.,電氣儀表防爆安全技術朱信華2011.5.22,.,近年來，隨著黨和國家政府對安全生產管理的進一步深入，石油、海洋石油、石油化工和化學工業等行業在爭創效益的同時，以人為本、安全生產的意識正在逐步提高。因此，爆炸危險場所的電氣設備、儀器儀表和照明設備（簡稱電氣設備）等在采購、設計、安裝、使用和維修后的防爆安全性能已經越來越得到這些行業的重視。類非礦用防爆電氣設備（工廠用防爆電氣設備）90%是用于石油、海洋石油、石油化工、化學工業和制藥等行業（簡稱石化行業）,這些行業中的危險化學品作業場所存在的易燃易爆氣體/蒸氣種類繁多（目前世界上已經定性的有大約4000余種，其中定量的有1900余種），生產、儲存、運輸等環節工藝裝備復雜多變，釋放源種類繁多，爆炸危險因素難以分析判定。所以如何全面正確認識電氣儀表防爆安全技術，是我們這次交流的內容。,.,爆炸性危險環境/場所,爆炸性物質,釋放源的概念,危險區域劃分,防爆電氣儀表概念,防爆電氣儀表設備的保護等級,防爆電氣儀表設備的選型,防爆電氣儀表設備鑒別,安裝與維護,.,爆炸性物質和爆炸危險環境/場所對氣體或液體物質而言：在防爆技術中，可燃性物質是指物質（這包括氣體、液體和固體）本身是可燃性的，并能夠產生可燃性氣體、蒸氣或薄霧。可燃性液體又包括：可燃性液體和易燃性液體。閃點高于45的稱為可燃性液體；閃點低于45的稱易燃性液體。對固體物質而言：粉塵：在大氣中依靠自身重量可沉淀下來，但也可持續懸浮在空氣中一段時間的固體微小顆粒。可燃性粉塵：與空氣混合后可能燃燒或悶燃、在常溫壓力下與空氣形成爆炸性混合物的粉塵。導電性粉塵：電阻系數等于或小于1103m的粉塵、纖維或飛揚物。爆炸性物質是指可燃性物質與空氣的混合物。,.,爆炸是燃燒的加速度反應。它是可燃物質在點燃源能量的作用下，在空氣或氧氣中，進行化學反應，引起溫度的升高，釋放出熱輻射及光輻射的現象。如果燃燒速度急劇加快，溫度猛烈上升，導致燃燒生成物和周圍空氣激烈膨脹，形成巨大的爆破力和沖擊波并發出強光和聲響，這就是爆炸。爆炸的三個基本條件：即要有可燃物質、助燃物質和點燃源，三者缺一不可。爆炸性危險環境是指：在大氣條件下，可燃性物質與空氣的混合物被點燃爆炸后，燃燒將傳至全部未燃混合物的環境。爆炸危險場所是指：有人員作業的爆炸危險區域。,.,釋放源的概念釋放源是指可能把可燃氣體、薄霧或液體釋放到大氣中以至形成爆炸性混合物的某個部位或某個點。每一臺加工設備：如罐、泵、管道、容器等都應視作潛在的可燃性物質的釋放源。如果這類設備不再盛裝可燃性物質，很明顯它的周圍就不會形成爆炸區域。如果這類設備盛裝可燃性物質，但不向大氣層釋放，同樣是潛在的釋放源，如果設備向大氣中釋放可燃物質，首先要確定大概的釋放頻率和持續時間，來確定釋放源的級別。,.,連續級釋放源：連續釋放或預計長期釋放的釋放源。例如：處理容器的內部，與大氣相通的儲罐，在儲油（液）槽中油(液)上方的蒸氣空間和低于水平面的空間等。第一級釋放源：正常運行時，預計可能周期性或偶爾釋放的釋放源。例如：設備正常運行時，會釋放易燃物質的泵、壓縮機和閥門的密封件處；正常操作時會向大氣釋放物質的取樣點第二級釋放源:在正常運行時，預計不可能釋放，如果釋放也僅是偶爾和短時釋放的釋放源。例如：法蘭、管接頭、連接件；在正常運行時不可能出現釋放的泵、壓縮機和閥門的密封件處、安全閥、排氣孔。多級釋放源:由上述兩種或多種級別組成的釋放源。按連續級或第一級釋放源來劃分。,.,爆炸危險區域劃分,我國對爆炸性危險場所（氣體/蒸汽）劃分的依據是：GB3836.14-2000爆炸性氣體環境用電氣設備第14部分危險場所分類GB50058-1992爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范,根據爆炸性氣體（蒸氣）環境出現的頻率和持續時間把危險場所分為以下區域。0區：爆炸性氣體環境連續出現或長時間存在的場所。1區：在正常運行時，可能出現爆炸性氣體環境的場所。2區：在正常運行時，不可能出現爆炸性氣體環境，如果出現也是偶爾發生并且僅是短時間存在的場所。,.,爆炸性氣體/蒸氣危險環境區域的劃分是依據釋放源的性質來確定的。,原則上，在沒有任何外界條件影響的情況下，連續級釋放源周圍形成0區；第一級釋放源周圍形成1區；第二級釋放源周圍形成2區。通風，即空氣流動，使新鮮的空氣置換釋放源周圍的大氣以促進可燃性氣體逸散。通風速率適當，也能避免爆炸性氣體環境的持久性，影響區域類型。通風形式：A）自然通風；B）人工通風:整體或局部通風。在露天場所，自然通風通常能夠對消散場所中出現任何爆炸性環境起到重要作用。人工通風：例如：采用通風機或排氣裝置。人工通風主要用于戶內或封閉的空間場所。分為：高級通風（VH）；中級通風（VM）和低級通風（VL）三種。,.,.,可燃性粉塵危險區域的劃分依據是：根據可燃性粉塵環境出現的頻率和持續時間，把危險場所分為三個區域。它們是：20區、21區和22區。,20區：在正常運行過程中可燃性粉塵連續出現或經常出現，其數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場所及容器內部。,21區：在正常運行過程中，可能出現粉塵數量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物但未劃入20區。,22區：在異常條件下,可燃性粉塵云偶而出現并且只是短時存在、或可燃性粉塵偶而出現堆積或可能存在粉塵層并且產生可燃性粉塵空氣混合物的場所。,.,防爆電氣設備概念,防爆電氣設備：在爆炸危險場所安全運行的所有帶電設備。防爆電氣設備的分類：類：煤礦用防爆電氣設備；類：除煤礦用以外的電氣設備（石油和化工用電氣設備）；粉塵類：用“DIP”表示。防爆電氣設備的結構型式：爆炸性氣體環境中安裝的電氣設備主要有隔爆型電氣設備、增安型電氣設備、本質安全型電氣設備、正壓型電氣設備、澆封型電氣設備、充油型電氣設備、充沙型電氣設備、“n”型電氣設備,除這些結構以外的，并經檢驗機構檢驗確認的防爆特殊型“s”。主要介紹常用的幾種類型：d、e、p、n、i,.,GB3836.1-2000爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分：通用要求GB3836.2-2000爆炸性氣體環境用電氣設備第2部分：隔爆型“d”GB3836.3-2000爆炸性氣體環境用電氣設備第3部分：增安型“e”GB3836.4-2000爆炸性氣體環境用電氣設備第4部分：本質安全型“i”GB3836.5-2004爆炸性氣體環境用電氣設備第5部分：正壓外殼型“p”GB3836.6-2004爆炸性氣體環境用電氣設備第6部分：油浸型“O”GB3836.7-2004爆炸性氣體環境用電氣設備第7部分：充砂型“p”GB3836.8-2003爆炸性氣體環境用電氣設備第8部分：“n”型電氣設備GB3836.9-2006爆炸性氣體環境用電氣設備第9部分：澆封型“m”GB12476.1-2000可燃性粉塵環境用電氣設備第1部分：用外殼和限制表面溫度保護的電氣設備第1節：電氣設備的技術要求,.,防爆電氣設備的通用技術要求GB3836.1-2000爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分：通用要求所規定的是各種防爆結構類型電氣設備所共同需要遵守的技術指標。這些技術條款約束著它們共性的潛在危險。這個標準的內容除非被其它專業標準修改或補充。,.,適用條件：按此標準制造的防爆電氣設備一般的運行條件：環境溫度:-20+40；大氣壓力：80kPa（0.8bar）110kPa（1.1bar）和標準氧含量體積比為21的空氣。對在超出上述范圍以外的環境條件中使用的電氣設備需要特殊考慮。例如：當在低于-20環境溫度下運行的設備，其相關的防爆參數都要進行試驗驗證或相應的修正。當在高于+40環境溫度下運行時，其電氣設備的表面溫度值應進行相應的修正測量來確定其溫度組別。若設備銘牌上或證書中沒有特殊說明，均視為一般的運行條件。,.,防爆型式為防止電氣設備引起周圍爆炸性氣體引燃而采取的特定措施。也稱之為“防爆結構型式”。特定的爆炸性環境的設備（特殊型）依據特定應用的爆炸性氣體環境，對設備進行特定檢驗。這種情況，應在設備上作出相應的標志“s”,并在防爆合格證中說明允許應用的危險區域。例如：“ExsT4”。爆炸性氣體混合物的分級由于每一種氣體/蒸氣的物理、化學性質不同，其點燃、爆炸的特性也各不相同。根據氣體/蒸氣的最大試驗安全間隙和最小點燃能量的大小，將其劃分不同的級別：即A、B、C，其中A級的約占全部氣體/蒸氣的80%左右，B級的約占1520%左右，C級的僅確認有6種。爆炸混合物分級,主要是便于該環境的隔爆型電氣設備和本質安全型電氣設備和nC、nL型的制造及應用。其他防爆結構類型不存在級別劃分。,.,.,氣體點燃溫度組別劃分：,所謂點燃溫度是指:在規定的測試條件下,點燃爆炸性介質所需的最低溫度。一般是指爆炸性氣體接觸的發熱部件/外殼表面的點燃溫度。,溫度組別最高表面溫度T1450T2300T3200T4135T5100T685在環境溫度-20+40下使用，不需附加標志。否則應標注特定的環境溫度。,.,符號“U”的表示用來表示Ex元件的符號。所謂Ex元件表明：此元件只是防爆結構型式的一個部分，不能夠單獨使用，只能與其它元件或部件配合，才能成為一個完整的防爆設備。此元件往往是制造商的通用配件。一般在此Ex元件的防爆合格證號后加注“U”。例如：“CE081036U”符號“X”的表示用來表示特殊安全使用條件或限定條件的符號。例如：對設備安裝位置的限定要求、對引入電纜的選用要求、對外殼抗沖擊能量的說明等。一般是在防爆合格證號后加注“X”，并在備注欄中說明限制條件。例如：防爆燈具的合格證CE081023X，備注欄中注明“此燈具限垂直向下安裝”。,.,對外殼的要求：1、強度要求：對于防爆電氣設備外保護的殼體應能承受一定的抗物的沖擊能力，防止殼體損壞，造成防爆性能或保護性能失效。,.,此外，對于手持式或便攜式電氣設備除了保證其抗沖擊外，還應在使用狀態下保證從1m高自由跌落到水平的混凝土地面上而不損壞。2、對外殼的材料要求：輕合金外殼允許按下列的質量百分比：對于0區，鋁、鎂、鈦和鋯的總含量不允許大于7.5；對于1區，鎂的總含量不允許大于7.5；對于2區，除風扇、風扇罩和擋風板應符合1區的要求外，其他無要求。如果超過了以上規定的含量，設備應按要求加標志“X”，并且安全使用的特殊條件應包含足夠的信息使用戶確定設備特殊應用的適應性。例如：“避免由于沖擊或摩擦的點燃危險”。,.,非金屬外殼和外殼的非金屬部件：非金屬材料的外殼或外殼部件的耐熱和耐寒性能（熱穩定性）應滿足規定的試驗要求。設備外殼表面應設計為在正常使用、維護和進行清潔的情況下，能避免產生引燃危險的靜電電荷的結構，該要求可通過下列措施之一來滿足:a)外殼的表面電阻不大于1G；或者b)通過限定外殼非金屬部件的表面積;C）設置警告標志，例如：“清潔時，請用濕布擦拭”。耐光照性能：如果與防爆型式有關的外殼或外殼部件是非金屬材料，并且無防光照保護，則外殼應保證耐光照試驗合格。所謂“光照”包括日光和燈光（尤其是大功率光源）。透明玻璃罩及觀察窗應采用具有一定強度的材料制成，并能夠承受熱劇變試驗合格。,.,膠粘材料：用于防爆電氣設備外殼或部件粘接的材料應保證在預期的工作條件下和設備額定運行值范圍內，對于其所承受的最低溫度和最高溫度應有足夠的熱穩定性，防止材料變質，影響防爆性能。,3、對外殼的防護要求：防爆電氣設備的外殼應合理地采取防護措施（IP），這樣做的目的：一是滿足有些防爆型式的特定要求；二是起到設備正常運行防護的需要，尤其是戶外安裝的設備。襯墊保持在外殼防護等級與安裝或者維護規定打開的襯墊接合面的情況下，襯墊應粘附或固定到配合面的一個面上以防止丟失、損壞或不正確的組裝。燈具中的光源應有透明保護罩，該透明保護罩可由網孔不大于2500mm2的保護網來保護。如果網孔超過2500mm2，則該燈具應視為無保護進行試驗。,.,外殼的引入裝置向設備的引入應是通過位于外殼壁或設計裝配在外殼壁內或壁上的光孔或螺紋孔進行。1）引入裝置的標識應指明引入電纜或導管的位置和最大允許數量。螺紋式引入裝置的螺紋型式（例如：公制的或錐管螺紋NPT）應在設備上作出標志或者是應在安裝說明書中規定2）電纜密封套電纜壓緊螺母不應損壞安裝其上的電氣設備的防爆特性。3）封堵件用于封閉電氣設備外殼壁未使用的開孔時，應滿足相關的專用防爆型式的要求。封堵件應只能使用工具拆除。4）導線溫度在額定工作狀態下，如果電纜或導管引入裝置部位的溫度高于70，或在芯線分支部位高于80，電氣設備應適當地作出標志（“X”）以便用戶正確選擇電纜密封套和電纜或導線。5）引入裝置中的橡膠密封圈應按規定的老化試驗合格。,.,緊固件對于保證防爆型式或用于防止觸及裸露帶電零件所必須的緊固件，只允許適用工具才能松開或拆除。含輕金屬的外殼用的緊固件允許用輕金屬或塑料制成，只要緊固件的材料適合外殼材料即可。在防爆型式專用標準中要求用特殊緊固件時，則特殊緊固件應是符合ISO262粗牙的公制螺紋，公差等級符合6g/6H。等電位連接,.,3）不要求接地的電氣設備在不要求接地或等電位連接的的情況下，例如，在某些具有雙重或加強絕緣的電氣設備中，或者對于不需要附加接地的情況，內接地或外接地或等電位連接件不必要提供。另外，電氣設備外接地連接件應能至少與截面積4mm2的接地線有效連接。,接地1）內部接地對于接地或等電位導體的連接件應設在電氣設備內部鄰近其它連接件。2）外接地電氣設備的金屬外殼應設置輔助的外接地連接件，電氣設備在下列情況的除外：通電時移動并且具有接地芯線或等電位線的電纜；或僅僅安裝于不要求外接地連接的配線系統，例如，金屬導管或鎧裝電纜。,.,隔爆型電氣設備(d),隔爆型電氣設備是指具有隔爆外殼的電氣設備，防爆標志為“d”。隔爆外殼是指能承受內部的爆炸壓力，并能阻止爆炸火焰向周圍環境傳播的防爆外殼。電氣設備外殼的內部由于呼吸作用會進入周圍的爆炸性氣體混合物，當設備產生電火花及危險高溫時，將引燃殼內的爆炸性氣體混合物，形成巨大的爆破力及沖擊波。一方面隔爆外殼應能承受內部的爆炸壓力而不破損；另一方面隔爆外殼的接合面應能阻止爆炸火焰向殼外傳播點燃周圍的爆炸性氣體混合物。因此隔爆外殼應有耐爆性及隔爆性兩種特性。,.,隔爆型電氣設備的外殼材料一般采用金屬材質制成。常用的有鋼板、鑄鋼、鑄鋁合金、鑄鐵等材料。當采用鑄鋁時，應用抗拉強度不低于12Mpa，含鎂量不低于6%的鋁合金。當外殼容積不大于0.01升時，可采用陶瓷材料制造；當外殼容積不大于0.5升時，可采用塑料材料制造，但塑料外殼的結構強度受成型工藝及易自然老化的影響，一般用于外殼容積小于0.1升的隔爆部件。,由于制造、安裝、維護等原因，隔爆外殼不可能是天衣無縫的整體，而是由許多個零部件組成。零件間的連接縫隙會成為殼內的爆炸產物所通過的路徑，引燃周圍的爆炸性氣體混合物。這些零部件的配合部分稱隔爆接合面，其接合縫隙稱隔爆接合面間隙。,隔爆接合面的結構形式有平面式、圓筒式、止口式、螺紋式、曲路式以及膠粘密封等。隔爆級別分為：A、B、C,.,平面隔爆接合面,外殼內部,外殼內部,i,i0.2(A)i0.15(B)i0.1(C),.,止口隔爆接合面,外殼內部,外殼內部,外殼內部,L=c+d(IIA,IIB,IIC)c6.0mm(IIC)3.0mm(I,IIA,IIB)d0.50L(IIC)f1.0mm(I,IIA,IIB,IIC),外殼內部,圓筒部分和平面部分僅僅圓筒部分,i0.2(A)i0.15(B)i0.1(C),.,k無摩擦允許的最小徑向間隙m計入k值時的最大徑向間隙D-d直徑差,旋轉電機的軸封接合面,.,螺紋隔爆接合面,i0.2(A)i0.15(B)i0.1(C),.,粘接接合面,隔爆外殼的部件可以直接粘合在外殼壁上，與后者構成不可分的組件，或者粘合到金屬框架內，使組件能作為一個整體更換，不損壞粘合。,粘接接合面僅僅允許用于保證由它們組成的隔爆外殼的密封。其結構應使組件的機械強度不僅僅依賴粘接材料的粘接強度。,從容積V的隔爆外殼內側到外側穿越粘接接合面的最短路徑應該是：如果V10cm3時，不小于3mm;如果10cm3V100cm3時，不小于6mm;如果V100cm3時，不小于10mm。,.,、A和B類外殼接合面最小寬度和最大間隙,.,C類外殼接合面的最小寬度和最大間隙,.,5.對于隔爆型電氣設備，須檢查對應隔爆級別（A、B、C）的結構型式。（1）對于法蘭平面配合的隔爆接合面一般用于A、B級，如果隔爆腔凈容積小于0.5升，配合間隙小于0.04mm，隔爆面配合長度大于9.5mm，允許使用在不含乙炔的C級。（2）圓筒式配合的隔爆接合面，對于靜止的結構只能用于A、B級，對于操作和旋轉機構，可用于A、B、C。（3）止口（平面加圓筒）式隔爆接合面可以用于A、B、C級。（4）螺紋配合接合面可用于A、B、C級。（5）膠粘接合面用于A、B、C級。特別注意：電器、儀表中的觀察窗、燈具的透明件與金屬課題殼體隔爆配合面，只能采用膠粘，或金屬襯墊，或直接配合的方式，不允許采用橡膠襯墊配合。其中膠粘配合面可用于A、B、C級，其它配合型式參照1）的規定。,.,構成隔爆外殼部件的呼吸和排液裝置呼吸和排液裝置含有透氣元件，這些元件應能夠承受它所安裝的隔爆外殼內部爆炸產生的壓力，并且能夠防止向外殼周圍爆炸性環境傳爆。具體規定如下：1）隔爆外殼內部爆炸的動態效應而不產生損害透氣元件阻火性能永久性變形或損壞。2）這些要求同樣適用于傳聲裝置。3）呼吸和排液孔不應利用故意擴大平面接合面的間隙獲得。4）用于含有乙炔的爆炸性氣體環境中的呼吸或排液裝置的元件的含銅量應不超過60%，以限制乙炔化合物的形成。5）應規定呼吸和排液裝置及其零部件的尺寸。,.,隔爆外殼上的幾個主要零部件：,緊固件應有足夠的機械強度，殼體內部爆炸時內部產生的壓力，不會引起螺栓斷裂。緊固件應有防銹、防松措施，以保證平面式隔爆接合面的間隙。用螺栓緊固時，若用彈簧墊圈防松，只需將彈簧墊圈壓平即可，不宜擰得太緊，應保證各個螺栓受力均勻。為了避免外力對緊固螺栓的剪切，蓋和殼體接合處的外型尺寸必須一致。其中：1）螺紋應是粗牙的公制螺紋，公差等級為6g/6H；2）不允許使用塑料材料和輕合金。3）螺釘和螺母的屈服應力至少為240N/mm2。4）緊固件不應穿透隔爆外殼壁，除非它們與壁構成隔爆接合面并且與外殼是不可分開的，例如利用熔接、鉚接或其他等效方法。5）對于不穿透隔爆外殼壁的螺釘或螺栓孔，隔爆外殼壁的剩余厚度應至少是螺釘或螺栓直徑的三分之一，最小3mm。6）當螺釘沒有配墊圈完全擰入到隔爆外殼壁的盲孔中的時候，在孔的底部至少保留一整扣螺紋的余量。,.,連鎖裝置和警告牌：正常運行時會產生火花和高溫的電氣設備，須設置聯鎖裝置。聯鎖裝置的機構應保證電源接通時殼蓋不能打開；殼蓋打開后，電源不能接通。用螺栓緊固的外殼允許用警告牌代替聯鎖裝置。警告牌內容：“嚴禁帶電開蓋！”；若有高溫元件或儲能元件，應注明“斷電后延遲分鐘開蓋”。,.,透明件主要用于照明燈具的透明罩、儀表窗口、指示燈罩等部位。照明燈具、電器儀表的觀察窗的透明件一般采用鋼化玻璃制成，要有一定的厚度。應能承受規定的沖擊試驗、耐壓試驗和熱劇變試驗。隔爆外殼上固定透明件的方法有膠粘式、襯墊式兩種。,隔爆外殼上的襯墊有兩種形式：防爆用的襯墊，應采用金屬或金屬包覆的可壓縮不燃材料；防護用的襯墊，應采用橡膠或塑料的可壓縮不燃材料，且不能計算在隔爆接合面內。,.,引入裝置是電纜或導線進出電氣設備的隔爆部件。按按其結構分有橡膠密封圈式、填料密封式、帶螺紋的電纜引入方式之分。,.,.,.,增安型電氣設備(e),增安型電氣設備是指對正常條件下不會產生電弧或電火花的電氣設備，進一步采取措施，提高其安全程度，防止電氣設備產生電弧、電火花及危險高溫的電氣設備。其防爆標志為“e”。,增安型電氣設備是采取了以下結構措施來提高電氣設備安全性的：1、有效的外殼防護；2、電路的可靠連接；3、增大電氣間隙和爬電距離；4、限制設備的溫升；5、提高絕緣性能。,.,有效的外殼防護：增安型電氣設備是依靠外殼的防護措施來保護內部的電氣部件的。外殼防護措施不好，粉塵及水分會侵入殼體內的電氣絕緣構件上，造成電氣設備的過載或短路，產生電火花或電弧，引燃周圍的爆炸性氣體混合物。此外，外殼要承受一般外物的沖擊，防止外殼破裂。增安型電氣設備的外殼防護等級應符合以下規定：1）內裝裸露帶電零件的外殼（如接線連接件），至少應有IP54的外殼防護等級；2）內裝絕緣帶電零件的外殼（如電磁閥線圈），至少應有IP44的外殼防護等級。具有排水孔或通風孔的保護殼體可以在1）情況下防護等級不低于IP44；或2)情況下不低于IP24。對于安裝在清潔環境下，并且定期由經過培訓的人員監視的旋轉電機的外殼（端子箱和裸露帶電部件除外）可以不低于IP20。但是，應能防止固體外物通過通風孔垂直落入電機外殼中。,.,電路的可靠連接：外部電纜的連接：外部電纜進入電氣設備后，一般都在接線端子處接線。如果連接件尺寸過小，連接件上的電流密度過高將造成接點過熱，如果連接松動接觸不良將產生電火花，都有可能引燃周圍的爆炸性氣體混合物。為此，電氣連接件應有足夠尺寸，保證與電氣設備額定電流相適應的導線可靠連接。無論連接件的結構如何，均應有可靠固定和防松措施，制造廠在說明書中應規定連接導線的規格及數量。,內部導線的連接：增安型電氣設備內部導線的連接同樣應連接可靠，并應消除不適當的機械應力。因此只允許采用以下導線的連接方法：a）能防止松動的螺栓及螺釘連接；b）擠壓連接；c）導線用機械方法連接后，再用錫焊連接；d）硬焊連接；e）溶焊連接。,.,增大電氣間隙和爬電距離：電氣間隙是指兩個導電部分之間的最短空間距離；爬電距離是指兩個導電部分之間沿絕緣材料表面的最短距離。,.,.,絕緣材料的耐泄痕性,.,選用優質的絕緣材料：通常，從絕緣材料產品的形態可分為三大類：氣體、液體、固體絕緣材料。氣體絕緣材料在高壓開關中應用較廣，液體絕緣材料以礦物油為主用作低壓變壓器的絕緣油；固體絕緣材料大量用作電氣設備的絕緣構件。防爆電氣設備的絕緣材料有以下要求：1）固體絕緣材料應有不燃、難燃性能；2）固體絕緣材料吸潮性要小；3）固體絕緣材料應有耐電弧性能；4）固體絕緣材料應有耐熱性能。,.,影響絕緣材料功能的機械性能，例如強度和剛度在下列條件下應滿足要求：a.高于電氣設備額定運行時的最高溫度至少20K，最低為80，或b.對于絕緣繞組、內部布線和與電氣設備永久連接的電纜，在電氣設備額定運行時達到的最高溫度。5）對于繞組應在緊固和包覆繞制之后進行干燥除去潮濕，然后用合適的浸漬漆浸漬。用涂刷或噴灑進行涂覆不認為是浸漬。浸漬時，浸漬和干燥處理至少進行兩次。,.,.限制設備的表面溫度：限制設備的表面溫度是增安型電氣設備主要的防爆措施。因為，增安型電氣設備的外殼只有防護功能，設備的表面溫度不能考慮外殼的表面，而應考慮殼內的電氣部件表面溫度。這樣，很難提高設備的溫度組別，因此，須從限止極限溫度及進行電氣保護兩個方面著手解決。所謂極限溫度是指電氣設備或其部件的最高允許溫度。在確定極限溫度時，應考慮兩個因素：一是爆炸性氣體混合物被點燃的危險溫度；二是結構材料的極限溫度。對于電動機應在啟動、額定運行或規定的過載狀態（tE時間結束時），其任何部位的最高表面溫度均不允許超過規定的溫度保護裝置一般有兩種形式：a）電流保護方式b）溫度保護方式,.,對于增安型燈具，應特別注意光源的選擇：1、具有符合規定的單插腳冷起動熒光燈；2、管式雙插腳熒光燈（電路應連接成無預熱陰極）；3、白熾燈；4、不存在燈泡破裂后光源部分仍有高于限制溫度的危險的其它光源。單插腳熒光燈雙插腳熒光燈,.,澆封型電氣設備電氣設備的一種防爆型式。在這種防爆型式中，將產生點燃爆炸性混合物的火花或過熱的部分封入復合物中，使它們在運行或安裝條件下不能點燃爆炸性混合物。防爆標志為“ma/mb”。復合物為：熱固性的、熱塑性的，環氧樹脂（冷固）或彈性物質，有或無填充劑和/或添加劑，在固化后認為是復合物。復合物材料在性能上應能承受設備在運行時和工作/故障發熱溫度。復合物的澆封工藝和要求應滿足標準。,.,保護等級：澆封型電氣設備分為“ma”或“mb”兩種保護等級。“ma”保護等級：應在下列各種情況下不能引起點燃：1）在正常的運行和安裝條件下；2）任何規定的非正常條件；3）定義的故障條件下。所以，ma保護等級的設備允許使用在0區。“mb”保護等級:應在下列各種情況下不能引起點燃：1）在正常的運行和安裝條件下；2）定義的故障條件下。所以，mb保護等級的設備允許使用在1區以下。,.,正壓外殼型電氣設備(p)正壓外殼型電氣設備是指具有正壓外殼的電氣設備。防爆標志為“p”。所謂正壓外殼是指保持內部保護氣體的壓力高于周圍爆炸性氣體環境的壓力，阻止外部混合物進入的外殼。,.,正壓型電氣設備有連續氣流正壓、泄漏補償正壓、靜態正壓三種結構型式。連續氣流正壓是指保護氣體連續通過正壓外殼，使外殼保持正壓的方法。泄漏補償正壓是指在各個排氣口封閉時，對正壓外殼和管道內保護氣體不可避免的泄漏進行補償，使殼內保持正壓的方法。靜態正壓是指不添加保護氣體而保持危險場所中正壓外殼內正壓值的方法。,正壓型電氣設備的防爆型式是以外部的爆炸性環境（1區、2區）、是否有內釋放、正壓外殼內是否有點燃能力為依據來劃分的。pX型-將正壓外殼內的危險從1區降至非危險。py型-將正壓外殼內的危險從1區降至2區的正壓保護。pz型-將正壓外殼內的危險從2區降至非危險的正壓保護。,.,具體見下表：,.,.,石油和化學工業電氣產品防爆質量監督檢驗中心/國家安全生產天津防爆電氣檢測檢驗中心,正壓保護裝置的結構要求：通至正壓外殼內的保護氣體通常采用清潔空氣或惰性氣體。除罐裝保護氣體外，保護氣體進入管道的位置應設在非危險環境。正壓外殼內的保護氣體應是干燥、不含油、粉塵、纖維、化學劑、可燃物的氣體。因此，管道內應設置干燥過濾器，且空氣源的采集位置應在安全區，并應注意風向、風速的影響。正壓外殼及管道內的所有空間的最小氣體壓力值應不低于50Pa（正壓小屋為25Pa),特別要保證泄漏部位的最小氣體壓力值。,.,正壓設備具體工作原理：1、正壓型電氣設備在開啟前，首先要進行換氣。換氣過程以最小換氣量來實現。即至少通以5.0倍正壓外殼及管道容積的氣量值進行沖洗，使殼體內無爆炸性氣體混合物后才能通電。當進入外殼及管道的最小流量確定后，為達到最小換氣量的時間稱最小換氣時間。換氣過程只須控制最小換氣時間即可完成。2、對于在換氣過程中實現控制目的的電氣系統，應采用適合的防爆結構型式，保證正壓型電氣設備的整體安全。3、正壓型電氣設備在啟動、運行時，會有氣壓不足的情況。所以，正壓型電氣設備應設置補氣及控制系統，保證低于工作壓力時，進行自動補氣；壓力再降低時，進行報警；壓力降低至最小值時，應自動切斷電源系統。整個控制過程要運行可靠。4、當內部安裝有發熱元件時，當元件的表面溫度超過規定的溫度組別時，應采取氣密或澆封防爆措施加以保護。5、有內置系統的正壓外殼型電氣設備，在外殼內有釋放源產生，所以要按規定采取有效措施進行控制。對于正壓小屋的要求。,.,“n”型電氣設備“n”型電氣設備是專門用于2區爆炸性氣體環境的設備，過去稱無火花型電氣設備。這種型式的電氣設備，在正常運行時一些規定的異常條件下，不能點燃周圍的爆炸型氣體環境。注1：本標準的要求是試圖保證不可能發生能引起點燃的故障。注2：規定的異常條件的示例是具有燈泡故障的燈具。“n”型電氣設備有以下的幾種防爆形式：無火花電氣設備：ExnA有火花電氣設備：ExnC限制呼吸外殼：ExnR限制能量設備：ExnLn-正壓外殼：ExnZ,.,石油和化學工業電氣產品防爆質量監督檢驗中心/國家安全生產天津防爆電氣檢測檢驗中心,無火化裝置“nA”:裝置的結構使正常使用條件下產生能引起點燃的電弧、火花的危險減少至最小。“nC”型裝置和元件:澆封裝置“nC”:含有空腔或不含空腔的裝置，他它被設計成全部被埋入澆封復合物中，使其密封起來阻止外部大氣進入。封閉式斷路裝置器“nC”:裝有通、斷電觸頭的裝置，它在進入其內部的可燃性氣體或蒸氣爆炸時不會損壞，并且也不會將內部爆炸傳播到外部的可燃性氣體或蒸氣。氣密式密封裝置“nC”:其結構使外部大氣不能進入其內部，并且密封是通過熔接，例如釬焊、銅焊、熔焊或玻璃與金屬的熔接來實現的。非點燃元件“nC”:元件具有接通或斷開規定的具有點燃能力的電路的觸頭，但是接觸機構的結構使元件不能夠點燃規定的爆炸性氣體環境。密封裝置“nC”:裝置設計成在正常運行期間不能打開，并且有效地密封阻止外部的大氣進入。限能設備“nL”:電路和結構的設計符合能量限制原理的電氣設備。限制呼吸外殼“nR”:設計成能限制氣體、蒸氣和霧進入的外殼。,.,“n”型電氣設備屬類設備，僅限于使用在2區危險場所。對限制能量設備，也可劃分A、B或C。目前，國內廣泛采用的主要是ExnA、ExnR和ExnZ。例如：無火花型電動機，限制呼吸外殼的燈具、制冷壓縮機，正壓外殼的簡易控制箱。主要介紹nR型燈具和nA電動機：,.,充砂型電氣設備“q”充砂型電氣設備是將能點燃爆炸性氣體的導電部件固定在適當位置上，且完全埋入填充材料中，以防止點燃外部爆炸性氣體環境。這種防爆型式不能阻止爆炸性氣體進入設備和Ex元件而被電路點燃。但是，由于填充材料中空隙小，且火焰通過填充材料中的通路時被熄滅，從而防止外部爆炸。填充材料為標稱值0.51mm石英或玻璃顆粒。電氣設備的保護外殼應能夠承受規定的外力沖擊和具備IP54以上的防護等級。若防護等級高于IP55時，應在外殼上增加呼吸裝置。充砂型電氣設備目前主要用于要求散熱性能的電氣元件上，例如燈具的鎮流器。,.,油浸型電氣設備“o”,油浸型防爆型式是將電氣設備或電氣設備的部件整個浸在保護液中，使設備不能夠點燃液面上或外殼外面的爆炸性氣體。,保護液是符合IEC60296的礦物油或符合：1）著火點最低為300；2）閃點（閉杯）最低為200；3）在25時測定保護液的動粘度最高為100cSt；4）電氣擊穿強度最低為27kV。5）在25時測定保護液的體積電阻最低為11012（25）.m；6)凝固點最高應為-30；7)保護液不應對所接觸材料的性能產生不利的影響。油浸型結構主要用于冷卻、固定安裝的開關、控制器等。,.,本質安全型電氣設備（i）,本質安全電路:在規定的條件下(包括正常工作和規定的故障條件下)，產生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣體環境的電路。本質安全設備：其內部所有的電路都是本安電路的電氣設備。關聯設備：裝有本質安全電路和非本質安全電路，而且結構使非本質安全電路不能對本質安全電路產生不利影響的電氣設備。一般為安全柵，主要用于電網供電的儀器設備。本質安全電路分為A、B、C三個級別。,安全柵,本安電路,非本安電路,.,本安電路的安全等級：ia等級:正常工作和一個故障，安全系數K1.5；二個故障，安全系數K1.0；ib等級:正常工作和一個故障，安全系數K1.0。本質安全型設備的特點：1.ia等級的設備可用于危險場所0區；2.體積小，重量輕，造價低；3.結構簡單，易操作、維護。4.由于能量限制的原理，有局限性。,.,粉塵防爆電氣設備,電氣設備采用防塵或塵密外殼的結構及限制表面溫度的方法對可燃性粉塵環境進行保護的電氣設備。此防護型式是粉塵防爆電氣設備的一種結構型式。防粉塵點燃的標志“DIP”。防塵型電氣設備的分類及使用危險場所：國際上分A、B型兩大類，兩者都具有相同的防點燃水平。A型：歐州供應商一般采用的防塵型電氣設備；B型：北美國家供應商一般采用的防塵型電氣設備。,.,可燃性粉塵區域的電氣設備的防爆型式:,.,防爆電氣設備的防爆標志爆炸性氣體環境電氣設備的防爆標志：Ex防爆結構類別()級別(A/B/C)溫度組別(T1T6)例如：隔爆型設備ExdBT4增安型設備ExeT3如果設備整體是由多種防爆結構組成，則：在防爆結構欄中順次標注：主體、次主體例如：主操作腔為d，接線腔為e的防爆操作柱：ExdeBT4,.,例如：指示燈為澆封型、開關元件為隔爆型、按鈕為隔爆型、接線端子和外殼為增安型的全塑主令控制箱。其防爆標志為：ExedmCT5例如：增安型全塑熒光燈，光源及插接裝置、接線端子和燈罩為增安型，連鎖開關為隔爆型，鎮流器為充砂型。其防爆標志為：ExedqCT4,.,防爆電氣設備的保護等級（EPL)國家標準GB3836.1即將變化動態：最近頒布的標準首次將氣體和粉塵的要求合并。不久頒布的標準將合并氣體和粉塵的要求。增加設備的保護等級（EPL）：依據設備成為點燃源的可能性及區別爆炸性氣體環境、爆炸性粉塵環境和有甲烷的煤礦爆炸性環境的差別而規定的保護等級。粉塵增加組別Ga：氣體環境，具有“很高”的保護等級，在正常運行過程中、在預期的故障條件下或者在罕見的故障條件下不會成為點燃源。Gb：氣體環境，具有“高”的保護等級，在正常運行過程中、在預期的故障條件下不會成為點燃源。Gc：氣體環境，具有“加強”的保護等級，在正常運行過程中不會成為點燃源，也可采取附加保護，保證在點燃源有規律預期出現的情況下（例如燈具的故障），不會點燃。,.,Da：粉塵環境，具有“很高”的保護等級，在正常運行過程中、在預期的故障條件下或者在罕見的故障條件下不會成為點燃源。Db：粉塵環境，具有“高”的保護等級，在正常運行過程中、在預期的故障條件下不會成為點燃源。Dc：粉塵環境，具有“加強”的保護等級，在正常運行過程中不會成為點燃源，也可采取附加保護，保證在點燃源有規律預期出現的情況下（例如燈具的故障），不會點燃。,.,氣體類防爆類型及適用的保護等級：“d”:隔爆型（對于EPLGb或Mb）；“e”:增安型（對于EPLGb或Mb）；“ia”：本質安全型（對于EPLGa或Ma）；“ib”：本質安全型（對于EPLGb或Mb）；“ic”：本質安全型（對于EPLGc）“ma”：澆封型（對于EPLGa或Ma）；“mb”：澆封型（對于EPLGb或Mb）；“mc”：澆封型（對于EPLGc）-在考慮之中“nA”：無火花，（對于EPLGc）；“nC”火花保護，（對于EPLGc）；“nR”：限制呼吸（對于EPLGc）；“nL”：限能（對于EPLGc）；“o”：油浸型；（對于EPLGb）“px”:正壓型（對于EPLGb或Mb）；“py”：正壓型“py”等級（對于EPLGb）；“pz”：正壓型“pz”等級（對于EPLGc）；“q”：充砂型（對于EPLGb或Mb）；,.,粉塵的組別：,舉例表示：ExdeCT4GbExtbCT135T250180DbIP66Tamb-30to50,.,粉塵的防爆類型及適用的保護等級：“ta”:隔爆型（對于EPLDa）；“tb”:增安型（對于EPLDb）；“tc”：本質安全型（對于EPLDc）；“ia”：本質安全型（對于EPLDa）；“ib”：本質安全型（對于EPLDb）；“ic”：本質安全型（對于EPLDc）；-在考慮之中“ma”：澆封型（對于EPLDa）；“mb”：澆封型（對于EPLDb）；“mc”：澆封型（對于EPLDc）-在考慮之中“p”：正壓型（對于EPLDb或Dc）；,.,.,防爆電氣設備的選型,GB3836.15-2000爆炸性氣體環境用電氣設備危險場所電氣安裝規定：0區：ia等級的本質安全型；ma等級的澆封型。1區：ia/ib型；d型；p型；q型;o型；ma/mb型；e型（包括接線盒/箱、單插頭熒光燈和配有合適熱保護裝置的低壓異步電動）；復合型等。2區：上述類型和n型。GB12476.2-2006可燃性粉塵環境用電氣設備第2節：電氣設備的選擇、安裝和維護規定：,.,選用防爆電氣設備：1、滿足危險場所劃分的危險區域來選用相應的電氣防爆類型；如果場所中同時存在氣體和粉塵，應同時考慮滿足要求。2、要根據危險環境可能存在的易燃易爆氣體/蒸氣/粉塵的種類來選擇防爆電氣設備的級別和溫度組別；3、考慮其他環境條件對防爆性能的影響（例如：危險化學品作業場所中普遍存在既有易燃易爆的危險，還同時受到化學腐蝕，或鹽霧、或高溫、高濕，或沙塵、雨水，或振動的影響）；4、保證石油、海洋石油、化學工業等行業危險場所安裝使用維護的特殊性，例如：帶電設備的種類和結構繁多，而且安裝位置多變，操作、檢修人員素質不同；5、選用具有防爆合格證、生產許可證以及國家相應認證的產品。6、具體的安裝配線需要。,.,根據危險程度的高低，氣體/蒸氣危險場所劃分為：0區、1區和2區，它們的劃分主要取決于釋放源（爆炸危險源）的釋放程度，當然，場所中的建筑物結構、通風設施的能力以及場所所處的自然因素等都會對其劃分有影響，甚至影響很大。0區場所一般局限于石油和化工反應或儲存裝置內或排放口等較小的區域。防爆電氣設備只能選用“ia”和ma型式。但國際電工委員會IEC60079-26專門對O區使用的電氣設備做了詳細規定,規定中的結構類型已經不僅僅是這兩種類型。對于1區、2區場所而言，企業一般為了提高安全程度，均愿意選擇1區使用的防爆類型的電氣設備，例如：隔爆型、本質安全型、正壓型、澆封型等。如果應用環境/場所是戶外或有輕微腐蝕、沙塵雨水的2區時，往往愿意選用防護能力較強的防爆類型電氣設備，例如：增安隔爆復合型“de”、增安型“e”、“n”型等。,.,防爆電氣產品的鑒別1.設備總體防爆標志：應在設備外殼明顯處標/鑄有防爆標志全稱，如:ExdeBT4。2.產品名牌：內容應包括：1）防爆標志；2）防爆合格證號；3）特定的要求，如：環境要求或安裝使用限制等；4）出廠日期/編號。注意：取消名牌右上角注明“Ex”的規定。3.設備整體外觀：1）金屬外殼的隔爆型設備：殼體相對壁厚、鑄面光滑無凹凸不平狀況，保證其承受爆炸強度要求和無砂孔。2）防爆型燈具的燈體要大，以保證其散熱能力和溫度組別要求，提高光源的使用壽命。3）設備具備內外接地并有接地標志。4）注意電氣設備的引入裝置配置情況，應保證施工配線的需要。4.設備結構合理性確認。例如：e型燈具光源，接線箱允許回路數和最大電流、功率等。,.,采購過程中對供應商和產品資質的要求：（1）防爆合格證。必要時要驗證證書的真偽性。特別要注意：整體設備的系統認證。（2）防爆電氣產品的檢驗報告和檢驗機構審查通過的技術文件。主要是防止防爆合格證的偽造、一證多用以及更加詳細地了解產品防爆參數和限制的條件。（3）生產許可證；沒有在生產許可證目錄的，此項不考慮。（4）企業的定點或入網證明；此項限于特大型企業。（5）產品的其他質量證明。例如：船檢型式報告；防腐報告；防護試驗報告等。例如：防護性能和等級，制造商在出示的設備防爆合格證中，檢驗機構應驗證后注明其具有的特殊防護性能和相應等級要求，或在出示的單項型式試驗報告中說明：“采取了相應防護措施后，沒有破壞其防爆性能”。后者主要是指制造商在防爆電氣產品取得防爆合格證后，補做相應的抗其他特殊環境影響的型式試驗報告。（6）國外進口的防爆電氣設備按照國家有關規定，必須取得中國檢驗機構的防爆合格證后方可安裝使用。,.,正確安裝和使用維修，保證防爆安全性能由于防爆電氣的結構、工藝的特點,造成其防爆質量的保證與其他工業設備有極大的區別。一般工業設備只要保證產品制造的質量滿足要求，用戶安裝使用后就基本能夠保證質量。防爆電氣設備不僅要保證在制造過程中防爆安全質量，而且，還要保證安裝、使用和維護得當，才能真正達到防爆的目的。如此說來，防爆電氣設備制造的質量和選型、安裝、維護的正確在其實際應用中防爆性能的保證各占有50%的重要性。如果防爆電氣設備選型、安裝、維護不當，其掩蓋的不安全因素比非防爆電氣設備更危險，容易造成用戶的麻痹意識。所以，要考慮充分在使用過程中造成的防爆安全性能失效問題。,.,設備非帶電金屬部件的等電位連接設備的金屬外殼與電氣配線金屬管路應構件組成等電位連接體。避免電氣設備絕緣漏電使殼體電位局部升高引起電位差產生電火花。具有雙重絕緣的電氣設備及金屬管布線的電氣設備不必進行等電位連接。后者應要求電氣設備與金屬管螺紋嚙合處的防銹油具有導電性。本質安全型電氣設備不需要等電位系統連接。防爆電氣設備的金屬外殼的接地連接件采用RV絕緣銅芯線（額定電壓為500V，芯線截面為2.5mm2以上）與裝置或系統的接地連接件連接在一起。連接件應有防松措施。,.,電源的接地類型及保護措施為了限制電氣設備金屬外殼的接地故障電流的幅值及持續時間，防止等電位連接件的電位升高應采用適宜的電源的接地類型及保護措施。如采用TN系統，應為TN-S系統（中性線N和保護線PE分開布線）。對于TN-C系統應在非危險環境進行轉換成TN-S系統；如采用TT系統（電源變壓器與接地連接件分開接地），應在裝置或系統的電源進線處設置漏電保護器。接地電阻率高的場所不允許使用該系統。如采用TI系統（電源變壓器中性線與地隔離或經阻抗接地，電氣裝置分開接地），應在裝置或系統的電源進線處設置絕緣繼電器（50/V以下切斷電源）。,.,電氣系統的布線1）電纜及其附件的選型及設置應考慮機械損傷及化學腐蝕等的影響。2）無護套的單芯電線（RV線），不能用作裝置及系統的布線。3）防爆電氣設備未使用的引入裝置及通孔應用適合相關防爆型式的堵塞件進行堵封（本安型除外），應采用僅用工具才能打開的堵塞件。4）電氣線路從非危險環境穿過危險環境時，其金屬管路應有相應的隔離密封措施。5）危險和非危險環境之間墻壁上穿過電纜或金屬管的開孔要密封。6）危險環境中布線電纜不能有中間接頭。當不可避免時，在1區危險環境應在防爆盒內連接和分支；在2區危險環境應采用焊接后再用熱塑管或灌封接頭進行密封：7）絞線終端接頭應用芯線套或定型端子壓接，但不能采用單獨錫焊連接方法。,.,布線的電氣、機械性能要求1）在爆炸危險環境內，低壓電力、照明線路用的導線或電纜的額定電壓應不低于工作電壓，且不應小于500V。工作零線的額定電壓應與相線的額定電壓相等，并應在同一保護管內敷設。2）在危險環境應采用電纜或銅芯導線。3）導線或電纜的最小銅芯截面積（本安系統除外）1區：銅芯2.5mm2；2區：銅芯1.5mm2。振動場所或設備應采用多股軟導線或電纜。移動設備1區采用重型橡套電纜；2區采用重型或中型橡套電纜。,.,布線方法：主要介紹鋼管布線。爆炸危險環境中不準明敷絕緣導線。必須采用鍍鋅厚壁鋼管布線。鋼管、附件、電氣設備之間，應采用螺紋連接。其有效的嚙合扣數：DG25mm以下時，5扣；DG32mm以上時，6扣。錐管螺紋為5扣。1區內應用鎖緊螺母并壓緊，螺紋連接部分涂鉛油及磷化膏。爆炸危險環境在下列場所應安裝隔離密封盒，以防止