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1.防爆電器的運(yùn)行環(huán)境

GB 3836.1—2010《爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求》規(guī)定，防爆電氣設(shè)備是運(yùn)行在大氣環(huán)境條件下的電氣設(shè)備。

通常情況下，防爆電氣設(shè)備所適用的大氣環(huán)境條件是：

①大氣壓力在0.08—0.11MPa范圍內(nèi)。

②空氣中氧的標(biāo)準(zhǔn)含量為21%(體積分?jǐn)?shù))，其他的惰性氣體(例如，氮，等)的含量為79%(體積分?jǐn)?shù))。

③大氣溫度在-20~60℃范圍內(nèi)。

同時(shí)還規(guī)定防爆電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境溫度(或稱“使用環(huán)境溫度”)為-20~40℃。

電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境條件對(duì)于安全使用電氣設(shè)備是十分重要的，就大氣壓力而言，如果大氣壓力比較低，也就是說(shuō)空氣比較稀薄的話，則電氣設(shè)備的散熱條件就會(huì)變差。同樣，大氣溫度的變化也在影響電氣設(shè)備的散熱條件。電氣設(shè)備的散熱條件發(fā)生變化，直接影響電氣設(shè)備的使用效率。

通常情況下，在電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)環(huán)境(大氣壓力、介質(zhì)溢度)與大氣環(huán)境不一致時(shí)，人們就必須對(duì)電氣設(shè)備，尤其是大功率設(shè)備的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修正，以保證設(shè)備能夠安全地運(yùn)行。

電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境溫度，是指在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員對(duì)電氣設(shè)備規(guī)定的允許運(yùn)行的環(huán)境(介質(zhì))溫度。運(yùn)行環(huán)境溫度是電氣設(shè)備各項(xiàng)性能指標(biāo)導(dǎo)出的基本依據(jù)。當(dāng)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境與設(shè)計(jì)使用環(huán)境不一致時(shí)，電氣設(shè)備就不能充分實(shí)現(xiàn)它的性能指標(biāo)，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)遭到破壞。就防爆電氣設(shè)備而言，如果運(yùn)行環(huán)境溫度超出規(guī)定的溫度范圍，就有可能影響某些防爆型式的防爆安全性能。

除此之外，空氣中的氧含量對(duì)防爆電氣設(shè)備的安全運(yùn)行也十分重要的。假若在爆炸性氣體環(huán)境中出現(xiàn)“富氧”的情況，可燃性氣體的燃燒特性就會(huì)發(fā)生變化，按照正常環(huán)境條件設(shè)計(jì)的設(shè)備在這種“富氧”環(huán)境中運(yùn)行就會(huì)遇到麻煩。

2.設(shè)備類別

防爆電氣設(shè)備的類別，這里主要是指設(shè)備的分類、防爆級(jí)別和溫度組別以及設(shè)備保護(hù)級(jí)別。

(1)分類

GB 3836.1—2010《爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備　通用規(guī)定，防爆電氣設(shè)備.根據(jù)使用環(huán)境場(chǎng)所的不同，原則上可以分為兩大類：I類電氣設(shè)備和II類電氣設(shè)備。

I類電氣設(shè)備，是指適于煤礦井下和地面上處理煤的環(huán)境中使用的電氣設(shè)備。這類防爆電氣設(shè)備實(shí)質(zhì)上是指適用于甲烷和煤塵同時(shí)存在的場(chǎng)所的電氣設(shè)備。

大家知道，在煤礦井下，生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，不僅存在可燃性氣體——甲烷，可燃性粉塵——煤塵，而且還存在滴水、潮濕、霉菌等不利因素，這些都給電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和使用提出了更高的要求。

Ⅱ類電氣設(shè)備，是指除煤礦以外的其他爆炸性氣體環(huán)中使用的電氣設(shè)備，實(shí)際上就是運(yùn)行在地面上(包括可燃性氣體環(huán)境和可燃性粉塵環(huán)境)的電氣設(shè)備。

(2)防爆級(jí)別

防爆級(jí)別是一種評(píng)價(jià)可燃性氣體一空氣混合物在某一處殼內(nèi)發(fā)生燃燒爆炸時(shí)燃燒生成物穿透外殼縫隙的能力(用間隙表征)或者被電氣火花點(diǎn)燃時(shí)所需電流的大小(用電流比表征)的安全指標(biāo)。人們通過(guò)試驗(yàn)獲得了大量的數(shù)據(jù)，把可燃性氣體分為3個(gè)級(jí)別：ⅡA級(jí)、ⅡB級(jí)和ⅡC級(jí)。這種分級(jí)如表1.1所示。

防爆設(shè)備按照表1.1同樣分為3個(gè)級(jí)別，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，這樣的防爆級(jí)別原則上只適用于隔爆型電氣設(shè)備和本質(zhì)安全型電氣設(shè)備和電路，以及某些“n”型電氣設(shè)備。但是如果需要，其他防爆型式的電氣設(shè)備也可以根據(jù)試驗(yàn)劃分防爆級(jí)別，例如，增安型交流電動(dòng)機(jī)。

表1.1 按最大試驗(yàn)安全間隙和最小點(diǎn)燃電流比對(duì)可燃性氣體的分級(jí)級(jí)別

①引自張顯力。

②量大試驗(yàn)安全間隙(MESG)是指，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)外殼內(nèi)不同濃度的某種被試可燃性氣體空氣混合物點(diǎn)燃后，燃燒生成物通過(guò)寬度為25mm的接合面間隙都不能點(diǎn)燃外殼外部的同種爆炸性氣體空氣混合物時(shí)外殼空腔耦合部分之間的量大間隙。

③最小點(diǎn)燃電流比(MICR)是指，用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試疊裝置測(cè)得的可燃性氣體時(shí)最小點(diǎn)燃電流與甲烷的最小點(diǎn)燃電流之比。

(3)溫度組別

溫度組別是另一種評(píng)價(jià)可燃性氣體和防爆電氣設(shè)備點(diǎn)燃能力的安全指標(biāo)。按照點(diǎn)燃溫度把可燃性氣體分為6個(gè)溫度組別，按照最高表面溫度把防爆電氣設(shè)備也分為6個(gè)溫度組別，同樣用T1組、T2組、T3組、T4組、T5組和T6組表示。但是，電氣設(shè)備分組與可燃性氣體分組的本質(zhì)是完全不同的。

防爆電氣設(shè)備的溫度分組原則是，電氣設(shè)備所產(chǎn)生的最高表面溫度不得點(diǎn)燃所處環(huán)境中可燃性氣體，也就是說(shuō)，設(shè)備的最高表面溫度不得超過(guò)可燃性氣體的點(diǎn)燃溫度。溫度組別與可燃性氣體點(diǎn)燃溫度、設(shè)備最高表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1.2所示。

表1.2溫度組別與可燃性氣體點(diǎn)燃溫度、設(shè)備最高表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系

這里應(yīng)該指出的是，防爆電氣設(shè)備的最高表面溫度，是指在正常工作條件下和認(rèn)可的最不利條件下運(yùn)行時(shí)，它的表面或某一部分可能達(dá)到的，并且有可能點(diǎn)燃周?chē)ㄐ詺怏w.空氣混合物的最高溫度。由于防爆型式的不同，最高表面溫度，可能是電氣設(shè)備外殼外表面的溫度，例如隔爆型電氣設(shè)備;也可能是電氣設(shè)備外殼外表面的溫度和內(nèi)部某個(gè)元器件表面的溫度中較高的那個(gè)溫度，例如增安型電氣設(shè)備、正壓型電氣設(shè)備。

(4)設(shè)備保護(hù)級(jí)別(EPL)

設(shè)備保護(hù)級(jí)別(Equipment Pr0tecti0n Level，EPL)是一種使用可能發(fā)生的各類故障和預(yù)期采用的預(yù)防措施來(lái)評(píng)價(jià)某種防爆型式的設(shè)備所具有的防爆安全性能可靠程度的方法，同樣是防爆電氣設(shè)備的一個(gè)安全指標(biāo)。

設(shè)備保護(hù)級(jí)別分為3個(gè)級(jí)別：a級(jí)、b級(jí)和c級(jí)。一般認(rèn)為：

①a級(jí)保護(hù)級(jí)別應(yīng)該保證設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)下、出現(xiàn)預(yù)期故障和罕見(jiàn)故障情況下仍然能夠保持防爆安全性能。

②b級(jí)保護(hù)級(jí)別應(yīng)該保證設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)下和出現(xiàn)預(yù)期故障情況下仍然能夠保持防爆安全性能。

③C級(jí)保護(hù)級(jí)別應(yīng)該保證設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)下和規(guī)定的異常情況下能夠保持防爆安全性能。

通常情況下，一種防爆型式的設(shè)備保護(hù)級(jí)別應(yīng)該有3個(gè)級(jí)別。但是，有時(shí)某種防爆型式也允許使用2個(gè)級(jí)別或1個(gè)級(jí)別。

原則上，設(shè)備保護(hù)級(jí)別有兩種標(biāo)志方法：

一種是，按照防爆型式標(biāo)志，即防爆型式符號(hào)和設(shè)備保護(hù)級(jí)別符號(hào)連寫(xiě)在一起就構(gòu)成了這種防爆型式的保護(hù)級(jí)別。例如，本質(zhì)安全型設(shè)備的保護(hù)級(jí)別表示為ia、ib或ic。

另一種是，按照防爆電器設(shè)備類型標(biāo)志，即設(shè)備類型符號(hào)和設(shè)備保護(hù)級(jí)別符號(hào)連寫(xiě)在一起就構(gòu)成了這種類型設(shè)備的保護(hù)級(jí)別。例如，I類設(shè)備，即礦用設(shè)備，標(biāo)志為Ma或Mb(M是mine的縮寫(xiě));II類設(shè)備，即工廠用設(shè)備(氣體)，標(biāo)志為Ga，或Gb，或Gc(G是gas的縮寫(xiě))。

這里必須指出的是，設(shè)備保護(hù)級(jí)別和防爆級(jí)別是兩個(gè)完全不同的概念，在實(shí)際應(yīng)用中常常被人們混淆在一起。設(shè)備保護(hù)級(jí)別表示的是“可靠程度”，而把防爆級(jí)級(jí)別表示的是“可燃性氣體的物理特性和設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征”。例如，在實(shí)際應(yīng)用中，假若工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)為長(zhǎng)時(shí)間存在氫氣的爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所(0區(qū))，則此時(shí)要求的本質(zhì)安全型設(shè)備應(yīng)該是設(shè)備保護(hù)級(jí)別為ia級(jí)，防爆級(jí)別為ⅡC級(jí);假若工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)同樣存在氫氣，但它不是經(jīng)常出現(xiàn)而是偶爾出現(xiàn)的(1區(qū))，則使用ib級(jí)、Ⅱc級(jí)本質(zhì)安全型設(shè)備即可滿足要求，當(dāng)然，也可以使用ia級(jí)、ⅡC級(jí)的設(shè)備，如此等等。

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