電氣設備防爆演示幻燈片

電氣設備防爆

基本知識電氣部：朱勇2015年12月18日1概述

隨著我國經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模日益壯大，防火防爆問題顯得尤為重要，在化工裝置中功能各異、品種繁多的防爆電器產(chǎn)品被廣泛應用。防爆電器在選用、安裝、使用以及維護上需嚴格把好技術(shù)關，否則將失去“防爆”的意義。接合我公司物料性質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境、在用防爆電器類型等方面，對防爆電氣設備的選擇、使用、維護等方面做了一些介紹，其中隔爆型電器介紹的比較詳細。本次課件內(nèi)容參照：化學工業(yè)出版社出版的電氣設備叢書--《防爆電器》《中華人民共和國國家標準GB3836.1-2010》中爆炸環(huán)境4部分2目錄123防爆電器使用背景防爆電器的組成結(jié)構(gòu)、選型及鑒別防爆電氣設備的安裝、檢查、維護滕州中盛化工有限公司電氣部3一、防爆電器使用背景————關于爆炸物質(zhì)、環(huán)境的概述4爆炸性物質(zhì)的級別、分組爆炸物質(zhì)按形態(tài)和存在場所分類I類煤礦甲烷類（煤礦環(huán)境）II類氣體蒸汽類（化工類）粉塵類爆炸、可燃性粉塵、纖維等場所DIP表示5爆炸性物質(zhì)的分組

按引燃溫度分組

組別引燃溫度T1T>450℃T2450℃

T>300℃

T3300℃

T>200℃

T4200℃

T>135℃T5135℃

T>100℃T6 100℃

T>85℃

T11T>270℃T12270℃

T>200℃T13 200℃

T>140℃6爆炸物質(zhì)分級最小點燃電流比和最大試驗安全間隙分級級別最小點燃電流比最大試驗安全間隙(mm)Ⅰ1.01.14ⅡA

1.0，>0.8

1.14，>0.9ⅡB

0.8，>0.45

0.9，>0.5 ⅡC

0.45

0.57爆炸性氣體分類、分級、分組8爆炸性粉塵的分級、分組9爆炸危險性場所等級分類氣體爆炸危險場所區(qū)域劃分區(qū)域等級說明0區(qū)連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的場景1區(qū)在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境2區(qū)在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物，即使出現(xiàn)也僅是短時存在粉塵爆炸危險場所區(qū)域劃分區(qū)域等級說明10區(qū)在正常情況下，爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣混合物可能連續(xù)地短時間頻繁的出現(xiàn)或長時間存在的場所11區(qū)在正常情況下，爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣混合物不可能出現(xiàn)，僅在不正常情況下，偶爾短時間出現(xiàn)的場所10爆炸危險性場所等級分類火災環(huán)境區(qū)域劃分區(qū)域等級說明21區(qū)具有閃點高于場所環(huán)境的可燃液體，在數(shù)量和配置上能引起火災的區(qū)域22區(qū)具有懸浮狀、堆積狀的爆炸性或可燃性粉塵，雖然不可能形成爆炸性混合物，但在數(shù)量和配置上能引起火災的區(qū)域23區(qū)具有固體可燃物，在數(shù)量和配置上能引起火災的區(qū)域11電氣引燃源爆炸的三個基本條件：即要有可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)和點燃源，三者缺一不可。電器引燃源

危險溫度、電火花及電弧危險溫度：1、電氣設備正常發(fā)熱:導體電阻通過電流發(fā)熱、磁滯損耗、諧波等2、電氣事故過熱：

各種短路、

接觸不良(物理性能、化學性能、氧化膜、生成物)、

電機等斷線、

鐵心過熱(鐵心短路、不能吸合)、漏電、散熱失效、電壓太高或太低、嚴重過載、機械故障3、照明燈具、電加熱等：電烘鐵500～600℃100W白熾燈泡170～220℃400W高壓水銀燈150～250℃1000W鹵鎢燈500～800℃12

電氣引燃源電弧和電火花：工作火花：插銷、開關事故火花(短路、漏電、松動、接地、斷線、分離)

13電氣防火防爆的基本措施1)消除或減少爆炸性混合物2)隔離和間距3)消除引燃源4)爆炸危險環(huán)境接地和接零14二、防爆電器的組成結(jié)構(gòu)、選型及鑒別15什么是防爆電器箱類1、防爆配電箱2、防爆控制開關類3、防爆接線箱、盒等電控設備1、防爆電動機2、防爆啟動器、滾筒3、起重機其他1、防爆照明、電鈴2、防爆電動工具3、防爆電氣元件防爆電器是指存在有爆炸危險性粉塵、氣體和蒸氣的場所采用的能夠防止爆炸產(chǎn)生的電器16防爆電器分類防爆電氣設備的防爆形式分以下幾類隔爆型電氣設備d增安型電氣設備e本質(zhì)安全型電氣設備i正壓型電氣設備p澆封型電氣設備m充油型電氣設備o充沙型電氣設備q“n”型電氣設備檢驗機構(gòu)檢驗確認的防爆特殊型“s”17隔爆電器（d）概述

隔爆型電氣設備是指具有隔爆外殼的電氣設備。

隔爆外殼是指能承受內(nèi)部的爆炸壓力，并能阻止爆炸火焰向周圍環(huán)境傳播的防爆外殼。電氣設備外殼的內(nèi)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(chǎn)生電火花及危險高溫時，將引燃殼內(nèi)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(nèi)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。18隔爆電器材質(zhì)要求

隔爆型電氣設備的外殼材料一般采用金屬材質(zhì)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(jié)構(gòu)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升的隔爆電器,典型應用:現(xiàn)場操作柱。

隔爆型防爆箱由于要承受爆炸壓力，因此其壁厚比其他防爆形式的外殼要大，以鑄鋁殼體為例，容積部大于2升，其壁厚應在4.0-8.0mm之間，法蘭厚度應在8.0-12.0mm之間，當容積大于4升是一般使用鑄鋼材質(zhì)。

19隔爆電器組成部分隔爆型電氣設備組成部分1、緊固件：螺栓、螺母、墊片、彈簧墊片等緊固件應有足夠的機械強度，當殼體爆炸時，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間隙。用螺栓緊固時，若用彈簧墊片防松，彈簧片壓平即可不易過緊。2、隔爆接合面：平面隔爆接合面、止口隔爆接合面、螺紋隔爆接合面、旋轉(zhuǎn)電機軸封接合面平面隔爆接合面20隔爆電器組成部分i≤0.2(ⅡA)i≤0.15(ⅡB)i≤0.1(ⅡC)平面隔爆接合面21止口隔爆接合面外殼內(nèi)部外殼內(nèi)部外殼內(nèi)部L=c+d(IIA,IIB,IIC)c≥6.0mm(IIC)≥3.0mm(I,IIA,IIB)d≥0.50L(IIC)f≤1.0mm(I,IIA,IIB,IIC)外殼內(nèi)部

圓筒部分和平面部分

僅僅圓筒部分22k〉0.075I、IIA、IIBk〉0.05IIC旋轉(zhuǎn)電機軸封接合面23隔爆電器組成部分3、連鎖裝置和警告牌：正常運行時會產(chǎn)生火花和高溫的電氣設備，須設置聯(lián)鎖裝置。聯(lián)鎖裝置的機構(gòu)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，環(huán)氧乙烷照明配電箱。

用螺栓緊固的外殼允許用警告牌代替聯(lián)鎖裝置。警告牌內(nèi)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”。24隔爆電器組成部分4、襯墊：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(nèi)。防護型密封件：一般采用硅橡膠、丁晴橡膠、三元乙丙橡膠，一般溫升高的選用硅橡膠：輸煤抓斗機現(xiàn)場控制箱內(nèi)含有大量發(fā)熱元件（變頻器、制動電阻、隔離變壓器等），溫升低的可以選用丁晴橡膠：環(huán)氧乙烷檢修箱密封圈選用發(fā)泡型橡膠。防護型密封件主要是來增強電氣設備防護性能，不在防爆標識牌上體現(xiàn)；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(gòu)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25隔爆電器組成部分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(chǎn)品取得防爆合格證后，補做相應的抗其他特殊環(huán)境影響的型式試驗報告。

用戶應根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境要求，提出需要滿足的防護等級。例如：IP54

固體液體0無防護0無防護1〉501防滴水侵入2〉122外殼橋頭15度時，防滴水侵入3〉2.53防止噴灑的水侵入60度4〉14防止各方向飛濺的水侵入5防塵，不影響使用5防止噴射的水侵入（噴槍）6塵密，完全防止6防止大浪的水7防止浸水時，1m深水8沉沒9：防濕26隔爆電器組成部分5、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(guī)定的沖擊試驗、耐壓試驗和熱劇變試驗、固定透明件的方法有膠粘式、襯墊式兩種。6、電纜引入裝置：引入裝置是電纜或?qū)Ь€進出電氣設備的隔爆部件。按按其結(jié)構(gòu)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。27隔爆電器d電纜引入裝置28電纜引入裝置A4型ZG型29增安型防爆電器e增安型電氣設備是指對正常條件下不會產(chǎn)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(chǎn)生電弧、電火花及危險高溫的電氣設備。增安型電氣設備是采取了以下結(jié)構(gòu)措施來提高電氣設備安全性的：1、有效的外殼防護；1）內(nèi)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(nèi)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。3）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。30增安型防爆電器e2、電路的可靠連接1）所有電路連接必須經(jīng)過足夠容量的接線端子，壓緊，且有可靠地放松措施2）、所連接線路不應受機械外力影響3、增大電氣間隙和爬電距離兩個帶電導體之間的距離叫電氣間隙，兩個導電部分之間沿絕緣材料表面的最短距離叫爬電距離。4、提高絕緣性能增加電氣的絕緣能力，提高耐電壓擊穿的絕緣強度，保證設備運行時的可靠性31增安型防爆電器e5、限制設備的溫升降低電流密度，使電氣設備運行中所產(chǎn)生的溫度較低，延遲電氣設備絕緣壽命，運行可靠性提高32本質(zhì)安全型i在規(guī)定的條件下(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)安全設備：其內(nèi)部所有的電路都是本安電路的電氣設備33防爆電氣設備的選型1、按區(qū)域危險等級確定防爆形類型、防爆原理選擇電器防爆類型，如果場所中同時存在氣體和粉塵，應同時考慮滿足要求GB3836.15-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備危險場所電氣安裝》規(guī)定：

0區(qū)：ia等級的本質(zhì)安全型；ma等級的澆封型。

1區(qū)：ia/ib型；d隔爆型；p正壓型；q充沙型;o充油型；ma/mb澆筑型；e增安型（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(qū)：上述類型和n型。2、按爆炸物質(zhì)類型I\II\DIP確定防爆電器類別

I\II\DIP34防爆電氣設備的選型3、按危險物品氣體環(huán)境的最大安全間隙確定防爆電器分級IIA\IIB\IIC4、按危險物品引燃溫度分級確認防爆電器溫度組別:T1---T125、盡量少用便攜式和移動式設備6、最總確定電器防爆標志：Ex＋防爆結(jié)構(gòu)＋類別(Ⅱ)＋級別(A/B/C)＋溫度組別(T1～T6)氣體類ExdIICT2粉塵類DIPA20TA.T1135氣體防爆標志解讀ExdIIBT2按設備表面最高溫度分類爆炸氣體環(huán)境的最大安全間隙分級B除煤礦、井下以外的電氣設備隔爆型（設備防爆形式）中國及國際電工委員會防爆標志（防爆標志）36粉塵防爆標志解讀DIPB20TA.T11TA.T11:表面溫度組別20:電氣設備在20區(qū)域下B:B型電氣設備DIP:粉塵防爆標志37防爆電器鑒別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:ExdeⅡBT4。2.產(chǎn)品名牌：內(nèi)容應包括：1）防爆標志；2）防爆合格證號；3）特定的要求，如：環(huán)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(guī)定。38防爆電器鑒別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(nèi)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(jié)構(gòu)合理性確認。例如：燈具光源，接線箱允許回路數(shù)和最大電流、功率等。39防爆電器鑒別采購過程中對供應商和產(chǎn)品資質(zhì)的要求：（1）防爆合格證；必要時要驗證證書的真?zhèn)涡?。特別要注意：整體設備的系統(tǒng)認證。（2）防爆電氣產(chǎn)品的檢驗報告和檢驗機構(gòu)審查通過的技術(shù)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(chǎn)品防爆參數(shù)和限制的條件。（3）生產(chǎn)許可證；沒有在生產(chǎn)許可證目錄的，此項不考慮。（4）企業(yè)的定點或入網(wǎng)證明；此項限于特大型企業(yè)。（5）產(chǎn)品的其他質(zhì)量證明。例如：船檢型式報告；防腐報告；防護試驗報告等。40三、防爆電器的安裝、維護41防爆電器的安裝

防爆電氣設備不僅要保證在制造過程中的質(zhì)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。由于化工廠防爆電器失爆引起的安全事故90%是有由于選型、安裝、維護不當造成的，我們要充分考慮在使用過程中造成的防爆安全性能失效問題。

42防爆電器完好標準一、防爆電機安裝完成驗收標準（附件）二、化工裝置防爆電氣設備失爆判斷依據(jù)1、隔爆外殼檢查1.1隔爆外殼有裂紋、開焊或嚴重變形為失爆。嚴重變形的標準：變形長度超過50mm，或凹凸深度超過5mm。1.2隔爆外殼的閉鎖裝置不全或變形損壞，不能起到機械閉鎖作用的為失爆，“嚴禁帶電打開”警示標語損壞也視為“失爆”。431.3任意改變隔爆外殼或隔爆空腔原設計安裝的為失爆。1.4隔爆接合面涂漆的、存在雜物的為失爆；隔爆殼內(nèi)未涂耐弧漆或有銹皮脫落的也為失爆。1.5平面式隔爆接合面有效長度L≥25mm，緊固螺栓中孔邊緣的最小有效長度L1≥9mm，否則為失爆；44防爆電器完好標準止口式隔爆接合面應滿足下列要求，否則為失爆，⑴：止口式隔爆接合面倒角f≤1.0mm，⑵：隔爆室距接合面倒角的有效長度a與接合面倒角距隔爆室外部的有效長度b之和大于等于25mm，⑶：隔爆間隙w≤0.5mm或0.5mm<W≤0.6mm且滿足a+b≥40mm。1.6有效長度L<25mm的隔爆接合面間隙W>0.5mm為失爆。1.7圓筒式隔爆接合面，孔徑與軸徑之差W>0.5mm為失爆。（該部分出廠產(chǎn)品合格后使用中基本可以達到要求）

4546接合面類型最小接合面寬度L（mm）最大間隙（mm）V≤100（cm3）100＜V≤500（cm3）500＜V≤2000（cm3）V＞2000（cm3）ⅠⅡAⅡBⅠⅡAⅡBⅠⅡAⅡBⅠⅡAⅡB平面接合面圓筒接合面止口接合面69.512.5250.300.300.200.350.300.200.400.300.200.500.400.20

—

—0.350.300.200.400.300.200.500.400.20

—

—

—

—0.400.300.200.500.400.20

—

—

—

—0.400.200.150.500.400.20旋轉(zhuǎn)電機軸封圓筒接合面滑動軸承69.512.525400.300.300.200.350.300.200.400.350.250.500.400.300.600.500.40—

—

—0.350.300.200.400.300.200.500.400.250.600.500.30—

—

——

—

—0.400.300.200.500.400.250.600.500.30—

—

——

—

—0.400.20—0.500.400.200.600.500.25滾動軸承69.512.525400.450.450.300.500.450.350.600.500.400.750.600.450.800.750.60—

—

—0.500.400.250.600.450.300.750.600.400.800.750.45—

—

——

—

—0.600.450.300.750.600.400.800.750.45—

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——

—

—0.600.300.200.750.600.300.800.750.40注：確定最大間隙時，宜采用按照ISO31-0的結(jié)構(gòu)整約值。I、IIA、IIB類隔爆最小接合面與最大間隙47IIc類隔爆電器防爆接合面最小寬度和最大間隙接合面類型最小接合面寬度L（mm）最大間隙（mm）V≤100（cm3）100＜V≤500（cm3）500＜V≤2000（cm3）V＞2000（cm3）平面接合面a)69.515.8250.100.100.100.10—0.100.100.10——0.040.04———0.04止口接合面(圖2a)c≥6mmd≥0.5LL=c+df≤1mm12.525400.150.18b)0.20c)0.150.18b)0.20c)0.150.18b)0.20c)0.18b)0.20c)圓筒接合面止口接合面(圖3)69.512.525400.100.100.150.150.20—0.100.150.150.20——0.150.150.20———0.150.20帶滾動軸承旋轉(zhuǎn)電機軸封圓筒接合面69.512.525400.150.150.250.250.30—0.150.250.250.30——0.250.250.30———0.250.30只有符合要求時，乙炔和空氣爆炸性混合物才允許采用平面接合面（間隙不大于0.04mm，L不小于9.5mm，并且外殼容積不大于500cm3時。）如果f≤0.5mm，圓筒部分的最大間隙可以增大到0.20mm。如果f≤0.5mm，圓筒部分的最大間隙可以增大到0.25mm。注：在確定最大間隙時，宜采用按照ISO31-0的結(jié)構(gòu)整約值。48防爆電器完好標準1.8防爆電動機采用圓筒式隔爆接合面時，軸與軸孔的最小單邊間隙0.075mm≤K<0.3mm，采用滾動軸承結(jié)構(gòu)接合面時，軸與軸孔的最大單邊間隙M≤0.3mm，否則為失爆。1.9隔爆接合面的法蘭厚度不應小于原設計厚度的2/3，否則為失爆。1.10螺紋隔爆結(jié)構(gòu)，螺紋的最小嚙合扣數(shù)不小于6扣，否則為失爆。1.11對于直徑Φ<1mm，深度H<2mm的砂眼，在L≥15mm的隔爆接合面上其數(shù)量不得大于5個/平方厘米，在L≤10mm的隔爆接合面上其數(shù)量不得大于2個/平方厘米，否則為失爆。49防爆電器完好標準1.12隔爆接合面偶然出現(xiàn)的機械傷痕，其深度和寬度均不超過0.5mm時，其長度應保證剩余無傷隔爆接合面有效長度不小于規(guī)定長度的2/3，且傷痕兩側(cè)凸起部分磨平，否則為失爆。1.13嚴重銹蝕的隔爆接合面，用棉紗擦拭后仍留有銹蝕痕跡的為失爆；用棉紗擦拭后仍留有氧化亞鐵暈狀痕跡,用手撫摸無感覺者的不為失爆。50防爆電器完好標準1.14螺栓緊固的隔爆接合面，螺栓、彈簧墊必須齊全，彈簧墊必須壓平，螺栓或螺孔不得滑扣，彈簧墊的規(guī)格必須和螺栓相適應，同一部位的螺栓和螺母規(guī)格必須一致，螺母必須上滿扣，否則為失爆。螺栓擰入不透孔時，注意預留大于3倍防松彈簧墊片的余量，擰入深度不能小于螺栓的直徑，鑄鐵、鋁需大于1.5倍，不能多家墊片來延長螺孔深度。螺栓用螺母緊固時，應留出3個螺紋的螺距。51防爆電器完好標準1.15隔爆室的觀察窗玻璃松動或使用普通玻璃的為失爆。1.16隔爆設備防護密封損傷缺失或壓接不均勻的。52防爆電器完好標準2、進線嘴密封性能的檢查2.1使用老化變形或失去彈性的密封圈為失爆。2.2密封圈的單孔內(nèi)穿多根電纜的為失爆。2.3將密封圈割開套在電纜上使用的為失爆。2.4密封圈沒有完全套在電纜護套上的為失爆。53