可能發(fā)生爆炸的環(huán)境。(如:可燃性氣體,粉塵環(huán)境,煉油、石化廠,加油站、加氣站等) , 爆炸性氣體環(huán)境 大氣條件下,氣體、蒸汽或霧狀的可燃物質(zhì)與空氣構(gòu)成的混合物,在該混合物中點(diǎn)燃后,燃燒將傳遍整個(gè)未燃混合物的環(huán)境。(如:CH4,C2H2,C2H4,NH3,CO,C2H5OH等防爆電氣設(shè)備)
目錄
防爆等級(jí)概覽
危險(xiǎn)區(qū)域和非危險(xiǎn)區(qū)域
電氣設(shè)備的防爆形式
防爆概念
危險(xiǎn)區(qū)域的等級(jí)分類
防爆標(biāo)志解析
防爆標(biāo)準(zhǔn)及選型
外殼防護(hù)等級(jí)(IP)代碼
幾種常見(jiàn)物質(zhì)的爆炸特性
本安型傳感電路的供電限制
EH儀表所遵循的主要防爆標(biāo)準(zhǔn)
防爆等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)
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編輯本段防爆等級(jí)概覽
在規(guī)定條件下不會(huì)引起周?chē)ㄐ原h(huán)境點(diǎn) 燃的電氣設(shè)備。 分為兩類:Ⅰ類:煤礦井下電氣設(shè)備 Ⅱ類:除煤礦、井下之外的所 有其他爆炸性氣體境用電氣設(shè)備 Ⅱ類又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類,標(biāo)志ⅡB的設(shè)備可適用于ⅡA設(shè)備的使用條件;ⅡC可適用于ⅡA、ⅡB的使用條件。 說(shuō)明:ⅡC標(biāo)志是較高的防爆等級(jí),但并不表示該設(shè)備性能好。 高表面溫度 電氣設(shè)備在規(guī)定范圍內(nèi)的不利運(yùn)行條件下工作時(shí),可能引起周?chē)ㄐ原h(huán)境點(diǎn)燃的電氣設(shè)備任何部件所達(dá)到的高溫度。高表面溫度應(yīng)低于可燃溫度。 例如:傳感器使用環(huán)境的爆炸性氣體的點(diǎn)燃溫度為100℃,那么傳感器在惡劣的工作狀態(tài)下,其任何部件的高表面溫度應(yīng)低于100℃。 溫度組別 爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備按其高表面溫度劃分為T(mén)1-T6組別
T1 T2 T3 T4 T5 T6
450 ℃ 300 ℃ 200℃ 135 ℃ 100 ℃ 85℃
編輯本段危險(xiǎn)區(qū)域和非危險(xiǎn)區(qū)域
6.(爆炸性氣體環(huán)境中的)危險(xiǎn)區(qū)域和非危險(xiǎn)區(qū)域: 危險(xiǎn)區(qū)域:爆炸性氣體環(huán)境大量出現(xiàn) 或預(yù)期可能大量出現(xiàn),以致要求對(duì)電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、安裝和使用采取專門(mén)措施的區(qū)域。 非危險(xiǎn)區(qū)域:爆炸性氣體環(huán)境中預(yù)期不會(huì)大量出現(xiàn),以致不要求對(duì)電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、安裝和使用采取專門(mén)措施的區(qū)域。例如:變送器B1不可安裝在危險(xiǎn)區(qū)域(本安關(guān)聯(lián)設(shè)備不可用在危險(xiǎn)場(chǎng)所)
編輯本段電氣設(shè)備的防爆形式
本安型 “i”(本質(zhì)安全型電氣設(shè)備及其關(guān)聯(lián)設(shè)備) 本質(zhì)安全電路: 在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體或蒸汽的電路。 本質(zhì)安全型電氣設(shè)備:全部電路為本質(zhì)安全的電氣設(shè)備。 本安型設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)備的本質(zhì)安全部分分為ia和ib: ¨ ia:正常工作 + 一個(gè)故障 + 任意組合的兩個(gè)故障均不能引起點(diǎn)燃的電氣設(shè)備。 ¨ ib:正常工作 + 一個(gè)故障條件下不能引起點(diǎn)燃的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。 由此可見(jiàn)ia等級(jí)高于ib等級(jí) 關(guān)聯(lián)設(shè)備:裝有本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路,且結(jié)構(gòu)是非本質(zhì)安全電路不能對(duì)本質(zhì)安全電路產(chǎn)生不利影響的電器設(shè)備。 2. 隔爆型 “d” 具有隔爆外殼的電氣設(shè)備。 它能承受已進(jìn)入外殼內(nèi)部的可燃性混合物內(nèi)部爆炸而不受損壞,并且通過(guò)外殼上的任何接合面或孔不會(huì)引燃由一種或多種氣體或蒸汽所形成的外部爆炸性環(huán)境的電氣設(shè)備外殼。 3.增安型 e 4.充油型 o 5.充砂型 q 6.澆封型 m 7.復(fù)合型
編輯本段防爆概念
1、爆炸必須具備的三個(gè)條件: ?。?)爆炸性物質(zhì)(flammable air flammable dust):能與氧氣(空氣)反應(yīng)的物質(zhì),包括氣體、液體和固體。(氣體:氫氣,乙炔,甲烷等;液體:酒精,汽油;固體:粉塵,纖維粉塵等。) ?。?)空氣或氧氣(air or oxygen)。 ?。?)點(diǎn)燃源(source of ignition):包括明火、電氣火花、機(jī)械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。 易爆物質(zhì):很多生產(chǎn)場(chǎng)所都會(huì)產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。煤礦井下約有三分之二的場(chǎng)所有存在爆炸性物質(zhì);化學(xué)工業(yè)中,約有80%以上的生產(chǎn)車(chē)間區(qū)域存在爆炸性物質(zhì)。 氧氣:空氣中的氧氣是無(wú)處不在的。 點(diǎn)燃源:在生產(chǎn)過(guò)程中大量使用電氣儀表,各種磨擦的電火花、機(jī)械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免,尤其當(dāng)儀表、電氣發(fā)生故障時(shí)。 客觀上很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)滿足爆炸條件。當(dāng)爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時(shí),若存在爆炸源,將會(huì)發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。 2、防爆:防止爆炸的產(chǎn)生必從三個(gè)必要條件來(lái)考慮,限制了其中的一個(gè)必要條件,就限制了爆炸的產(chǎn)生。 在工業(yè)過(guò)程中,通常從下述三個(gè)方面著手對(duì)易燃易爆場(chǎng)合進(jìn)行處理: ?。?)預(yù)防或大限度地降低易燃物質(zhì)泄漏的可能性; ?。?)不用或盡量少用易產(chǎn)生電火花的電器元件; ?。?)采取充氮?dú)庵惖姆椒ňS持惰性狀態(tài)。
編輯本段危險(xiǎn)區(qū)域的等級(jí)分類
危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域的含義,是對(duì)該地區(qū)實(shí)際存在危險(xiǎn)可能性的量度,由此規(guī)定其可適用的防爆型式。
1、國(guó)際電工委員會(huì)/歐洲電工委員會(huì)劃分的危險(xiǎn)區(qū)域的等級(jí)分類 0區(qū)(Zone 0):易爆氣體始終或長(zhǎng)時(shí)間存在;連續(xù)地存在危險(xiǎn)性大于1000小時(shí)/每年的區(qū)域; 1區(qū)(Zone 1):易燃?xì)怏w在儀表的正當(dāng)工作過(guò)程中有可能發(fā)生或存在;斷續(xù)地存在危險(xiǎn)性10~1000小時(shí)/每年的區(qū)域; 2區(qū)(Zone 2):一般情形下,不存在易燃?xì)怏w且即使偶爾發(fā)生,基存在時(shí)間亦很短;事故狀態(tài)下存在的危險(xiǎn)性0.1~10小時(shí)/每年的區(qū)域; 中國(guó)劃分的有效區(qū)域和以上相同。 2、易爆區(qū)域等級(jí)劃分,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)照比較 I.E.C. N.E.C. 氣體 Zone 0 Class I, Division I Zone 1 Class I, Division I Zone 2 Class I, Division II 粉塵 Zone 10 Class II, Division I Zone 11 Class II, Division II I.E.C.: 國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)(Internaional Electrotechnical Commission) N.E.C.: 美國(guó)電氣規(guī)程(National Electrical Code, U.S.A.)
編輯本段防爆標(biāo)志解析
1、氣體組別
典型的危險(xiǎn)性氣體 歐洲電工
標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)
EN50014EC 北 美
NEC500條款
CLASS1表氣 中 國(guó)
GB-3836-1 小點(diǎn)燃能量
(微 焦)
乙 炔 ⅡC A ⅡC 20
氫 氣 ⅡC A ⅡC 20
乙 烯 ⅡB C ⅡB 60
丙 烷 ⅡA D ⅡA 180
注:中國(guó)GB3836標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ⅡC級(jí)小點(diǎn)燃能量為19微焦耳,ⅡA級(jí)小點(diǎn)燃能量為200微焦耳。 氣體分組和點(diǎn)燃溫度,在一定環(huán)境溫度和壓力下與可燃性氣體和空氣的混合濃度有關(guān)。 根據(jù)可能引爆的小火花能量,我國(guó)和歐洲及世界上大部分國(guó)家和地區(qū)采用的國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)將爆炸性氣體分為四個(gè)危險(xiǎn)等級(jí):
溫度組別
級(jí)別 T1 T2 T3 T4 T5 T6
Ⅱ A 甲烷、甲苯、甲酯、乙烷、丙烷、丙酮、丙烯酸、苯、苯乙烯、一氧化碳、醋酸乙酯、醋酸、氯苯、醋酸甲酯、氨 甲醇、乙醇、乙苯、丙醇、丙烯、丁醇、丁烷、醋酸丁酯 、醋酸戊酯、環(huán)戊烷、 戊烷、戊醇、己烷、己醇、庚烷、辛烷、環(huán)乙醇、松節(jié)油、石腦油、石油(包括汽油)、燃料油、戊醇四氯 乙醛、三甲胺
亞硝酸乙酯
Ⅱ B 丙烯酯、二甲醚、市用煤氣 丁二烯、環(huán)氧丙烷、乙烯 二甲醚、丙烯醛、碳化氫 乙醚、二乙醚
Ⅱ C 氫、水煤氣 乙炔
二硫化碳 硝酸乙酯
美國(guó)和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成: 三個(gè)CLASS(類別):CLASSⅠ氣體和蒸氣;CLASS Ⅱ塵埃;CLASS Ⅲ纖維。 然后再將氣體和塵埃分成 Group(組): 組名 代表性氣體或塵埃 A 乙炔 B 氫氣 C 乙烯 D 丙烷 E 金屬塵埃 F 煤炭塵埃 G 谷物塵埃 2、溫度組別(T組) 這是與氣體點(diǎn)燃溫度有關(guān)的電氣設(shè)備(假定環(huán)境溫度為40℃時(shí))的高表面溫度,點(diǎn)燃能量與點(diǎn)燃溫度無(wú)關(guān)。在標(biāo)準(zhǔn)BS5345第一部分中列出了所有可燃性氣體和其組別。
高表面溫度(℃) 溫度組別 常見(jiàn)爆炸性氣體
IEC79-8 GB3836-1
450℃ T1 T1 氫氣、丙烯腈等46 種
300℃ T2 T2 乙炔、乙烯等47 種
200℃ T3 T3 汽油、丁烯醛等36 種
135℃ T4 T4 乙醛、四氟乙烯等6 種
100℃ T5 T5 二硫化碳
85℃ T6 T6 硝酸乙酯和亞硝酸乙酯
3、防爆標(biāo)志 IEC 防爆等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)格式:Ex(ia)ⅡC T4
E:按CENELEC標(biāo)志認(rèn)可 Ex:防爆公用標(biāo)志
ia:防爆型式(本質(zhì)安全) Ⅱ:設(shè)備組別
C:氣體組別 T4:溫度組別
編輯本段防爆標(biāo)準(zhǔn)及選型
1、各種防爆型式的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)
防爆型式 在英國(guó)允許
使用的場(chǎng)所 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
GB3836 防爆型式
符 號(hào) IEC標(biāo)準(zhǔn)
79- CENELEC標(biāo)準(zhǔn)
EN50
增安型 1或2 3 e 7 019
本質(zhì)安全型 0,1或2 4 ia或ib 11 020(設(shè)備)
隔爆型 d 2 d 1 018
特殊型 s 無(wú) s 無(wú) 無(wú)
2、氣體爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所用電氣設(shè)備防爆類型選型表
爆炸危險(xiǎn)區(qū)域 適用的防護(hù)型式
電氣設(shè)備類型 符 號(hào)
0區(qū) 1、本質(zhì)安全型(ia級(jí)) ia
2、其他特別為0區(qū)設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備(特殊型) s
1區(qū) 1、適用于0區(qū)的防護(hù)類型
2、隔爆型 d
3、增安型 e
4、本質(zhì)安全型 ib
5、充油型 o
6、正壓型 p
7、充砂型 q
2區(qū) 1、適用于0區(qū)或1區(qū)的防護(hù)類型
2、無(wú)火花型 n
防爆方法對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所的適用性: 序號(hào) 防爆型式 代號(hào) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 防爆措施 適用區(qū)域 1 隔爆型 d GB3836.2 隔離存在的點(diǎn)火源 Zone1,Zone2 2 增安型 e GB3836.3 設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源 Zone1,Zone2 3 本安型 ia GB3836.4 限制點(diǎn)火源的能量 Zone0-2 本安型 ib GB3836.4 限制點(diǎn)火源的能量 Zone1,Zone2 4 正壓型 p GB3836.5 危險(xiǎn)物質(zhì)與點(diǎn)火源隔開(kāi) Zone1,Zone2 5 充油型 o GB3836.6 危險(xiǎn)物質(zhì)與點(diǎn)火源隔開(kāi) Zone1,Zone2 6 充砂型 q GB3836.7 危險(xiǎn)物質(zhì)與點(diǎn)火源隔開(kāi) Zone1,Zone2 7 無(wú)火花型 n GB3836.8 設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源 Zone2 8 澆封型 m GB3836.9 設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源 Zone1,Zone2 9 氣密型 h GB3836.10 設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源 Zone1,Zone2
編輯本段外殼防護(hù)等級(jí)(IP)代碼
(BS EN60529;1992) 作為應(yīng)用于易爆危險(xiǎn)區(qū)的儀表,對(duì)其外殼的保護(hù)等級(jí)亦應(yīng)作出規(guī)定,賦予一定的代碼,即IP等級(jí)號(hào)。 IEC144規(guī)定的殼體保護(hù)等級(jí)由一個(gè)對(duì)應(yīng)其抗外界物體沖擊與穿刺能力及防水能力的代碼表示。例如:本安型儀表測(cè)量電路板不應(yīng)從其殼體中取出,否則會(huì)違反IP40所提出的低要求。保護(hù)等級(jí)由兩位數(shù)字組成,在其前加上IP字樣。 第一位特征數(shù)字防止固定導(dǎo)體異物進(jìn)入
0 無(wú)防護(hù)
1 固定異物直徑大于50mm
2 固定異物直徑大于12mm
3 固定異物直徑大于2.5mm
4 固定異物直徑大于1.0mm
5 防塵
6 塵密
第二位特征數(shù)字防止進(jìn)水造成有害影響
0 無(wú)防護(hù)
1 垂直滴水
2 傾角75-90°滴水
3 淋水
4 濺水
5 噴水
6 猛烈噴水
7 短時(shí)間侵水
8 連續(xù)侵水
另注: IP1 2 第一位數(shù)字 第二位數(shù)字 抗外界物體沖刺能力 防水能力 0無(wú)抗沖穿能力 0無(wú)防水穿能力 1外界物體尺寸大于50mm(特大) 1水自落下滴 2外界物體尺寸大于120mm(中) 2水滴入角度為-15° 3外界物體尺寸大于2.5mm(?。?3水以60°角度噴射 4顆粒狀外界物體,粒度大于1mm 4從各方面噴射 5危險(xiǎn)性塵埃 5 50升/分的水束 6穿透性塵埃(僅適用于特殊殼體) 6 100升/分的水束 7以1米/分的速度浸入水中 8以預(yù)先商定的方式浸入水中
編輯本段幾種常見(jiàn)物質(zhì)的爆炸特性
名稱 燃點(diǎn)(°C) 溫度等級(jí) 爆炸等級(jí)組號(hào) 名稱 燃點(diǎn)(°C)溫度等級(jí) 爆炸等級(jí)組號(hào) 丙酮 540 T1 IIA 乙炔 305 T2 IIC 醋酸酐 330 T2 IIA 苯 555 T1 IIA 丁烷 365 T2 IIA n-丁醇 340 T2 IIA 苯氯酸 590 T1 IIA 乙醇 425 T2 IIA 乙醋酸 460 T1 IIA 甲醇 455 T1 IIA 硝基苯 430 T1 IIA n-戊烷 285 T3 IIA 丙烷 470 T1 IIA 甲苯 535 T1 IIA 氫氣 560 T1 IIC 硫化氫 270 T3 IIB 二硫化碳 102 T5 IIC
編輯本段本安型傳感電路的供電限制
供電限制主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面: 1、將動(dòng)力電與電子元件隔離。 2、采取措施杜絕外界干擾電磁場(chǎng)通過(guò)繼電或電流輸出端偶合至電子元件中。 3、限制傳感電路的工作電源及電壓 本安型電路可分為兩類:ia及ib。Ib本安電路必須保證正常工作狀態(tài)下以及系統(tǒng)中存在一起故障時(shí),電路元件不發(fā)生燃爆。Ia本安電路則要求正常工作狀況下及存在兩起故障時(shí),元器件不發(fā)生燃爆。
編輯本段EH儀表所遵循的主要防爆標(biāo)準(zhǔn)
1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM標(biāo)準(zhǔn)為經(jīng)常選用,而CANADA / CSA標(biāo)準(zhǔn)幾乎在中國(guó)不使用。 例: CENELEC: Eex de/Eex d ib IIC T2-T6 FM: NI/I/Z/ABCD DIP/II, III/1/EFG XP/I/1/ABCD DIP/II, III/1/EFG CSA: Class I, Div 2, ABCD 2、新的歐洲防爆標(biāo)準(zhǔn)ATEX100a將取代原CENELEC標(biāo)準(zhǔn)(截止2003年) ATEX 100a: II IG Eex ia IIB T6 I II 1G Zone 0 1D, 2D,3D dust explosion Mining other 2G Zone 1 Industry industry 3G Zone 2
編輯本段防爆等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)
安全柵安全參數(shù)定義: *8226; 安全柵高允許電壓: Um 保證安全柵本安端的本安性能,允許非本安端可能輸入的高電壓 *8226; 安全柵高開(kāi)路電壓: Uoc 在高允許電壓范圍內(nèi)本安端開(kāi)路時(shí)電壓大值 *8226; 安全柵大短路電流: Isc 在高允許電壓范圍內(nèi)本安端短路時(shí)的電流大值 *8226; 安全柵允許分布電容: Ca 保證本質(zhì)安全性能情況下本安端大允許外接電容 *8226; 安全柵允許分布電感: La 保證本質(zhì)安全性能情況下本安端大允許外接電感 防爆標(biāo)志格式說(shuō)明: 將工廠或礦區(qū)的爆炸危險(xiǎn)介質(zhì),按其引燃能量,小點(diǎn)燃溫度以及現(xiàn)場(chǎng)爆炸性危險(xiǎn)氣體存在的時(shí)間周期進(jìn)行科學(xué)分類分級(jí),以確定現(xiàn)場(chǎng)防爆設(shè)備的防爆標(biāo)志和防爆形式。
名詞解釋: ia 等級(jí):在正常工作、一個(gè)故障和二個(gè)故障時(shí)均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。 正常工作時(shí),安全系數(shù)為 2.0;一個(gè)故障時(shí),安全系數(shù)為 1.5;二個(gè)故障時(shí),安全系數(shù)為 1.0 。 注:有火花的觸點(diǎn)須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。 ib 等級(jí):在正常工作和一個(gè)故障時(shí)不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。
正常工作時(shí),安全系數(shù)為 2.0 ; 一個(gè)故障時(shí),安全系數(shù)為 1.5 。 正常工作時(shí),有火花的觸點(diǎn)須加隔爆外殼或氣密外殼保護(hù),并且有故障自顯示的措施,一個(gè)故障 時(shí)安全系數(shù)為 1.0 。
EExd:是指將爆炸包起來(lái)的意思; IIC:是指點(diǎn)燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:是指溫度組別,即電氣設(shè)備按其大表面溫度被分在不同的溫度組別。氣體的溫度組別按不同的點(diǎn)燃溫度劃分。T6是85度。 隔爆型電氣設(shè)備(d):是指把能點(diǎn)燃爆炸性混合物的部件封閉在一個(gè)外殼內(nèi),該外殼能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力并阻止和周?chē)谋ㄐ曰旌衔飩鞅碾姎庠O(shè)備。
增安型電氣設(shè)備(e):正常運(yùn)行條件下,不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)燃爆炸性混合物的火花或危險(xiǎn)溫度,并在結(jié)構(gòu)上采取措施,提高其安全程度, 以避免在正常和規(guī)定過(guò)載條件下出現(xiàn)點(diǎn)燃現(xiàn)象的電氣設(shè)備。
本質(zhì)安全型電氣設(shè)備(i):在正常運(yùn)行或在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下所產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃爆炸性混合物的電氣設(shè)備。
無(wú)火花型電氣設(shè)備 (n): 在正常運(yùn)行條件下不產(chǎn)生電弧或火花,也不產(chǎn)生能夠點(diǎn)燃周?chē)ㄐ曰旌衔锏母邷乇砻婊蜃茻狳c(diǎn),且一般不會(huì)發(fā)生有點(diǎn)燃作用的故障的電氣設(shè)備。 防爆特殊型(s): 電氣設(shè)備或部件采用GB3836-83未包括的防爆型式時(shí),由主管部門(mén)制訂暫行規(guī)定。送勞動(dòng)人事部備案,并經(jīng)指定的鑒定單位檢驗(yàn)后,按特殊電氣設(shè)備“s”型處置。
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