1. 防爆等級概覽

防爆設(shè)備定義：在規(guī)定條件下不會引起周圍爆炸性環(huán)境點燃的電氣設(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環(huán)境用電氣設(shè)備。

Ⅱ類又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類,標志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。

說明：ⅡC標志是較高的防爆等級，但并不表示該設(shè)備性能最好。

最高表面溫度：電氣設(shè)備在規(guī)定范圍內(nèi)的最不利運行條件下工作時，可能引起周圍爆炸性環(huán)境點燃的電氣設(shè)備任何部件所達到的最高溫度。最高表面溫度應(yīng)低于可燃溫度。

例如：防爆傳感器環(huán)境的爆炸性氣體的點燃溫度為100℃，那么傳感器在最惡劣的工作狀態(tài)下，其任何部件的最高表面溫度應(yīng)低于100℃。

溫度組別

爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備按其最高表面溫度劃分為T1-T6組別

2.防爆標準

1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM標準為經(jīng)常選用，而CANADA / CSA標準幾乎在中國不使用。

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、新的歐洲防爆標準ATEX100a將取代原CENELEC標準（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

術(shù)語

安全柵安全參數(shù)定義：

*8226; 安全柵最高允許電壓： 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最高電壓

*8226; 安全柵最高開路電壓： Uoc在最高允許電壓范圍內(nèi)本安端開路時電壓最大值

*8226; 安全柵最大短路電流： Isc在最高允許電壓范圍內(nèi)本安端短路時的電流最大值

*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最大允許外接電容

*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最大允許外接電感

防爆標志格式說明：

將工廠或礦區(qū)的爆炸危險介質(zhì)，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現(xiàn)場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學(xué)分類分級，以確定現(xiàn)場防爆設(shè)備的防爆標志和防爆形式。

名詞解釋：

ia 等級：在正常工作、一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。

正常工作時，安全系數(shù)為 2.0；一個故障時，安全系數(shù)為 1.5；二個故障時，安全系數(shù)為 1.0 。

注：有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。

ib 等級：在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。

正常工作時，安全系數(shù)為 2.0 ； 一個故障時，安全系數(shù)為 1.5 。

正常工作時，有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護，并且有故障自顯示的措施，一個故障 時安全系數(shù)為 1.0 。

EExd：是指將爆炸包起來的意思；

IIC：是指點燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:是指溫度組別，即電氣設(shè)備按其最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燃溫度劃分。T6是85度。

隔爆型電氣設(shè)備（d）：是指把能點燃爆炸性混合物的部件封閉在一個外殼內(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圍的爆炸性混合物傳爆的電氣設(shè)備。

增安型電氣設(shè)備（e）：正常運行條件下，不會產(chǎn)生點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，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)定過載條件下出現(xiàn)點燃現(xiàn)象的電氣設(shè)備。

本質(zhì)安全型電氣設(shè)備（i）：在正常運行或在標準試驗條件下所產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不能點燃爆炸性混合物的電氣設(shè)備。

無火花型電氣設(shè)備 （n）： 在正常運行條件下不產(chǎn)生電弧或火花，也不產(chǎn)生能夠點燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼熱點，且一般不會發(fā)生有點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，由主管部門制訂暫行規(guī)定。送勞動人事部備案，并經(jīng)指定的鑒定單位檢驗后，按特殊電氣設(shè)備“s”型處置。

3.防爆形式

1.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 + 一個故障 + 任意組合的兩個故障均不能引起點燃的電氣設(shè)備。

¨ ib：正常工作 + 一個故障條件下不能引起點燃的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。

由此可見ia等級高于ib等級

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，并且通過外殼上的任何接合面或孔不會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

4.防爆概念

爆炸必備條件

點燃源：在生產(chǎn)過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花、機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當儀表、電氣發(fā)生故障時。

客觀上很多工業(yè)現(xiàn)場滿足爆炸條件。當爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時，若存在爆炸源，將會發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。

易爆物質(zhì)：很多生產(chǎn)場所都會產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。煤礦井下約有三分之二的場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)車間區(qū)域存在爆炸性物質(zhì)。

氧氣：空氣中的氧氣是無處不在的。

（1）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。）

（2）空氣或氧氣（air or oxygen）。

（3）點燃源（source of ignition）：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。

防爆

防止爆炸的產(chǎn)生必從三個必要條件來考慮，限制了其中的一個必要條件，就限制了爆炸的產(chǎn)生。

在工業(yè)過程中，通常從下述三個方面著手對易燃易爆場合進行處理：

（1）預(yù)防或最大限度地降低易燃物質(zhì)泄漏的可能性；

（2）不用或盡量少用易產(chǎn)生電火花的電器元件；

（3）采取充氮氣之類的方法維持惰性狀態(tài)。

區(qū)域分類

危險場所區(qū)域的含義

是對該地區(qū)實際存在危險可能性的量度，由此規(guī)定其可適用的防爆型式。

1、國際電工委員會/歐洲電工委員會劃分的危險區(qū)域的等級分類

0區(qū)（Zone 0）：易爆氣體始終或長時間存在；連續(xù)地存在危險性大于1000小時/每年的區(qū)域；

1區(qū)（Zone 1）：易燃氣體在儀表的正當工作過程中有可能發(fā)生或存在；斷續(xù)地存在危險性10~1000小時/每年的區(qū)域；

2區(qū)（Zone 2）：一般情形下，不存在易燃氣體且即使偶爾發(fā)生，其存在時間亦很短；事故狀態(tài)下存在的危險性0.1~10小時/每年的區(qū)域；

中國劃分的有效區(qū)域和以上相同。

2、易爆區(qū)域等級劃分

國際標準與美國標準的對照比較

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 IZone 11 Class II, Division II

I.E.C.： 國際電工技術(shù)委員會（Internaional Electrotechnical Commission）

N.E.C.： 美國電氣規(guī)程（National Electrical Code, U.S.A.）

溫度組別

這是與氣體點燃溫度有關(guān)的電氣設(shè)備（假定環(huán)境溫度為40℃時）的最高表面溫度，點燃能量與點燃溫度無關(guān)。在標準BS5345第一部分中列出了所有可燃性氣體和其組別。

防爆標志

IEC 防爆等級標準格式:Ex(ia)ⅡC T4

 

5. 標準選型

各種防爆型式的對應(yīng)標準

氣體爆炸場所用電氣設(shè)備防爆類型選型表

 

氣體組別

注:中國GB3836標準規(guī)定ⅡC級最小點燃能量為19微焦耳,ⅡA級最小點燃能量為200微焦耳。

氣體分組和點燃溫度,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)可能引爆的最小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區(qū)采用的國際電工委員會(IEC)標準將爆炸性氣體分為四個危險等級:

美國和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成：

三個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

防爆方法對危險場所的適用性：

6.防護代碼

作為應(yīng)用于易爆危險區(qū)的儀表，對其外殼的保護等級亦應(yīng)作出規(guī)定，賦予一定的代碼，即IP等級號。

IEC144規(guī)定的殼體保護等級由一個對應(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：本安型儀表測量電路板不應(yīng)從其殼體中取出，否則會違反IP40所提出的最低要求。保護等級由兩位數(shù)字組成，在其前加上IP字樣。

第二位特征數(shù)字防止進水造成有害影響

第一位特征數(shù)字防止固定導(dǎo)體異物進入

 

抗外界物體沖刺能力防水能力

0：無抗沖穿能力 0：無防水穿能力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12mm（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

爆炸特性

供電限制

供電限制主要體現(xiàn)在以下三個方面：

1、將動力電與電子元件隔離。

2、采取措施杜絕外界干擾電磁場通過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，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，元器件不發(fā)生燃爆。