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大中专生岗前培训教材 电气防爆技术简介 施工技术科编写电气防爆技术简介前言我公司参于施工的建设项目许多属于爆炸危险环境，爆炸危险环境的电气施工技术不同于一般环境，为保证爆炸和火灾危险环境电气装置的施工质量，国家颁布了电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范。作为负责现场施工的技术人员应对验收规范、爆炸和火灾危险环境电气安装工艺以及防爆电气设备的设计选型有足够的了解。这样才能正确的做出工程预算、材料计划，正确的指导施工，来保证工程质量、保证装置长周期安全运行。下面对电气防爆的基本知识、爆炸危险环境的电气安装有关技术等两部分作简要的介绍。第一节 防爆基本知识在工程准备阶段，工程技术人员要参加图纸会审，根据图纸确定的环境区域划分对施工图中的材料、设备的选型、技术要求等进行审定。同时在编写施工方案时也要依据图纸中的环境区域划分来确定方案内容。在材料设备出库时要对防爆电气设备的规格、型号是否符合设计要求进行核对。因为防爆电气设备的选型是按照防爆电气设备（装置）预期使用的爆炸性危险场所的区域环境要求来确定的，这就要求工程技术人员了解有关爆炸危险场所的区域划分、可燃性气体和蒸气的级别、组别等规定；了解防爆电气设备的选型原则以及设备防爆标志中各字母的含义。这样便于我们识别所选电气设备的正确性，同时可以根据本装置的所属区域来确定施工采用的技术标准。一、爆炸性气体环境危险区域的划分爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混化合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区：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，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。注：正常运行是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸，密闭容器盖的开闭、安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。爆炸性气体环境危险区域的划分在施工图设计说明中应是注明的，如果没有说明应在图纸会审时提出。二、爆炸性气体混合物的分类。爆炸性气体混合物，应按其最大试验安全间隙或最小点燃电流分级，其级别分为三级：A、B、C。如：甲烷（CH4）属于A级，乙烯（C2H40）属于B级，氢（H2）属于B级。三、爆炸性气体混合物按引燃温度分组，见表1：表1 引燃温度分组组别引燃温度t()T1450tT2300t450T3200t300T4135t200T5100t135T685t100摘自爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范防爆电气设备的类别、级别与温度组别爆炸性气体混合物按引燃温度分组共6组，如：柴油的温度组别为A级中的 T3组。气体或蒸气爆炸混合物分级分组举例可从爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范附录三中查到。四、爆炸性气体环境电气设备的分类、分级和温度组别（1）爆炸气体环境电气设备的分类类煤矿井下用电设备 类工厂用电气设备（2）爆炸气体环境电气设备的分级类电气设备，按其适用于爆炸性气体混合物最大试验安全间隙和最小点燃电流比，分为A、B、C三级。根据设备类别选型也是电气设备选型的原则之一。防爆型式为“e”，“ o”，“p”和“q”的电气设备应为类设备。防爆型式为“d”和“i”的电气设备应是A、B、C类设备，并按表2进行选型。防爆型式“n”的电气设备应为类设备，如果它包括密封断路器装置，非故障元件或限能设备或电路，那么，该设备应是A、B、C类设备，并按表2进行选型。表2 气体/蒸气分类与设备类别间的关系气体/蒸气分类设备类别AA、B或CBB或CCC（3）类（工厂用）防爆产品的温度组别。GB3836.12000规定，按照可燃性气体或蒸气的最小点燃温度，把可燃性气体或蒸气划分为6组；为了不使电气设备的表面温度成为可燃性气体的点燃源，相应地把电气设备的表面温度也划分为6组（参见表3）当某一电气设备的最高表面温度不超过某一温度组别时，它就不能点燃这一组别所包括的可燃性气体或蒸气。换句话说，电气设备的最高表面温度不能超过它所在的环境中可燃气体或蒸气的最小点燃温度。按照最高表面温度来确定防爆电气设备，是选择防爆设备的又一原则。表3 温度组别、最高表面温度和最小点燃温度的关系电气设备的温度组别电气设备的最高表面温度可燃性气体或蒸气的最小点燃温度T1450450T2300300T3200200T4135135T5100100T68585表摘自电气防爆：复合型防爆电气设备（装置）防爆结构的设计与制造（4） 综上所述防爆电气设备的选型有以下原则：i. 根据区域类别选型；ii. 根据气体或蒸气的引燃温度选型；iii. 根据设备类别选型；iv. 外部影响，指电气设备的选型和安装应防止外部影响（例如：化学作用、机械作用和热、电气、潮湿）对防爆性能产生不利的影响。应有防止异物垂直落入立式安装电机通风口内的措施。五、名词解释1. 爆炸性气体混合物大气条件下气体、蒸汽、薄雾状的易燃物质与空气的混合物，点燃后燃烧将在全范围内传播。2. 爆炸性气体环境含有爆炸性气体混合物的环境。3. 爆炸危险区域爆炸性混合物出现的或预期可能出现的数量达到足以要求对电气设备的结构、安装和使用采取预防措施的区域。4. 爆炸性粉尘混合物大气条件下粉尘或纤维状易燃物质与空气的混合物，点燃后燃烧将在全范围内传播。5. 爆炸性粉尘环境含有爆炸性粉尘混合物的环境。6. 火灾危险环境存在火灾危险物质以致有火灾危险的区。7. 机械通风环境用风扇、排风机等装置使新鲜空气置换原有混合物的区域。名词解释摘自爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范六、电气设备防爆原理电气设备引燃可燃性气体混合物有两方面原因：一个是电气设备产生的火花、电弧，另一个是电气设备表面（既是可燃性气体混合物相接触的表面）发热，对于设备在正常运行时产生电弧、火花的部件放在隔爆外壳内，或采取浇封型、充沙型、充油型或正压型等其它防爆形式就可达到防爆目的。而对于增安型电气设备是对在正常运行时不会产生电弧、火花和危险高温的设备，如果在其结构上再采取一些保护措施，尽力使设备在正常运行或认可的过载条件下不会发生电弧、火花或过热现象，就可进一步提高设备的安全性和可靠性，因此这种设备在正常运行时就没有引燃源，而可用于爆炸危险环境。表4是防爆电工产品的八种防爆型式。七、防爆标志举例（1） 如电气设备为类隔爆型。B级，T3组，标志为ExdBT3（2） 如电气设备为类增安型。温度组别为T2组，标志为ExeT2（3） 如电气设备采用一种以上的复合形式，则先标出主体防爆形式，后标出其它防爆形式，如：类组体增安型并有隔爆型C级T4组部件，标志为ExedCT4。电气设备为粉尘防爆防尘型T11组，标志为DIPDPT11。表4 防爆电工产品的型式防爆型式防爆标志防爆措施的原理型式类别级别温度组别隔爆型d当外壳内部爆炸时,火焰在穿过规定缝隙的过程中,受间隙壁的吸热及阻滞作用而显著降低其外传的能量和温度,从而不能引起产品外部爆炸性气体混合物的爆炸。A、B、CT1T6增安型e在正常运行时不产生火花、电弧或危险温度的产品部件上采取适当措施（如降温、对堵转时间要求等），以提高安全程度。T1T6本质安全型iaib在低电压小电流的电路、系统和产品中，合理选择电路参数，一般还须采取有效的限能措施，使其在正常状态下和故障状态下产生的电火花，达不到引起周围爆炸性气体混合物爆炸的最小引燃能量。A、B、CT1T6正压型p向外壳通入正压新鲜空气或充以隋性气体，以阻止爆炸性气体混合物进入外壳内部T1T6充油型 o将可能产生火花、电弧或危险温度的带电部件浸入油中，使其不能引起油面以上爆炸性气体混合物的爆炸。T1T6充砂型q将可能产生火花、电弧或危险温度的带电部件埋入砂中，使其不能引起砂层以外爆炸性气体混合物的爆炸。T1T6无火花型n在产品部件上采取适当措施，以使其在正常运行条件下不会点燃周围爆炸性气体混合物，因此一般不会发生点燃故障（其安全水平与增安型相比，略低些）。T1T6特殊型T结构上不属于上述防爆型式，而采取其它防爆措施（如气密、灌封等）。T1T6注：ia指在正常工作、一个故障和两个故障时，均不能点燃周围爆炸性气体混合物的等级。Ib指在正常工作、一个故障时，不能点燃爆炸性气体混合物的等级。第二节 爆炸危险环境电气安装技术要点本节所讲内容主要依据爆炸危险环境的配线和电气设备安装通用图HG2150892 (化学工业部 批准)1992 。在此我们摘编了部分内容供学习，包括：爆炸危险环境的电气线路说明；爆炸危险环境钢管配线隔离密封位置示意；钢管与电缆穿墙、穿楼板的密封；电缆引出口密封；自地坪下引至电动机敷设；防爆照明箱隔离密封以及防火堵料技术性能介绍。一、爆炸危险环境的电气线路说明1、爆炸危险环境电气线路的安装应按以下原则进行（1）电气线路应在危险性较小的环境或离释放源较远的地方敷设。当爆炸性气体比空气重时，电气线路应在较高处敷设或直接埋地；架空敷设时易用电缆桥架；电缆沟敷设时沟内应充沙，并以设置有效的排水措施。当爆炸性气体比空气轻时，电气线路宜在较低处敷设或电缆沟敷设。（2）电气线路宜在爆炸危险建、构筑物的墙外敷设。（3）敷设电气线路的沟道、电缆或钢管，在穿过不同区域之间墙或楼板出的孔洞，应采用非燃型材料严密堵塞。（4）当电气线路沿输送易燃气体或液体的管道栈桥敷设时，尽量沿危险程度较低的管道一侧敷设；当易燃气体或蒸汽比空气重时，敷设在管道上方；当易燃气体或蒸汽比空气轻时敷设在管道下方。（5）敷设电气线路时宜避开可能受到机械损伤、振动、腐蚀以及可能受热的地方，如不可能时，应采取预防措施。（6）在爆炸危险环境内，低压电力、照明线路用的绝缘导线和电缆的额定电压，必须不低于工作电压，且不应低于500V，工作零线的绝缘的额定电压应与相线的相等，并应在同一护套或管子内敷设。高压配线应采用交联聚乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或合成橡胶绝缘及护套的电缆。在1区内应采用铜芯电缆，2区内应尽量采用铜芯电缆。当采用铝芯电缆时，必须有可靠的铜、铝过渡接头等措施。（7）除本质安全系统的电路外，在1区、2区、10区及11区内，电压为1000V以下的电缆配线技术要求见表5。表5爆炸危险环境电缆配线技术要求技项目 术 要 求区域电缆明设在或沟内敷设时的最小截面接线盒及挠型连接管移动电缆电力照明控制1区铜芯2.5mm2及以上同左同左隔爆型重型2区铜芯1.5mm2及以上，或铝芯4mm2及以上铜芯1.5mm2及以上，铝芯2.5mm2及以上铜芯1.5mm2及以上，隔爆型、增安型中型10区铜芯2.5mm2及以上同左同左尘密型重型11区铜芯1.5mm2及以上或铜芯2.5mm2级以上同左同左尘密型、也可采用防尘型中型注：1.铝芯绝缘导线或电缆的连接与封端应采用压接熔焊或钎焊；当与电气设备（照明除外）连接时，应采用适当的过渡接头。2.在1区内电缆线路严禁有中间接头，在2区内不应有中间接头。若中间接头置于符合相应区域等级规定的防爆类型的盒内时，则除外。（8）除本质安全系统的电路外，1区、2区、10区及11区内，电压为1000V以下的钢管配线技术要求见表6。表6爆炸危险环境钢管配线技术要求技 项目术要 求区域 钢管明配线路用绝缘导线的最小截面接线盒、分支盒及挠性连接管管子连接要求电力照明控制1区铜芯2.5mm2及以上同左同左隔爆型螺纹啮合对Dg25mm以下的钢管不少于5扣，并有锁紧螺母，对Dg32mm及以上的不少于6扣2区铜芯1.5mm2及以上或铝芯4mm2及以上铜芯1.5mm2及以上或铝芯2.5mm2及以上铜芯1.5mm2及以上隔爆型增安型螺纹啮合对Dg32mm及以上的，不少于5扣10区铜芯2.5mm2及以上同左同左尘密型螺纹齿合不少于5扣11区铜芯1.5mm2及以上或铝芯2.5mm2及以上同左同左尘密型、也可采用防尘型同上注：1.钢管应采用GB309182规定的“低压流体输送用镀锌焊接钢管”。2.为了防腐蚀，钢管连接的螺纹部分应涂以导电膏或磷化膏。3.管内可能凝结冷凝水的地方，管线上应装设排除冷凝水的密封接头。 二、爆炸危险环境钢管配线隔离密封位置的确定1在图1、图2中说明了在爆炸气体环境1区、2区和爆炸性粉尘环境地10区的钢管配线，在各处应装设不同型式的隔离密封件，包括：电气设备无密封装置的进线口；管路通过与其它任何场所相邻的隔墙时，应在隔墙的任一侧装设横向式隔离密封件；管路通过楼板或地面引入其它场所时，均应在楼板或地面的上方装设纵向密封件；管径为50mm及以上管路在距引入的接线箱450mm以内及每距15m处，应装设一隔离密封件；易积结冷凝水的管路，应在其垂直段的下方装设排水式隔离密封件。附注：1本图表示爆炸危险环境各区之间及防爆电气设备进出口处的隔离密封安装位置，详细要求见本图册说明部分。2在易积聚冷凝水的环境中，钢管配管时应有一定坡度，并选择合适地点，选用排水型防爆隔离密封盒。三、图3是钢管与电缆穿墙、穿楼板的密封。采用速固防火堵料严密堵塞，堵料固化后不应有裂缝或间隙。 图3、钢管与电缆穿墙，穿楼板的密封四、图4、图5是防爆照明箱隔离密封盒的安装方法。当在潮湿环境或管内可能积聚冷凝水的地方，图中防爆隔离密封盒应选用排水型，隔离密封盒与管口之距离H不得大于450mm。图4 防爆照明箱隔离密封图5 隔离密封盒剖面图五、图6是自地坪下引至电动机敷设钢管的作法。电机的进线口应装设防爆挠性管。防爆挠性管应无裂纹、孔洞、机械损伤、变形等缺陷，在不同的使用环境条件下，应采用相应材质的挠性连接管，挠性连接管的弯曲半径不应小于管外径的5倍。在施工中特别应注意的是防爆活接头（gland）的橡胶密封圈不能丢失，同时其内径应符合要求。自桥架引至电动机敷设钢管的作法与此基本相同，不再叙述。六、隔离密封按化工企业爆炸火灾危险环境电力设计规程（HGJ2189）的规定，在1区、2区及10区内的电气线路必须做好隔离密封。隔离密封的目的是将爆炸性气体或火焰隔离切断，以防止通过管内传播到其他部分，具有体应符合下列要求：配线下列各处必须作隔离：(a) 导体引入装有开关、空气短路器、熔断器、继电器、电阻器或其他可能产生电弧、火花或危险高温的电气设备外壳的接头部件（如进、出线盒）处前，如电气设备本身的接头部件中无隔离密封时，隔离密封和必须安装在距进、出设备外壳处不大于45cm处，并尽量靠近电气设备；(b) 直径50mm及以上钢管距引入内有接头、分接头的接线箱45cm以内处；(c) 钢管直径50mm及以上管线每距15m处；(d) 相邻的1区、2区、10区爆炸危险场所之间；1区、2区、10区域相邻的其它危险场所或非危险场所之间。隔离密封盒位置应尽量靠近隔墙。墙与隔离密封之间不允许有管接头、接线盒或其它任何连接件。2、下列情况可以不作隔离密封：（a）设备本身制造厂已设有隔离密封装置的；（b）通过1区、2区、10区的管线，整个管线上没有联管节、管接头、接线盒或配件时，并在上述危险区每边界外300mm内没有配件时，如果这根完整管道的终端位于非危险场所内，则不要求作隔离密封（不能以焊接连接钢管）。七、隔离密封技术要求1、隔离密封盒应是适合于场所防爆等级要求的。2、隔离密封盒不应作为导线的连接或分线用，也不应将其它做有接头或分接头的配件用胶灌。3、应按照管线的实际位置选择纵向型、横向型或通用性隔离密封盒。在可能引起凝结水的地方，应选择排水型的隔离密封盒。八、隔离密封的操作方法1、安装防爆隔离密封盒按设计及规范要求正确可靠地安装在规定的位置上。盒与电线管螺纹啮合应紧密，扣数为：Dg25mm及以下不少于5整扣；Dg32mm以上的不少于6整扣。做好防腐处理。盒的内壁均应清扫干净，不能有油污、铁锈或其它杂质以免影响性能。2、穿导线：穿线时切勿损伤导线外皮绝缘，检查导线型号规格是否符合设计。3、填充密封料：（1）打开防爆隔离密封盒操作口盖，用刮勺将导线分开。（2）填充堵料。用刮勺将密封纤维按顺序填充在导线周围。首先填导线的后面，再堵各导线之间，最后填堵导线的前面。密封纤维必须严密地压入防爆隔离密封盒堵口的颈口部位。纵向型盒只堵下部，横向型盒两侧均应堵塞。（3）堵料填好后，拧紧操作口盖。横向型的注入口应朝上。排水型只需要上挡板，不必拧上操作口盖。（4）打开注入口，做好浇注前的准备。4、调配粉剂密封填料：（1）将容器清洗干净，按制造厂产品说明书中说明的用量倒入清水。（2）逐步均匀地倒入适量的粉剂填料，使全部填料在水中浸透。（3）剂密封填料完全被水浸透后，稍微震动容器，然后用搅拌棒以每分钟60转的速度缓慢地搅拌12min，使之全部均匀混合。5、浇注密封填料：（1）将混合好的密封填料，便搅拌边注入盒内。注入80%用量左右，敲打防爆隔离密封盒，使密封填料均匀，然后注满。浇注过程中，密封填料如开始硬化，不能再加水强行搅拌，应即停止浇注，余料不能再用。注料后填料在开始硬化至完全硬化前应保持不动。（2）密封填料的常温初凝时间为40min左右，终凝时间约1hr，确认粉剂密封填料完全硬化后，将注入螺栓拧紧。排水型的要将排水螺旋盖拧紧。（3）密封填料的填充高度或长度，需严格按要求执行，一般不小于管径，并应不小于20mm。以上各项应有受过训练的人员操作，检查人员随时配合以保证质量，并做好纪录。6、附件：九、粉剂密封填料技术说明该填料是由熟石膏（半水石膏）为主要原料，再加其它药品，按一定的比例配制而成。1、性能和用途：在爆炸危险场所电气配管的防爆隔离密封盒中，填充该粉剂密封填料后，可以达到防爆隔离密封的作用，现场使用不需加热，便于填充和维修，是目前电气防爆隔离密封材料中较好的一种产品。2、技术条件（1）外观 灰白色粉末（2）凝固时间 4060min（3）抗压强度 不小于100kg/cm2（4）握裹力 不小于150kg/cm2注：握裹力系指粉剂密封填料与电线的结合力。3、使用条件：（1）线将容器冲洗干净，按粉剂密封填料：水=100：63.5，先倒入清水，再加粉剂密封填料，便加边搅拌，搅拌速度以每分钟60转为宜，搅拌12min即可使用。（2）将混合均的粉剂填料，边搅拌边注入隔离密封盒内。待注满前轻轻敲打隔离密封盒使其充满填实。当确认粉剂填料已硬固后，将注入口螺栓拧紧，对排水型要将排水螺旋盖拧紧。4、注意事项：（1）粉剂密封填料吸潮后会变质，若一次不能用完，需严密封好，妥善保存。（2）配置量要根据隔离密封盒数量适当掌握。以免配量大，用不完，造成浪费。5、包装：粉剂密封填料分1kg、2kg铁桶包装，桶内附有石棉绒堵料一袋。十、密封胶泥的使用在配电线路中采用电缆时，在电缆与保护管管口之间（详见防爆电动机电缆进线部分的密封），在电缆桥架或托盘穿过墙壁处，在电缆与墙壁之间（详见电缆桥架或托盘的穿墙密封）等，以及其它须密封处均应使用密封胶泥进行密封。钢管配线的隔离密封盒内不使用本胶泥。十一、密封胶泥说明该产品采用低分子量的聚异丁烯填充碳酸钙等添加剂轧炼制成，是一种无规则外形的胶泥状物，为便于使用，以M.E.J代替密封胶泥的全称。1、用途 该产品使用与有爆炸危险环境的仪表、电机、电器、电气线路中作填充、堵断，以及密封之用，具有操作简单，维护方便，易于保存，可重复使用等优点。2、性能 该产品在 4090温度范围内具有一定的粘性和可塑性，并具有较好的气密性和附着力，能很好地附着在金属、塑料、橡胶制品的表面构成一定强度的密封层，还具有防水、抗老化性能和无毒、无腐蚀性，易于填充。3、产品技术条件如下：(1) 耐热：温度为90，为5hr无流淌、起泡现象。(2) 耐寒：温度为50时弯曲不裂。(3) 可塑性：温度为20156g平行落锥5s，针入深度为0.51mm。(4) 可密性：管径为50mm，填充高度50mm，穿入4根固定的电线，维持0.5kg/mm2的气压，15min不产生气泡。 (5) 防爆性：32.2%混合氢气传爆试验，不传爆。(6) 击穿电压：25mm厚得试件耐压1min，40KV击穿。(7) 耐老化性能：湿度为3595%，加热温度为4050,冷冻50，淋雨50.2hr后，稍有退色，粘性、韧性无变化。4、使用注意事项：(1) 配线安装完毕，经检查无误后，开始密封的施工，并包持管件内壁的干燥无灰尘等杂物。(2) 使配线尽量与管内壁隔离，四周用M.E.J充填密实，Dg50mm以上的管子填充深度应不小于保护管公称直径；Dg50mm以下的管子填充深度也应为不小于50mm。(3) 堵料应用不燃性材料，应填实并确保M.E.J的填充深度。(4) 为防止材料干固，用完剩余部分，要用塑料袋封好，以保持清洁，不混入杂物。(5) 产品保管时应防止化学药品侵蚀，以免改变材料性能。5、包装：采用纸箱或木箱和包装，箱内用塑料袋分装，塑料袋分1kg及0.5kg袋两种。十二、防火堵料 1、PFHD高效膨胀型防火堵料该堵料遇火即膨胀，封堵孔洞，防止火焰蔓延。与非膨胀型防火堵料相比，具有耐火时间长、无烟、无毒、能保持通风散热，以减少在流量损失等特点，是填补国内空白的又一新产品，其阻燃性能：（1）膨胀倍数：10倍。（2）耐火极限：120分钟。2、SFD型速固防火堵料为完善防止电缆着火延燃措施而引进生产的一种新型防火材料，由耐高温