技術(shù)資料
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(chǎng),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 防爆電氣設備 )
防爆設備定義:在規定條件下不會(huì )引起周?chē)ㄐ原h(huán)境點(diǎn)燃的電氣設備。
Ⅰ類(lèi):煤礦井下電氣設備; Ⅱ類(lèi):除煤礦、井下之外的所有其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備。 Ⅱ類(lèi)又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類(lèi),標志ⅡB的設備可適用于ⅡA設備的使用條件;ⅡC可適用于ⅡA、ⅡB的使用條件。 說(shuō)明:ⅡC 標志是較高的防爆等級,但并不表示該設備性能最好。 最高表面溫度:電氣設備在規定范圍內的最不利運行條件下工作時(shí),可能引起周?chē)ㄐ原h(huán)境點(diǎn)燃的電氣設備任何部件所達到的最高溫度。最高表面溫度應低于可燃溫度。 例如:防爆傳感器環(huán)境的爆炸性氣體的點(diǎn)燃溫度為100℃,那么傳感器在最?lèi)毫拥墓ぷ鳡顟B(tài)下,其任何部件的最高表面溫度應低于100℃。
爆炸性環(huán)境用電氣設備按其最高表面溫度劃分為T(mén)1-T6組別
T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 |
450 ℃ | 300 ℃ | 200℃ | 135 ℃ | 100 ℃ | 85℃ |
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(yǔ) 安全柵安全參數定義: *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(kāi)路電壓: Uoc 在最高允許電壓范圍內本安端開(kāi)路時(shí)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本安端短路時(shí)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(shuō)明: 將工廠(chǎng)或礦區的爆炸危險介質(zhì),按其引燃能量,最小點(diǎn)燃溫度以及現場(chǎng)爆炸性危險氣體存在的時(shí)間周期進(jìn)行科學(xué)分類(lèi)分級,以確定現場(chǎng)防爆設備的防爆標志和防爆形式。 名詞解釋?zhuān)?ia 等級: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備。 正常工作時(shí),安全系數為 2.0;一個(gè)故障時(shí),安全系數為 1.5;二個(gè)故障時(shí),安全系數為 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。 ib 等級: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備。 正常工作時(shí),安全系數為 2.0 ; 一個(gè)故障時(shí),安全系數為 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,并且有故障自顯示的措施,一個(gè)故障 時(shí)安全系數為 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(diǎn)燃溫度劃分。T6是85度。 隔爆型電氣設備(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,該外殼能承受內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備。 增安型電氣設備(e):正常運行條件下,不會(huì )產(chǎn)生點(diǎn)燃爆炸性混合物的火花或危險溫度,并在結構上采取措施,提高其安全程度, 以避免在正常和規定過(guò)載條件下出現點(diǎn)燃現象的電氣設備。 本質(zhì)安全型電氣設備(i):在正常運行或在標準試驗條件下所產(chǎn)生的火花或熱效應均不能點(diǎn)燃爆炸性混合物的電氣設備。 無(wú)火花型電氣設備 (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(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備。 防爆特殊型(s): 電氣設備或部件采用GB3836-83未包括的防爆型式時(shí),由主管部門(mén)制訂暫行規定。送勞動(dòng)人事部備案,并經(jīng)指定的鑒定單位檢驗后,按特殊電氣設備“s”型處置。 1.本安型 “i”(本質(zhì)安全型電氣設備及其關(guān)聯(lián)設備) 本質(zhì)安全電路: 在規定的試驗條件下,正常工作或規定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應均不能點(diǎn)燃規定的爆炸性氣體或蒸汽的電路。 本質(zhì)安全型電氣設備:全部電路為本質(zhì)安全的電氣設備。 本安型設備和關(guān)聯(lián)設備的本質(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)安全型電氣設備。 由此可見(jiàn)ia等級高于ib等級 關(guān)聯(lián)設備:裝有本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路,且結構是非本質(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備。 2. 隔爆型 “d” 具有隔爆外殼的電氣設備。 它能承受已進(jìn)入外殼內部的可燃性混合物內部爆炸而不受損壞,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.復合型
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(shí)。 客觀(guān)上很多工業(yè)現場(chǎng)滿(mǎn)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。 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)間區域存在爆炸性物質(zhì)。 氧氣:空氣中的氧氣是無(wú)處不在的。 (1)爆炸性物質(zhì)(flammable air flammable dust):能與氧氣(空氣)反應的物質(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(diǎn)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、光能等。
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(zhù)手對易燃易爆場(chǎng)合進(jìn)行處理: (1)預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(lèi)的方法維持惰性狀態(tài)。
危險場(chǎng)所區域的含義 是對該地區實(shí)際存在危險可能性的量度,由此規定其可適用的防爆型式。 1、國際電工委員會(huì )/歐洲電工委員會(huì )劃分的危險區域的等級分類(lèi) 0區(Zone 0):易爆氣體始終或長(cháng)時(shí)間存在;連續地存在危險性大于1000小時(shí)/每年的區域; 1區(Zone 1):易燃氣體在儀表的正當工作過(guò)程中有可能發(fā)生或存在;斷續地存在危險性10~1000小時(shí)/每年的區域; 2區(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(shí)間亦很短;事故狀態(tài)下存在的危險性0.1~10小時(shí)/每年的區域; 中國劃分的有效區域和以上相同。 2、易爆區域等級劃分 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(huì )(Internaional Electrotechnical Commission) N.E.C.: 美國電氣規程(National Electrical Code, U.S.A.) 標志解析
這是與氣體點(diǎn)燃溫度有關(guān)的電氣設備(假定環(huán)境溫度為40℃時(shí))的最高表面溫度,點(diǎn)燃能量與點(diǎn)燃溫度無(wú)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。
最高表面溫度(℃) | 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 |
IEC 防爆等級標準格式:Ex(ia)ⅡC T4
E:按CENELEC標志認可 | Ex:防爆公用標志 |
ia:防爆型式(本質(zhì)安全) | Ⅱ:設備組別 |
C:氣體組別 | T4:溫度組別 |
防爆型式 | 在英國允許 使用的場(chǎng)所 | 中國標準 GB3836 | 防爆型式 符 號 | IEC標準 79- | CENELEC標準 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、氣體爆炸場(chǎng)所用電氣設備防爆類(lèi)型選型表
爆炸危險區域 | 適用的防護型式 電氣設備類(lèi)型 | 符 號 |
0區 | 1、本質(zhì)安全型(ia級) | ia |
2、其他特別為0區設計的電氣設備(特殊型) | s | |
1區 | 1、適用于0區的防護類(lèi)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 | 1、適用于0區或1區的防護類(lèi)型 | |
2、無(wú)火花型 | na,nl,ic |
典型的危險性氣體 | 歐洲電工 標準化委員會(huì ) EN50014EC | 北 美 NEC500條款 CLASS1表氣 | 中 國 GB-3836-1 | 最小點(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GB3836標準規定ⅡC級最小點(diǎn)燃能量為19微焦耳,ⅡA級最小點(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采用的國際電工委員會(huì )( IEC )標準將爆炸性氣體分為四個(gè)危險等級:
溫度組別 級別 | 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 | 丙炔、丙烯晴、二甲醚、氰化氫市用煤氣 | 丁二烯、環(huán)氧乙烷、乙烯、呋喃 | 二甲醚、丙烯醛、硫化氫 | 二丁醚、二乙醚、乙基甲基醚、四氟乙烯 | ||
Ⅱ C | 氫、水煤氣 | 乙炔 | 二硫化碳 | 硝酸乙酯 |
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(gè)CLASS(類(lèi)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 4、防爆方法對危險場(chǎng)所的適用性:
序號 | 防爆型式 | 代號 | 國家標準 | 防爆措施 | 適用區域 |
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 |
4 | 本安型 | ib | GB3836.4 | Zone1,Zone2 | |
5 | 正壓型 | px,py,pz | GB3836.5 | 危險物質(zhì)與點(diǎn)火源隔開(kāi) | Zone1,Zone2 |
6 | 充油型 | o | GB3836.6 | Zone1,Zone2 | |
7 | 充砂型 | q | GB3836.7 | Zone1,Zone2 | |
8 | 無(wú)火花型 | na,nl,nc,nr,nz | GB3836.8 | 設法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源 | Zone2 |
9 | 澆封型 | ma,mb | GB3836.9 | Zone1,Zone2 | |
10 | 氣密型 | h | GB3836.10 | Zone1,Zone2 |
作為應用于易爆危險區的儀表,對其外殼的保護等級亦應作出規定,賦予一定的代碼,即IP等級號。 IEC144規定的殼體保護等級由一個(gè)對應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從其殼體中取出,否則會(huì )違反IP40所提出的最低要求。保護等級由兩位數字組成,在其前加上IP字樣。 第二位特征數字防止進(jìn)水造成有害影響
0 | 無(wú)防護 |
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 | 連續侵水 |
第一位特征數字防止固定導體異物進(jìn)入
0 | 無(wú)防護 |
1 | 固定異物直徑大于50mm |
2 | 固定異物直徑大于12.5mm |
3 | 固定異物直徑大于2.5mm |
4 | 防塵 |
5 | 塵密 |
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12mm(中) 2:水滴入角度為-15° 3:外界物體尺寸大于2.5mm(小 ) 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:以預先商定的方式浸入水中
名稱(chēng) | 燃點(diǎn)(°C) | 溫度等級 | 爆炸等級組號 | 名稱(chēng) | 燃點(diǎn)(°C) | 溫度等級 | 爆炸等級組號 | |
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 |
供電限制主要體現在以下三個(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(lèi):ia及ib。Ib本安電路必須保證正常工作狀態(tài)下以及系統中存在一起故障時(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。