防爆電氣的基礎(chǔ)知識(shí)(必讀)
一、防爆理論概要
爆炸三要素
當(dāng)易燃易爆物質(zhì)、大氣環(huán)境空氣、點(diǎn)燃源三個(gè)條件同時(shí)存在,而且當(dāng)爆炸性物質(zhì)與空氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)(即處于爆炸下限和爆炸上限之間)時(shí),將不可避免的產(chǎn)生爆炸。
點(diǎn)燃源:明火、電氣火花、靜電火花、雷電火花、電磁輻射、光輻射、機(jī)械火花、危險(xiǎn)高溫

爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所
做好開(kāi)學(xué)前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。健全完善校園防疫、物資儲(chǔ)備、復(fù)學(xué)復(fù)課、應(yīng)急處置四個(gè)工作方案,備足防控物資,組織模擬演練,盯緊抓實(shí)學(xué)生、教職員工、校園、家庭四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),嚴(yán)格落實(shí)《春季開(kāi)學(xué)疫情防控措施40條》,全力確保師生身體健康和校園平安穩(wěn)定。
1、可燃性物質(zhì)生產(chǎn)、加工、處理、儲(chǔ)存、運(yùn)輸場(chǎng)所將不可避免產(chǎn)生泄漏,與空氣混合可形成爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所。
2、當(dāng)可燃性物質(zhì)與空氣的混合濃度介于爆炸極限范圍內(nèi)時(shí),遇足夠能量的點(diǎn)燃源就會(huì)產(chǎn)生爆炸。
3、在石油、化工、煤炭等生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)⒉豢杀苊獾禺a(chǎn)生爆炸性物質(zhì)的泄漏,并與空氣形成爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所。
據(jù)資料統(tǒng)計(jì):
1)在煤礦井下,2/3的場(chǎng)所屬于爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所;
2)在石油開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)和精煉廠約有60-80%屬爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所;
3)在化學(xué)工業(yè)中,約有80%以上的生產(chǎn)車(chē)間屬爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所。
爆炸界限

定義:可燃性氣體或蒸氣與空氣的混合物只有在某個(gè)濃度范圍內(nèi)才能爆炸(燃燒),超出此范圍就不會(huì)被點(diǎn)燃,這一范圍的*高點(diǎn)和*低點(diǎn)分別稱(chēng)為爆炸上限和爆炸下限。
爆炸界限常用可燃性物質(zhì)在可燃性混合物中的體積百分比(濃度)表示,例如,甲烷的爆炸下限是5.0%(體積比),爆炸上限是15%(體積比)。可燃性物質(zhì)的濃度低于爆炸下限的混合物可以稱(chēng)作“過(guò)稀”,濃度高于爆炸上限可以稱(chēng)作“過(guò)濃”,過(guò)濃或過(guò)稀的混合物不能形成爆炸或燃燒。
爆炸事故的共同特征
爆炸事故往往是災(zāi)難性和毀滅性的。產(chǎn)生事故的三大因素:
1)物的因素(直接原因)
2)人的因素(間接原因)
3)管理的因素(間接原因)
為減少爆炸事故的發(fā)生,必須落實(shí)安全設(shè)施,規(guī)范人的行為、強(qiáng)化管理職能。遵守安全生產(chǎn)相關(guān)的法律、法規(guī)、規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)。

具有潛在爆炸危險(xiǎn)的領(lǐng)域

以上表格列出的是存在爆炸危險(xiǎn)的領(lǐng)域。
爆炸防治理念
爆炸是可控的(防+治)。
1、置換:用非可燃物質(zhì)和非易燃物質(zhì)替換,以阻止形成爆炸性環(huán)境。
2、控制:減少可燃物質(zhì)的總量,避免釋放或使釋放減到*小,控制釋放,防止爆炸性環(huán)境形成、避免點(diǎn)燃源產(chǎn)生。
3、緩解:減少人員數(shù)量、防止爆炸傳播、緩解和抑制爆炸壓力、配置合適的個(gè)人防護(hù)用品。
防止爆炸發(fā)生的基本方法
1、避免形成爆炸性環(huán)境——理想的方法(**)
2、常見(jiàn)措施有嚴(yán)控跑冒滴漏、通風(fēng)、氮封、惰化、負(fù)壓操作、可燃?xì)怏w監(jiān)視、氧濃度監(jiān)視。
3、排除、消除可能的點(diǎn)火源——實(shí)際的方法
4、常見(jiàn)的措施是選用合適的防爆設(shè)備。
二、主要電氣防爆技術(shù)
爆炸性混合物的分類(lèi)、分級(jí)、分組

為了使采用的防爆措施更具有針對(duì)性,所以有必要對(duì)爆炸性物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)、分級(jí)和分組。

爆炸性氣體分級(jí)

爆炸性氣體分組

爆炸性氣體分類(lèi)、分級(jí)、分組舉例表

爆炸性氣體危險(xiǎn)場(chǎng)所的劃分
按爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間分三個(gè)區(qū)域:
①0級(jí)區(qū)域:在正常情況下,爆炸性氣體混合物,連續(xù)地或長(zhǎng)時(shí)間存在的場(chǎng)所 (1000h/y)。
?、?級(jí)區(qū)域:在正常情況下,爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場(chǎng)所 (10-1000h/y)。
?、?級(jí)區(qū)域:在正常情況下,爆炸性氣體混合物不能出現(xiàn),僅在不正常情況下偶爾短時(shí)間出現(xiàn)(<10h/y)。
爆炸性氣體危險(xiǎn)區(qū)域劃分舉例
如圖所示是典型的帶有呼吸閥的露天油罐的危險(xiǎn)區(qū)域劃分示例。

R2一油罐半徑(m) r一呼吸閥閥口半徑(m)
防爆電氣設(shè)備的分類(lèi)、分級(jí)、分組
按設(shè)備使用的環(huán)境,分為三類(lèi):

II類(lèi)設(shè)備分級(jí)、分組:

隔爆型-Ex d
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB3836.1-2010、GB3836.2-2010
隔爆外殼:應(yīng)能承受內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力,并阻止內(nèi)部的爆炸向外部周?chē)ㄐ曰旌衔飩鞑ァ?1區(qū)防爆技術(shù))
原理:允許危險(xiǎn)氣體進(jìn)入隔爆外殼,外殼內(nèi)可能產(chǎn)生爆炸。但要求外殼必需具有足夠的強(qiáng)度;且各外殼結(jié)合面必須具有足夠長(zhǎng)的嚙合長(zhǎng)度和足夠小的間隙,以確保內(nèi)部爆炸不會(huì)穿過(guò)隔爆結(jié)合面而導(dǎo)致外部環(huán)境爆炸。
增安型-Ex e
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB3836.1-2010、GB3836.3-2010
增安型電氣設(shè)備:一種對(duì)在正常運(yùn)行條件下不會(huì)產(chǎn)生電弧、火花或可能點(diǎn)燃爆炸性混合物的設(shè)備結(jié)構(gòu)上,進(jìn)一步采取措施,提高其安全程度,防止產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度、電弧、火花的可能性的電氣設(shè)備。
增安型外殼不要求具有承受內(nèi)部爆炸的強(qiáng)度,但至少應(yīng)能承受規(guī)定的機(jī)械沖擊,且具有IP54的外殼防護(hù)等級(jí)。
其次還要采?。航泳€端子防松、可靠的結(jié)構(gòu)連接、載流限制、繞組絕緣、溫度保護(hù)、電氣間隙/爬電距離等技術(shù)措施。
本質(zhì)安全型-Ex i
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB3836.1-2010、GB3836.4-2010
本質(zhì)安全型電氣設(shè)備:指其內(nèi)部的所有電路都是本質(zhì)安全電路的電氣設(shè)備,即該電路在標(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)境的電路。
本安技術(shù)實(shí)際上是一種低功率設(shè)計(jì)技術(shù),因此它能很好地適用于工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化儀表。
本安設(shè)備的等級(jí):
①Exia – 直至兩個(gè)元件或其它類(lèi)型的故障仍能保持防爆性能的設(shè)備。本安設(shè)備可安裝在0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。本安關(guān)聯(lián)設(shè)備可連接到0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。Ex ia是0區(qū)防爆技術(shù)(但已不是**的)。
?、贓xib – 直至一個(gè)元件或其它類(lèi)型的故障仍能保持防爆性能的設(shè)備。本安設(shè)備可安裝在1區(qū)、2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。本安關(guān)聯(lián)設(shè)備可連接到1區(qū)、2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。
?、跡xic – 正常工作時(shí)能保持防爆性能的設(shè)備。本安設(shè)備可安裝在2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。本安關(guān)聯(lián)設(shè)備可連接到2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。
正壓外殼型-Ex p
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB3836.1-2010、GB3836.5-2004
正壓外殼型電氣設(shè)備:指具有正壓外殼的電氣設(shè)備,即該外殼能保持內(nèi)部氣體的壓力高于外部環(huán)境大氣壓力,且能阻止外部爆炸性混合物的進(jìn)入。
標(biāo)準(zhǔn)所指的正壓技術(shù)(Pressurization)是指1區(qū)防爆技術(shù),即通過(guò)換氣使外殼內(nèi)部的1區(qū)爆炸性環(huán)境置換為“安全區(qū)域”,并通過(guò)保持適當(dāng)正壓,使周?chē)kU(xiǎn)氣體不能進(jìn)入外殼。這樣未經(jīng)防爆設(shè)計(jì)和認(rèn)可的普通電氣設(shè)備可安全地安裝在外殼內(nèi)。
主要技術(shù)措施:用空氣或惰性氣體換氣,在規(guī)定 時(shí)間內(nèi)進(jìn)行換氣后,當(dāng)外殼內(nèi)部壓力高于設(shè)計(jì)規(guī)定值時(shí),外殼內(nèi)部電氣設(shè)備自動(dòng)得電;當(dāng)內(nèi)部壓力低于規(guī)定值時(shí)就切斷主電源。注意:壓力監(jiān)控設(shè)備通常需要采取其它防爆技術(shù)。
澆封型-Ex m
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB3836.1-2010、GB3836.9-2006
澆封型電氣設(shè)備:一種將整臺(tái)設(shè)備或部分澆封在澆封劑中,在正常運(yùn)行和認(rèn)可的過(guò)載或認(rèn)可的故障下不能點(diǎn)燃周?chē)谋ㄐ曰旌衔锏碾姎庠O(shè)備。是一種隔離型防爆技術(shù)。
主要適用于電子組件單元(電子整流器)、線圈部件、超聲波探頭等產(chǎn)品。也可用作為對(duì)本安技術(shù)的補(bǔ)充措施。如降低功率元件溫升、結(jié)構(gòu)間距保護(hù)等。
需注意:澆封材料必須具有較好的熱穩(wěn)定性,以及澆封表面不應(yīng)出現(xiàn)裂痕、龜裂等現(xiàn)象。
油浸型-Ex o
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB3836.1-2010、GB3836.6-2004
油浸型電氣設(shè)備:一種將電氣設(shè)備或電氣設(shè)備的部件整個(gè)浸在油或其它保護(hù)液中,使設(shè)備不能夠點(diǎn)燃液面以上或外殼外面的爆炸性混合物的電氣設(shè)備。
通過(guò)充油的方法,防止設(shè)備可能產(chǎn)生的電火花與可燃性氣體環(huán)境的接觸。需配置適當(dāng)?shù)囊何?、油溫檢測(cè)控制電路。允許電氣設(shè)備存在移動(dòng)觸頭、電弧、電火花或危險(xiǎn)溫度。適用于大電流開(kāi)關(guān)裝置、變壓器等產(chǎn)品。
充砂型-Ex q
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB3836.1-2010、GB3836.7-2004
充砂型電氣設(shè)備“q”:一種外殼內(nèi)充填沙粒或其它填充材料,使之在規(guī)定的使用條件下,殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧、傳播的火焰、外殼壁或填充材料表面的過(guò)熱均不能點(diǎn)燃周?chē)ㄐ曰旌衔锏碾姎庠O(shè)備。
字母“q”表示“quartz – 石英”。適用于各種電子部件,如鎮(zhèn)流器等。
采用充砂技術(shù)也可作為其它防爆技術(shù)的附加措施。
n型-Ex n
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GB3836.8-2003
n 型電氣設(shè)備:一種在正常運(yùn)行時(shí)或標(biāo)準(zhǔn)、制造廠規(guī)定的異常條件下,不會(huì)產(chǎn)生引起點(diǎn)燃的火花或超過(guò)溫度組別限制的*高表面溫度的電氣設(shè)備。目前具有5種防爆型式:
?、貳x nA - 無(wú)火花型設(shè)備
②Ex nR - 限制呼吸外殼
?、跡x nL - 限制能量設(shè)備
④Ex nZ - 具有簡(jiǎn)單正壓
?、軪x nC – 封閉式結(jié)構(gòu)
有火花型設(shè)備,電火花觸頭采用除nR、nL和nZ之外的保護(hù)技術(shù)(封閉、密封外殼)。
注意:序號(hào)①適用于正常工作,不產(chǎn)生電弧、火花或過(guò)熱表面的設(shè)備;序號(hào)②-⑤適用于正常工作,產(chǎn)生電弧、火花或過(guò)熱表面的設(shè)備,它通過(guò)采取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的措施,使其不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)燃。
防爆型式和區(qū)域的關(guān)系

三、防爆標(biāo)志解析
中國(guó)防爆電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志

1、符號(hào):隔爆型—d,增安型—e,本質(zhì)安全型—ia/ib/ic,正壓型—p,油浸型—o,充砂型—q,無(wú)火花型—n,澆封型—m,特殊型—s。
2、ATEX防爆標(biāo)志

ATEX防爆標(biāo)志舉例
II 1G ExiaIICT4 Ga - 表示設(shè)備可適用于0區(qū)工廠爆炸性氣體環(huán)境。
II 2G ExdeIICT6 Gb - 表示設(shè)備可適用于1區(qū)工廠爆炸性氣體環(huán)境。
II 2G Exd[ib]IICT6 Gb - 表示設(shè)備可適用于1區(qū)工廠爆炸性氣體環(huán)境,并含有可與1區(qū)氣體危險(xiǎn)場(chǎng)所用本安設(shè)備相連的關(guān)聯(lián)電路。

(注:溫度組別可直接標(biāo)志*高表面溫度)
北美防爆標(biāo)志
1、北美將爆炸性混合物分為三級(jí):ClassⅠ代表氣體,ClassⅡ代表粉塵,ClassⅢ代表纖維。
2、爆炸性氣體危險(xiǎn)場(chǎng)所的劃分:Division1(對(duì)應(yīng)中國(guó)Zone0和Zone1),Division2(對(duì)應(yīng)中國(guó)Zone2) 。
3、將爆炸性氣體和粉塵、纖維共分為八組,其典型代表物質(zhì)有:
?、貵roupA 代表氣體是乙炔;GroupB 代表氣體是氫氣;
②GroupC 代表氣體是乙??;GroupD 代表代表氣體是丙烷和甲烷;
?、跥roupE 代表代表金屬導(dǎo)電粉塵,電阻率小于105Ω·cm;
?、蹽roupF 代表碳粉塵,電阻率為105-108Ω·cm;
⑤GroupG 代表農(nóng)業(yè)粉塵和非導(dǎo)電粉塵,電阻率大于108Ω·cm。
?、薇ㄐ岳w維不分組,直接用ClassⅢ表示。