| 防爆常識 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 一、防爆電氣設(shè)備的防爆型式 1. 爆炸性混合物產(chǎn)生爆炸的條件 爆炸是指物質(zhì)從一種狀態(tài)，經(jīng)過物理變化或化學(xué)變化，突然變成另一種狀態(tài)并放出巨大的能 量，而產(chǎn)生的光和熱或機(jī)械功。在此僅談及爆炸性混合物的爆炸，即所有的可燃性氣體、蒸 氣及粉塵與空氣所形成的爆炸性混合物的爆炸。這類爆炸需要同時具備三個條件才可能發(fā)生 ：第一，必須存在爆炸性物質(zhì)或可燃性物質(zhì)；第二，要有助燃性物質(zhì)，主要是空氣中的氧氣 ；第三，就是還要存在引燃源(如火花、電弧和危險溫度等)，它提供點(diǎn)燃混合物所必需的能 量。只有這三個條件同時存在，才有發(fā)生爆炸的可能性，其中任何一個條件不具備，就不會 產(chǎn)生燃燒和爆炸。因此，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使三個條件不同時具備即可達(dá)到防止爆炸的目的 。由于爆炸性混合物普遍存在于煤炭、石油、化工、紡織、糧食加工等行業(yè)的生產(chǎn)、加工、儲運(yùn)等場所，如發(fā)生爆炸則危害極大。于是，人們采取了多種防爆技術(shù)方法，防止爆炸危險 性環(huán)境形成及其爆炸。 2. 基本防爆型式 (1) 隔爆型“ｄ” 隔爆型防爆型式是把設(shè)備可能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的部件全部封閉在一個外殼內(nèi)，其外殼 能夠承受通過外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙，滲透到外殼內(nèi)部的可燃性混合物在內(nèi)部爆炸而不 損壞，并且不會引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性環(huán)境的點(diǎn)燃(參見GB3836-2標(biāo)準(zhǔn))。 隔爆型“ｄ”按其允許使用爆炸性氣體環(huán)境的種類分為I類和IIA、IIB、IIC類。該防爆型式設(shè)備適用于1、2區(qū)場所。 (2) 增安型“ｅ” 增安型防爆型式是一種對在正常運(yùn)行條件下不會產(chǎn)生電弧、火花的電氣設(shè)備采取一些附加措 施以提高其安全程度，防止其內(nèi)部和外部部件可能出現(xiàn)危險溫度、電弧和火花的可能性的防 爆型式。它不包括在正常運(yùn)行情況下產(chǎn)生火花或電弧的設(shè)備(參見GB3836-3標(biāo)準(zhǔn))。 該類型設(shè)備主要用于2區(qū)危險場所，部分種類可以用于1區(qū)，例如具有合適保護(hù)裝置的增安型 低壓異步電動機(jī)、接線盒等。 (3) 本質(zhì)安全型“ｉ” 本質(zhì)安全型防爆型式是在設(shè)備內(nèi)部的所有電路都是由在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件(包括正常工作和規(guī)定 的故障條件)下，產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的本質(zhì) 安全電路。 “ｉɑ”等級電氣設(shè)備是正常工作和施加一個故障和任意組合的 兩個故障條件下，均不能引起點(diǎn)燃的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備； “ｉｂ”等級電氣設(shè)備 〖HT〗是正常工作和施加一個故障條件下，不能引起點(diǎn)燃的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備(參見GB3836-4標(biāo)準(zhǔn))。 該防爆型式只能應(yīng)用于弱電設(shè)備中，該類型設(shè)備適用于0、1、2區(qū)(Ｅｘｉɑ)或1、2區(qū)(Ｅｘｉｂ)。 (4) 正壓型“ｐ” 它是一種通過保持設(shè)備外殼內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于周圍爆炸性 環(huán)境壓力的措施來達(dá)到安全的電氣設(shè)備(參見GB 3836-5標(biāo)準(zhǔn))。 該類設(shè)備按照保護(hù)方法可以用于1區(qū)或2區(qū)危險場所。 (5) 油浸型“ｏ” 油浸型防爆型式是將整個設(shè)備或設(shè)備的部件浸在油內(nèi)(保護(hù)液)，使之不能點(diǎn)燃油面以上或外 殼外面的爆炸性氣體環(huán)境(參見GB 3836-6標(biāo)準(zhǔn))。 該類型設(shè)備適用于1區(qū)或2區(qū)危險場所。 (6) 充砂型“ｑ” 充砂型防爆型式是一種在外殼內(nèi)充填砂?；蚱渌?guī)定特性的粉末材料，使之在規(guī)定的使用 條件下，殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧或高溫均不能點(diǎn)燃周圍爆炸性氣體環(huán)境的電氣設(shè)備保護(hù)型式(參見GB3836-7標(biāo)準(zhǔn))。該類型設(shè)備適用于1區(qū)或2區(qū)危險場所。 (7) “ｎ”型防爆電氣設(shè)備 該類型電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時，不能夠點(diǎn)燃周圍的爆炸性氣體環(huán)境，也不大可能發(fā)生引起點(diǎn) 燃的故障(參見GB 3836-8標(biāo)準(zhǔn))。該類型電氣設(shè)備僅適用于2區(qū)危險場所。 (8) 澆封型“ｍ” 澆封型防爆型式是將可能產(chǎn)生引起爆炸性混合物爆炸的火花、電弧或危險溫度部分的電氣部 件，澆封在澆封劑(復(fù)合物)中，使它不能點(diǎn)燃周圍爆炸性混合物(參見GB 3836-9標(biāo)準(zhǔn))。 該類設(shè)備適用于1、2區(qū)危險場所。 (9) 氣密型“ｈ” 該類防爆設(shè)備型式采用氣密外殼。即環(huán)境中的爆炸性氣體混合物不能進(jìn)入設(shè)備外殼內(nèi)部。 氣密外殼采用熔化、擠壓或膠粘的方法進(jìn)行密封，這種外殼多半是不可拆卸的，以保證永久氣密性(參見GB 3836-11標(biāo)準(zhǔn))。該防爆措施屬于“ｎ”型防爆措施范疇，GB 3836-11已被GB 3836-8—2003代替。 (10) 特殊型防爆電氣設(shè)備“ｓ” 指國家標(biāo)準(zhǔn)未包括的防爆類型式，該型式可暫由主管部門制定暫行規(guī)定，并經(jīng)指定的防爆檢 驗(yàn)單位檢驗(yàn)認(rèn)可能夠具有防爆性能的電氣設(shè)備。該類設(shè)備是根據(jù)實(shí)際使用開發(fā)研制，可適用于相應(yīng)的危險場所。 (11) 可燃性粉塵環(huán)境用電設(shè)備 粉塵防爆電氣設(shè)備是采用限制外殼最高表面溫度和采用“塵密”或“防塵”外殼來限制粉塵 進(jìn)入，以防止可燃性粉塵點(diǎn)燃(參見GB 12476-1標(biāo)準(zhǔn))。該類設(shè)備將帶電部件安裝在有一定防護(hù)能力的外殼中，從而限制了粉塵進(jìn)入，使引燃源與粉 塵隔離來防止爆炸的產(chǎn)生。按設(shè)備采用外殼防塵結(jié)構(gòu)的差別將設(shè)備分為A型設(shè)備或B型設(shè)備。 按設(shè)備外殼的防塵等級的高低將設(shè)備分為20、21和22級，例如DIP A20、DIP A21、DIP B20 和DIP B21等。該類型設(shè)備按照等級適用于20、21或22區(qū)粉塵危險場所。 二、危險場所的劃分 眾所周知，在危險場所中安全地使用爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備的前題條件是合理的選擇、正確 的安裝和必要的維護(hù)。合理的選擇防爆電氣設(shè)備，必然涉及到與其所在的危險場所要相適 應(yīng)。因此，首先要明確什么是危險場所?它又是如何劃分的? 危險場所就是由于存在著易燃易爆性氣體、蒸氣、液體、可燃性粉塵或者可燃性纖維而具 有引起火災(zāi)或者爆炸危險的場所。典型的危險場所，如石油化工行業(yè)中爆炸性物質(zhì)的生產(chǎn)、 加工和貯存過程中所形成的環(huán)境、煤礦井下(由于煤層中不斷滲透出的甲烷氣體而形成的工 作環(huán)境)等等。 按照GB 3836.14—2000(GB 3836.14標(biāo)準(zhǔn)等同于IEC 60079-１０)要求，可用類別、區(qū)域 和組別三層概念來說明危險場所的劃分。 1、爆炸性物質(zhì)的分類 標(biāo)準(zhǔn)將爆炸性物質(zhì)分為III類： I類：礦井甲烷； II類：爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)； III類：爆炸性粉塵(纖維或飛 絮物) 2、危險場所的界定 按場所中存在物質(zhì)的物態(tài)的不同，將危險場所劃分為 爆炸性氣體環(huán)境和可燃性粉塵環(huán)境 。 (1) 爆炸性氣體環(huán)境 GB 3836.14—2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定： 0區(qū)：爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長時間存在的場所。 1區(qū)：在正常運(yùn)行時，可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所。 2區(qū)：在正常運(yùn)行時，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是 短時間存在的場所。 在此，“正常運(yùn)行”是指正常的開車、運(yùn)轉(zhuǎn)、停車，易燃物質(zhì)產(chǎn)品的裝卸、密閉容器蓋的開 閉，安全閥、排放閥以及所有工廠設(shè)備都在其設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)工作的狀態(tài)。 (2) 可燃性粉塵環(huán)境 GB 12476.1—2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定： 20區(qū)：在正常運(yùn)行過程中可燃性粉塵連續(xù)出現(xiàn)或經(jīng)常出現(xiàn)，其數(shù)量足以形成可燃性粉塵與空 氣混合物和／或可能形成無法控制和極厚的粉塵層的場所及容器內(nèi)部。 21區(qū)：在正常運(yùn)行過程中，可能出現(xiàn)粉塵數(shù)量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物但未劃入20 區(qū)的場所。 該區(qū)域包括，與充入或排放粉塵點(diǎn)直接相鄰的場所、出現(xiàn)粉塵和正常操作情況下可能產(chǎn)生可 燃濃度的可燃性粉塵與空氣混合物的場所。 22區(qū)：在異常條件下，可燃性粉塵云偶爾出現(xiàn)并且只是短時間存在、或可燃性粉塵偶爾出現(xiàn) 堆積或可能存在粉塵層并且產(chǎn)生可燃性粉塵空氣混合物的場所。如果不能保證排除可燃性粉 塵堆積或粉塵層時，則應(yīng)劃分為21區(qū)。 3、爆炸性物質(zhì)的分組 爆炸性物質(zhì)的分類，將危險物質(zhì)按其物態(tài)，進(jìn)行粗劃分。對同是氣體的爆炸性物質(zhì)，由于其 爆炸特性差別很大，故又將爆炸性氣體進(jìn)行了分組。GB 3836.1通用要求中，將爆炸性氣體按其最大實(shí)驗(yàn)電壓安全間隙和最小試驗(yàn)電流分為A、B 、C三組。三組的代表性氣體分別為：氫氣和乙炔、乙烯和丙烷。 三、防爆標(biāo)志 防爆電氣設(shè)備按GB 3836標(biāo)準(zhǔn)要求，防爆電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志內(nèi)容包括： 防爆型式+設(shè)備類別+（氣體組別）+溫度組別 1、防爆型式 根據(jù)所采取的防爆措施，可把防爆電氣設(shè)備分為隔爆型、增安型、本質(zhì)安全型、正壓型、 油浸型、充砂型、澆封型、n 型、特殊型、粉塵防爆型等。它們的標(biāo)識如表1所示。 表1 防爆基本類型
爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備分為： I類：煤礦井下用電氣設(shè)備； II類：除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備。 II類隔爆型“d”和本質(zhì)安全型“i”電氣設(shè)備又分為IIA、IIB、和IIC類。 可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備分為： A型塵密設(shè)備；B型塵密設(shè)備； A型防塵設(shè)備；B型防塵設(shè)備。 3、氣體組別 爆炸性氣體混合物的傳爆能力，標(biāo)志著其爆炸危險程度的高低，爆炸性混合物的傳爆能力越 大，其危險性越高。爆炸性混合物的傳爆能力可用最大試驗(yàn)安全間隙表示。同時，爆炸性氣 體、液體蒸氣、薄霧被點(diǎn)燃的難易程度也標(biāo)志著其爆炸危險程度的高低，它用最小點(diǎn)燃電流 比表示。II類隔爆型電氣設(shè)備或本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，按其適用于爆炸性氣體混合物的最大 試驗(yàn)安全間隙或最小點(diǎn)燃電流比，進(jìn)一步分為IIA、IIB和IIC類。 表2 爆炸性氣體混合物的組別與最大試驗(yàn)安全間隙或最小點(diǎn)燃電流比之間的關(guān)系 Ⅱ類電氣設(shè)備的分級
爆炸性氣體混合物的引燃溫度是能被點(diǎn)燃的溫度極限值。 電氣設(shè)備按其最高表面溫度分為T1～T6組，使得對應(yīng)的T1～T6組的電氣設(shè)備的最高表面溫度 不能超過對應(yīng)的溫度組別的允許值。溫度組別、設(shè)備表面溫度和可燃性氣體或蒸氣的引燃溫 度之間的關(guān)系如表3所示。 表3 溫度組別、設(shè)備表面溫度和可燃性氣體或蒸氣的引燃溫度之間的關(guān)系 溫度級別IEC/EN /GB 3836 設(shè)備的最高表面溫度T［℃］ 可燃性物質(zhì)的點(diǎn)燃溫度［ ℃］
為了更進(jìn)一步地明確防爆標(biāo)志的表示方法，對氣體防爆電氣設(shè)備舉例如下： 如電氣設(shè)備為I類隔爆型：防爆標(biāo)志為ExdI 如電氣設(shè)備為II類隔爆型，氣體組別為B組，溫度組別為T3，則防爆標(biāo)志為：ExdIIBT3。 如電氣設(shè)備為II類本質(zhì)安全型ia，氣體組別為A組，溫度組別為T5，則防爆標(biāo)志為：ExiaIIA T5。 |
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