防爆電氣設(shè)備是指按國家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范設(shè)計(jì)和制造的電氣設(shè)備,在規(guī)定條件下的爆炸性環(huán)境中使用不會引發(fā)周圍爆炸的電氣設(shè)備。
常見的防爆電氣設(shè)備
防爆電氣常用標(biāo)準(zhǔn)
爆炸性環(huán)境危險(xiǎn)場所的分類
基本術(shù)語
防爆形式:為防止點(diǎn)燃周圍爆炸性環(huán)境而對電氣設(shè)備采取的各種特定措施。
最高表面溫度:在最不利運(yùn)行條件下工作時,電氣設(shè)備的任何部件或任何表面所達(dá)到的最高溫度。
電纜密封套(電纜密封接頭):允許一個或多個電纜和/或光纜引入電氣設(shè)備并保持相應(yīng)防爆類型的裝置。
夾緊裝置:電纜密封套的用于防止電纜的拉伸或扭轉(zhuǎn)傳遞到連接件的零件。
壓緊元件:電纜密封套的用于對密封圈施加壓力以保證其有效功能的元件。
Ex電纜密封套:與設(shè)備分別試驗(yàn),但作為設(shè)備取證,并且在安裝期間能夠裝配到設(shè)備外殼上的電纜密封套。
Ex元件:不能單獨(dú)使用并具有符號U,當(dāng)與其他設(shè)備或系統(tǒng)一起使用時需附加認(rèn)證的爆炸性氣體環(huán)境用電器設(shè)備的部件或組件(Ex電纜密封套除外)。
爆炸性氣體環(huán)境的引燃溫度:能夠引燃爆炸性氣體與空氣混合物的熱表面最低溫度。
設(shè)備最高表面溫度 :電器設(shè)備在允許的最不利條件下運(yùn)行時,其表面或任一部分可能達(dá)到的并有可能引燃周圍爆炸性氣體環(huán)境的最高溫度。
工作溫度:設(shè)備在額定運(yùn)行時所達(dá)到的溫度。
符號“U”:用來表示Ex元件的符號,防爆證號后帶U 。
符號“X”:用來表示特殊安全使用條件的符號,防爆證號后帶X(如安裝角度、不允許使用的氣體環(huán)境等)。
隔爆外殼:在其內(nèi)部安裝有能夠點(diǎn)燃爆炸性環(huán)境零件的外殼、能夠承受在內(nèi)部的爆炸性混合物爆炸時產(chǎn)生的壓力,并且能夠阻止爆炸傳播到周圍的爆炸性環(huán)境。
呼吸裝置:設(shè)計(jì)用于外殼內(nèi)部的氣體與周圍大氣之間交換的、一體的或分開的隔爆外殼部件。
排液裝置:設(shè)計(jì)用于將冷凝水從外殼內(nèi)逸出的、一體的或分開的隔爆外殼部件。
Ex塞堵頭:與設(shè)備外殼分開進(jìn)行試驗(yàn)、但是具有設(shè)備證書并且規(guī)定裝配在設(shè)備外殼上不需要進(jìn)一步考慮的螺紋式塞堵頭。
Ex 螺紋式管接頭:與設(shè)備外殼分開進(jìn)行試驗(yàn)、但是具有設(shè)備證書并且規(guī)定裝配在設(shè)備外殼上不需要進(jìn)一步考慮的螺紋式管接頭。
增加安全型 :應(yīng)用在電氣設(shè)備上的一種保護(hù)型式,是采用附加的的措施,以提高安全程度,防止在正常工作中或規(guī)定的異常條件下產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度、電弧和火花的可能性。不包括在正常運(yùn)行中產(chǎn)生電弧或火花的設(shè)備。
電氣間隙 :兩個導(dǎo)電部分間的最短空間距離。
爬電距離:兩個導(dǎo)電部分之間沿絕緣材料表面的最短距離。
防爆原理
爆炸性氣體環(huán)境中,防爆標(biāo)志中的防爆型式分為隔爆外殼型“d”、增安型“e”、本質(zhì)安全型“i”、正壓外殼型“p”、油浸型“o”、充砂型“q”、“n”型、澆封型“m”、特殊型等。
1、隔爆外殼型“d”
隔爆外殼型電氣設(shè)備的防爆安全性能,主要是靠“隔爆外殼”來保證的?!案舯鈿ぁ痹试S進(jìn)入內(nèi)部的爆炸性氣體混合物在外殼內(nèi)發(fā)生燃燒爆炸,但是不允許爆炸傳播出外殼,點(diǎn)燃周圍的爆炸性氣體混合物。
2、增安型“e”
增安型電氣設(shè)備的防爆安全性能,主要是對電氣設(shè)備采取一些結(jié)構(gòu)措施和安全要求,進(jìn)一步提高它們的安全可靠程度,從而使它不可能成為可燃性氣體的點(diǎn)燃源。
3、本質(zhì)安全型“i”
本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆安全性能,主要是用限制電路能量的方法來實(shí)現(xiàn)防爆的。在這種電氣設(shè)備中,即使電路發(fā)生短路、開路、絕緣擊穿等故障引起的電氣放電以及熱效應(yīng)等都不能引起爆炸性氣體混合物點(diǎn)燃。
4、正壓外殼型“p”
正壓外殼型電氣設(shè)備的防爆安全性能,是靠對電氣設(shè)備內(nèi)充入具有一定壓力的保護(hù)性氣體,使它內(nèi)部可能產(chǎn)生火花、電弧、和危險(xiǎn)溫度的電氣元器件處于保護(hù)性氣體之中,這樣,這些元器件就不會發(fā)生點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的危險(xiǎn)。
5、油浸型“o”
油浸型電氣設(shè)備的防爆安全性能,是將電氣設(shè)備內(nèi)帶電元器件浸入保護(hù)油中,避免這些元器件曝露在可燃性氣體中來實(shí)現(xiàn)的。
6、充砂型“q”
充砂型電氣設(shè)備的防爆安全性能,是將電氣設(shè)備的電氣元器件固定在設(shè)備外殼內(nèi)的適當(dāng)位置,并且用填充材料將這些元器件完全掩埋起來,防止它們點(diǎn)燃外部的可燃性氣體空氣混合物中來實(shí)現(xiàn)的。
7、“n” 型
“n”型防爆型式的保護(hù)方法十分龐雜,分類很細(xì),這里不再贅述其各種類型的“防爆原理”。“n”型電氣設(shè)備總體是保證設(shè)備在正常運(yùn)行工況和規(guī)定的異常情況下運(yùn)行時不應(yīng)該產(chǎn)生操作火花、電弧或危險(xiǎn)溫度,即使產(chǎn)生了火花、電弧或危險(xiǎn)溫度,在自身的保護(hù)措施作用下也不能夠點(diǎn)燃它周圍的爆炸性氣體環(huán)境。
8、澆封型“m”
澆封型電氣設(shè)備的防爆安全性能,是使用澆封化合物將被保護(hù)的電氣元器件澆封起來,阻止這些元器件與周圍的可燃性氣體接觸,從而避免它點(diǎn)燃周圍的爆炸性氣體環(huán)境。
9、特殊型
特殊型電氣設(shè)備沒有一個采取安全措施和安全要求的固定模式,在這種情況下,設(shè)計(jì)人員就會根據(jù)燃燒與爆炸的充分必要條件,提出一些必要的安全措施和安全要求,對這樣的“特殊”結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造,使它不能夠成為可燃性氣體的點(diǎn)燃源。
防爆設(shè)備類別
防爆性環(huán)境用電氣設(shè)備分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。
Ⅰ類電氣設(shè)備用于煤礦瓦斯氣體環(huán)境。
Ⅱ類電氣設(shè)備用于除煤礦瓦斯氣體之外的其他爆炸性氣體環(huán)境。
Ⅲ類電氣設(shè)備用于除煤礦以外的爆炸性粉塵環(huán)境。
溫度組別
溫度組別中的自燃溫度:指用戶現(xiàn)場環(huán)境中易燃易爆混合物的點(diǎn)燃的危險(xiǎn)溫度。
設(shè)備表面溫度:防爆電器設(shè)備在允許范圍內(nèi)最不利的條件下運(yùn)行時,暴露于爆炸性混合物的任何表面的任何部分,不可能引起電氣設(shè)備周圍爆炸性混合物爆炸的最高危險(xiǎn)溫度。如對隔爆型電氣設(shè)備是指外殼表面,其他防爆類的電器設(shè)備是指可能與爆炸性混合物相接觸的表面。
Ⅰ類電氣設(shè)備:
最高表面溫度不應(yīng)超過
—150℃,當(dāng)電氣設(shè)備表面可能堆積煤塵時;
—450℃,當(dāng)電氣設(shè)備表面不會堆積煤塵時(例如防粉塵外殼內(nèi)部)。
Ⅱ類電氣設(shè)備:
Ⅱ類電氣設(shè)備溫度組別
溫度組別 |
自燃溫度T(℃) |
設(shè)備允許表面最高溫度(℃) |
T1 |
T≥450 |
450 |
T2 |
450>T≥300 |
300 |
T3 |
300>T≥200 |
200 |
T4 |
200>T≥135 |
135 |
T5 |
135>T≥100 |
100 |
T6 |
100>T≥85 |
85 |
防爆區(qū)域劃分
爆炸性氣體環(huán)境分為3個危險(xiǎn)區(qū):
0區(qū):連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;如處理容器的內(nèi)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 。
1區(qū):在正常運(yùn)行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;如設(shè)備正常運(yùn)行時,會釋放易燃物質(zhì)的泵、壓縮機(jī)和閥門的密封件處;正常操作時會向大氣釋放物質(zhì)的取樣點(diǎn)。
2區(qū):在正常運(yùn)行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境,或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。如法蘭、管接頭、連接件;在正常運(yùn)行時不可能出現(xiàn)釋放的泵、壓縮機(jī)和閥門的密封件處、安全閥、排氣孔。
防爆、防水、防塵
防爆和防水是兩個完全不同的概念;
防爆是預(yù)防爆炸的安全性能的保證;
防水防塵是防護(hù)等級的性能保證;
防水防塵絕不等于防爆;
防爆產(chǎn)品不一定能防水;
防護(hù)等級的代號由字母“IPXX” 組成;
IPXX第一位數(shù)字表示防塵的各個等級;
IPXX第二位數(shù)字表示防水的各個等級;
第一位表征數(shù)字 |
防護(hù)等級 |
簡述含義 |
0 |
無防護(hù) |
無專門防護(hù) |
1 |
防止大于50mm的固體異物 |
能防止人體的某一大面積(如手) 偶然或意外地觸及殼內(nèi)帶電部 分或運(yùn)動部件,但不能防止有 意識的接近這些部分。能防止直徑大于50mm的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)。 |
2 |
防止大于12 mm的固體異物 |
能防止手指或長度不大于80 mm的類似物體觸及殼內(nèi)帶電部分或運(yùn)動部件。 能防止直徑大于12 mm的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)。 |
3 |
防止大于2.5 mm的固體異物 |
能防止直徑(或厚度)大于2.5 mm的工具,金屬線等進(jìn)入殼內(nèi)。 能防止直徑大于2.5 mm的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)。 |
4 |
防止大于1 mm的固體異物 |
能防止直徑(或厚度)大于1 mm的工具、金屬線等進(jìn)入殼內(nèi)。 能防止直徑大于1 mm的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)。 |
5 |
防塵 |
不能完全防止塵埃進(jìn)入殼內(nèi),但進(jìn)塵量不足以影響電器的正常運(yùn)行。 |
6 |
塵密 |
無塵埃進(jìn)入 |
第二位 |
防護(hù)等級 |
簡述含義 |
0 |
無防護(hù) |
無專門防護(hù) |
1 |
防滴 |
垂直滴水應(yīng)無有害影響 |
2 |
15°防滴 |
當(dāng)電器從正常位置的任何方向傾斜至15°以內(nèi)任一角度時,垂直滴水應(yīng)無有害影響。 |
3 |
防淋水 |
與垂直線成60°范圍以內(nèi)的淋水應(yīng)無有害影響。 |
4 |
防濺水 |
承受任何方向的濺水應(yīng)無有害影響。 |
5 |
防噴水 |
承受任何方向的噴水應(yīng)無有害影響。 |
6 |
防海浪 |
承受猛烈的海浪沖擊或強(qiáng)烈噴水時,電器的進(jìn)水量應(yīng)不致達(dá)到有害的影響。 |
7 |
防浸水影響 |
當(dāng)電器浸入規(guī)定壓力的水中經(jīng)規(guī)定時間后,電器的進(jìn)水量應(yīng)不致達(dá)到不害的影響。 |
8 |
防潛水影響 |
電器在規(guī)定的壓力下長時間潛水時,水應(yīng)不進(jìn)入殼內(nèi)。 |
防爆電氣設(shè)備選用
按照防爆區(qū)域的劃分選擇
防爆區(qū)域分為0區(qū),1區(qū),2區(qū),對應(yīng)于三個危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)選擇不同的防爆產(chǎn)品:
0區(qū)用防爆設(shè)備:若電器設(shè)備和電路符合IEC60079-11——本質(zhì)安全型要求的,該電器設(shè)備和電路可用于0區(qū)。那么0區(qū)用電器設(shè)備選用只能是:本質(zhì)安全型電器或者特殊制造的防爆電器。
1區(qū)用設(shè)備:如電器設(shè)備符合用于0區(qū)要求或下列防爆型式的一種或多種要求,該電器設(shè)備可用于1區(qū)。
隔爆外殼“d”符合IEC60079-1要求
增安型“e” 符合IEC60079-7要求
本安型“i” 符合IEC60079-11要求
正壓型p,充砂型q,油浸型o,澆封型m
2區(qū)用設(shè)備:下列電器設(shè)備可以安裝在2區(qū):0區(qū)或1區(qū)用電器設(shè)備或“n”設(shè)備或特殊“s”設(shè)備。
根據(jù)氣體或蒸氣的引燃溫度選型
電器設(shè)備應(yīng)按其最高表面溫度不超過可能出現(xiàn)的任何氣體或蒸氣的引燃溫度選型。
電器設(shè)備 |
電器設(shè)備的 |
氣體或蒸汽的 |
T1 |
450℃ |
>450℃ |
T2 |
300℃ |
>300℃ |
T3 |
200℃ |
>200℃ |
T4 |
135℃ |
>135℃ |
T5 |
100℃ |
>100℃ |
T6 |
85℃ |
>85℃ |
綜上所述:(不分防爆燈具、電器和管件,因他們的防爆結(jié)構(gòu)和原理是一樣的)
選用原則:只高不低,高可代低,低不可代高。
粉塵防爆
粉塵防爆型電氣設(shè)備概念:采用防塵型、塵密型性能達(dá)到規(guī)定要求的外殼使粉塵不能或難于進(jìn)入外殼內(nèi),而與點(diǎn)燃源隔離,達(dá)到防爆的目的。IEC規(guī)定其標(biāo)志用“Ex”來表示。與GB3836用“DIP”表示有較大差別。按使用區(qū)域分為1D/2D/3D三級。
保護(hù)型式:
用殼體保護(hù),用符號“tD”表示;
用氣體保護(hù),用符號“pD”表示;
用本安保護(hù),用符號“iD”表示,又可分為iaD和ibD;
用澆封保護(hù),用符號“mD”表示,又可分為maD和mbD;
粉塵防爆區(qū)域的劃分:
Ⅲ類電氣設(shè)備用于除煤礦以外的爆炸性粉塵環(huán)境:
Ⅲ類電氣設(shè)備再分類:
ⅢA類:可燃性飛絮。
ⅢB類:非導(dǎo)電性粉塵。
ⅢC類:導(dǎo)電性粉塵。
根據(jù)爆炸性粉塵/空氣環(huán)境出現(xiàn)的頻次和持續(xù)的時間,爆炸性粉塵環(huán)境劃分場所又分為20區(qū)、21區(qū)、22區(qū)。
20區(qū):空氣中爆炸性環(huán)境以可燃性粉塵云的狀態(tài)連續(xù)出現(xiàn)、長時間存在或頻繁出現(xiàn)的場所。
21區(qū):在正常操作過程中,空氣中爆炸性環(huán)境以可燃性粉塵云的狀態(tài)可能出現(xiàn)或偶爾出現(xiàn)的場所。
22區(qū):在正常操作過程中,空氣中爆炸性環(huán)境以可燃性粉塵云的狀態(tài)不可能出現(xiàn)的場所,如果出現(xiàn)僅是短時間存在的場所。
溫度組別分類: 同氣體防爆,分為6組,但必須標(biāo)出具體溫度的數(shù)字。
爆炸性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備保護(hù)級別分類:
Da—具有“很高”的保護(hù)級別,設(shè)備在正常運(yùn)行、出現(xiàn)預(yù)期故障或罕見故障時不是點(diǎn)燃源。
Db—具有“高”的保護(hù)級別,設(shè)備在正常運(yùn)行或出現(xiàn)預(yù)期故障不是點(diǎn)燃源。
Dc—具有“一般”的保護(hù)級別,設(shè)備在正常運(yùn)行中不是點(diǎn)燃源,也可采取一些附加保護(hù)措施,保證在點(diǎn)燃源預(yù)期經(jīng)常出現(xiàn)的情況下,不會形成有效點(diǎn)燃。
防爆標(biāo)志的含義:
Ex tD A21 IP65 T4----“Ex”表示防爆總標(biāo)志;“tD”表示保護(hù)型式為殼體;“A21”表示使用區(qū)域?yàn)?1區(qū),采用A類試驗(yàn)方法;“IP65”表示殼體的防護(hù)等級IP65;“T4”表示溫度組別,最高表面溫度135℃。
防爆儀表安裝
安裝在爆炸危險(xiǎn)場所的儀表和安裝材料應(yīng)有銘牌和防爆標(biāo)志,安裝前應(yīng)檢查其型號、規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)要求,其外部應(yīng)無損傷、裂紋。
爆炸危險(xiǎn)場所1區(qū)內(nèi)的儀表配線,電纜、電線必須用鍍鋅鋼管穿管敷設(shè)。穿線保護(hù)管之間,保護(hù)管與接線箱、拉線盒之間,均應(yīng)采用圓柱管螺紋連接。
保護(hù)管、匯線槽、電纜溝穿過不同等級的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域分界處時,應(yīng)采取密封措施(如用防爆阻火器、密封組件隔離,充填密封等),以防止爆炸性氣體從一個危險(xiǎn)場所串入另一個危險(xiǎn)場所。
保護(hù)管與現(xiàn)場儀表、檢測元件、電氣設(shè)備、儀表箱、接線盒及拉線盒連接時,應(yīng)在連接處0.45m以內(nèi)安裝隔爆密封管件,必要時做充填密封。密封管件與現(xiàn)場儀表、檢測元件、電氣設(shè)備之間可采用撓性管連接。
防爆儀表日常維護(hù)
應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查維護(hù),檢查時應(yīng)察看儀表外觀、環(huán)境(溫度、濕度、粉塵、腐蝕)、振動、安裝是否牢固等情況。
在通電情況下對隔爆型儀表進(jìn)行維護(hù)時,切不可打開接線盒和觀察窗,需開蓋維護(hù)時必須先切斷電源,絕不允許帶電開蓋維護(hù)。
維護(hù)時不得產(chǎn)生沖出火花,所使用的測試儀表應(yīng)是隔爆型或本安型儀表,以避免測試儀表引起誘發(fā)性火花或把過高的電壓引向不適當(dāng)部位。
拆卸時應(yīng)注意保護(hù)隔爆螺紋及隔爆平面,不得損傷及劃傷,特別是隔爆平面不允許有縱向劃痕。
在拆卸橡膠密封元件時,不得用尖銳器械硬撬、硬砸,不得在其密封面上有任何縱向劃痕。
裝配時,應(yīng)按裝配順序進(jìn)行,各防松件、緊固件不得漏裝。
銹蝕及損壞的元件應(yīng)及時更換,老化、損傷及不起密封作用的橡膠密封元件也要及時更換。
儀表定期檢修后,需經(jīng)確認(rèn)防爆性能已得到復(fù)原后,方可重新投入使用。
常見防爆證書樣式
CCC證書
常見防爆電氣問題
安全,源于質(zhì)量,也源于責(zé)任。加強(qiáng)對防爆電氣相關(guān)知識的學(xué)習(xí),做好防爆電氣設(shè)備全生命周期相關(guān)人員、選型、采購、安裝驗(yàn)收、檢查、監(jiān)督、維護(hù)、檢修和失效報(bào)廢環(huán)節(jié)的把控,從而杜絕防爆電氣火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。
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