電氣防爆基礎(chǔ)知識大全

電氣防爆基礎(chǔ)知識大全第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一上海凡宜科技電子有限公司第1部分防爆基礎(chǔ)知識概要

第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一爆炸性危險場所爆炸性環(huán)境：可能發(fā)生爆炸的環(huán)境（氣體和粉塵）。凡涉及爆炸性物質(zhì)生產(chǎn)、加工、處理、儲存、運輸?shù)膱鏊伎赡苄纬杀ㄐ原h(huán)境。危險場所：爆炸性環(huán)境大量出現(xiàn)或預(yù)期出現(xiàn)的數(shù)量足以要求對電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、安裝和使用采取專門預(yù)防措施的區(qū)域。在石油、化工、煤炭等生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)⒉豢杀苊獾禺a(chǎn)生爆炸性物質(zhì)的泄漏，并與空氣形成爆炸性危險場所。據(jù)資料：

-在煤礦井下，2/3的場所屬于爆炸性危險場所；

-在石油開產(chǎn)現(xiàn)場和精煉廠約有60-80%屬爆炸性危險場所；

-在化學(xué)工業(yè)中，約有80%以上的生產(chǎn)車間屬爆炸性危險場所。第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一防爆基本原理產(chǎn)生爆炸的基本條件(爆炸三角形原理)1.爆炸性物質(zhì)2.空氣（氧氣）3.點火源（如電火花、熾熱表面）防止爆炸發(fā)生的基本方法

1.避免形成爆炸性環(huán)境–理想的方法2.排除/削除可能的點火源–實際的方法。第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一爆炸性危險物質(zhì)分類中國將爆炸性物質(zhì)分為三類：

I類：礦井甲烷；

II類：爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)；

III類：爆炸性粉塵和纖維。北美將爆炸性物質(zhì)分為三類(級)。它們分別是：

ClassI–

爆炸性氣體；

ClassII–

爆炸性粉塵；

ClassIII-纖維。第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一(基于MESG和MICR)典型氣體最大試驗安全間隙(MESG),mm最小點燃電流比(MICR)中國、IEC、歐共體標(biāo)準(zhǔn)北美標(biāo)準(zhǔn)（Group）點燃特性甲烷1.141.0ID難易丙烷0.9<MESG<1.14

0.8<MICR<1.0IIA乙烯0.5≤MESG≤0.9

0.45≤MICR≤0.8IIBC乙炔MESG<0.5MICR<0.45

IICB氫氣A爆炸性氣體分級?最大試驗安全間隙(MESG)：在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗條件下，標(biāo)準(zhǔn)外殼內(nèi)所有濃度的被試氣體或蒸氣與空氣的混合物點燃后，通過25mm長的接合面均不能點燃?xì)んw外部爆炸性混合物的外殼空腔兩部分之間的最小間隙。?最小點燃電流(MIC)：采用火花試驗裝置，由電阻電路或電感電路引起爆炸性試驗混合物點燃的最小電流。最小點燃電流比（MICR）是相對于甲烷最小點燃電流而言。?應(yīng)用領(lǐng)域：IIC＞IIB＞IIA第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一爆炸性環(huán)境（設(shè)備）分類、分組舉例第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一爆炸性危險區(qū)域的劃分

爆炸危險區(qū)域劃分的主要標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB50058-1992爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范GB3836.14-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第14部分危險場所分GB12476.3-2007可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備第3部分存在或可能存在可燃性粉塵的場所分類中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規(guī)程(試行),1987年爆炸性危險區(qū)域主要以爆炸性危險物質(zhì)出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間為劃分依據(jù)的。第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一影響危險區(qū)域劃分的主要因素

區(qū)域劃分時應(yīng)考慮以下主要因素：

1）存在危險物質(zhì)的可能性2）危險物質(zhì)的釋放量3）危險物質(zhì)的特性（如比重：氫氣0.07；環(huán)氧乙烷1.52）4）環(huán)境條件（如氣壓、溫濕度及通風(fēng)情況、風(fēng)向等）5）遠(yuǎn)離釋放源的距離6）危險物質(zhì)泄漏監(jiān)控設(shè)施配置情況7）爆炸后果的嚴(yán)重性第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一爆炸性危險區(qū)域的劃分

我國防爆標(biāo)準(zhǔn)與IEC標(biāo)準(zhǔn)一樣，對于爆炸性氣體危險場所劃分為3個區(qū)域，即0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)。它們對應(yīng)的定義如下：

0區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)地或長時期存在的場所。1區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所。2區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn)，或即使出現(xiàn)也只是短時間存在的場所。對于粉塵場所，同樣劃分為3個區(qū)域，即20、21和22區(qū)。第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一爆炸性危險區(qū)域劃分對照

第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一上海凡宜科技電子有限公司第2部分我國防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一主要防爆技術(shù)(防爆型式)目前，中國接受的主要電氣防爆技術(shù)有：1.隔爆型(Exd)2.本安型(Exia/ib)3.增安型(Exe)4.正壓型(Expx,py,pz)5.油浸型(Exo)

6.充砂型(Exq)7.n型(ExnA,nC,nL,nR,nZ)8.澆封型(Exma,

mb,mc)9.粉塵防爆(tD，DIPA/B)10.其它（如礦用帽燈、拌熱電纜等）解決的主要點燃源：由電氣因素引起的電火花和熱效應(yīng)。第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一防爆型式中國標(biāo)準(zhǔn)GB3836-…IEC標(biāo)準(zhǔn)IEC60079-…歐洲標(biāo)準(zhǔn)CENELECEN500…

防爆符號中國、IECEx…歐洲EEx…通用要求1014--隔爆型2118d增安型3719e本質(zhì)安全型411(設(shè)備)25(系統(tǒng))20(設(shè)備)39(系統(tǒng))ia,ib正壓型5216px,py,pz油浸型6615o充砂型7517qn型81521nA,nC,nL,nR,nZ澆封型91828ma,mb,mc氣密型10----h(已廢除)粉塵防爆型GB12476.1IEC61241-1-1EN50281-1-1DIPA,DIPB，tD與國際或區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)對照第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一中國標(biāo)準(zhǔn)主要差異綜上所述，中國防爆標(biāo)準(zhǔn)GB基本等同或等效采用IEC標(biāo)準(zhǔn)。

由于IEC標(biāo)準(zhǔn)和EN標(biāo)準(zhǔn)基本一致，故中國標(biāo)準(zhǔn)GB也與EN標(biāo)準(zhǔn)等同或等效。?

重要差異：-IEC和EN標(biāo)準(zhǔn)允許制造廠商對2區(qū)設(shè)備進(jìn)行自認(rèn)證(自我聲明)。-而中國要求包括0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)場所用的全部防爆產(chǎn)品都必須經(jīng)國家授權(quán)的防爆檢驗機構(gòu)認(rèn)證后，方可投入使用。第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一上海凡宜科技電子有限公司第3部分隔爆、本安、粉塵防爆技術(shù)介紹

第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一防爆電氣設(shè)備的類、級、組按設(shè)備適用的環(huán)境，分為三類：I類：礦井用II類：工廠用III類：爆炸性粉塵和纖維環(huán)境用II類設(shè)備分級分組：同氣體分級、分組

分級：分為A,B,C三級。

分組：分為T1?T6六組。它與氣體溫度組別不同，是指設(shè)備最高表面溫度，且它的確定與防爆型式有關(guān)。設(shè)備溫度組別氣體引燃溫度允許最高表面溫度T1﹥450℃≤450℃T2﹥300℃≤300℃T3﹥200℃≤200℃T4﹥135℃≤135℃T5﹥100℃

≤100℃

T6﹥85℃

≤85℃

I類和III類設(shè)備不分級分組，但I(xiàn)II類設(shè)備分為A、B型設(shè)備。第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一隔爆型－

Exd設(shè)計依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：GB3836.1-2010、GB3836.2-2010隔爆型電氣設(shè)備：具有隔爆外殼的電氣設(shè)備。隔爆外殼：應(yīng)能承受內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內(nèi)部的爆炸向外部周圍爆炸性混合物傳播。(1區(qū)防爆技術(shù))原理：允許危險氣體進(jìn)入隔爆外殼，外殼內(nèi)可能產(chǎn)生爆炸。但要求外殼必需具有足夠的強度；且各外殼結(jié)合面必須具有足夠長的嚙合長度和足夠小的間隙，以確保內(nèi)部爆炸不會穿過隔爆結(jié)合面而導(dǎo)致外部環(huán)境爆炸。是間隙防爆技術(shù)，依靠間隙、嚙合長度來達(dá)到降溫/熄火效果。第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一本質(zhì)安全型－Exi設(shè)計依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：GB3836.1-2010、GB3836.4-2010本質(zhì)安全型電氣設(shè)備：指其內(nèi)部的所有電路都是本質(zhì)安全電路的電氣設(shè)備,即該電路在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件（包括正常工作和規(guī)定的故障條件）下產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應(yīng)均不能點燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電路。本質(zhì)安全為0區(qū)（ia）/1區(qū)（ib）防爆技術(shù)。是一種以抑制點火源能量為防爆手段的“安全設(shè)計”技術(shù)。要求設(shè)備在正常工作和故障狀態(tài)下可能產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)分別小于爆炸性危險氣體的最小點燃能量和自燃溫度。例如，H2，19uJ，560℃。本安技術(shù)實際上是一種低功率設(shè)計技術(shù)。因此它能很好地適用于工業(yè)過程自動化儀表。第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一本質(zhì)安全型－Exi(續(xù))基本設(shè)計技術(shù)措施（電路與結(jié)構(gòu)設(shè)計方面）-限制電壓-限制電流-限制能量（含儲能元件：電容和電感）-合理選擇元器件額度參數(shù)、載流導(dǎo)線截面等-結(jié)構(gòu)及電路的分隔措施本安防爆的技術(shù)和商務(wù)特征-制造工藝簡單、體積小、重量輕、造價低(開關(guān)回路1:4)。-易于實現(xiàn)較高防爆級別的設(shè)計-可帶電操作與維護。-安全可靠性高。-可有效避免人員觸電傷亡事故發(fā)生。-適用范圍廣:ia等級是唯一的0區(qū)技術(shù)(Exma）。-簡單設(shè)備只需滿足通用要求，不需認(rèn)證即可接入本安防爆系統(tǒng)。第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一本質(zhì)安全型－Exi(續(xù))電氣設(shè)備類型1、本安設(shè)備-其內(nèi)部所有電路都是本質(zhì)安全電路的電氣設(shè)備。2、關(guān)聯(lián)設(shè)備–裝有本安電路和非本安電路，且結(jié)構(gòu)使非本安電路不能對本安電路產(chǎn)生不利影響的電氣設(shè)備。(關(guān)聯(lián)設(shè)備一般安裝在安全場所)本安設(shè)備的等級1、Exia–

直至兩個元件或其它類型的故障仍能保持防爆性能的設(shè)備。本安設(shè)備可安裝在0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)危險場所。本安關(guān)聯(lián)設(shè)備可連接到0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)危險場所。2、Exib–

直至一個元件或其它類型的故障仍能保持防爆性能的設(shè)備。本安設(shè)備可安裝在1區(qū)、2區(qū)危險場所。本安關(guān)聯(lián)設(shè)備可連接到1區(qū)、2區(qū)危險場所。第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一粉塵防爆型－DIP國際上，正加緊粉塵環(huán)境防爆技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。其趨勢正朝著氣體防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展（ExpD、mD、iD………..）。中國將不斷跟蹤IEC粉塵標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢，完善粉塵系列標(biāo)準(zhǔn)。中國現(xiàn)行粉塵標(biāo)準(zhǔn)：

GB12476.1-2000

可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分：用外殼和限制表面溫度保護的電氣設(shè)備第1節(jié)：電氣設(shè)備的技術(shù)要求危險區(qū)域：劃分為20、21、22三個區(qū)。與氣體環(huán)境劃區(qū)方法對應(yīng)。溫度組別：采用GB3836.1規(guī)定的氣體溫度分組方法，劃分為T1-T6六個組別。第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一粉塵防爆型－DIP(續(xù))歐洲和北美是左右IEC粉塵防爆標(biāo)準(zhǔn)化工作重要因素，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的A、B兩種設(shè)備實際上就是分別代表了各自的粉塵防爆思想，兩者具有同等安全程度：

A型設(shè)備(歐洲)：防塵方法采取適宜的防塵等級，并在5mm厚粉塵層堆積的情況下確定設(shè)備表面溫度；

B型設(shè)備(北美)：采用類似于隔爆面的防塵設(shè)計方法，并在12.5mm厚粉塵層堆積的情況下確定設(shè)備表面溫度；粉塵環(huán)境不利于安全的重要因素

-粉塵堆積影響散熱-導(dǎo)電粉塵進(jìn)入外殼可引起火花防爆標(biāo)志：現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以外殼保護的粉塵防爆電氣設(shè)備采用防粉塵點燃符號“DIP”。第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一防爆電氣設(shè)備標(biāo)志舉例

II

1

G

EExiaIICT4-表示設(shè)備可適用于0區(qū)工廠爆炸性氣體環(huán)境。

II

2

G

EExdeIICT6

-表示設(shè)備可適用于1區(qū)工廠爆炸性氣體環(huán)境。

II

2

[2]

G

EExd[ib]IICT6

-表示設(shè)備可適用于1區(qū)工廠爆炸性氣體環(huán)境，并含有可與1區(qū)氣體危險場所用本安設(shè)備相連的關(guān)聯(lián)電路。DIPA21TAT5

-表示設(shè)備可適用于1區(qū)工廠爆炸性粉塵環(huán)境，最高表面溫度(TA)是T5。

第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一防爆電氣設(shè)備標(biāo)志舉例第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一ATEX防爆標(biāo)志設(shè)備分類適用區(qū)域(IECZone)中國、IEC（Group)歐洲(Category)I類（煤礦）M1M2---012II類（工廠）1G2G3G012III類（粉塵或纖維）1D2D3D202122II2G

EExdeIICT5第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一上海凡宜科技電子有限公司第4部分設(shè)備保護等級及IP等級第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一設(shè)備保護等級（EPLs）EPL定義：是基于氣體（Gas）、粉塵（Dust）和煤礦（Mining）爆炸性環(huán)境下成為點燃源的風(fēng)險賦予設(shè)備的保護等級。礦用設(shè)備的EPL分為Ma和Mb兩個等級:

?Ma：指具有很高的保護等級的礦用設(shè)備，它具有足夠的安全性，即設(shè)備在正常工作、預(yù)期故障、罕見故障，甚至在通電情況下瓦斯氣體突出時也不可能成為點燃源。

?Mb：指具有高的保護等級的礦用設(shè)備，它具有足夠的安全性，即設(shè)備在正常工作、預(yù)期故障情況下，在瓦斯氣體突出到設(shè)備斷電的時間間隔內(nèi)也不可能成為點燃源。

氣體和粉塵環(huán)境用設(shè)備的EPL均分為三個等級：

?

Ga/Da：指具有很高的保護等級的爆炸性氣體/粉塵環(huán)境用設(shè)備，它在正常操作、預(yù)期故障或罕見故障情況下不會成為點燃源。

?Gb/Db：指具有高的保護等級的爆炸性氣體/粉塵環(huán)境用設(shè)備，它在正常操作或預(yù)期故障情況下不會成為點燃源。?Gc/Dc：指具有一般的保護等級的爆炸性氣體/粉塵環(huán)境用設(shè)備，它在正常操作情況下不能成為點燃源，且具有附加的保護措施能保證在預(yù)期的事件（如燈的故障）發(fā)生時也不會成為點燃源。第28頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一設(shè)備分類GroupofEquipment設(shè)備保護等級IECEPLs歐洲設(shè)備分類ENCategories適用區(qū)域SuitableZoneI類煤礦–MiningMa–很高M(jìn)b–高M(jìn)1M201II類工廠氣體–Gas