防爆電氣原理

1、防爆型式及原理中海油天津化工研究設計院有限企業(yè)國家防爆產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（天津）石油和化學工業(yè)電氣產(chǎn)品防爆質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心國際電工委員會IECEx檢驗試驗室Supervision & Test Center of Ex-products of China Petroleum & Chemical Industry (PCEC)楊茜1/41防爆電氣設備基本知識預防爆炸發(fā)生，必須要從火災、爆炸發(fā)生三個要素考慮，限制了其中一個條件，就限制了爆炸產(chǎn)生。防爆電氣設備： 依據(jù)相關防爆技術標準、規(guī)范設計和制造電氣設備，使用在爆炸性環(huán)境中不會引爆周圍爆炸性氣體或粉塵。2/41防爆電氣設備基本知識防爆型式溫度

2、組別防護等級設備保護級別(EPL)防爆保護類型防爆標志3/41防爆電氣設備基本知識 *爆炸性環(huán)境用電氣設備I類II類III類煤礦瓦斯氣體環(huán)境用除煤礦瓦斯氣體之外其它爆炸性氣體環(huán)境用除煤礦外爆炸性粉塵環(huán)境用防爆設備類別4/41防爆電氣設備基本知識爆炸性環(huán)境I 類II 類III 類甲烷代表性氣體/粉塵IIA - 丙烷IIB - 乙烯 IIC - 氫氣IIIA - 可燃性飛絮IIIB - 非導電性粉塵IIIC - 導電性粉塵防爆設備類別5/416防爆電氣設備防爆原理 防爆電氣設備基本知識6/41防爆電氣設備基本知識7防爆電氣設備慣用防爆型式慣用防爆型式介紹隔爆型電氣設備：“d” 隔爆型電氣設備是指含

3、有隔爆外殼電氣設備，防爆標志為“d”。隔爆外殼是指能承受內(nèi)部爆炸壓力，并能阻止爆炸火焰向周圍環(huán)境傳輸防爆外殼。隔爆型電氣設備經(jīng)過以下辦法實現(xiàn)隔離爆炸： a 耐爆：外殼含有一定強度，內(nèi)部產(chǎn)生爆炸而不損壞和變形； b 隔爆：外殼含有特定結構、參數(shù)隔爆接合面，阻止外殼內(nèi)爆炸經(jīng)過接合面?zhèn)鬏數(shù)酵鈿ぶ車ㄐ詺怏w危險環(huán)境。 7/41防爆電氣設備基本知識8 解釋：電氣設備外殼內(nèi)部由于呼吸作用會進入周圍爆炸性氣體混合物，當設備產(chǎn)生電火花及危險高溫時，將引燃殼內(nèi)爆炸性氣體混合物，形成巨大爆破力及沖擊波。一方面隔爆外殼應能承受內(nèi)部爆炸壓力而不破損；其次隔爆外殼接合面應能阻止爆炸火焰向殼外傳播點燃周圍爆炸性氣體混合

4、物。所以隔爆外殼應有耐爆性及隔爆性兩種性能。8/41防爆電氣設備基本知識9 隔爆面參數(shù)：1.隔爆接合面寬度 (符號為 L）:從隔爆外殼內(nèi)部經(jīng)過接合面到隔爆外殼外部最短通路。注：該定義不適合用于螺紋接合面。2.距離 （符號為l）:當隔爆接合面L被組裝隔爆外殼部件緊固螺釘孔分隔時，隔爆接合面最短通路。3.隔爆接合面間隙 （符號為i ）電氣設備外殼組裝完成后，隔爆接合面相對應表面之間距離。 注：對于圓筒形隔爆接合面，間隙是兩直徑之差。9/41防爆電氣設備基本知識10 隔爆型電氣設備隔爆接合面結構型式1. 平面式2. 圓筒式3. 螺紋式4. 止口式10/41防爆電氣設備基本知識11 平面式11/41防

5、爆電氣設備基本知識12 止口式12/41防爆電氣設備基本知識13 13/41防爆電氣設備基本知識14防爆電氣設備慣用防爆型式隔爆型電氣設備 舉例 隔爆型鎮(zhèn)流器14/41防爆電氣設備基本知識15防爆電氣設備慣用防爆型式增安型電氣設備：“e” 增安型電氣設備是指對正常條件下不會產(chǎn)生電弧或電火花電氣設備，深入采取辦法，提升其安全程度，預防電氣設備產(chǎn)生電弧、電火花及危險高溫電氣設備。其防爆標志為“e”。增安型電氣設備主要經(jīng)過以下辦法提升設備安全性： a 外殼具備一定防塵、防水等級(IP等級)，預防外部介質(zhì)影響內(nèi)部電氣安全； b 選取絕緣等級高絕緣材料，增大電氣間隙、爬電距離確保內(nèi)部電氣充分安全； c

6、可靠地電氣連接，降低接觸電阻，實現(xiàn)良好電氣連接，降低溫升。 15/41防爆電氣設備基本知識16防爆電氣設備慣用防爆型式增安型電氣設備“e” 舉例 增安型外殼防爆控制箱16/41防爆電氣設備基本知識17防爆電氣設備慣用防爆型式本質(zhì)安全型電氣設備：“i” 本質(zhì)安全電路: 在要求條件下，包含正常工作和要求故障條件，產(chǎn)生任何電火花或任何熱效應均不能點燃要求爆炸性氣體環(huán)境電路。本質(zhì)安全型電氣設備是指全部電路都是本安電路電氣設備。其防爆標志為“i”。本質(zhì)安全設備保護等級又分為ia、ib和ic等級。本質(zhì)安全型電氣設備主要是控制電路電氣參數(shù)，使電路到達本安防爆要求，主要辦法以下： a 降低電壓和電流； b 減

7、小電感和電容等儲能元件參數(shù)。17/41防爆電氣設備基本知識18防爆電氣設備慣用防爆型式本質(zhì)安全型電氣設備“i” 舉例 渦街流量計 便攜式可燃氣體探測器 18/41防爆電氣設備基本知識19防爆電氣設備慣用防爆型式澆封型電氣設備：“m” 澆封型電氣設備是指：將產(chǎn)生點燃爆炸性混合物火花或過熱部分封入復合物中，使它們在運行或安裝條件下不能點燃爆炸性混合物。依據(jù)保護等級可分為ma和mb兩級。澆封型電氣設備主要經(jīng)過以下辦法把點燃源與可燃環(huán)境隔離。 a 用樹脂等復合物澆封劑把產(chǎn)生火花或過熱部分完全包覆； b 對過熱部分進行用電或熱保護裝置進行溫度限制保護； c 對電阻器、螺旋形單層線圈繞組、紙質(zhì)電容器、陶瓷

8、電容器、半導體選取可靠部件等等。 19/41防爆電氣設備基本知識20防爆電氣設備慣用防爆型式澆封型電氣設備“m” 舉例 澆封型電磁閥20/41防爆電氣設備基本知識21防爆電氣設備慣用防爆型式正壓型電氣設備：“P” 正壓型電氣設備是指含有正壓外殼電氣設備。防爆標志為“p”。 所謂正壓外殼是指保持內(nèi)部保護氣體壓力高于周圍爆炸性氣體環(huán)境壓力，阻止外部混合物進入外殼。正壓型電氣設備又分為Px、Py、Pz三種型式。Px型正壓將正壓外殼內(nèi)危險分類從1區(qū)降至安全區(qū)正壓保護。Py型正壓將正壓外殼內(nèi)危險分類從1區(qū)降至2區(qū)正壓保護。Pz型正壓將正壓外殼內(nèi)危險分類從2區(qū)降至安全區(qū)正壓保護。正壓型電氣設備是采取正壓惰

9、性氣體或空氣把點燃源與可燃環(huán)境隔離。 Q21/41防爆電氣設備基本知識22防爆電氣設備慣用防爆型式正壓型電氣設備“p” 舉例 正壓型防爆配電柜22/41防爆電氣設備基本知識23防爆電氣設備慣用防爆型式充砂型電氣設備：“q” 充砂型電氣設備是指將能點燃爆炸性氣體導電部件固定在適當位置上，且完全埋入填充材料中，以預防點燃外部爆炸性氣體設備。填充材料：石英或玻璃顆粒。填充材料顆粒要求：上限：標稱篩孔尺寸為1mm金屬絲網(wǎng)或鉆孔金屬板。下限：標稱篩孔尺寸為0.5mm金屬絲網(wǎng)充砂型電氣設備是采取石英或玻璃把點燃源與可燃環(huán)境隔離。 23/41防爆電氣設備基本知識24防爆電氣設備慣用防爆型式充砂型電氣設備“q

10、” 舉例 充砂型電子鎮(zhèn)流器24/41防爆電氣設備基本知識25防爆電氣設備慣用防爆型式油浸型電氣設備：“o” 油浸型電氣設備是將將電氣設備部件整個浸在保護液中，使設備不能夠點燃液面上或外殼外面爆炸性氣體。對保護液要求：保護液著火點、閃點、動粘度、電氣擊穿強度、體積電阻、凝固點、酸度等參數(shù)應符合標準要求。油浸型電氣設備是采取符合要求保護液把點燃源與可燃環(huán)境隔離。能夠制成油浸型電氣設備產(chǎn)品主要為變壓器、控制按鈕類產(chǎn)品。 25/41防爆電氣設備基本知識防爆電氣設備慣用防爆型式油浸型電氣設備“o” 舉例充油型控制按鈕26/41防爆電氣設備基本知識27防爆電氣設備慣用防爆型式可燃性粉塵環(huán)境用電氣設備“DI

11、P” 可燃性粉塵環(huán)境用電氣設備是用外殼或限制表面溫度保護電氣設備。防爆標志為“DIP”?？扇夹苑蹓m環(huán)境用電氣設備分為“防塵”和“塵密”兩種型式。防塵外殼不能完全阻止粉塵進入，但其進入量不會妨礙設備安全運行外殼。塵密外殼能夠阻止全部可見粉塵顆粒進入外殼?？扇夹苑蹓m環(huán)境用電氣設備預防點燃主要是限制外殼最高表面溫度和采取“塵密”或“防塵”外殼來限制粉塵進入。 27/41防爆電氣設備基本知識28防爆電氣設備慣用防爆型式可燃性粉塵環(huán)境用電氣設備“DIP” 舉例 粉塵型鎮(zhèn)流器28/41防爆型式類別溫度級別設備保護等級EX防爆符號deia/ibma/mbp(ABC)T1T2T3T4T5T6GaGbGc防爆電

12、氣設備基本知識防爆電氣設備防爆標志爆炸性氣體環(huán)境用設備防爆標志29/41防爆電氣設備基本知識IIAIIBIIC0.9MESG1.14 (mm)0.5 MESG 0.9 (mm)MESG0.5 (mm)0.8MICR10.45MICR0.8MICR 0.45隔爆外殼電氣設備 “d”本質(zhì)安全型電氣設備 “i”最大試驗安全間隙(MESG)最小點燃電流比（MICR）IMESG=1.14 (mm)MICR=130/41防爆電氣設備基本知識爆炸性粉塵環(huán)境IIIA - 可燃性飛絮 木棉纖維、煙草纖維、紙纖維、亞麻、亞硫酸鹽纖維 素、人造毛短纖維、木纖維等IIIB - 非導電性粉塵小麥、玉米、砂糖、橡膠、染料

13、、聚乙烯、苯酚樹脂、可可等 IIIC - 導電性粉塵 鎂、鋁、鋁青銅、鋅、鈦、焦炭、炭黑、鋁（含油）、鐵、煤等防爆設備類別31/41防爆型式類別溫度級別設備保護等級EX防爆符號deia/ibma/mbp(ABC)T1T2T3T4T5T6GaGbGc防爆電氣設備基本知識防爆電氣設備防爆標志爆炸性氣體環(huán)境用設備防爆標志32/41 防爆電氣設備基本知識33溫度組別溫度組別最高表面溫度T1450T2300T3200T4135T5100T6 85 注意：溫度組別T6為最高。中國/歐洲/IEC33/41 防爆電氣設備基本知識溫度組別最高表面溫度T1450T2300T2A280T2B260T2C230T2D

14、215T3200T3A180T3B165T3C160T4135T4A120T5100T685美國NEC指令溫度組別34/41防爆電氣設備基本知識35外殼防護等級用IP代碼表示，由字母IP、第一位特征數(shù)字、第二位特征數(shù)字組成，不要求時，該處由“X”代替標識第一位特征數(shù)字及含義（防異物侵入）第二位特征數(shù)字及含義（防水）IP代碼0無防護0無防護1直徑50mm1垂直滴水2直徑12.5mm215滴水3直徑2.5mm3淋水4直徑1mm4濺水5防塵5噴水6塵密6猛烈噴水7水下1m，浸水30min8浸水 1m，時間 30min防護等級35/41防爆型式類別溫度級別設備保護等級EX防爆符號deia/ibma/m

15、bp(ABC)T1T2T3T4T5T6GaGbGc防爆電氣設備基本知識防爆電氣設備防爆標志爆炸性氣體環(huán)境用設備防爆標志36/41防爆電氣設備基本知識定義依據(jù)設備成為點燃源可能性及區(qū)分爆炸性氣體環(huán)境、爆炸性粉塵環(huán)境和有甲烷煤礦爆炸性環(huán)境差異而要求保護等級。意義EPL為滿足防爆電氣設備選型安全可靠、經(jīng)濟合理要求。設備保護級別（EPL）37/41防爆電氣設備基本知識38設備保護級別（EPL）設備保護級別分類煤礦（類）EPL保護級別工作情況Ma非常高含有足夠安全性，使設備在正常運行、出現(xiàn)預期故障或罕見故障，甚至在瓦斯突出時設備帶電情況下均不可能成為點燃源Mb高含有足夠安全性，使設備在正常運行中或在瓦斯突出和設備斷電之間時間出現(xiàn)預期故障條件下不可能成為點燃源38/41防爆電氣設備基本知識39設備保護級別（EPL）氣體（類）EPL保護級別工作情況Ga非常高在正常運行過程中、在預期故障條件下或者在罕見故障條件下不會成為點燃源Gb高在正常運行過程中、在預期故障條件下不會成為點燃源Gc增強在正常運