極管， R為限流電阻，為限流電阻， F1、F2為快速熔斷絲，為快速熔斷絲， Ar為氣體放電管。為氣體放電管。 危險(xiǎn)現(xiàn)場危險(xiǎn)現(xiàn)場安全場所安全場所 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、）結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、 防爆等級較高、可靠性較好。防爆等級較高、可靠性較好。 （2）由于齊納二極管過載能力低，）由于齊納二極管過載能力低， 因此，要求有因此，要求有特殊的快速熔斷絲特殊的快速熔斷絲 （熔斷時間和可靠性要求很高），（熔斷時間和可靠性要求很高）， 這種熔斷絲的這種熔斷絲的制造有一定的難度制造有一定的難度， 選材和制造工藝選材和制造工藝 要求高。要求高。 5.2 5.2 安全柵安全柵 二、安全柵的種類二、安全柵的種類 電阻式、電阻式、齊納式齊納