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防爆基础知识介绍2012-09-14防爆基础知识普及第一章之，爆炸性环境用电气分类；危险场所的分类；气体和蒸气的分级方法。爆炸性环境用电气分类：I类：I类电气设备用于煤矿瓦斯气体环境。II类：II类电气设备用于除煤矿甲烷气体之外的其它爆炸性气体环境。II类电气设备用按照其拟使用的爆炸性环境的种类可进一步分为IIA类、IIB类、IIC类。III类:III类电气设备用于除煤矿以外的粉尘环境。III类电气设备按照其拟使用的爆炸性粉尘环境的特性可进一步分为IIIA类、IIIB类、IIIC类。危险性场所分类：一、爆炸性气体环境：0区爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所；1区在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所；2区在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。二、可燃性粉尘环境：20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；21区在正常运行过程中，可能出现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，与允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；22区在异常情况下，可燃性粉尘层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。气体和蒸气的分级方法：根据国家标准GB3836.1的规定，II类隔爆型“d”和本质安全型“i”电气设备分为IIA、IIB、IIC级。对于隔爆型电气而言，气体和蒸气的分级是以最大试验安全间隙（MESG）为基础确定的。其极限值为：A级MESG大于0.9mm；B级MESG0.5mm0.9mm；C级：MESG小于0.5mm。对于本质安全型电气设备，气体和蒸气的分级是以它们的最小点燃电流（MIC）与实验室用甲烷的最小点燃电流之比为基础确定的。其极限值为：A级MIC比值大于0.8；B级MIC比值0.450.8；C级MIC比值小于0.45注释：标志IIB的设备也可适用于IIA设备的使用条件，标志IIC的设备也可适用于IIA及IIB设备的使用条件。爆炸性气体环境电气工程的安装和使用2012-09-28一 电气设备的选型二 防爆电气设备非带电金属部件的等电位连接三 电源的接地类型及保护措施四 电气保护五 电气系统的布线防爆电气工程的安装设备和使用遵守GB3836.15-2000和GB50058-1992的标准要求。一电气设备的选型1.按危险环境的区域选用防爆电气设备类型0区：ia、S；1区：ia、ib、d、e（部分）、m、p、O、q；2区：ia、ib、d、e、m、p、O、q、n.以上符号代表：ia、ib-本质安全型；d-隔爆型；e-增安型；m-浇封型；p-正压型；O-充油型；q-充沙型；n-无火花型；S-特殊型。S型防爆电气设备是指不符合上述防爆型式标准的电气设备，但经检验单位认可。一般由检验单位确认使用的危险区域。1区环境使用的e型防爆电气设备仅限于接线盒（箱）、三相鼠笼式异步电动机、单插脚荧光灯产品。2.防爆电气设备的类别及温度组别应高于危险环境中爆炸性气体的分类、分组。防爆级别：CBA温度组别：T6T5T4T3T2T1本质安全型及隔爆型防爆电气设备有A、B、C分级外，其它类型无级别规定。3.防爆电气设备的结构型式要能承受环境中化学腐蚀、日照、雨淋、振动、湿热等的影响。可分别制成户外型、防腐型、耐震型、耐湿热型等防爆电气设备。二防爆电气设备非带电金属部件的等电位连接防爆电气设备的金属外壳及电气配线管路金属附件应与金属机箱等构件组成等电位连接体。避免电气设备绝缘漏电使壳体电位局部升高引起邻近金属附件的电位差产生电火花。具有双重绝缘的电气设备及金属管布线的电气设备不必进行等电位连接。后者应要求电气设备与金属管螺纹啮合处的防锈油具有导电性。本质安全型电气设备不需要等电位系统连接。防爆电气设备的金属外壳的接地连接件采用RV绝缘铜芯线（额定电压为500V，芯线截面为2.5mm2以上）与装置或系统的接地连接件连接在一起。连接件应有防松措施。三电源的接地类型及保护措施为了限制金属机箱及电气设备金属外壳的接地故障电流的幅值及持续时间，防止等电位连接件的电位升高应采用适宜的电源的接地类型及保护措施。如采用TN系统，应为TN-S系统（中性线N和保护线PE分开布线）。对于TN-C系统应在非危险环境进行转换成TN-S系统；如采用TT系统（电源变压器与装置或系统的接地连接件分开接地），应在装置或系统的电源进线处设置漏电保护器。接地电阻率高的场所不允许使用该系统。如采用TI系统（电源变压器中性线与地隔离或经阻抗接地，电气装置分开接地），应在装置或系统的电源进线处设置绝缘继电器（50/V以下切断电源）。四电气保护本条要求不适用本质安全电路。1.紧急断电为处理紧急事故，在危险场所外合适的地点或位置应有一种或多种措施对危险场所电气设备断电。为防止附加危险，必须连续运行的电气设备不应包栝在紧急断电电路中，而应安装在单独的电路上。2.电气隔离为保证作业安全，应对每一电路或电路组采用如隔离开关、熔断器部件实行电气隔离。在1区环境中的中性线也应进行隔离。3.电气保护危险环境设置的所有防爆电气设备应有保护线路，防止电路异常时引起过载、短路、接地故障。防爆电动机应采取附加的过载保护，其整定值应在1.2倍额定电流下2h内动作，在1.05倍额定电流下2h内不动作；或通过嵌入定子绕组的温度传感器来直接控制设定的温度值。三相电动机应有断相运行的保护措施。五电气系统的布线1.布线的一般要求1）电缆及其附件的选型及设置应考虑机械损伤及化学腐蚀等的影响。2）无护套的单芯电线（RV线），不能用作装置及系统的布线。3）防爆电气设备的电缆和金属管连接应符合有关防爆型式的要求。4）防爆电气设备未使用的引入装置及通孔应用适合相关防爆型式的堵塞件进行堵封（除本质安全型设备外，应采用仅用工具才能打开的堵塞件）。5）电缆的通道，包括穿过金属管或电缆沟，应采取措施防止可燃气体、蒸气或液体从一种危险环境传播到另一种危险环境，在电缆沟内充沙或通风防止气体积聚。6）电气线路从非危险环境穿过危险环境时，其金属管路应有相应的隔离密封措施。7）危险和非危险环境之间墙壁上穿过电缆或金属管的开孔应用沙浆充分密封。8）采用电缆的非金属护套来避免电缆的金属铠装/护套与可燃性气体、蒸气、液体之间的偶然接触。9）危险环境中布线电缆不能有中间接头。当不可避免时，在1区危险环境应在防爆盒内连接和分支；在2区危险环境应采用下列方法连接后再用热塑管或灌封接头进行密封：*压紧连接；*防松螺钉连接；*溶焊连接；*钎焊连接；*用机械方法连接后，用锡焊连接。10）绞线终端接头应用芯线套或定型端子压接，但不能采用单独锡焊连接方法。2.布线的电气、机械性能要求1）在爆炸危险环境内，低压电力、照明线路用的导线或电缆的额定电压应不低于工作电压，且不应小于500V。工作零线的额定电压应与相线的额定电压相等，并应在同一保护管内敷设。2）在1区危险环境应采用铜芯导线或电缆；在2区危险环境宜采用铜芯导线或电缆；当采用铝线导线或电缆时，应通过铜-铝过渡接头与端子连接。3）导线或电缆的最小铜芯截面积（本安系统除外）1区：铜芯2.5mm2；2区：铜芯1.5mm2，铝芯：电力4mm2，控制2.5mm2。震动设备应采用多股软导线或电缆。移动设备1区采用重型橡套电缆；2区采用重型或中型橡套电缆。3.布线方法1）钢管布线爆炸危险环境中不准明敷绝缘导线。必须采用按照GB30091-82标准的低压液体输送用镀锌钢管布线。钢管之间、钢管与附件、钢管与电气设备引入装置，应采用螺纹连接。其有效的啮合扣数：DG25mm以下时，5扣；DG32mm以上时，6扣。锥管螺纹为5扣。1区内应用锁紧螺母并压紧，螺纹连接部分涂铅油及磷化膏。爆炸危险环境在下列场所应安装隔离密封盒，以防止管路爆炸时产生压力重叠损坏电气设备及附件。a）当电气设备的引入装置无隔离密封件时导线引向引入装置前的管件处；b）直径50mm以上的钢管距接线箱45cm处，及直径50mm以上钢管每隔15m处；c）相邻的爆炸危险环境1区、2区之间；1区2区与相邻的非危险环境之间。按安装形式的不同，隔离密封盒有横向、纵向、泄水型三种，有隔爆型及增安型二种形式，盒内充填粉剂密封填料，其填充宽度应大于钢管内径，最小应大于16mm。当钢管中含有三根以上绝缘导线时，其绝缘导线总截面积不得超过钢管截面积的40%。钢管在下列部位布线时，应安装防爆绕性连接管：a.电动机进线口；b.管路通过建筑物的伸缩缝、沉降缝；c.震动设备。2）电缆布线电缆的护套应具有阻燃、防化学腐蚀的性能。电缆的外径应与电气设备引入装置的密封圈内孔相适应，并应满足相应的防爆要求。明设塑料护套电缆，其敷设方式采用电缆槽板、托盘或桥架时，可采用非铠装电缆。电缆布线应进行隔离密封：在1区、2区与非危险环境之间的电缆通道应填充阻燃堵料或加设防火隔墙分隔，电缆沟内应充沙。电缆布线敷设在混凝土地坪下或设备混凝土基础中，应采用钢管保护。保护管口用密封胶泥充填或用自粘性胶带缠绕，直到严密为止。3)本质安全系统布线本质安全系统由现场的本安设备、关联设备和连接电缆三部分组成。本质安全系统布线与其他防爆形式的布线有着原则不同。其目的是把电能限制在设计规定的数值内，不会引起危险环境的点燃，保护本质安全电路的整体性能。根据这一原则，要求本质安全电路与其他电路隔离。(1）本质安全电气设备的一般要求a）本质安全电气设备和关联设备应符合GB3836.1和GB3836.4的规定。b）关联设备应尽量安装在非危险环境，如果安装在危险环境应采取其它的防爆措施。c）关联设备的本安端安全参数，应满足关联设备的最高输出电压U0应不大于本安设备的最大输入电压Ui；关联设备的最大输出电流Io应不大于本安设备的最大输入电流Ii。(2）电缆布线的要求a）电缆的绝缘应能承受芯线对地、芯线对屏蔽、屏蔽对地至少为AC500V的介电强度试验。a）危险环境应采用铜芯截面不低于0.5mm2的多股绞合线。导线终端应有防松措施。b）确定布线电缆的参数：CO、LO、LO/RO，并应符合以下规定：COCC+CiLOLC+LiCO-安全栅最大外部电容LO-安全栅最大外部电感Ci-本安设备的最大内部电容Li-本安设备的最大内部电感CC-安全栅与本安设备连接电缆的分布电容LC-安全栅与本安设备连接电缆的分布电感防爆电气设备的技术原理2012-10-16爆炸性气体环境中安装的电气设备主要有隔爆型电气设备、增安型电气设备、本质安全型电气设备、正压型电气设备、浇封型电气设备、充油型电气设备、充沙型电气设备、“n”型电气设备等。现对几种主要的防爆电气设备进行介绍。一隔爆型电气设备隔爆型电气设备是指具有隔爆外壳的电气设备，防爆标志为“d”。其制造检验标准应符合GB3836.1-2000及GB3836.2-2000标准的要求。隔爆外壳是指能承受内部的爆炸压力，并能阻止爆炸火焰向周围环境传播的防爆外壳。电气设备外壳的内部由于呼吸作用会进入周围的爆炸性气体混合物，当设备产生电火花及危险高温时，将引燃壳内的爆炸性气体混合物，形成巨大的爆破力及冲击波。一方面隔爆外壳应能承受内部的爆炸压力而不破损；另一方面隔爆外壳的接合面应能阻止爆炸火焰向壳外传播点燃周围的爆炸性气体混合物。因此隔爆外壳应有耐爆性及隔爆性两种性能。1.隔爆外壳的耐爆性隔爆外壳中产生的爆炸压力受爆炸性气体混合物的浓度、外壳的容积及形状、点火源的位置、接合面间隙、爆炸性气体混合物的初始压力及温度等的影响。在低于最大爆压浓度时，爆炸压力与混合物的浓度成正比；当外壳的容积增大时，其热损失相对减小，爆炸压力相对增高；就外壳的形状而言，非球型容器比球型容器的爆炸压力要低；点火位置偏离中心，其爆炸压力会下降；接合面间隙增大，爆炸压力将下降；爆炸性气体混合物的初始压力及温度提高，爆炸压力将增大。隔爆型电气设备爆炸时其内部会产生0.5MPa-2.0MPa的爆压，将对壳壁产生冲击力。当外壳材质的强度不能满足要求时，造成破损，所以外壳的抗拉强度及壁厚应达到要求。隔爆型电气设备的外壳材料均用金属材质制成。常用的有钢板、铸钢、铸铝合金、铸铁等材料。当采用铸铁时，其牌号应不低于HT250；当采用铸铝时，应用抗拉强度不低于120Mpa，含镁量不低于6%的铜铝合金。当外壳容积不大于0.01升时，可采用陶瓷材料制造；当外壳容积不大于2.0升时，可采用塑料材料制造，但塑料外壳的结构强度受成型工艺及易自然老化的影响，一般用于外壳容积小于0.1升的隔爆部件。隔爆外壳由于要承受爆压的冲击力，因此其壁厚值相对其它防爆型式的外壳要大。以铸铝壳体为例，容积不大于2.0升的外壳，壳壁厚度应在4.0-8.0mm之间，法兰厚度应在8.0-12.0mm之间；压铸铝外壳的壁厚由于致密度相对较高，其壁厚可设计得小一点。当容积大于4.0升时，须采用铸钢等黑色金属材料。隔爆型电气设备在结构设计时，要尽量避免压力重叠现象。压力重叠现象一般产生在包含两个或多个空腔以小孔形式连通的外壳内，当一个空腔引爆后，其火焰将向另一空腔传播，由于火焰的前沿面比气体传播速度要慢，另一空腔首先进行气体预压，再进行点燃爆炸，这样产生的爆压比前一个空腔高数倍，将造成壳体的严重损坏。事实上，在同一空腔中，当电气部件安装不合理时也会产生压力重叠现象。综上所述，外壳不宜制成以小孔连通的多空腔形式，壳内电器元件的安装也应避免将整腔分割成几个小空腔。另外，外壳三维尺寸之比不宜过大。否则壳内会产生压力重叠现象。2.隔爆外壳的隔爆性由于制造、安装、维护