爆炸性环境电气防爆技术课件

1、爆炸性环境 电气防爆技术一.爆炸基本理论爆炸定义：由于氧化反应或者其他放热反应而引起压力和温度的骤升现象 物理性爆炸：由于物质的体积膨胀,引起压力和温度的骤升造成容器外壳 破损，产生爆炸 简单化学爆炸：因受外界振动引起某些物质自身分解产生 压力，温度骤升现象. 复杂化学性爆炸：因受外界压力触发，炸药会自身分解氧 气，引起氧化反应，造成压力、温度骤升现象爆炸 化学性爆炸 化工生产的各类化学反应（如硝化、脂化、聚合、催化、 氧化等等）引起爆炸 因工艺条件（温度、压力、速率等）失控，引起压 力、温度骤升现象。（在反应釜、反应塔内） 爆炸性混合物爆炸：因生产用的反应釜、泵、阀门管道等 泄漏出的易燃物质

2、，与环境中空气混和成爆炸性混 合物，一旦被电气火花点燃，引起环境的压力和温 核爆炸 度骤升现象 爆炸三要素：点火源明火电气火花静电火花雷电火花机械火花危险高温易燃物质空气爆炸危险场所定义： 在大气条件下，气体、蒸汽或雾状、粉尘或纤维状的可燃物质与空气构成的混合物，在该混合物中点燃后，燃烧或爆炸将传遍整个未燃混合物的场所。防爆电气设备定义： 按规定条件设计制造而不会引起周围爆炸性混合物（爆炸危险场所）爆炸的电气设备。二.与防爆电气有关的爆炸技术参数 1.爆炸极限 爆炸性混合物中的易燃物质与空气的比例，并不是什么比列都会点燃引起爆炸的，只有在某一个范围内，如氢气的爆炸极限是4%75%。其中4%是氢

3、气的爆炸下限，75%是氢气的爆炸上限。 2.自燃温度 爆炸性混合物除用火花可以点燃，也可以用加热温度来点燃，凡能引起爆炸性混合物爆炸的最低温度，称为自然温度。如氢气的自然温度为560 3.爆炸压力 爆炸性混合物在爆炸极限内被点燃后引起爆炸，必然会产生冲击压力波，它的最大压力值称为爆炸压力： 由于大气压力是一个大气压，所以无论易燃物质压力多高，要形成爆炸混合物，必须在一个大气压下。因此，爆炸压力是在一个大气压下（初始压力为0）爆炸性混合物产生的最大压力。不同的爆炸性混合物爆炸压力是不一样的，在0.8MPa左右。 但是由于爆炸性环境空间很大，如果爆炸性混合物不能全部爆炸完，则还会连续传遍整个未燃的

4、爆炸性混合物，会引起压力增加现象。也就是二次、三次甚至更多次爆炸，每次的爆炸压力，是爆炸性混合物被前一次爆炸压力预压后压力（初始压力）的倍数。 爆炸压力和浓度关系曲线爆炸压力和初始压力关系曲线4.最大试验安全间隙（MESG） 在标准规定试验条件下，壳内所有浓度的被试验气体或蒸气与空气的混合物点燃后，通过25mm长的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。5.最小点燃电流比（MICR） 各种气体或蒸汽与空气的混合物的最小点燃电流对甲烷与空气的混合物的最小点燃电流之比。浓度%间隙mm外腔40.7爆炸40.6不爆炸100.6爆炸100.5不爆炸200.5爆炸200.4不爆

5、炸320.4爆炸320.3不爆炸400.3不爆炸500.3不爆炸600.3不爆炸700.3不爆炸800.3不爆炸H2爆炸性混合物MESG举例MESG试验示意图6.最小点燃能量（MIE） 在规定的试验条件下，能点燃最易点燃被试验气体或蒸气与空气的混合物的最小能量。最小点火能量与浓度关系曲线EminMIE试验示意图爆炸性混合物爆炸极限%自然温度爆炸压力MPa最大安全试验间隙 MESG（mm）最小点火能量MIE（mJ）甲烷5155370.721.140.28丙烷2.19.54660.900.920.26乙醚1.7481700.920.870.19乙烯2.3364250.800.650.06氢4755

6、600.740.290.019乙炔1.5823051.030.370.019爆炸性混合物的爆炸技术参数举例三.中国爆炸危险场所电气安全规程和标准爆炸危险场所电气安全规程 主要内容： 1.爆炸危险场所区域等级判断原则、判断方法及绘制 2.爆炸危险场所防爆电气设备防爆 型式选用方法 3.爆炸危险场所电气线路的设计防爆电气设备制造标准 特种的结构和电路主要型式 1.设备通用要求 GB3836.12019 2.隔爆型电气设备 GB3836.22019 3.增安型电气设备 GB3836.32019 电 气 防 爆 技 术4.爆炸危险场所电气线路和防爆电气设备的安装施工要求 5.爆炸危险场所电气接地保护要

7、求6.爆炸危险场所电气安装置竣工验收要求7.爆炸危险场所电气装置安全运行和维修8.爆炸危险场所电气装置检修要求9.爆炸危险场所管理和技术人员安全培训要求 10.爆炸危险场所的电气安全监督和检查要求 4.本质安全型电气设备 GB3836.420195.正压型电气设备 GB3836.520196.充油型电气设备 GB3836.620047.充砂型电气设备 GB3836.720048.无火花型电气设备 GB3836.820039.浇封型电气设备 GB3836.9200610.粉尘型电气设备 GB12746.12000规范和标准有1.AQ3009-2019 危险场所电气防爆安全规范2.爆炸性气体环境用

8、电气设备的检修 GB3836.1320193.爆炸性气体环境用电气设备危险场所分类 GB3836.1420004.爆炸性气体环境用电气设备危险场所电气安装 GB3836.152000四.爆炸性环境用电气设备的分类及分组1.爆炸性环境用电气设备的分类 分三大类 类：煤矿瓦斯气体环境 类：除煤矿瓦斯气体之外的其他爆 炸性气体环境 类：除煤矿以外的爆炸性粉尘环境2.爆炸性环境用电气设备的分级 1.爆炸性气体环境电气设备的分级 （1）按最大试验安全间隙分级（MESG） MESG=1.14 (mm) 煤矿井下甲烷，为类不分级，标志 0.9MESG1.14 (mm) 为类A级，标志为A 代表气体丙烷 0.

9、5 MESG 0.9 (mm) 为类B级，标志为B 代表气体乙烯 MESG0.5 (mm) 为类C级，标志为C 代表气体氢气 （2）按最小点燃电流比分级（MICR） 最小点燃电流：在规定的试验条件下，对电阻电路或电*电路 用火花试验装置进行3000次火花试验。能够发生点燃的最小电流。 最小点燃电流比（MICR）：各种气体或蒸汽与空气的混合物 的最小点燃电流对甲烷与空气的混合物的最小点燃电流之比。 MICR=1 煤矿井下甲烷，为类不分级，标志 0.8MICR1 为类A级，标志为A 0.45MICR0.8 为类B级，标志为B MICR 0.45 为类C级，标志为C 2.爆炸性粉尘环境电气设备的分级

10、 类A级 可燃性飞絮 如棉纤维、亚麻纤维 类B级 非导电性粉尘 如玉米粉、糖粉 类C级 导电性粉尘 如镁粉、铝粉、火药、炸药性粉尘 3. 类电气设备最高表面温度的分组 按易燃物质的引燃温度（自燃温度），分为六组，具体范围为：组别引燃温度tT1t450T2450t300T3300t200T4200t135T5135t100T6100t85表2-3 爆炸性气体分类、分级、分组举例表类和级最大试验安全间隙MESG毫米最小点燃电流比MICR引燃温度（）与组别T1T2T3T4T4T5T450450T300300T200200T135135T100100T851.141.0甲烷A0.9MESG1.140.

11、8MICR1.0乙烷、丙烷、丙酮、苯乙烯、氯乙烯、氯苯、甲苯、苯、氨、甲醇、一氧化碳、乙酸乙酯、乙酸丁烷、乙醇、丙烯、丁醇、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸酐、氯乙烯戊烷、己烷、庚烷、葵烷、辛烷、汽油、硫化氢、环己烷乙醚、乙醛亚硝酸乙酯B0.5MESG0.90.45MICR0.8二甲醚、民用煤气、环丙烷环氧乙烷、环氧丙烷、丁二烯、乙烯异戊二烯、四氢呋喃二乙醚、四氯乙烯CMESG0.5MICR0.45水煤气、氢乙炔二硫化碳硝酸乙酯五.爆炸危险场所的分类、分级 1.分类 按爆炸危险场所存在易燃物质与空气混合的状态，分为爆炸 性气体危险场所和爆炸性粉尘危险场所两大类。 2.分级 （1）爆炸性气体危险场所 按

12、爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分三个区域 1）0级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物，连续地、一段时间频繁出现或长时间存在的场所。 2）1级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。 3）2级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现。 （3）爆炸性粉尘危险场所 按可燃性粉尘和空气混合物出现的频率和持续时间及粉尘层厚度分为三个区域。 1）20级区域：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。 2）21级区域：在正常运行过程中可能产生可燃浓度的可

13、燃粉尘与空气混合物的场所 3）22级区域：在正常运行下，可燃性粉尘与空气混合物不能出现，仅在异常条件下，可燃粉尘偶尔出现并且只是短时间存在的场所。六.防爆电气设备的保护等级（EPL)设备的保护等级（EPL）：依据设备成为点燃源的可能性及区别爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境和有甲烷的煤矿爆炸性环境的差别而规定的保护等级。Ga：气体环境，具有“很高”的保护等级，在正常运行过程中、在预期的故障条件下或者在罕见的故障条件下不会成为点燃源。Gb：气体环境，具有“高”的保护等级，在正常运行过程中、在预期的故障条件下不会成为点燃源。Gc：气体环境，具有“加强”的保护等级，在正常运行过程中不会成为点燃源，也可采

14、取附加保护，保证在点燃源有规律预期出现的情况下（例如灯具的故障），不会点燃。Da：粉尘环境，具有“很高”的保护等级，在正常运行过程中、在预期的故障条件下或者在罕见的故障条件下不会成为点燃源。Db：粉尘环境，具有“高”的保护等级，在正常运行过程中、在预期的故障条件下不会成为点燃源。Dc：粉尘环境，具有“加强”的保护等级，在正常运行过程中不会成为点燃源，也可采取附加保护，保证在点燃源有规律预期出现的情况下（例如灯具的故障），不会点燃。设备保护等级（EPL)使用区域Ga0Gb1Gc2Da20Db21Dc22七.防爆电气设备的防爆原理及防爆型式1.间隙防爆原理（d） 一个外壳能承受内部爆炸性气体混合物

15、的爆炸压力，并有一个或几个金属面缝隙可以阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性气体混合物传播，达到防爆要求。2.小于点燃能量防爆原理（ia/ib） 有效降低电气电路的电压、电流、储能元件的数值，保证电路正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应能量，都低于规定的爆炸性气体混合物最小点燃能量，达到防爆要求。3.阻止点火源与爆炸性混合物相接触防爆原理（p、o、q、m、h） 采取有效可靠措施（如通风、充油、充砂、浇封、气密），使点火源与周围爆炸性气体混合物隔离，达到防爆要求。4.在特定的条件下提高电气设备的电气安全措施 防爆原理（e、n） 在正常工作时不会产生电火花和热效应的电气设备，进一步提高电气安全

16、措施，达到防爆要求。隔爆型电气设备(d) 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”。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特性。 隔爆型电气设备的外壳材料一般采用金属材质制成。常用的有钢板、铸钢、铸铝合金、铸铁等材料。当采用铸铝时，应用抗

17、拉强度不低于12Mpa，含镁量不低于7.5%的铝合金。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0.5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。 由于制造、安装、维护等原因，隔爆外壳不可能是天衣无缝的整体，而是由许多个零部件组成。零件间的连接缝隙会成为壳内的爆炸产物所通过的路径，引燃周围的爆炸性气体混合物。这些零部件的配合部分称隔爆接合面，其接合缝隙称隔爆接合面间隙。 隔爆接合面的结构形式有平面式、圆筒式、止口式、螺纹式、曲路式以及胶粘密封等 。 隔爆级别分为： A、B、C 平面隔爆接合面外壳内部

18、外壳内部ii0.2 (A)i0.15 (B)i0.1 (C)止口隔爆接合面外壳内部外壳内部外壳内部L = c + d ( IIA, IIB, IIC)c 6.0 mm (IIC) 3.0 mm (I, IIA, IIB)d 0.50 L (IIC)f 1.0 mm (I, IIA, IIB, IIC)外壳内部 圆筒部分和平面部分 仅仅圆筒部分i0.2 (A)i0.15 (B)i0.1 (C)k 无摩擦允许的最小径向间隙m 计入k值时的最大径向间隙D-d 直径差旋转电机的轴封接合面螺纹隔爆接合面螺距螺纹形状和配合等级啮合螺纹啮合深度容积 100 cm3容积 100 cm3 0.7 mm a按照I

19、SO965-1和ISO965-3中级或精密公差级b55 mm8 mma 如果螺距大于2 mm，可以要求特殊的制造措施（例如更多的啮合螺纹），用于保证设备可以通过规定的内部点燃不传爆试验。b 在螺纹形状和配合等级方面不符合ISO965-3的圆柱形螺纹接合是允许的，前提是当制造厂规定的螺纹接合宽度按照表6规定的量减少时能通过通过规定的内部点燃不传爆试验。i0.2 (A)i0.15 (B)i0.1 (C)粘接接合面 隔爆外壳的部件可以直接粘合在外壳壁上，与后者构成不可分的组件，或者粘合到金属框架内，使组件能作为一个整体更换，不损坏粘合。 粘接接合面仅仅允许用于保证由它们组成的隔爆外壳的密封。其结构应

20、使组件的机械强度不仅仅依赖粘接材料的粘接强度。 从容积V的隔爆外壳内侧到外侧穿越粘接接合面的最短路径应该是： 如果V10cm3 时，不小于3 mm; 如果10cm3V100cm3 时，不小于6 mm; 如果V100cm3 时，不小于10 mm。、A和B类外壳接合面最小宽度和最大间隙接合面类型最小接合面宽度L（mm）最大间隙（mm）V100（cm3）100V500（cm3）500V2000（cm3）V2000（cm3）ABABABAB平面接合面圆筒接合面止口接合面69.512.5250.30 0.30 0.200.35 0.30 0.200.40 0.30 0.200.50 0.40 0.20

21、0.35 0.30 0.200.40 0.30 0.200.50 0.40 0.20 0.40 0.30 0.200.50 0.40 0.20 0.40 0.20 0.150.50 0.40 0.20旋转电机轴封圆筒接合面滑动轴承69.512.525400.30 0.30 0.200.35 0.30 0.200.40 0.35 0.250.50 0.40 0.300.60 0.50 0.40 0.35 0.30 0.200.40 0.30 0.200.50 0.40 0.250.60 0.50 0.30 0.40 0.30 0.200.50 0.40 0.250.60 0.50 0.30 0.

22、40 0.20 0.50 0.40 0.200.60 0.50 0.25滚动轴承69.512.525400.45 0.45 0.300.50 0.45 0.350.60 0.50 0.400.75 0.60 0.450.80 0.75 0.60 0.50 0.40 0.250.60 0.45 0.300.75 0.60 0.400.80 0.75 0.45 0.60 0.45 0.300.75 0.60 0.400.80 0.75 0.45 0.60 0.30 0.200.75 0.60 0.300.80 0.75 0.40注：确定最大间隙时，宜采用按照ISO31-0的结构整约值。C类外壳接合

23、面的最小宽度和最大间隙接合面类型最小接合面宽度L（mm）最大间隙（mm）V100（cm3）100V500（cm3）500V2000（cm3）V2000（cm3）平面接合面a)69.515.8250.100.100.100.100.100.100.100.040.040.04止口接合面(图2a)c6mmd0.5LL=c+df1mm12.525400.150.18b)0.20c)0.150.18b)0.20c)0.150.18b)0.20c)0.18b)0.20c)圆筒接合面止口接合面(图3)69.512.525400.100.100.150.150.200.100.150.150.200.150

24、.150.200.150.20带滚动轴承旋转电机轴封圆筒接合面69.512.525400.150.150.250.250.300.150.250.250.300.250.250.300.250.30只有符合要求时，乙炔和空气爆炸性混合物才允许采用平面接合面（间隙不大于0.04mm，L不小于9.5mm，并且外壳容积不大于 500cm3 时。）如果f0.5mm，圆筒部分的最大间隙可以增大到0.20mm。如果f0.5mm，圆筒部分的最大间隙可以增大到0.25mm。注：在确定最大间隙时，宜采用按照ISO31-0的结构整约值。构成隔爆外壳部件的呼吸和排液装置 呼吸和排液装置含有透气元件，这些元件应能够承

25、受它所安装的隔爆外壳内部爆炸产生的压力，并且能够防止向外壳周围爆炸性环境传爆。 具体规定如下： 1）隔爆外壳内部爆炸的动态效应而不产生损害透气元件阻火性能永久性变形或损坏。 2） 这些要求同样适用于传声装置。3） 呼吸和排液孔不应利用故意扩大平面接合面的间隙获得。4） 用于含有乙炔的爆炸性气体环境中的呼吸或排液装置的元件的含铜量应不超过60%，以限制乙炔化合物的形成。 5） 应规定呼吸和排液装置及其零部件的尺寸。隔爆外壳上的几个主要零部件： 紧固件应有足够的机械强度，壳体内部爆炸时内部产生的压力，不会引起螺栓断裂。紧固件应有防锈、防松措施，以保证平面式隔爆接合面的间隙。用螺栓紧固时，若用弹簧垫

26、圈防松，只需将弹簧垫圈压平即可，不宜拧得太紧，应保证各个螺栓受力均匀。为了避免外力对紧固螺栓的剪切，盖和壳体接合处的外型尺寸必须一致。其中： 1）螺纹应是粗牙的公制螺纹，公差等级为6g/6H；2）不允许使用塑料材料和轻合金。3）螺钉和螺母的屈服应力至少为240N/mm2。4）紧固件不应穿透隔爆外壳壁，除非它们与壁构成隔爆接合面并且与外壳是不可分开的，例如利用熔接、铆接或其他等效方法。5）对于不穿透隔爆外壳壁的螺钉或螺栓孔，隔爆外壳壁的剩余厚度应至少是螺钉或螺栓直径的三分之一，最小3mm。6）当螺钉没有配垫圈完全拧入到隔爆外壳壁的盲孔中的时候，在孔的底部至少保留一整扣螺纹的余量。 连锁装置和警告

27、牌：正常运行时会产生火花和高温的电气设备，须设置联锁装置。联锁装置的机构应保证电源接通时壳盖不能打开；壳盖打开后，电源不能接通。 用螺栓紧固的外壳允许用警告牌代替联锁装置。警告牌内容：“严禁带电开盖！”；若有高温元件或储能元件，应注明“断电后延迟 分钟开盖”。 透明件主要用于照明灯具的透明罩、仪表窗口、指示灯罩等部位。照明灯具、电器仪表的观察窗的透明件一般采用钢化玻璃制成，要有一定的厚度。应能承受规定的冲击试验、耐压试验和热剧变试验。 隔爆外壳上固定透明件的方法有胶粘式、衬垫式两种。 隔爆外壳上的衬垫有两种形式：防爆用的衬垫，应采用金属或金属包覆的可压缩不燃材料；防护用的衬垫，应采用橡胶或塑料

28、的可压缩不燃材料，且不能计算在隔爆接合面内。 引入装置是电缆或导线进出电气设备的隔爆部件。按其结构分有橡胶密封圈式、填料密封式、带螺纹的电缆引入方式之分。增安型电气设备(e) 增安型电气设备是指对正常条件下不会产生电弧或电火花的电气设备，进一步采取措施，提高其安全程度，防止电气设备产生电弧、电火花及危险高温的电气设备。其防爆标志为“e”。 增安型电气设备是采取了以下结构措施来提高电气设备安全性的：1、有效的外壳防护；2、电路的可靠连接；3、增大电气间隙和爬电距离；4、限制设备的温升；5、提高绝缘性能。有效的外壳防护： 增安型电气设备是依靠外壳的防护措施来保护内部的电气部件的。外壳防护措施不好，

29、粉尘及水分会侵入壳体内的电气绝缘构件上，造成电气设备的过载或短路，产生电火花或电弧，引燃周围的爆炸性气体混合物。此外，外壳要承受一般外物的冲击，防止外壳破裂。 增安型电气设备的外壳防护等级应符合以下规定：1）内装裸露带电零件的外壳（如接线连接件），至少应有IP54的外壳防护等级；2）内装绝缘带电零件的外壳（如电磁阀线圈），至少应有IP44的外壳防护等级。 具有排水孔或通风孔的保护壳体可以在1）情况下防护等级不低于IP 44 ；或2)情况下不低于IP 24。 对于安装在清洁环境下，并且定期由经过培训的人员监视的旋转电机的外壳（端子箱和裸露带电部件除外）可以不低于 IP 20。但是，应能防止固体外

30、物通过通风孔垂直落入电机外壳中。电路的可靠连接：外部电缆的连接： 外部电缆进入电气设备后，一般都在接线端子处接线。如果连接件尺寸过小，连接件上的电流密度过高将造成接点过热，如果连接松动接触不良将产生电火花，都有可能引燃周围的爆炸性气体混合物。为此，电气连接件应有足够尺寸，保证与电气设备额定电流相适应的导线可靠连接。无论连接件的结构如何，均应有可靠固定和防松措施，制造厂在说明书中应规定连接导线的规格及数量。内部导线的连接： 增安型电气设备内部导线的连接同样应连接可靠，并应消除不适当的机械应力。因此只允许采用以下导线的连接方法：a）能防止松动的螺栓及螺钉连接；b）挤压连接；c）导线用机械方法连接后

31、，再用锡焊连接；d）硬焊连接；e）溶焊连接。增大电气间隙和爬电距离： 电气间隙是指两个导电部分之间的最短空间距离；爬电距离是指两个导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离。工作电压（见注1）Ur.m.s. a.c.或 d.c.最小爬电距离mm最小电气间隙mm材料级别a1012.5162025324050638010012516020025032040050063080010001250。1.61.61.61.61.71.81.92.12.12.22.42.53.24.056.3810.012.016.020221.61.61.61.61.71.82.42.62.62.83.03.245.06.38

32、.01012.516.020.025261.61.61.61.61.71.83.03.43.43.63.8456.3810.012.516.020.025.032321.61.61.61.61.71.81.92.12.12.22.42.53.24.056.068.010121418注1：所示电压引自IEC 60664-1。工作电压可以超过表中给出电压水平的10%。这是基于IEC60664-1的3b给出供电电压的合理化。注2：所示的爬电距离和电气间隙值是基于最大供电电压误差10%。注3：在等于和低于10V 时，与CTI 的值无关，并且不符合材料a组要求的材料可以接受。材料级别相比漏电起痕指数(C

33、TI)600CTI400CTI600a175CTI400绝缘材料的耐泄痕性选用优质的绝缘材料： 通常，从绝缘材料产品的形态可分为三大类：气体、液体、固体绝缘材料。气体绝缘材料在高压开关中应用较广，液体绝缘材料以矿物油为主用作低压变压器的绝缘油；固体绝缘材料大量用作电气设备的绝缘构件。防爆电气设备的绝缘材料有以下要求：1）固体绝缘材料应有不燃、难燃性能；2）固体绝缘材料吸潮性要小；3）固体绝缘材料应有耐电弧性能；4）固体绝缘材料应有耐热性能。 影响绝缘材料功能的机械性能，例如强度和刚度在下列条件下应满足要求： a.高于电气设备额定运行时的最高温度至少20K，最低为80，或 b.对于绝缘绕组、内部

34、布线和与电气设备永久连接的电缆，在电气设备额定运行时达到的最高温度。5）对于绕组应在紧固和包覆绕制之后进行干燥除去潮湿，然后用合适的浸渍漆浸渍。用涂刷或喷洒进行涂覆不认为是浸渍。浸渍时，浸渍和干燥处理至少进行两次。. 限制设备的表面温度： 限制设备的表面温度是增安型电气设备主要的防爆措施。因为，增安型电气设备的外壳只有防护功能，设备的表面温度不能考虑外壳的表面，而应考虑壳内的电气部件表面温度。这样，很难提高设备的温度组别，因此，须从限止极限温度及进行电气保护两个方面着手解决。 所谓极限温度是指电气设备或其部件的最高允许温度。在确定极限温度时，应考虑两个因素：一是爆炸性气体混合物被点燃的危险温度

35、；二是结构材料的极限温度。对于电动机应在启动、额定运行或规定的过载状态（tE时间结束时），其任何部位的最高表面温度均不允许超过规定的温度 保护装置一般有两种形式： a）电流保护方式 b）温度保护方式对于增安型灯具，应特别注意光源的选择：1、具有符合规定的单插脚冷起动荧光灯；2、管式双插脚荧光灯（电路应连接成无预热阴极）；3、白炽灯；4、不存在灯泡破裂后光源部分仍有高于限制温度的危险的其它光源。 单插脚荧光灯 双插脚荧光灯 浇封型电气设备 电气设备的一种防爆型式。在这种防爆型式中，将产生点燃爆炸性混合物的火花或过热的部分封入复合物中，使它们在运行或安装条件下不能点燃爆炸性混合物。防爆标志为“ma

36、/mb”。复合物为：热固性的、热塑性的，环氧树脂（冷固）或弹性物质，有或无填充剂和/或添加剂，在固化后认为是复合物。复合物材料在性能上应能承受设备在运行时和工作/故障发热温度。复合物的浇封工艺和要求应满足标准。保护等级： 浇封型电气设备分为“ma”或“mb”两种保护等级。“ma”保护等级： 应在下列各种情况下不能引起点燃： 1）在正常的运行和安装条件下； 2）任何规定的非正常条件； 3）定义的故障条件下。 所以，ma保护等级的设备允许使用在0区。“ mb”保护等级: 应在下列各种情况下不能引起点燃： 1）在正常的运行和安装条件下； 2）定义的故障条件下。所以，mb保护等级的设备允许使用在1区以

37、下。正压外壳型电气设备(p) 正压外壳型电气设备是指具有正压外壳的电气设备。防爆标志为“p”。所谓正压外壳是指保持内部保护气体的压力高于周围爆炸性气体环境的压力，阻止外部混合物进入的外壳。 正压型电气设备有连续气流正压、泄漏补偿正压、静态正压三种结构型式。连续气流正压是指保护气体连续通过正压外壳，使外壳保持正压的方法。泄漏补偿正压是指在各个排气口封闭时，对正压外壳和管道内保护气体不可避免的泄漏进行补偿，使壳内保持正压的方法。静态正压是指不添加保护气体而保持危险场所中正压外壳内正压值的方法。正压型电气设备的防爆型式是以外部的爆炸性环境（1区、2区）、是否有内释放、正压外壳内是否有点燃能力为依据来

38、划分的。pX型-将正压外壳内的危险从1区降至非危险。py型-将正压外壳内的危险从1区降至2区的正压保护。pz型-将正压外壳内的危险从2区降至非危险的正压保护。内置系统内的可燃性物质外部区域类别外壳内含有点燃能力的设备外壳内不含有点燃能力的设备无内置系统1Px型Py型无内置系统2PZ型不须正压保护（其他2区类型）气体/蒸气1Px型Py型气体/蒸气2Px型（且有点燃能力的设备不在稀释区内）Py型液体1Px型（惰性的）Py型（惰性的）液体2Pz型（惰性的）不须正压保护 注：如果可燃性物质是液体则正常释放是决不允许的。内置系统是指设备含有可燃物质并有可能形成内释放源的部分。保护气体视防爆要求不同，有空

39、气和惰性气体之分。具体见下表：设计准则Px型Py型带显示器的pz型带报警器的pz型外壳防护等级最低IP4X最低IP4X最低IP4X最低IP3X外壳抗冲击能力GB3836.1-2000的表4GB3836.1-2000的表4GB3836.1-2000的表4GB3836.1-2000的表4检查换气周期定时控制器，且要检测压力和流量标志时间和流量标志时间和流量标志时间和流量阻止炽热颗粒从通常关闭的排气孔处排入1区场所要求安装火花和颗粒挡板，不产生炽热颗粒除外无要求要求安装火花和颗粒挡板，不产生炽热颗粒除外要求安装火花和颗粒挡板，不产生炽热颗粒除外阻止炽热颗粒从通常关闭的排气孔处排入2区场所无要求无要求

40、无要求无要求正常运行时阻止炽热颗粒从排气孔处排入1区场所要求安装火花和颗粒挡板。要求安装火花和颗粒挡板。要求安装火花和颗粒挡板。要求安装火花和颗粒挡板。正常运行时阻止炽热颗粒从排气孔处排入2区场所要求安装火花和颗粒挡板，不产生炽热颗粒除外无要求要求安装火花和颗粒挡板，不产生炽热颗粒除外要求安装火花和颗粒挡板，不产生炽热颗粒除外需要用工具打开的门和盖警告警告警告警告不需要用工具打开的门和盖联锁（无内部热元件）警告无要求无要求在打开外壳之前内部热部件需要一个冷却时间符合GB3836.5-2019第6.2b）ii）不适用警告警告 正压保护装置的结构要求： 通至正压外壳内的保护气体通常采用清洁空气或惰

41、性气体。除罐装保护气体外，保护气体进入管道的位置应设在非危险环境。 正压外壳内的保护气体应是干燥、不含油、粉尘、纤维、化学剂、可燃物的气体。因此，管道内应设置干燥过滤器，且空气源的采集位置应在安全区，并应注意风向、风速的影响。 正压外壳及管道内的所有空间的最小气体压力值应不低于50Pa（正压小屋为25Pa),特别要保证泄漏部位的最小气体压力值。 正压设备具体工作原理： 1、正压型电气设备在开启前，首先要进行换气。换气过程以最小换气量来实现。即至少通以5.0倍正压外壳及管道容积的气量值进行冲洗，使壳体内无爆炸性气体混合物后才能通电。当进入外壳及管道的最小流量确定后，为达到最小换气量的时间称最小换

42、气时间。换气过程只须控制最小换气时间即可完成。 2、对于在换气过程中实现控制目的的电气系统，应采用适合的防爆结构型式，保证正压型电气设备的整体安全。 3、正压型电气设备在启动、运行时，会有气压不足的情况。所以，正压型电气设备应设置补气及控制系统，保证低于工作压力时，进行自动补气；压力再降低时，进行报警；压力降低至最小值时，应自动切断电源系统。整个控制过程要运行可靠。 4、当内部安装有发热元件时，当元件的表面温度超过规定的温度组别时，应采取气密或浇封防爆措施加以保护。 5、有内置系统的正压外壳型电气设备，在外壳内有释放源产生，所以要按规定采取有效措施进行控制。 对于正压小屋的要求。 “n”型电气

43、设备“n”型电气设备是专门用于2区爆炸性气体环境的设备，过去称无火花型电气设备。这种型式的电气设备，在正常运行时一些规定的异常条件下，不能点燃周围的爆炸型气体环境。注1：本标准的要求是试图保证不可能发生能引起点燃的故障。注2：规定的异常条件的示例是具有灯泡故障的灯具。“n”型电气设备有以下的几种防爆形式：无火花电气设备： ExnA有火花电气设备： ExnC限制呼吸外壳 ： ExnR限制能量设备： ExnLn-正压外壳 ： ExnZ无火化装置 “nA”: 装置的结构使正常使用条件下产生能引起点燃的电弧、火花的危险减少至最小。“nC” 型装置和元件:浇封装置“nC”: 含有空腔或不含空腔的装置，他

44、它被设计成全部被埋入浇封复合物中，使其密封起来阻止外部大气进入。封闭式断路装置器“nC”: 装有通、断电触头的装置，它在进入其内部的可燃性气体或蒸气爆炸时不会损坏，并且也不会将内部爆炸传播到外部的可燃性气体或蒸气。气密式密封装置“nC”: 其结构使外部大气不能进入其内部，并且密封是通过熔接，例如钎焊、铜焊、熔焊或玻璃与金属的熔接来实现的。非点燃元件“nC”: 元件具有接通或断开规定的具有点燃能力的电路的触头，但是接触机构的结构使元件不能够点燃规定的爆炸性气体环境。密封装置“nC”: 装置设计成在正常运行期间不能打开，并且有效地密封阻止外部的大气进入。限能设备 “nL”: 电路和结构的设计符合能

45、量限制原理的电气设备。限制呼吸外壳 “nR”: 设计成能限制气体、蒸气和雾进入的外壳。“n”型电气设备属类设备，仅限于使用在2区危险场所。对限制能量设备，也可划分A、B或C。 目前，国内广泛采用的主要是ExnA、 ExnR和ExnZ。例如：无火花型电动机，限制呼吸外壳的灯具、制冷压缩机，正压外壳的简易控制箱。 主要介绍 nR型灯具和 nA电动机： 充砂型电气设备“q” 充砂型电气设备是将能点燃爆炸性气体的导电部件固定在适当位置上，且完全埋入填充材料中，以防止点燃外部爆炸性气体环境。 这种防爆型式不能阻止爆炸性气体进入设备和Ex元件而被电路点燃。但是，由于填充材料中空隙小，且火焰通过填充材料中的

46、通路时被熄灭，从而防止外部爆炸。 填充材料为标称值0.51mm石英或玻璃颗粒。 电气设备的保护外壳应能够承受规定的外力冲击和具备IP54以上的防护等级。若防护等级高于IP55时，应在外壳上增加呼吸装置。 充砂型电气设备目前主要用于要求散热性能的电气元件上，例如灯具的镇流器。油浸型电气设备 “o” 油浸型防爆型式是将电气设备或电气设备的部件整个浸在保护液中，使设备不能够点燃液面上或外壳外面的爆炸性气体。保护液是符合IEC60296的矿物油或符合：1）着火点最低为300；2）闪点（闭杯）最低为200；3）在25时测定保护液的动粘度最高为100cSt；4）电气击穿强度最低为27kV。5）在25时测定保护液的体积电阻最低为11012（25）.m；6) 凝固点最高应为-30；7) 保护液不应对所接触材料的性能产生不利的影响。