儀表防護及防爆知識

1、PROCESS AUTOMATION儀表防護及防爆知識儀表防護及防爆知識 PROCESS AUTOMATION第一位數(shù)防止固體進入第一位數(shù)防止固體進入第二位數(shù)防止液體進入第二位數(shù)防止液體進入0 沒有保護沒有保護0 沒有保護沒有保護1 大于大于50毫米的物體毫米的物體1 垂直滴水垂直滴水2 大于大于12毫米的物體毫米的物體2 斜向滴水斜向滴水7590度度3 大于大于2.5毫米的物體毫米的物體3 淋水淋水4 大于大于1.0mm的物體的物體4 濺水濺水5 防止粉塵防止粉塵5 噴水噴水6 塵密塵密6 猛烈噴水猛烈噴水7 短時間浸水短時間浸水 1m/30min8 連續(xù)浸水連續(xù)浸水 5m/72h外殼防護I

2、EC外殼等級標準-國際電工委員會PROCESS AUTOMATIONEExdCT4表示表示CENELEC（歐洲電工（歐洲電工標準委員會標準委員會）認證）認證表示危險區(qū)域表示危險區(qū)域認證認證保護類型保護類型ia 本安（允本安（允許二次許二次故障）故障）ib 本安（允本安（允許許1次故次故障）障）d 隔爆隔爆e 增安增安n 型（無火型（無火花）花）組別組別電氣設備分成兩電氣設備分成兩組。組。組包組包括用于礦井括用于礦井的電氣設備的電氣設備，而，而組包組包括所有其它括所有其它電氣設備。電氣設備。組別組別進一進一步分成三個步分成三個子組別：子組別：A,B和和C。ABC越來越高越來越高溫度代碼：設備溫度

3、代碼：設備表面最高溫表面最高溫度度（135）T1 450T2 300T3 200T4 135T5 100T6 85PROCESS AUTOMATIONPROCESS AUTOMATION發(fā)展歷史發(fā)展歷史 隨著石油及其衍生物的大量使用，世界各國興建隨著石油及其衍生物的大量使用，世界各國興建了眾多煉油廠、化工廠了眾多煉油廠、化工廠由于石油極其產(chǎn)物大多為易燃易爆物，所以必須由于石油極其產(chǎn)物大多為易燃易爆物，所以必須采取措施防止該物質燃燒或爆炸。采取措施防止該物質燃燒或爆炸。電火花電火花或或溫升溫升會導致該場所中危險物質的燃燒、會導致該場所中危險物質的燃燒、爆炸，在現(xiàn)場危險區(qū)必須使用特殊的儀表：爆炸，

4、在現(xiàn)場危險區(qū)必須使用特殊的儀表：- 它能直接安裝在危險區(qū)它能直接安裝在危險區(qū)- 能處理危險區(qū)的信號能處理危險區(qū)的信號- 不能點燃或引爆危險物質不能點燃或引爆危險物質早期儀表內(nèi)部使用電子管，限能困難，故在危險早期儀表內(nèi)部使用電子管，限能困難，故在危險區(qū)生產(chǎn)過程中多使用氣動儀表進行控制區(qū)生產(chǎn)過程中多使用氣動儀表進行控制隨著半導體元器件（晶體管、集成電路）的產(chǎn)生隨著半導體元器件（晶體管、集成電路）的產(chǎn)生，儀表工作電壓和功耗可有效的限制，電動儀表的使，儀表工作電壓和功耗可有效的限制，電動儀表的使用開始普及，從而引入防爆理論用開始普及，從而引入防爆理論防爆知識防爆知識PROCESS AUTOMATION

5、點火、爆炸發(fā)生的三要素點火、爆炸發(fā)生的三要素 燃燃 料：易燃氣體、揮發(fā)物及粉塵料：易燃氣體、揮發(fā)物及粉塵 引爆源：火花、電弧、設備或機械高溫表面引爆源：火花、電弧、設備或機械高溫表面 氧化劑：空氣（氧化劑：空氣（21%氧），純氧，釋放氧氣的化氧），純氧，釋放氧氣的化 合物（例如錳酸鉀）合物（例如錳酸鉀）點火源點火源氧氣氧氣燃料燃料PROCESS AUTOMATION爆炸性物質的分類及分組體系爆炸性物質的分類及分組體系在我國，爆炸性物質可分為三類：在我國，爆炸性物質可分為三類：類：礦井甲烷類：礦井甲烷類：爆炸性氣體混合物（含蒸氣、薄霧）類：爆炸性氣體混合物（含蒸氣、薄霧）類：爆炸性粉塵和纖維類：

6、爆炸性粉塵和纖維T1 T2 T3 T4 T5 T6IIAIIBIIC乙烷乙烷 乙醇乙醇 汽油汽油 乙醛乙醛乙酸乙酯乙酸乙酯 柴油柴油 乙醚乙醚苯苯 燃料油燃料油CO 航空燃料航空燃料甲醇甲醇丙烷丙烷城市天然氣城市天然氣氫氣氫氣 I甲烷甲烷所需點燃所需點燃能量能量多（難）多（難）少（易）少（易）PROCESS AUTOMATION危險場所的劃分（氣體環(huán)境）危險場所的劃分（氣體環(huán)境）根據(jù)爆炸性混合物出現(xiàn)的頻率和持續(xù)的時間根據(jù)爆炸性混合物出現(xiàn)的頻率和持續(xù)的時間，把危險氣體場所劃分為不同的區(qū)域：，把危險氣體場所劃分為不同的區(qū)域： 0區(qū)區(qū)：爆炸性混合物以氣體、蒸氣或薄霧形式：爆炸性混合物以氣體、蒸氣或薄

7、霧形式連續(xù)出現(xiàn)或長時間存在的場所連續(xù)出現(xiàn)或長時間存在的場所 ，1000小時以上小時以上 1區(qū)區(qū)：在正常運行時，環(huán)境中可能出現(xiàn)氣體、：在正常運行時，環(huán)境中可能出現(xiàn)氣體、蒸氣或薄霧形式的爆炸性混合物蒸氣或薄霧形式的爆炸性混合物 ，是防爆電氣設，是防爆電氣設備的典型應用場所，備的典型應用場所， 可持續(xù)可持續(xù)2-1000小時小時 2區(qū)區(qū)：在正常運行時，環(huán)境中不可能出現(xiàn)氣體：在正常運行時，環(huán)境中不可能出現(xiàn)氣體、蒸氣或薄霧形式的爆炸性混合物、蒸氣或薄霧形式的爆炸性混合物 ，或偶爾發(fā)生，或偶爾發(fā)生并且短時間（不超過并且短時間（不超過2個小時）存在，個小時）存在，PROCESS AUTOMATION溫度等級溫

8、度等級溫度等級規(guī)定了設備表面的最高允許值，溫度等級規(guī)定了設備表面的最高允許值，基于技術和經(jīng)濟上的考慮，防爆設備被分成不同的溫度等級基于技術和經(jīng)濟上的考慮，防爆設備被分成不同的溫度等級溫度級溫度級設備的最高表面溫度設備的最高表面溫度易燃物的點燃溫度易燃物的點燃溫度點燃難度點燃難度 T1 450 450 易易 T2 300 300 T3 200 200 T4 135 135 T5 100 100 T6 85 85難難PROCESS AUTOMATION危險場所中電氣設備采取的防爆方法危險場所中電氣設備采取的防爆方法: :防爆方法防爆方法/遵循的標準遵循的標準適用場所適用場所充油型充油型“o”EN5

9、0015、IEC60079-6 12正壓型正壓型“p”EN50016、IEC60079-2 12充砂型充砂型“q”EN50017、IEC60079-5 12隔爆型隔爆型“d”EN50018、IEC60079-1 12增安型增安型“e”EN50019、IEC60079-7 12本質安全型本質安全型“i”EN50020、IEC60079-11012澆封型澆封型“m”EN50028、IEC60079-18 12無火花型無火花型“n”EN50021、IEC60079-15 2PROCESS AUTOMATION1. 定義定義 充油型充油型 oil-inmersion (EN 50015)q 符號符號:

10、 oq 設備的某些部件被完全浸沒在油里設備的某些部件被完全浸沒在油里q 油可阻止氣體混合物形成點火源油可阻止氣體混合物形成點火源q 應用應用: 變壓器變壓器q 不能帶電維護不能帶電維護q 特殊油特殊油PROCESS AUTOMATION2.正壓型正壓型“p” pressurised enclosure (EN50016) 將可能產(chǎn)生火花的電氣設備（如小型斷路器或將可能產(chǎn)生火花的電氣設備（如小型斷路器或接觸器）裝于一外殼內(nèi)，采取相應的措施使得接觸器）裝于一外殼內(nèi)，采取相應的措施使得其其內(nèi)部保持正壓以防止可燃性氣體進入殼體內(nèi)內(nèi)部保持正壓以防止可燃性氣體進入殼體內(nèi)，或利用保護氣體（空氣或惰性氣體）或

11、利用保護氣體（空氣或惰性氣體），在正，在正常工作條件下將殼體內(nèi)的可燃性氣體或蒸汽稀常工作條件下將殼體內(nèi)的可燃性氣體或蒸汽稀釋到氣體爆炸極限以下釋到氣體爆炸極限以下 設計思想：消除外殼內(nèi)部的任何爆炸性氣體，設計思想：消除外殼內(nèi)部的任何爆炸性氣體，保持其內(nèi)部為一個保持其內(nèi)部為一個安全區(qū)域安全區(qū)域，使得未經(jīng)認證，使得未經(jīng)認證的電氣設備幾乎不受任何約束地在外殼內(nèi)部使的電氣設備幾乎不受任何約束地在外殼內(nèi)部使用，相對復雜（大型分析儀器）用，相對復雜（大型分析儀器） 在故障狀態(tài)下，正壓型電氣設備要求能夠自動在故障狀態(tài)下，正壓型電氣設備要求能夠自動切斷電源切斷電源,不能帶電維護。不能帶電維護。 考慮因素：最小

12、正壓值、考慮因素：最小正壓值、 最小換氣量最小換氣量 價格昂貴價格昂貴P PPROCESS AUTOMATION3.定義定義 充沙型充沙型 sand-filling (EN 50017)q 符號符號: qq 充沙以消除點火源充沙以消除點火源q 特別適用于高壓特別適用于高壓q 應用應用: 電源電源, 電容電容q 不能帶電維護不能帶電維護PROCESS AUTOMATION4.定義定義 隔爆型隔爆型 Flameproof enclosure (EN 50018)符號符號: d用外殼限制爆炸，外殼不會因內(nèi)部的用外殼限制爆炸，外殼不會因內(nèi)部的爆炸而損壞，也不會點燃外部的可燃爆炸而損壞，也不會點燃外部的

13、可燃氣體。氣體。外殼較沉重外殼較沉重應用應用: 電磁閥電磁閥,壓力開關，馬達壓力開關，馬達不能帶電維護不能帶電維護安裝簡單安裝簡單S SPROCESS AUTOMATION5. 定義定義增安防爆增安防爆Increased safety (EN50019)q 符號符號: eq 采取措施：采取措施： 避免火花和高溫產(chǎn)生的可避免火花和高溫產(chǎn)生的可能性能性q 應用應用: 連接件連接件,電磁閥電磁閥, 防爆機箱防爆機箱q 正常工作時正常工作時 - 不會產(chǎn)生點火源不會產(chǎn)生點火源q 不能帶電維護不能帶電維護PROCESS AUTOMATION6.定義定義 澆封澆封Encapsulation (EN 5002

14、8)q 符號符號: mq 點火源被封裝在特殊材料里（如陶瓷）點火源被封裝在特殊材料里（如陶瓷），混合物不能與點火源接近。，混合物不能與點火源接近。q 永遠不能維護永遠不能維護q 應用應用 ： 傳感器傳感器,探頭等探頭等PROCESS AUTOMATION 7.定義定義本安方法本安方法Intrinsic saftey(EN 50020)q 標識標識: iq 在回路中減少能量在回路中減少能量, 以便防止火花點燃以便防止火花點燃危險物危險物q 必須構成本安回路必須構成本安回路q Maintanance during operation!可帶電維護可帶電維護PROCESS AUTOMATION除本安方

15、法外其他防爆方法用在危險除本安方法外其他防爆方法用在危險0區(qū)都有可能發(fā)生爆炸區(qū)都有可能發(fā)生爆炸PROCESS AUTOMATION 常用本安與隔爆儀表對比常用本安與隔爆儀表對比本安儀表本安儀表ia對外殼要求不高對外殼要求不高允許在線維護允許在線維護適用于適用于0、1、2區(qū)區(qū)適用于低功率儀表適用于低功率儀表密封與附件簡單密封與附件簡單價格較低價格較低必須加安全柵必須加安全柵隔爆儀表隔爆儀表特殊外殼，結構結特殊外殼，結構結實，體積大實，體積大不允許帶電維護不允許帶電維護適用于適用于1、2區(qū)區(qū)適用于高功率儀表適用于高功率儀表密封與附件復雜，密封與附件復雜，價格高價格高不需加安全柵不需加安全柵PROC

16、ESS AUTOMATION什么是本質安全？什么是本質安全？（Intrinsic Safety）q 如果電流和電壓在臨界值之下，那麼就如果電流和電壓在臨界值之下，那麼就不會產(chǎn)生火花。不會產(chǎn)生火花。= 電流和電壓必須電流和電壓必須 被限制被限制q 通過通過電阻電阻限制電流限制電流q 通過通過齊納二級管齊納二級管 （Z-diode）限制電壓限制電壓PROCESS AUTOMATION2. 什么是本安設備什么是本安設備 （Intrinsic Safety apparatus） q 電流和電壓被限制電流和電壓被限制q = 回路允許在危險區(qū)回路允許在危險區(qū)q 電阻和齊納二極管不允許在危險區(qū)電阻和齊納二極

17、管不允許在危險區(qū)R安全區(qū)安全區(qū)危險區(qū)危險區(qū)PROCESS AUTOMATION2.本安結論本安結論q 本安回路將能量減少到安全水平本安回路將能量減少到安全水平q 安全柵將安全區(qū)和危險區(qū)分開安全柵將安全區(qū)和危險區(qū)分開q 本安設備直接工作在危險區(qū)，安本安設備直接工作在危險區(qū)，安全柵安裝在安全區(qū)。全柵安裝在安全區(qū)。PROCESS AUTOMATION本安回路的特點本安回路的特點在設備正常工作或故障期間，不可能產(chǎn)生點燃在設備正常工作或故障期間，不可能產(chǎn)生點燃危險場所中爆炸性氣體的能量（火花、電弧或熱危險場所中爆炸性氣體的能量（火花、電弧或熱能量），本安功率能量），本安功率4W 電壓最大電壓最大30V

18、電容限制電容限制0.1F , 電感限制電感限制 500H工作原理是利用安全柵技術，將提供給現(xiàn)場儀工作原理是利用安全柵技術，將提供給現(xiàn)場儀表的電能量限制在不能產(chǎn)生足以引爆的電火花，表的電能量限制在不能產(chǎn)生足以引爆的電火花，本安方法可對現(xiàn)場儀表帶電拆裝、檢查、維修。本安方法可對現(xiàn)場儀表帶電拆裝、檢查、維修。顯然顯然 ，本安方法，本安方法 是最安全的防爆方法，因此，是最安全的防爆方法，因此，被用在最危險的場合。被用在最危險的場合。PROCESS AUTOMATION本安電氣設備分類本安電氣設備分類EX ia、EX ib類類按照本安電路使用場所和安全程度可分為按照本安電路使用場所和安全程度可分為ia、

19、ib兩兩個等級個等級 ia類安全系數(shù)：當最多產(chǎn)生兩次故障時，仍然可類安全系數(shù)：當最多產(chǎn)生兩次故障時，仍然可以保持安全性以保持安全性 ，所以易受故障干擾的元件為三重，所以易受故障干擾的元件為三重化設計化設計 ， 可用在可用在 0、1、2區(qū)區(qū) ib類安全系數(shù)：當最多產(chǎn)生一次故障時，仍然可類安全系數(shù)：當最多產(chǎn)生一次故障時，仍然可以保持安全性以保持安全性 ，易受干擾影響的元件為雙重化設，易受干擾影響的元件為雙重化設計計 可用在可用在1、2區(qū)區(qū) 故障可能是易受干擾影響的元件失靈造成的。故障可能是易受干擾影響的元件失靈造成的。PROCESS AUTOMATION按允許的故障次數(shù)按允許的故障次數(shù) EEx ibEEx ia允許一次故障允許一次故障:b允許兩次故障允許兩次故障: aRRibia本安標識本安標識 PROCESS AUTOMATION設備標志設備標志用于防爆區(qū)的的設備必須具有明顯的標志用于防爆區(qū)的的設備必須具有明顯的標志本安設備應當具有如下標志：本安設備應當具有如下標志：EEX ia II C T6溫度等級溫度等級 C子組子組除煤礦以外的所有區(qū)域除煤礦以外的所有區(qū)域 I：礦下礦下防爆分類防爆分類符合歐洲標準符合歐洲標準關聯(lián)設備應當具有下列標志關聯(lián)設備應當具有下列標志EEX ia IIC 方括號表示關聯(lián)設備方括號表示關聯(lián)設備