防爆電氣原理

1、防爆型式及原理中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限企業(yè)國家防爆產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（天津）石油和化學(xué)工業(yè)電氣產(chǎn)品防爆質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心國際電工委員會(huì)IECEx檢驗(yàn)試驗(yàn)室Supervision & Test Center of Ex-products of China Petroleum & Chemical Industry (PCEC)楊茜1/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)預(yù)防爆炸發(fā)生，必須要從火災(zāi)、爆炸發(fā)生三個(gè)要素考慮，限制了其中一個(gè)條件，就限制了爆炸產(chǎn)生。防爆電氣設(shè)備： 依據(jù)相關(guān)防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范設(shè)計(jì)和制造電氣設(shè)備，使用在爆炸性環(huán)境中不會(huì)引爆周圍爆炸性氣體或粉塵。2/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)防爆型式溫度

2、組別防護(hù)等級(jí)設(shè)備保護(hù)級(jí)別(EPL)防爆保護(hù)類型防爆標(biāo)志3/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí) *爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)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(shè)備類別4/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)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(dǎo)電性粉塵IIIC - 導(dǎo)電性粉塵防爆設(shè)備類別5/416防爆電氣設(shè)備防爆原理 防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)6/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)7防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式慣用防爆型式介紹隔爆型電氣設(shè)備：“d” 隔爆型電氣設(shè)備是指含

3、有隔爆外殼電氣設(shè)備，防爆標(biāo)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(shè)備經(jīng)過以下辦法實(shí)現(xiàn)隔離爆炸： a 耐爆：外殼含有一定強(qiáng)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(jié)構(gòu)、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(xiǎn)環(huán)境。 7/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)8 解釋：電氣設(shè)備外殼內(nèi)部由于呼吸作用會(huì)進(jìn)入周圍爆炸性氣體混合物，當(dāng)設(shè)備產(chǎn)生電火花及危險(xiǎn)高溫時(shí)，將引燃?xì)?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(yīng)能承受內(nèi)部爆炸壓力而不破損；其次隔爆外殼接合面應(yīng)能阻止爆炸火焰向殼外傳播點(diǎn)燃周圍爆炸性氣體混合

4、物。所以隔爆外殼應(yīng)有耐爆性及隔爆性兩種性能。8/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)9 隔爆面參數(shù)：1.隔爆接合面寬度 (符號(hào)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(hào)為l）:當(dāng)隔爆接合面L被組裝隔爆外殼部件緊固螺釘孔分隔時(shí)，隔爆接合面最短通路。3.隔爆接合面間隙 （符號(hào)為i ）電氣設(shè)備外殼組裝完成后，隔爆接合面相對應(yīng)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(shè)備基本知識(shí)10 隔爆型電氣設(shè)備隔爆接合面結(jié)構(gòu)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(shè)備基本知識(shí)11 平面式11/41防

5、爆電氣設(shè)備基本知識(shí)12 止口式12/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)13 13/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)14防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式隔爆型電氣設(shè)備 舉例 隔爆型鎮(zhèn)流器14/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)15防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式增安型電氣設(shè)備：“e” 增安型電氣設(shè)備是指對正常條件下不會(huì)產(chǎn)生電弧或電火花電氣設(shè)備，深入采取辦法，提升其安全程度，預(yù)防電氣設(shè)備產(chǎn)生電弧、電火花及危險(xiǎn)高溫電氣設(shè)備。其防爆標(biāo)志為“e”。增安型電氣設(shè)備主要經(jīng)過以下辦法提升設(shè)備安全性： a 外殼具備一定防塵、防水等級(jí)(IP等級(jí))，預(yù)防外部介質(zhì)影響內(nèi)部電氣安全； b 選取絕緣等級(jí)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(shí)現(xiàn)良好電氣連接，降低溫升。 15/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)16防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式增安型電氣設(shè)備“e” 舉例 增安型外殼防爆控制箱16/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)17防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式本質(zhì)安全型電氣設(shè)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(yīng)均不能點(diǎn)燃要求爆炸性氣體環(huán)境電路。本質(zhì)安全型電氣設(shè)備是指全部電路都是本安電路電氣設(shè)備。其防爆標(biāo)志為“i”。本質(zhì)安全設(shè)備保護(hù)等級(jí)又分為ia、ib和ic等級(jí)。本質(zhì)安全型電氣設(shè)備主要是控制電路電氣參數(shù)，使電路到達(dá)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(chǔ)能元件參數(shù)。17/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)18防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式本質(zhì)安全型電氣設(shè)備“i” 舉例 渦街流量計(jì) 便攜式可燃?xì)怏w探測器 18/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)19防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式澆封型電氣設(shè)備：“m” 澆封型電氣設(shè)備是指：將產(chǎn)生點(diǎn)燃爆炸性混合物火花或過熱部分封入復(fù)合物中，使它們在運(yùn)行或安裝條件下不能點(diǎn)燃爆炸性混合物。依據(jù)保護(hù)等級(jí)可分為ma和mb兩級(jí)。澆封型電氣設(shè)備主要經(jīng)過以下辦法把點(diǎn)燃源與可燃環(huán)境隔離。 a 用樹脂等復(fù)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(jìn)行用電或熱保護(hù)裝置進(jìn)行溫度限制保護(hù)； 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(dǎo)體選取可靠部件等等。 19/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)20防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式澆封型電氣設(shè)備“m” 舉例 澆封型電磁閥20/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)21防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式正壓型電氣設(shè)備：“P” 正壓型電氣設(shè)備是指含有正壓外殼電氣設(shè)備。防爆標(biāo)志為“p”。 所謂正壓外殼是指保持內(nèi)部保護(hù)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(jìn)入外殼。正壓型電氣設(shè)備又分為Px、Py、Pz三種型式。Px型正壓將正壓外殼內(nèi)危險(xiǎn)分類從1區(qū)降至安全區(qū)正壓保護(hù)。Py型正壓將正壓外殼內(nèi)危險(xiǎn)分類從1區(qū)降至2區(qū)正壓保護(hù)。Pz型正壓將正壓外殼內(nèi)危險(xiǎn)分類從2區(qū)降至安全區(qū)正壓保護(hù)。正壓型電氣設(shè)備是采取正壓惰

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

10、” 舉例 充砂型電子鎮(zhèn)流器24/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)25防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式油浸型電氣設(shè)備：“o” 油浸型電氣設(shè)備是將將電氣設(shè)備部件整個(gè)浸在保護(hù)液中，使設(shè)備不能夠點(diǎn)燃液面上或外殼外面爆炸性氣體。對保護(hù)液要求：保護(hù)液著火點(diǎn)、閃點(diǎn)、動(dòng)粘度、電氣擊穿強(qiáng)度、體積電阻、凝固點(diǎn)、酸度等參數(shù)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。油浸型電氣設(shè)備是采取符合要求保護(hù)液把點(diǎn)燃源與可燃環(huán)境隔離。能夠制成油浸型電氣設(shè)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(shè)備基本知識(shí)防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式油浸型電氣設(shè)備“o” 舉例充油型控制按鈕26/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)27防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備“DI

11、P” 可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備是用外殼或限制表面溫度保護(hù)電氣設(shè)備。防爆標(biāo)志為“DIP”?？扇夹苑蹓m環(huán)境用電氣設(shè)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(jìn)入，但其進(jìn)入量不會(huì)妨礙設(shè)備安全運(yùn)行外殼。塵密外殼能夠阻止全部可見粉塵顆粒進(jìn)入外殼?？扇夹苑蹓m環(huán)境用電氣設(shè)備預(yù)防點(diǎn)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(jìn)入。 27/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)28防爆電氣設(shè)備慣用防爆型式可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備“DIP” 舉例 粉塵型鎮(zhèn)流器28/41防爆型式類別溫度級(jí)別設(shè)備保護(hù)等級(jí)EX防爆符號(hào)deia/ibma/mbp(ABC)T1T2T3T4T5T6GaGbGc防爆電

12、氣設(shè)備基本知識(shí)防爆電氣設(shè)備防爆標(biāo)志爆炸性氣體環(huán)境用設(shè)備防爆標(biāo)志29/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)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(shè)備 “d”本質(zhì)安全型電氣設(shè)備 “i”最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)最小點(diǎn)燃電流比（MICR）IMESG=1.14 (mm)MICR=130/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)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(dǎo)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(dǎo)電性粉塵 鎂、鋁、鋁青銅、鋅、鈦、焦炭、炭黑、鋁（含油）、鐵、煤等防爆設(shè)備類別31/41防爆型式類別溫度級(jí)別設(shè)備保護(hù)等級(jí)EX防爆符號(hào)deia/ibma/mbp(ABC)T1T2T3T4T5T6GaGbGc防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)防爆電氣設(shè)備防爆標(biāo)志爆炸性氣體環(huán)境用設(shè)備防爆標(biāo)志32/41 防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)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(shè)備基本知識(shí)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(shè)備基本知識(shí)35外殼防護(hù)等級(jí)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(shí)，該處由“X”代替標(biāo)識(shí)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(hù)0無防護(hù)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(shí)間 30min防護(hù)等級(jí)35/41防爆型式類別溫度級(jí)別設(shè)備保護(hù)等級(jí)EX防爆符號(hào)deia/ibma/m

15、bp(ABC)T1T2T3T4T5T6GaGbGc防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)防爆電氣設(shè)備防爆標(biāo)志爆炸性氣體環(huán)境用設(shè)備防爆標(biāo)志36/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)定義依據(jù)設(shè)備成為點(diǎn)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(hù)等級(jí)。意義EPL為滿足防爆電氣設(shè)備選型安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理要求。設(shè)備保護(hù)級(jí)別（EPL）37/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)38設(shè)備保護(hù)級(jí)別（EPL）設(shè)備保護(hù)級(jí)別分類煤礦（類）EPL保護(hù)級(jí)別工作情況Ma非常高含有足夠安全性，使設(shè)備在正常運(yùn)行、出現(xiàn)預(yù)期故障或罕見故障，甚至在瓦斯突出時(shí)設(shè)備帶電情況下均不可能成為點(diǎn)燃源Mb高含有足夠安全性，使設(shè)備在正常運(yùn)行中或在瓦斯突出和設(shè)備斷電之間時(shí)間出現(xiàn)預(yù)期故障條件下不可能成為點(diǎn)燃源38/41防爆電氣設(shè)備基本知識(shí)39設(shè)備保護(hù)級(jí)別（EPL）氣體（類）EPL保護(hù)級(jí)別工作情況Ga非常高在正常運(yùn)行過程中、在預(yù)期故障條件下或者在罕見故障條件下不會(huì)成為點(diǎn)燃源Gb高在正常運(yùn)行過程中、在預(yù)期故障條件下不會(huì)成為點(diǎn)燃源Gc增強(qiáng)在正常運(yùn)