防爆仪表工作原理

1、1 一、防爆基础理论概述 二、电气设备防爆技术简介 三、防爆电气设备选型、安装与使用 四、常见问题实例 2 产生爆炸的条件 爆炸性物质； 空气(氧气); 点火源(电火花、炽热 表面)。 在我国，爆炸性物质可分为三类： 类：矿井甲烷 类：爆炸性气体混合物（含蒸气、薄雾） 类：爆炸性粉尘和纤维T1 T2 T3 T4 T5 T6 IIA IIB IIC 乙烷乙烷 乙醇乙醇 汽油汽油 乙醛乙醛 乙酸乙酯乙酸乙酯 柴油柴油 乙醚乙醚 苯苯 燃料油燃料油 CO CO 航空燃料航空燃料 甲醇甲醇 丙烷丙烷 城市天然气城市天然气 氢气氢气 I甲烷甲烷 所需点燃所需点燃 能量能量 多（难）多（难） 少（易） 温

2、度组别温度组别 爆炸性气体混合物的爆炸性气体混合物的 引燃温度引燃温度t t 电气设备的最高允许电气设备的最高允许 表面温度表面温度 T1T1 t t450450 450450 T2T2 450t450t300300 300300 T3T3 300t300t200200 200200 T4T4 200t200t135135 135135 T5T5 135t135t100100 100100 T6T6 100t100t8585 8585 注：爆炸性气体混合物的引燃温度组别与电气设备的最高允许表面温度组别注：爆炸性气体混合物的引燃温度组别与电气设备的最高允许表面温度组别 一一对应一一对应 。 爆炸

3、性爆炸性 物质物质 场所划分场所划分区区 域域 定定 义义 气体气体 0 0 区区连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境 1 1区区在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境 2 2 区区 在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环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 混合物的环境混合物的环境 (GB 50058-2014) 6 爆炸性气体混合物爆炸性气体混合物 的传爆级别的传爆级别 ( (电气设备的防爆级别电气设备的防爆级

4、别) ) 最大试验安全间隙最大试验安全间隙 (MESG)(MESG) ( (适用于隔爆型适用于隔爆型 电气设备电气设备) ) 最小点燃电流比最小点燃电流比 (MICR)(MICR) ( (适用于本安型适用于本安型 电气设备电气设备) ) AA0.9 mm0.9 mm0.80.8 BB0.50.50.9 mm0.9 mm0.450.450.80.8 CC0.5 mm0.5 mm0.450.45 注：爆炸性气体混合物的传爆级别也是电气设备的防爆级别，两者是一致的，均注：爆炸性气体混合物的传爆级别也是电气设备的防爆级别，两者是一致的，均 分为分为AA、BB、CC三级。三级。 最大试验安全间隙(MES

5、G)(MESG) 在规定的试验条件下，电气设备 外壳内各种浓度的被试验气体( (或蒸气) )与空气的混合物点燃后， 能阻止火焰通过壳体两部分之间25mm25mm长接合面点燃外部气体混合 物的接合面最大间隙 最小点燃电流(MIC)(MIC) 在规定的试验装置上，用直流24V24V、 95mH95mH电感的火花进行30003000次点燃试验时，能够点燃可燃性气体混 合物的最小电流。此电流降低5 5即不能点燃 最小点燃电流比(MICR)(MICR) 各种可燃性气体( (或蒸气) )与空气的 混合物的最小点燃电流对甲烷与空气混合物的最小点燃电流的比 值 9 一、防爆基础理论概述 二、电气设备防爆技术简

6、介 三、防爆电气设备选型、安装与使用 四、常见问题实例 电气防爆标志的构成电气防爆标志的构成(GB 3836-2000) (1)(1)防爆总标志防爆总标志ExEx 表示该设备为防爆电气设备。表示该设备为防爆电气设备。 (2)(2)防爆结构型式防爆结构型式 表明该设备采用何种措施进行防爆，如表明该设备采用何种措施进行防爆，如d d为隔爆型，为隔爆型， p p为正压型，为正压型，i i为本安型等。为本安型等。 (3)(3)防爆设备类别防爆设备类别 分为分为、类两大类，说明其适用场所。类两大类，说明其适用场所。 (4)(4)防爆级别防爆级别 分为分为A A、B B、C C三级，说明其防爆能力的强弱。

7、三级，说明其防爆能力的强弱。 (5)(5)最高表面温度组别最高表面温度组别 分为分为T1T1T6T6六组，说明该设备的最高表面温度六组，说明该设备的最高表面温度 允许值。允许值。 电气设备防爆 形式 代号技术措施适用区域 隔爆型d隔离存在的点火源1区 增安型e设法防止点火源1区 本质安全型ia，ib限制点火源的能量0区，1区 正压型p把危险物质与点火源隔开1区 充油型o把危险物质与点火源隔开1区 充砂型q把危险物质与点火源隔开1区 无火花型n设法防止产生点火源2区 浇封型m设法防止产生点火源1区 电气设备的防爆型式电气设备的防爆型式(GB 3836.1-2000)(GB 3836.1-2000

8、) 例如：一台仪表的防爆标志为Ex dBT4Ex dBT4，其含义为： ExEx防爆总标志； dd结构型式，隔爆型； 类别，工厂用； BB防爆级别，B B级； T4T4温度组别，T4T4组，最高表面温度135135。 主要防爆技术隔爆型Exd 设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.2-2000 隔爆外壳定义：能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力， 并能阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播的电气设 备外壳(I区防爆技术)。 “W” “L” 允许危险气体进入隔爆外壳， 外壳内可能产生爆炸。但要求外 壳必须具有足够的强度；且各外 壳接合面必须具有足够长的啮合 长度和足够小的间隙

9、，以确保内 部爆炸不会穿过隔爆接合面而导 致外部环境爆炸。 15 基本原则： “包容型 封装 必须能承受爆炸的压力 塑料材料只允许小容积 (3 dm3) 连接和开口要做得很精密并 且根据气体组分而定 缺点 封装大而重，对电缆也有特殊要求(导管, 衬垫, 封装等) 不允许带电开盖操作 打开封装需要特殊工具 安装和维护的错误会导致危险的情况 常用隔爆型电气设备常用隔爆型电气设备 主要防爆技术增安型Exe 设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.3-2000 定义：对在正常运行条件不会产生电弧或火花的电气设备采取进一步措 施，提高其安全程度，防止电气设备产生危险温度、电弧和电火花的可

10、 能性的型式(I区防爆技术)。 要求设备在正常工作和认可的过载条件下不会产生危险温度、电弧和危 险温度。 典型应用：接线盒、电磁线圈(阀)、照明灯具、变压器和无刷电机等。 自动化仪表通常存在调零/调满度的电位器或选择开关，即认为正常情 况下会产生电火花，因此一般不设计为Exe。 主要防爆技术本质安全型Exi 设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.4-2000 定义：在标准规定的条件(包括正常工作和规定的故障条件)下产生 的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电 路(0/I区防爆技术)。 是一种以抑止点火源能量为防爆手段的“安全”技术。要求设备在 正常工作和故

11、障状态下可能产生的电火花或热效应分别小于爆炸性 危险气体的最小点燃能量和自燃温度。 特性特性 低功率技术限制了电压、电流，把功率低功率技术限制了电压、电流，把功率 限制在点燃危险气体的最低要求之下限制在点燃危险气体的最低要求之下 元件可靠性、距离和隔离元件可靠性、距离和隔离 两类两类: : “ia” “ia” 允许两个故障允许两个故障 “ib” “ib” 允许一个故障允许一个故障 优点优点 不需特殊电缆不需特殊电缆 对操作工也安全对操作工也安全 允许带电开盖操作允许带电开盖操作 缺点缺点 不适用于大功率设备不适用于大功率设备 允许工作条件允许工作条件: : “ia”“ia”型工作于型工作于0

12、0区区. . “ib” “ib” 型工作于型工作于1 1区区 主要防爆技术正压型Exp 设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.5-2004 主要技术措施：用空气或惰性气体换气。换气时间满足试 验测定时间；用压力检测控制器监控内部压力，当压力高 于设计规定值(50Pa)时，外壳内部电气设备自动得电；主 电源与压力互锁联动，当压力低于规定值时就切断主电源； 监控设备通常需要采用其他防爆技术。 典型应用：控制柜、仪表盘、分析仪器、正压小屋等。 基本原则基本原则 “分离型分离型 封装封装 内部充有比外部气压略高的内部充有比外部气压略高的 洁净空气或惰性气体洁净空气或惰性气体 充电之前

13、要清洁内部气体充电之前要清洁内部气体 连锁系统预防仪表在达到设连锁系统预防仪表在达到设 计压力之前上电，或者在正计压力之前上电，或者在正 压充气失败时断电压充气失败时断电 优点优点 其它方法都不适用时的解决其它方法都不适用时的解决 方案方案 缺点缺点 安装和维护工作复杂而昂贵安装和维护工作复杂而昂贵 仪表如果将接触可燃混合物，必须采取其它防护措施仪表如果将接触可燃混合物，必须采取其它防护措施 不许带电开盖操作不许带电开盖操作 允许使用区域允许使用区域: : 带自动上电功能的仪表可在带自动上电功能的仪表可在1 1区工作区工作 带声光报警的仪表可在带声光报警的仪表可在2 2区工作区工作 一、防爆基

14、础理论概述 二、电气设备防爆技术简介 三、外壳防护等级 四、常见问题实例 在IECIEC标准IEC 60529IEC 60529和国标GB 4208GB 4208中，使用IPIP代码来表示外壳 的防护等级。IPIP代码由特征字母IPIP（International International ProtectionProtection国际防护）、第一位特征数字、第2 2位特征数字、附 加字母和补充字母组成。 第一位特征数字表示防尘，第二位特征数字表示防水。不要求规 定特征数字时，该处由字母X X代替，例如：IP34IP34、IPX5IPX5、IP2XIP2X。 组 成数字 对设备防护的 含义 对

15、人员防护的 含义 组 成 数字 或 字母 对设备防护的 含义 对人员防护的 含义 代码IP代码IP 第一位 特征数 字 防止固体异物 进入 防止接近危险 部件 防止进水造成 有害影响 0 1 2 3 4 5 6 无防护 50mm 12.5mm 2.5mm 1.0mm 防尘 尘密 无防护 手背 手指 工具 金属线 金属线 金属线 第二位 特征数 字 6 7 8 猛烈喷水 短时间浸水 连续浸水 防止接近危险 部件 附加字 母 (可选择 ) A B C D 手背 手指 工具 金属线 第二位 特征数 字 防止进水造成 有害影响 0 1 2 3 4 5 无防护 垂直滴水 15滴水 淋水 溅水 喷水 专门

16、补充的信息 补充字 母 (可选择 ) H M S W 高压设备 做防水试验时试样 运行 做防水试验时试样 静止 气候条件 第一位 特征数字 简 要 说 明 第一位 特征数字 简 要 说 明 对人员防护对设备防护对人员防护对设备防护 0 无防护 无防护 4 防止金属线接 近危险部件 防止直径不小于 1.0mm的固体异物 1 防止手背接近 危险部件 防止直径不小于 50mm的固体异物 5 防止金属线接 近危险部件 不能完全防止尘埃进 入，但进入的灰尘量不 得影响设备的正 常运行，不得影 响安全2 防止手指接近 危险部件 防止直径不小于 12.5mm的固体异物 3 防止工具接近 危险部件 防止直径不

17、小于 2.5mm的固体异物 6 防止金属线接 近危险部件 无灰尘进入 安装在现场室外的仪表设备，其防护等级要求一般如下： 露天安装：IP 55IP 55 带防雨遮沿时：IP 54IP 54 对安装在现场分析小屋内的分析仪和设备对安装在现场分析小屋内的分析仪和设备，其防护等级，其防护等级 要求一般如下：要求一般如下： 垂直方向有倾斜面：垂直方向有倾斜面：IP 52IP 52 垂直方向无倾斜面：垂直方向无倾斜面：IP 51IP 51 (1)(1)根据仪表安装、使用场所的危险区域来选择仪表的防爆型式： 0 0区只能选iaia型、s s型( (指专为0 0区设计的型) )； 1 1区可选除n n型以外

18、的其他型式； 2 2区所有防爆型式均可选。 (2)(2)根据可能出现的可燃性气体、蒸气的传爆级别和引燃温度组别， 选择仪表的防爆等级和最高表面温度组别。 安装在爆炸危险场所的仪表和安装材料应有铭牌和防 爆标志，安装前应检查其型号、规格是否符合设计要求， 其外部应无损伤、裂纹。 爆炸危险场所1 1区内的仪表配线，电缆、电线必须用 镀锌钢管穿管敷设。穿线保护管之间，保护管与接线箱、 拉线盒之间，均应采用圆柱管螺纹连接。 保护管、汇线槽、电缆沟穿过不同等级的爆炸危险区域分界处时，应采取密封措施 ( (如用防爆阻火器、密封组件隔离，充填密封等) )，以防止爆炸性气体从一个危险场所串 入另一个危险场所。

19、 保护管与现场仪表、检测元件、电气设备、仪表箱、接线盒及拉线盒连接时，应在连 接处0.45m0.45m以内安装隔爆密封管件，必要时做充填密封。密封管件与现场仪表、检测元 件、电气设备之间可采用挠性管连接。 充填密封又称灌胶密封或胶泥密封，即灌入胶泥进行的密封。 下属场合须对防爆型电缆密封接头做充填密封： 由于电缆直径和密封接头直径不配套，小于密封接头直径而出现松动、缝 隙时；2 23 3根电缆同时经一个密封接头接入时。 应经常进行检查维护，检查时应察看仪表外观、环境( (温度、 湿度、粉尘、腐蚀) )、振动、安装是否牢固等情况。 在通电情况下对隔爆型仪表进行维护时，切不可打开接线盒 和观察窗，

20、需开盖维护时必须先切断电源，绝不允许带电开盖 维护。 维护时不得产生冲出火花，所使用的测试仪表应是隔爆型或 本安型仪表，以避免测试仪表引起诱发性火花或把过高的电压 引向不适当部位。 拆卸时应注意保护隔爆螺纹及隔爆平面，不得损伤及划伤， 特别是隔爆平面不允许有纵向划痕。 在拆卸橡胶密封元件时，不得用尖锐器械硬撬、硬砸，不得 在其密封面上有任何纵向划痕。 装配时，应按装配顺序进行，各防松件、紧固件不得漏装。 锈蚀及损坏的元件应及时更换，老化、损伤及不起密封作用 的橡胶密封元件也要及时更换。 仪表定期检修后，需经确认防爆性能已得到复原后，方可重 新投入使用。 一、防爆基础理论概述 二、电气设备防爆技

21、术简介 三、外壳防护等级 四、常见问题实例 防爆扰性管未固定、未做保护，防爆扰性管未固定、未做保护，若仪表拆除应封堵若仪表拆除应封堵 穿线管处应封堵穿线管处应封堵 危险场所的电缆应穿管保护危险场所的电缆应穿管保护 电缆直径与穿线孔尺寸大小不一致，应用防爆胶泥封堵电缆直径与穿线孔尺寸大小不一致，应用防爆胶泥封堵 接线孔封堵，接线孔封堵， 保温棉？保温棉？ 隔爆密封圈老化隔爆密封圈老化 未使用防爆引入装置，隔爆作用失效未使用防爆引入装置，隔爆作用失效 防爆引入装置松动防爆引入装置松动 GB 50058第5.5.3 在干燥环境，直流电压为110V及以下 的设备正常不带电的金属外壳，在爆炸环境内应接地

22、 不同区域界面没有有效隔离；不同区域界面没有有效隔离； 不同爆炸危险区域隔离墙上的穿线管或通孔没有有效封堵不同爆炸危险区域隔离墙上的穿线管或通孔没有有效封堵 46 基本原则： “包容型 封装 必须能承受爆炸的压力 塑料材料只允许小容积 (3 dm3) 连接和开口要做得很精密并 且根据气体组分而定 缺点 封装大而重，对电缆也有特殊要求(导管, 衬垫, 封装等) 不允许带电开盖操作 打开封装需要特殊工具 安装和维护的错误会导致危险的情况 常用隔爆型电气设备常用隔爆型电气设备 主要防爆技术本质安全型Exi 设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.4-2000 定义：在标准规定的条件(包括正常工作和规