火灾爆炸事故的技术预防措施.ppt

4.4 防止电气火花 4 4 火灾爆炸事故火灾爆炸事故 的技术预防措施的技术预防措施 4.4 4.4 防止电气火花防止电气火花 ( (二二) ) 2 主要内容 4.4.1 电火花与电弧 4.4.2 爆炸危险场所危险区域划定 4.4.3 电气防爆的原理 4.4.4 防爆电气设备分类、特性及选型 4.4.5 动力、电气线路、照明及油开关防火防爆措施 4.4.6 变压器防火防爆措施 参照的国标爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 4.4 防止电气火花 3 4.4.1 4.4.1 电火花与电弧电火花与电弧 电极之间、或带电体与导体之间被电压击穿， 空气被电离形成短暂的电流通路，即为放电并 产生电火花； 电弧是由大量密集的电火花汇集而成? 电火花的温度都很高，特别是电弧，其温度可 高达30006000，可熔化金属。 在有爆炸危险的场所内，电火花的产生将会引 起可燃物燃烧或爆炸，易燃易爆物质存在的场 所，一个电火花即可造成事故。 4.4 防止电气火花 4 电火花可分为工作电火花和事故电火花两类。 工作电火花是指电气设备正常运行时产生的火 花。 如直流电机电刷与整流子滑动接触处、 交流电机电刷与滑环接触部位电刷后面的微小 火花； 开关或接触器开合时的火花； 插头拔出或插入插座时的火花等。 4.4 防止电气火花 5 事故电火花是指线路或设备故障时出现的火花 ， 如短路、绝缘损坏和导电连接松脱时的火花； 过电压放电火花； 保险丝熔断时的火花； 静电火花； 感应电火花等。 4.4 防止电气火花 6 一般的电气设备很难完全避免电火花的 产生，因此在有火灾爆炸危险的场所必 须根据物质的危险特性正确选用不同的 防爆电气设备。 电火花产生的条件是接触不良；电火花产生的条件是接触不良； 机理：阴极发射电子，电子被电场加速机理：阴极发射电子，电子被电场加速 ，撞击气体并使之部分电离，气态离子，撞击气体并使之部分电离，气态离子 导电消耗电能，产生局部高温。导电消耗电能，产生局部高温。 4.4 防止电气火花 7 4.4.2 4.4.2 爆炸危险场所危险区域划定爆炸危险场所危险区域划定 在有爆炸危险的环境区域内，由于爆炸 性物质出现的频度、持续时间和危险程 度的不同，为便于选择合适的防爆电气 设备和进行爆炸性环境的电力设计，对 气体、粉尘和火灾危险环境按爆炸和 火灾危险环境电力装置设计规范（ GB50058-92）的规定进行危险区域划分 。 4.4 防止电气火花 8 危险区域划分危险区域划分 （1）爆炸性气体环境危险区域划分 （2）爆炸性粉尘环境危险区域划分 （3）火灾危险环境区域划分 4.4 防止电气火花 9 （1 1）爆炸性气体环境危险区域划分）爆炸性气体环境危险区域划分 0级区域（简称0区）： 在正常情况下，爆炸性气体混合物连续在正常情况下，爆炸性气体混合物连续 地、短时间频繁地出现或长时间存在的地、短时间频繁地出现或长时间存在的 环境环境为为0 0区。区。 除了封闭的空间，如密闭的气体容器、储油罐等内部 气体空间外，0区很少存在； 高于爆炸上限的混合物环境或有空气进入时可能使其 达到爆炸极限的环境，应划为0区。 4.4 防止电气火花 10 （1 1）爆炸性气体环境危险区域划分）爆炸性气体环境危险区域划分 1级区域（简称1区）： 在正常运行时，爆炸性气体混合物，有可能出在正常运行时，爆炸性气体混合物，有可能出 现的环境称为现的环境称为1 1区。区。 例如： 油桶、油罐、油槽灌注易燃液体时的开口部位附近区域； 泄压阀、排气阀、呼吸阀、阻火器等爆炸性气体排放口附近空间 ； 浮顶储罐的浮顶上空间； 无良好通风的室内有可能释放、积聚形成爆炸性混合物的区域； 洼坑、沟槽等阻碍通风，爆炸性气体混合物易于积聚的场所。 4.4 防止电气火花 11 （1 1）爆炸性气体环境危险区域划分）爆炸性气体环境危险区域划分 2级区域（简称2区）： 在正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物的环境在正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物的环境 ，或即使出现爆炸性气体混合物，也仅是短时存在的，或即使出现爆炸性气体混合物，也仅是短时存在的 环境。环境。例如： 有可能由于腐蚀、陈旧等原因致使设备、容器破损而 泄漏出危险物料的区域； 因误操作或因异常反应形成高温、高压，有可能泄漏 出危险物料的区域； 由于通风设备发生故障，爆炸性气体有可能积聚形成 爆炸性混合物的区域。 4.4 防止电气火花 12 “正常情况正常情况”包括正常开车、停车和运转 （如敞开卸料、装料等），也包括设备 和管线允许的正常泄漏在内； “不正常情况不正常情况”包括装置损坏、误操作、 维修不当及装置的拆卸、检修等。 4.4 防止电气火花 13 油罐车卸汽油时爆炸危险区域划分应符合下列 规定： 1 油罐车内部的油品表面以上空间划分为0区。 2 以通气口为中心，半径为1.5m的球形空间和以 密闭卸油口为中心，半径为0.5m的球形空间划为1区。 3 以通气口为中心，半径为3m的球形并延至地面 的空间和以密闭卸油口为中心，半径为1.5m的球形并 延至地面的空间划为2区。 4.4 防止电气火花 14 油罐车卸汽油时爆炸危险区域划分 0 0区区 1 1区区 2 2区区 4.4 防止电气火花 15 埋地卧式汽油储罐爆炸危险区域划分应符合下列规定 ： 1 罐内部油品表面以上的空间划为0区。 2 人孔（阀）井内部空间、以通气管管口为中心， 半径为1.5m(0.75m)的球形空间和以密闭卸油口为中心 ，半径为0.5m的球形空间划为1区。 3 距人孔（阀）井外边缘1.5m以内，自地面算起lm 高的圆柱形空间、以通气管管口为中心，半径为 3m(2m)的球形空间和以密闭卸油口为中心，半径为 1.5m的球形并延至地面的空间划为2区。 4.4 防止电气火花 16 埋地卧式汽油储罐爆炸危险区域划分 4.4 防止电气火花 17 以放散管管口为中心，半径为3m的球形空间和距储气瓶组壳体（储 气井4.5m以内并延至地面的空间划为2区。 室外或棚内压缩天然气储气瓶组（储气井） 爆炸危险区域划分 4.4 防止电气火花 18 （2 2）爆炸性粉尘环境危险区域划分）爆炸性粉尘环境危险区域划分 10级区域（简称10区）：在正常运行时在正常运行时 ，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合，爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合 物，可能连续或长期出现的环境。物，可能连续或长期出现的环境。 11级区域（简称11区）：有时会将积留有时会将积留 下来的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘下来的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘 混合物的环境。混合物的环境。 4.4 防止电气火花 根据可燃性粉尘空气混合物出现的频率 和持续时间及粉尘层厚度分区 2020区区 在正常运行过程中可燃性粉尘连续 出现或经常出现，其数量足以形成可燃 性粉尘与空气混合物和或可能形成无法 控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部 。 2121区区 在正常运行过程中，可能出现的粉 尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合 物但未划入20区的场所。该区域包括： 与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、 出现粉尘层和正常操作情况下可能产生 可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的 场所。 2222区区 在异常条件下，可燃性粉尘云偶尔 出现并且只是短时间存在，或可燃性粉 尘偶尔出现堆积，或可能存在粉尘层并 且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。 如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉 尘层时，则应划分为21区。 22 （3 3）火灾危险环境区域划分）火灾危险环境区域划分 火灾危险环境是根据火灾事故发生的可能性和 后果，以及危险程度和物质状态的不同，按规 定进行分区。 2121区区：具有闪点高于环境温度的可燃液体 ，在数量和配置上能引起火灾危险的环境； 2222区区：具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或 可燃纤维，虽不可能形成爆炸性混合物，但在 数量和配置上有引起火灾危险的环境； 2323区区：具有固体状可燃物质，在数量和配 置上能引起火灾危险的环境。 4.4 防止电气火花 23 火灾爆炸危险区域分类汇总 类别区域 火灾爆炸危险环境 第一类 爆炸性气体环境 0区连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境 1区在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境 2区在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境 第二类 爆炸性粉尘环境 10区连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环境 11区有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环 境 第三类 火灾危险环境 21区具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上配置上能引起火 灾危险的环境 22区具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维，虽不能形成爆炸 性混合物，但在数量和配置上配置上能引起火灾危险的环境 23区具有固体状可燃物质，在数量和配置上配置上能引起火灾危险的环境 24 判断一个场所的危险程度应综合考虑危险物料 的性质、释放源的特征及场所通风情况。 首先要考虑物质的种类种类，再考虑危险物料的性质。 性质性质包括：闪点、爆炸极限、密度、引燃温度等。 危险程度还与设备工作温度、压力以及数量和分布有 关。 闪点低、爆炸极限下限低都导致爆炸危险范围扩大， 密度大易于沉积在地面，水平危险范围扩大。 4.4 防止电气火花 如何划分非危险区域？ 没有释放源并不可能有易燃物质侵入的区域； 易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸极限 下限的10%； 在生产过程中使用明火的设备附近，或炽热部 件的表面温度超过区域内易燃物质引燃温度的 设备附近； 在生产装置区外，露天或开敞设置的输送易燃 物质的架空管道地带，但其阀门处按具体情况 定。 4.4 防止电气火花 场所通风状态的确定： 确定爆炸危险场所的登记和范围时，通风的好坏对爆 炸危险物质的扩散和排出是个重要因素； 对于通风良好的爆炸危险场所，在等级划分时，原则 上可降低一级，并可大大缩小其影响范围。 可视为通风良好的场所有：可视为通风良好的场所有： 露天或开敞式建筑物； 半开敞式建筑物能充分进行自然通风的场所； 设有天窗的房屋内，爆炸性物质的相对密度在0.7以下 者； 场所内具有机械通风条件，整个场所内能充分通风换 气时。 4.4 防止电气火花 27 释放源的特征包括：释放源的特征包括： 释放源的布置与工作状态、泄漏或放出 危险物品的速率、泄漏量、在空气中的 浓度、扩散条件、形成爆炸性混合物的 范围等有关。 释放源一般分为三级： 4.4 防止电气火花 28 连续释放或预计长期释放或短时间连续 释放的为连续释放源； 举例：举例： 没有用惰性气体覆盖的固定顶盖贮罐中的易燃液体的 表面； 油水分离器等直接与空间接触的易燃液体的表面； 经常或长期向空间释放易燃气体或易燃液体的蒸气的 自由排气孔和其它孔口； 可燃气体的容器、槽、罐等内部空间长时间保持爆炸 性混合物的部位； 喷漆作业的室内，爆炸性混合物断续出现的区域。 4.4 防止电气火花 29 正常运行时周期性或偶然释放的为一级 释放源； 举例：举例： 在正常运行时会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门等 的密封处； 在正常运行时会向空间释放易燃物质，安装在贮有易 燃液体的容器上的排水系统； 正常运行时会向空间释放易燃物质的取样点。 向油桶、油罐灌注易燃液体的开口部位附近； 泄压阀、排气阀、呼吸阀、阻火阀等爆炸性气体排放 口附近。 4.4 防止电气火花 30 正常运行时不会释放，即使释放也只是 偶尔短时间释放的为二级释放源。 举例：举例： 正常运行时不能出现释放易燃物质的泵、压缩 机和阀门的密封处； 正常运行时不能释放易燃物质的法兰、连接件 、阀门和管道接头； 正常运行时不能向空间释放易燃物质的安全阀 排气孔和其它孔口处。 4.4 防止电气火花 31 要综合判断危险场所 第一应考虑的是释放源及其布置； 第二要考虑释放源的性质，初步划分等级； 最后要考虑通风条件。 自然通风、机械通风场所的 连续释放源有可能导致连续释放源有可能导致0 0区区 一级释放源可能导致一级释放源可能导致1 1区区 二区释放源可能导致二区释放源可能导致2 2区区 4.4 防止电气火花 通风良好的场所危险等级降低，危险范 围也缩小，甚至降为非危险区。 局部释放源采用机械通风对降低危险等 级非常有效。 在凹坑、死角、有障碍物处，扩散速度 慢，易积聚气体而提高了危险等级。 32 4.4 防止电气火花 33 爆炸与火灾危险环境电力装置设爆炸与火灾危险环境电力装置设 计规范计规范（GB50058-92GB50058-92）中危险区）中危险区 域划分的图例。域划分的图例。 4.4 防止电气火花 34 4.4 防止电气火花 释放源接近地坪时易燃物质重于空气，通风良好的 生产装置区 35 4.4 防止电气火花 释放源在地坪以上时易燃物质重于空气，通风良好的 生产装置区 36 4.4 防止电气火花 易燃物质重于空气，释放源在封闭建筑物 内，通风不良的生产装置区 37 4.4 防止电气火花 易燃物质重于空气、设在户外地坪上 的固定式贮罐 38 4.4 防止电气火花 易燃物质重于空气、设在户外地坪上的浮顶式贮罐 39 4.4 防止电气火花 易燃液体、液化气、压缩气体等密闭注送系统的槽车 注：易燃液体为非密闭注送时采用括号内数值 40 4.4 防止电气火花 易燃物质轻于空气、通风良好的生产装置区 注：释放源距地坪的高度超过4.5m时应根据实践经验确定 41 4.4 防止电气火花 易燃物质轻于空气、通风良好的压缩机厂房 42 4.4 防止电气火花 易燃物质轻于空气、通风不良的压缩机厂房 43 4.4 防止电气火花 单元分离器、预分离器和分离器 44 4.4 防止电气火花 溶解气游离装置（溶气浮选装置）（DAF） 45 4.4 防止电气火花 与通风不良的房间相邻 46 4.4 防止电气火花 与有顶无墙建筑物相邻(门窗位于爆炸危险区 域内) 47 4.4 防止电气火花 与有顶无墙建筑物相邻（门窗位于爆炸危险区域外 ） 48 4.4 防止电气火花 释放源上面有排风罩时的爆炸危险区域范围 49 4.4 防止电气火花 易燃液体、液化易燃气体、压缩易燃气体及 低温液体释放源位于户外地坪上方 半径4.5m 第二级释放源 地坪 50 4.4 防止电气火花 MM L L L L L L GG GG GG N N N N N N HH HH HH N N N N KK KK E E E E 51 4.4 防止电气火花 爆炸危险区域划分示例图平面图 52 4.4 防止电气火花 爆炸危险区域划分示例图立面图 53 与爆炸危险区域相邻场所的等级划分 危险区域等级 用有门的墙壁隔开相邻场所的等级 附注 一道有门隔墙两道有门隔墙 气体0区1区 两道隔墙门框 之间的净距离 不应小于2m 1区2区 非危险场所 2区非危险场所 粉尘10区11区 11区非危险场所非危险场所 危险区域要与非危险区域隔开，高危险区域要与低危险危险区域要与非危险区域隔开，高危险区域要与低危险 区域隔开，用防爆墙隔离。区域隔开，用防爆墙隔离。 54 4.4.34.4.3 电气防爆的原理电气防爆的原理 电气设备防爆主要采用四种技术： （1 1）外壳间隙防爆（限制爆炸）外壳间隙防爆（限制爆炸） （2 2）外壳隔离引爆源；）外壳隔离引爆源； （3 3）介质隔离引爆源；）介质隔离引爆源； （4 4）控制引燃源。）控制引燃源。 4.4 防止电气火花 55 （1 1）外壳间隙防爆）外壳间隙防爆 电气设备的带电部分放在外壳内， 外部环境中的可燃气体可以通过外 壳的配合面缝隙进入壳内，内部电 气设备导电部分出现故障火花时， 将点燃壳内可燃气体。 4.4 防止电气火花 由于外壳间隙的冷却作用等，使从 内部排出的火焰和爆炸产物被冷却 到安全温度，不会引燃壳外部的可 燃气体，起到阻止爆炸向外部传播 的作用，这种利用外壳间隙进行隔 爆的电气属于隔爆型隔爆型电气。 56 4.4 防止电气火花 隔爆型电气设备隔爆的机理包括： 间隙熄火作用 间隙冷却作用 新鲜气体卷入冷却作用 57 4.4 防止电气火花 58 间隙熄火作用间隙熄火作用 根据燃烧的连锁反应理论根据燃烧的连锁反应理论 自由基与固体碰撞将失去活性器壁效应 间隙（管径）越小，器壁效应越明显 间隙（管径）小到一定程度后自由基消失的速 率大于生成的速率，火焰就熄灭。 爆炸性气体混合物都存在一个临界熄火管径（ d k），管径小于临界熄火管径时，火焰传播将 被阻止。 4.4 防止电气火花 59 自由基被缴械拉！ 自由基太少就不能延续燃烧啦？ 间 隙 设备内 设备外 4.4 防止电气火花 60 火焰熄灭临界管径管径可由下式估算： 式中 DH气体混合物热扩散率，m2/s； vF火焰传播速度，m/s； E活化能，J/mol； R普朗克气体常数，4.184J/(molK)； e常数，2.718； Tmax最大燃烧温度，K。 什么样的气体燃烧 最不易被截住？ 4.4 防止电气火花 61 对于平面平面间隙结构，临界熄火间隙sGC可 按临界管径d k的一半来估算： 公式中包含着气体的特性参数，因此临界公式中包含着气体的特性参数，因此临界 熄火管径和临界熄火间隙与混合气体的种类熄火管径和临界熄火间隙与混合气体的种类 有关。有关。 4.4 防止电气火花 62 间隙冷却作用间隙冷却作用 如果穿出壳间间隙的气体产物的温度超过壳外 气体混合物的最小点燃温度，仍然会引发燃烧 或爆炸。 一氧化碳气体的临界熄火直径为1.5mm，壳体 间隙为0.8mm时，一氧化碳爆炸火焰不可能穿 过此壳体间隙，但却能引燃壳外的甲烷/空气混 合气体。 由燃烧的热理论可知，如果穿出壳体的气体温 度低于壳外气体混合物的最小点燃温度，壳外 气体混合物就不会被点燃。 4.4 防止电气火花 63 当壳体间隙中的通道足够长时，穿过间隙的火 焰就被充分冷却，只要其温度降低至气体混合 物的最小点燃温度以下，火焰就不能传出。 法兰间隙的急剧冷却作用主要发生在初始进入 阶段，在法兰间隙为0.2mm，爆炸产物气体沿 法兰宽度方向进入间隙5mm时，平均温度已下 降了60%，进入间隙20mm后，仅降低约40% 。 4.4 防止电气火花 64 新鲜气体卷入冷却作用新鲜气体卷入冷却作用 当壳体内的爆炸产物气体冲出壳体时， 外部新鲜的可燃气体混合物将有部分被 卷入，由于外部气体温度低，冲出的气 体被冷却降温，随着卷入量的增加，冷 却效果将更加明显。 4.4 防止电气火花 65 （2 2）外壳隔离引燃源）外壳隔离引燃源 气密型电气设备 小型开关、继电器、电容器、传感器、变压器 等一些小型电气小型电气设备在使用时要求体积尽量的 小，如果采用隔爆型结构就较难满足要求，常 采用熔化熔化、胶粘胶粘、挤压挤压等密封措施将外壳进行 密封处理，使外部气体不能进入壳内，即使内 部产生火花，也不能与可燃气体接触，实现隔 离防爆的作用。 此类外壳根本不会漏气的电气设备属于气密型气密型 电气设备。 小型元件、组件才能实现。 4.4 防止电气火花 66 限制呼吸型电气设备 壳外高浓度可燃气体出现概率较小、持续时间较短； 限制可燃气体由外向内的交换扩散速度； 壳内可燃气体浓度始终处于爆炸极限浓度以下壳内可燃气体浓度始终处于爆炸极限浓度以下； 内部产生的火花及危险温度不会引起爆炸。 具有这种外壳的电气设备属于限制呼吸型电气设备。 此类方式只适用于开关、仪器仪表、控制调节装置等 壳内温度升高低于10的设备。 4.4 防止电气火花 适用于可燃气体短时间出现的情况。适用于可燃气体短时间出现的情况。 67 （3 3）介质隔离引燃源）介质隔离引燃源 电气设备内部充满惰性介质，使电火花不能与可 燃气体接触，从而实现隔离防爆。 根据介质形态的不同，分为三类： 气体介质隔离引燃源、 液体介质隔离引燃源、 固体液体介质隔离引燃源。 4.4 防止电气火花 68 气体介质隔离引燃源 在电气设备内部充入惰性气体或新鲜的 空气，在运行过程中内部气体压力始终 高于外部压力，使外部可燃气体不能渗 入壳内，火花等引燃源不能与可燃气体 接触，从而实现引燃源与可燃气体的隔 离。 4.4 防止电气火花 69 由于壳内压力相对于大气始终处于正压，因此 ，这种防爆电器设备称为正压型电气设备。 正压通风结构分为连续正压通风结构和正压补 偿结构两种。 连续正压通风结构是指在设备壳体内连续通入 保护气体，使壳体内保持一定的正压； 正压补偿结构是指在设备壳体内冲入一定正压 的保护气体，但不实施连续通风，仅对设备壳 体不可避免的泄漏进行随时的补偿或定期补偿 。 4.4 防止电气火花 70 液体介质隔离引燃源 通常用变压器油作为液体介质，所以此 类防爆电器设备称为充油型电气设备。 可能产生火花、电弧的部件或者整体浸 入变压器油中，实现引燃源与可燃气体 的隔离，从而达到防爆的目的。 4.4 防止电气火花 71 固体液体介质隔离引燃源 此类防爆型电气设备是用固体物质作为隔 离介质来实现隔离防爆的，根据固体介 质的不同分为两类： 一类是采用固体颗粒（常用石英砂）， 称为充砂型电气设备， 另一类是采用固化物填料（常用环氧树 脂），称为浇封型电气设备。 4.4 防止电气火花 72 在充砂型电气设备中，砂砾之间的细小空隙 ，使电弧、过热点均不能点燃气体，运行过程 中产生的火花、电弧及火焰也能及时熄灭。砂 砾层表面温度即使在弧光短路的情况下也低于 爆炸性混合物的点燃温度。 在浇封型电气设备中，使用合成树脂等浇封 剂将电弧、火花、高温等点燃源封闭起来，不 能与周围的混合型可燃气体接触。常见的有本 安型的放大器、电容器组件、电感器组件、电 源限流电阻等。 4.4 防止电气火花 73 （4 4）控制引燃源）控制引燃源 采用控制引燃源方式防爆的电气都是在正 常运行时不产生火花和电弧的电气设备 和弱电设备。包括三类： 增安型电气设备 无火花型电气设备 本质安全型电气设备 4.4 防止电气火花 74 增安型电气设备 如果电气设备在正常运行时不产生火花、电弧 和危险高温，可采用高质量的绝缘材料、降低 温升、减小电气间隙和爬电距离、提高导线连 接质量等附加技术措施来增强设备的安全可靠 性，减少引燃气体的因素出现几率。 采用这种防爆类型的电气设备称为增安型电气 设备。 由于这种设备在正常情况下不会出现引燃源，因此多 用于石油化工企业，但是，在煤矿瓦斯突出区域、总 回风道、主回风道、采区回风道、工作面等井下危险 区域瓦斯爆炸危险性大的场所不使用。 4.4 防止电气火花 75 无火花型电气设备 不仅在正常运行时不会点燃周围爆炸性混合物， 而且一般也不会产生能引起点燃故障的电气设 备称为无火花型电气设备。 此类设备必须满足两个技术要求： 一是正常运行时不产生火花和电弧； 二是与爆炸性混合物相接触的内、外表面温 度均不得超过设备温度组别的最高温度。 4.4 防止电气火花 76 本质安全型电气设备 本质安全电路（本安电路）是指在规定试验条 件下，正常工作或规定故障状态下产生的电火 花和热效应均不能点燃规定爆炸性混合物的电 路。 全部采用本安电路的电气设备称为本质安全型 电气设备（本安设备）。 关联电气设备是指在设备的电气线路中，并非 全是本质安全型电路，还含有能影响本安电路 安全性能电路的电气设备。 4.4 防止电气火花 77 关联电气设备一般分为两种类型： 一种是与本安电路在同一电气设备中，它是有 可能对本安电路的本安性能产生影响的非本安 电路部分； 另一种是在本质安全电气系统中，与本质安全 型电气设备有电气连接并有可能影响本安性能 的非本安电路的电气设备。 4.4 防止电气火花 78 本安电气设备及其关联电气设备按使用场所和 安全程度不同分为ia和ib两个等级。 在正常工作、发生一个故障（电气系统中有一 个元件损坏以及由此所产生的一系列元件损坏 行为）和两个故障（电气系统中有两个元件单 独损坏以及由此所产生的一系列元件损坏行为 ）时，均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设 备定义为ia等级的电气设备。 在正常工作和发生一个故障时，不能点燃爆炸 性气体混合物的电气设备定义为ib等级的电气 设备。 4.4 防止电气火花 79 4.4.4 4.4.4 防爆电气设备分类、特性及选型防爆电气设备分类、特性及选型 （1）防爆电气设备的分类与特性 （2）爆炸性危险物质分类、分级和分组 （3）防爆电气设备的防爆标志及选型 4.4 防止电气火花 80 （1 1）防爆电气设备的分类与特性）防爆电气设备的分类与特性 防爆电气中的电气可以是：电机、开关、断路 器、仪器仪表、通讯设备、控制设备等。 根据结构和防爆原理的不同，防爆电气设备可 分为8种类型。 一种防爆电气设备可以采用一种防爆形式，也 可以几种形式联合采用可以几种形式联合采用，各种防爆形式的防爆 性能（安全程度）有差别，可以根据实际情况 按照规定选择防爆电气。 4.4 防止电气火花 81 我国将防爆电气分为三大类： I 类防爆电气适用于煤矿井下； II 类防爆电气适用于爆炸性气体环境； III 类防爆电气适用于爆炸性粉尘环境。 石油化工企业所用的防爆电气设备多为II类防 爆电气设备。 防爆电气设备在爆炸危险场所运行时，具备不防爆电气设备在爆炸危险场所运行时，具备不 引燃爆炸物质的性能，其表面的最高温度不得引燃爆炸物质的性能，其表面的最高温度不得 超过作业场所危险物质的引燃温度。超过作业场所危险物质的引燃温度。 4.4 防止电气火花 82 隔爆型隔爆型(d)(d) 这种电气设备具有隔爆外壳，采用外壳 间隙防爆原理。 具有牢固的外壳，能承受1.5倍的实际爆 炸压力而不变形；设备连续运转时其温 度也不能引燃爆炸性混合物。 这类设备的安全性能较高，可用于0区之 外的各级危险场所。 4.4 防止电气火花 83 隔爆型手提灯 防爆标志：Ex dII BT4 适用于1区、2区、21区、22区 84 隔爆型电机 85 增安型增安型(e)(e) 对在正常运行条件下不会产生电弧或火 花的电气设备进一步采取措施，提高其 安全程度，防止电气设备产生危险温度 、电弧、火花的可能性的防爆型式。 适用于1级和2级危险区域。 4.4 防止电气火花 86 本质安全型本质安全型(i)(i) 在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花 或热效应均不能点燃爆炸性混合物。 按照其安全程度又分为ia级和ib级： ia级在正常工作和一个故障及两个故障时 不能点燃爆炸性气体的混合物，主要用于0区 ； ib级在正常工作和一个故障时不能点燃爆 炸性气体的混合物，主要用于1区。 4.4 防止电气火花 87 防爆对讲机 88 KLH11矿用本质安全型接线盒适用于煤矿井下 有爆炸性气体的环境，用于控制系统 、通信系 统的电缆分线及汇接。 89 正压型正压型(p)(p) 这种电气设备具有保护外壳，壳内充有保护气 体（惰气），其压力高于周围爆炸性混合气体 的压力，以避免外部爆炸性混合气体进人壳内 发生爆炸。 充油型充油型(o)(o) 将可能产生火花、电弧或危险温度的部件浸在 油中，起到熄弧、绝缘、散热、防腐的作用， 从而不能点燃油面以上和外壳周围的爆炸性混 合物。 4.4 防止电气火花 90 正压型开关柜 91 充砂型（充砂型（q q） 外壳内充填细砂颗粒材料，以便在规定 使用条件下，外壳内产生的电弧、火焰 传播，壳壁或颗粒材料表面的过热温度 均不能点燃周围的爆炸性混合物。 适用于1级和2级危险区域。 4.4 防止电气火花 92 无火花型无火花型(n)(n) 在正常运行条件下不产生电弧或火花， 也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的 高温表面或灼热点，且一般不会发生有 点燃作用的故障。 主要用于2级危险区域场所，适用范围较 广。 4.4 防止电气火花 93 防爆特殊型（防爆特殊型（s s） 其防爆措施在国标规定以外，特别为0区 或1区设计的防爆电气设备，但必须经有 关主管部门认定，并经指定的鉴定单位 检验通过的这一类防爆电气设备。 4.4 防止电气火花 94 （2 2）爆炸性危险物质分类、分级和分组）爆炸性危险物质分类、分级和分组 为了与防爆电气分为三大类相对应，便 于防爆电气选用，根据爆炸性危险物质 的物理化学性质，也将其分为三大类， 见表3-4-1： 4.4 防止电气火花 95 爆炸性危险物质分类 I类：矿井甲烷（注意：专指矿井环境下的甲烷 及其体混合物） II类：爆炸性气体、蒸汽、薄雾 III类：爆炸性粉尘、纤维 4.4 防止电气火花 96 最大安全试验间隙（MESG） maximum experimental safety gap 指在标准的规定条件下，将试验容器壳内所有 浓度的被试验气体或蒸汽与空气的混合物点燃 后，通过25mm长的法兰接合面，均不能点燃 壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间 的最大间隙。 最大安全试验间隙越小，危险性越大，要求的最大安全试验间隙越小，危险性越大，要求的 隔爆性能越强。隔爆性能越强。 最大安全试验间隙是确定电气防爆设备和阻火 设备隔爆外壳级别的重要依据。 4.4 防止电气火花 972 气态物质的燃烧与爆炸 图2-13 最大试 验安全间隙测 试装置 爆炸性环境 用防爆电气设 备最大安全试 验间隙测试方 法（GB3836 ） 内腔 外腔 98 最小点燃电流比（MICR） 在规定的条件下，能点燃爆炸性混合物 的最小电流与甲烷的最小点燃电流的比 值。 气体的最小点火能气体的最小点火能E Emin min越低， 越低，MICRMICR越小；越小； MICRMICR越小则越易被点燃。越小则越易被点燃。 Minimum ignition current ratio 4.4 防止电气火花 992 气态物质的燃烧与爆炸 图2-14 可燃气体最小点火能测试装置 1球形容器；2电极；3极板；4观察窗；5进气口；6底座 可燃气体混 合物最小点燃 能量和灭火距 离标准测试方 法（ASTM E582-88） 美国材料与实验协会(ASTM) 100 对II类爆炸性气体的分级是根据传爆能力 的大小，采用最大安全试验间隙（ MESG）法或者最小点燃电流比（MICR ）法进行划分的，分为A、B、C三级， 即IIA、IIB、IIC， 4.4 防止电气火花 101 爆炸性危险物质分类、分级和分组 注：T为引燃温度 类和 级 MESG/mmMICR 引燃温度与组别 T1 450 T2 300 450 T3 200 300 T4 135 200 T5 100 130 T6 85 100 IMESG=1.14MICR=1.0 甲烷（不分 组） IIA0.9MESG 1.14 0.8MICR 1.0 乙烷、丙烷、 丙酮、苯乙烯 、氯乙烯、氨 苯、甲苯、苯 、氨、一氧化 碳、乙酸乙酯 、乙酸、丙烯 腈 丁烷、乙 醇、丙烯 、丁醇、 乙酸丁酯 、乙酸戊 酯、乙酸 酐、甲醇 戊烷、 己烷、 庚烷、 癸烷、 辛烷、 汽油、 硫化氢 、环己 烷 乙 醚 、 乙 醛 亚硝 酸乙 酯 IIB 0.5 MESG0.9 0.45 MICR0.8 二甲醚、民 用煤气、环 丙烷、焦炉 煤气 环氧乙烷 、环氧丙 烷、丁二 烯、乙烯 异戊二 烯 IICMESG0.5 MICR0.4 5 水煤气、氢 气、 乙炔 二硫 化碳 硝酸 乙酯 危险性增大 4.4 防止电气火花 类 和 级 MESG /mm MICR 引燃温度与组别 T1 450 T2 300450 T3 200 300 T4 135 200 T5 100 130 T6 85 100 IIA 0.9 MESG 1.14 0.8 MICR 1.0 乙烷、丙烷、丙 酮、苯乙烯、氯 乙烯、氨苯、甲 苯、苯、氨、一 氧化碳、乙酸乙 酯、乙酸、丙烯 腈 丁烷、甲醇、 乙醇、丙烯、 丁醇、乙酸丁 酯、乙酸戊酯 、乙酸酐 戊烷、己 烷、庚烷 、癸烷、 辛烷、汽 油、硫化 氢、环己 烷 乙醚 、 乙醛 亚硝酸 乙酯 IIB 0.5 MESG 0.9 0.45 MICR 0.8 二甲醚、民用煤 气、环丙烷、 焦炉煤气 环氧乙烷、环 氧丙烷、丁二 烯、乙烯 异戊二烯 IIC MESG 0.5 MICR 0.45 水煤气、氢气乙炔 二硫 化碳 硝酸 乙酯 危险性增大 103 爆炸性粉尘是按照导电性和爆炸性分级、分组的 4.4 防止电气火花 类和级粉尘物质 引燃温度与组别 T11 270 T12 200t270 T13 150t200 IIIA 非导电性 可燃纤维 木棉纤维、烟草纤 维、纸县委、亚硫 酸盐纤维素、人造 毛短纤维、亚麻 木质纤维 非导电性 爆炸性粉 尘 小麦、玉米、砂糖 、橡胶、染料、聚 乙烯、苯酚树脂 可可、米糖 IIIB 导电性爆 炸性粉尘 镁、铝、铝青铜、 锌、钛、焦炭、炭 黑 铝（含油）、铁 、煤 火炸药粉 尘 黑火药TNT 硝化棉、吸收药 、黑索金、特屈 儿、泰安 104 （3 3）防爆电气设备的防爆标志及选型）防爆电气设备的防爆标志及选型 防爆电气设备的防爆标志为“Ex”，标在铭牌的 右上方，有些设备外壳上有永久的标志字迹（ 浇铸或冲压）。 根据我国的规定，各种防爆电气设备都应标明 防爆合格证号和防爆类型、类别、级别、温度 组别等的铭牌作为标志。 其分类、分级、分组与爆炸性物质的分类、分 级、分组方法相同，等级参数及符号也相同。 4.4 防止电气火花 105 图4-16 防爆电气设备选型程序 4.4 防止电气火花 在各级场所，所选防爆电气的级别、组别不得低于所在在各级场所，所选防爆电气的级别、组别不得低于所在 场所内爆炸性气体混合物的级别、组别。场所内爆炸性气体混合物的级别、组别。 当场所内有两种及以上爆炸性气体混合物同时存在或交当场所内有两种及以上爆炸性气体混合物同时存在或交 替出现，应依据危险程度高的级别、组别选型。替出现，应依据危险程度高的级别、组别选型。 106 气体和粉尘爆炸危险场所电气设备防爆类型选型表 爆炸危险区 域 适用的防护型式 电气设备类型符号 0区 1、本质安全型（ia级）ia 2、其他特别为0区设计的电气设备（特殊型）s 1区 1、适用于0区的防护类型 2、隔爆型d 3、增安型e 4、本质安全型（ib级）ib 5、充油型o 6、正压型p 7、充砂型q 8、其他特别为1区设计的电气设备（特殊型）s 2区 1、适用于0区或1区的防护类型 2、无火花型n 10区 1、适用于2区的各种防护型式 2、尘密型 11区 1、适用于10区的各种防护型式 2、IP54（用于电机）、IP65（电器仪表） 4.4 防止电气火花 107 例如， I类隔爆型，标志为dI； 类隔爆型B级T3组其标志为dBT3； 类本质安全型ia级B级T5组，其标志为 iaBT5。 如果采用一种以上的复合型防爆电气设 备，须先标出主体防爆型式后再标出其 他防爆型式，如主体为增安型，其他部 件为隔爆型B级T4组，则标志为edBT4 。 4.4 防止电气火花 108 假如某车间最危险物质为溶剂丙酮，从 以上叙述可知，丙酮为II类A级T1组危险 物质，该车间所使用的防爆电气应为 IIAT1，如果是选择1区使用的隔爆电机 ，则其标志应为dIIAT1。 4.4 防止电气火花 109 旋转电机防爆结构的选型 电气设备爆炸危险区域 1区2区 隔爆型（d ） 正压型（p ） 增安型（e ） 隔爆型（d ） 正压型（p ） 增安型（e ） 无火花型（n ） 鼠笼型感应电 动机 绕线型感应电 动机 同步电动机 直流电动机 电磁滑差离合 器（无电刷） 注： 为适用； 为慎用；为不适用。 110 表4-5最后一行中的IP54、IP65是指电气 设备外壳的防护等级的代号，根据外 壳防护等级的分类（GB 4208-84）的 规定，表示防护等级的代号通常由特征 字母IP和二个特征数字组成。 第一位数字代表防尘的防护等级，含义 见表4-8，第二位数字代表防水的防护等 级，含义见表4-9。根据两个表，符号 IP44的含义是指外壳能防止大于1mm的 固体进入内部，并且防溅。 4.4 防止电气火花 111 第一位特征数字所代表的防护等级 第一位 特征数 字 防 护 等 级试验方 法参看 条款 简短说明含 义 0无防护 没 有 专 门 防 护 不做试 验 1 防大于50mm 的固体导物 能防止直径大于50mm的固体导物进入壳内能防止人 体的某一大面积部分(如手)偶然或意外地触及壳内带 电部分或运动部件，不能防止有意识的接近 6.1 2 防大于12mm 的固体异物 能防止直径大于12mm长度不大于80mm的固体异物 进入壳内能防止手指触及壳内带电部分或运动部件 6.2 3 防大于 2.5mm的固 体异物 能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内能防止 厚度(或直径)大于2.5mm的工具、金属线等触及壳内 带电部分或运动部件6.3 6.3 4 防大于1mm 的固体异物 能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内能防止厚 度(或直径)大于1mm的工具、金属线等触及壳内带电 部分或运动部件6.4 6.4 5防 尘 不能完全防止尘埃进入，但进入量不能达到妨碍设 备正常的程度 6.5 6尘 密 无尘埃进入 6.6 4.4 防止电气火花 112 第二位特征数字所代表的防护等级 第二位 特征数 字 防 护 等 级试验方 法参看 条款 简短说明含 义 0无防护没有专门防护 不做试 验 1防滴滴水(垂直滴水)无有害影响 7.1 215防滴 当外壳从正常位置倾斜在15以内时，垂直滴水无有 害影响 7.2 3防淋水与垂直成60范围以内的淋水无有害影响 7.3 4防溅水任何方向溅水无有害影响 7.4 5防喷水任何方向喷水无有害影响 7.5 6防猛烈海浪 猛烈海浪或强烈喷水时，进入外壳水量不致达到有害 程度 7.6 7防浸水影响 浸入规定压力的水中经规定时间后进入外壳水量不致 达到有害程度 7.7 8防潜水影响能按制造厂规定的条件长期潜水 7.8 4.4 防止电气火花 113 如仅需用一个特征数字表示防护等级时，被省略的数 字必须用字母X代替。例如 IPX5或IP2X。如需要时，可加一补充字母以表示某种 附加含义。 例如：旋转电机所用的字母S、M(标于特征数字后)和 W(标于IP与特征数字之间)含义如下： S防止水进入内部达到有害程度的试验是在设备不 运转(如电机静止)的情况下进行。 M防止水进入内部达到有害程度的试验是在设备 运转(如电机运行)的情况下进行。 W在规定的气候条件下使用并具有附加的防护措 施或方法。 符号IP23S的含义是指外壳能防止大于12mm的固体进 入内部，并且防淋。防淋试验是在设备不运转的情况 下进行的。 4.4 防止电气火花 尘密外壳尘密外壳dust tight enclosure DTDT 能够阻止所有可见粉尘颗粒进入的外壳。 防尘外壳防尘外壳dust protected enclosure DPDP 不能完全阻止粉尘进入，但其进入量不会防碍 设备安全运行的外壳。粉尘不应堆积在该外壳 内易产生点燃危险的位置上。 115 防爆电动机 116 防爆，组合，开关 YBP2-80500隔爆型 变频调速三相异步电 动机 117 防爆控制箱 118 防爆电磁启动器 119 防爆照明 开关 120 适用范围 1. 1区、2区危险气体场所; 2. A、B类T1T6组爆炸性气体或蒸气环境;