防爆仪表工作原理

防爆仪表工作原理第1页/共45页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)。能量源（火花、热表面等）空气（氧气）可燃物防爆基本原理第2页/共45页在我国，爆炸性物质可分为三类：Ⅰ类：矿井甲烷Ⅱ类：爆炸性气体混合物（含蒸气、薄雾）Ⅲ类：爆炸性粉尘和纤维T1T2T3T4T5T6IIAIIBIIC乙烷乙醇汽油乙醛乙酸乙酯柴油乙醚苯燃料油CO航空燃料甲醇丙烷城市天然气氢气I甲烷所需点燃能量多（难）少（易）爆炸性危险物质分类第3页/共45页爆炸性气体混合物的引燃温度组别

温度组别爆炸性气体混合物的引燃温度t电气设备的最高允许表面温度T1t＞450℃450℃T2450℃≥t＞300℃300℃T3300℃≥t＞200℃200℃T4200℃≥t＞135℃135℃T5135℃≥t＞100℃100℃T6100℃≥t＞85℃85℃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。第4页/共45页爆炸性物质场所划分区域定义气体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国标对爆炸性危险场所的划分(GB50058-2014)

爆炸性危险场所第5页/共45页6危险区分级实例堤坝可燃液体危险源持续存在的地区0区通风口通风不良的储油槽区1区2区爆炸性危险场所第6页/共45页爆炸性气体混合物的传爆级别

爆炸性气体混合物的传爆级别(电气设备的防爆级别)最大试验安全间隙(MESG)(适用于隔爆型电气设备)最小点燃电流比(MICR)(适用于本安型电气设备)ⅡA＞0.9mm＞0.8ⅡB0.5～0.9mm0.45～0.8ⅡC＜0.5mm＜0.45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，均分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三级。仪表防爆基础知识第7页/共45页最大试验安全间隙(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25mm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)

——在规定的试验装置上，用直流24V、95mH电感的火花进行3000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％即不能点燃最小点燃电流比(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仪表防爆基础知识相关参数说明第8页/共45页9一、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、常见问题实例目录第9页/共45页防爆电气设备分为两大类：Ⅰ类为煤矿用电气设备；Ⅱ类为除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备，也称为工厂用电气设备。Ⅱ类隔爆型“d”和本质安全型“i”电气设备又分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三级。对于隔爆型电气设备，按最大试验安全间隙(MESG)分级；对于本质安全型电气设备，按最小点燃电流(MIC)分级。所有Ⅱ类防爆电气设备按最高表面温度分为T1～T6六组。最高表面温度是指电气设备在允许的最不利条件下运行时，其表面或任一部分可能达到的并有可能引燃周围爆炸性气体环境的最高温度。

防爆电气设备第10页/共45页电气防爆标志的构成电气防爆标志的构成(GB3836-2000)(1)防爆总标志Ex

表示该设备为防爆电气设备。(2)防爆结构型式表明该设备采用何种措施进行防爆，如d为隔爆型，p为正压型，i为本安型等。(3)防爆设备类别分为Ⅰ、Ⅱ类两大类，说明其适用场所。(4)防爆级别分为A、B、C三级，说明其防爆能力的强弱。(5)最高表面温度组别分为T1～T6六组，说明该设备的最高表面温度允许值。

第11页/共45页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(GB3836.1-2000)

电气防爆标志的构成第12页/共45页例如：一台仪表的防爆标志为ExdⅡBT4，其含义为：Ex——防爆总标志；d——结构型式，隔爆型；Ⅱ——类别，工厂用；B——防爆级别，B级；T4——温度组别，T4组，最高表面温度≤135℃。

电气防爆标志的构成第13页/共45页主要防爆技术－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，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。主要防爆技术第14页/共45页15隔爆型Ex"d"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(<3dm3)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不允许在0区使用开口主要防爆技术第15页/共45页常用隔爆型电气设备第16页/共45页主要防爆技术－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。主要防爆技术第17页/共45页主要防爆技术－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。主要防爆技术第18页/共45页本安型Ex"i"VRLCUoIo基本原则“限制型"特性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元件可靠性、距离和隔离两类: “ia”允许两个故障 “ib”允许一个故障应用现场和控制室电子仪表优点不需特殊电缆对操作工也安全允许带电开盖操作缺点不适用于大功率设备允许工作条件:“ia”型工作于0区.“ib”型工作于1区主要防爆技术第19页/共45页主要防爆技术－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。主要防爆技术第20页/共45页正压型Ex"p"QP基本原则“分离型"封装内部充有比外部气压略高的洁净空气或惰性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计压力之前上电，或者在正压充气失败时断电应用操作台、仪表盘或控制室优点其它方法都不适用时的解决方案缺点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不许带电开盖操作允许使用区域:带自动上电功能的仪表可在1区工作带声光报警的仪表可在2区工作主要防爆技术第21页/共45页一、防爆基础理论概述二、电气设备防爆技术简介三、外壳防护等级四、常见问题实例目录第22页/共45页仪表的外壳防护等级

在IEC标准IEC60529和国标GB4208中，使用IP代码来表示外壳的防护等级。IP代码由特征字母IP（InternationalProtection国际防护）、第一位特征数字、第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代替，例如：IP34、IPX5、IP2X。

第23页/共45页IP代码的组成及含义

组成数字对设备防护的含义对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0123456无防护≥φ50mm≥φ12.5mm≥φ2.5mm≥φ1.0mm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678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)ABCD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012345无防护垂直滴水15°滴水淋水溅水喷水专门补充的信息补充字母(可选择)HMSW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24页/共45页第一位特征数字的简要说明

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

无灰尘进入第25页/共45页对第二位特征数字的简要说明

第二位特征数字简要说明含义第二位特征数字简要说明含义0

无防护

无防护5防喷水向外壳各方向喷水无有害影响1防止垂直方向滴水垂直方向滴水应无有害影响6防强烈喷水向外壳各个方向强烈喷水无有害影响2防止当外壳在15°范围内倾斜时垂直方向滴水当外壳的各垂直面在15°范围内倾斜时，垂直滴水应无有害影响7防短时间浸水影响浸入规定压力的水中经规定时间后外壳进水量不致达有害程度3

防淋水各垂直面在60°范围内淋水，无有害影响8防持续潜水影响按生产厂和用户双方同意的条件(应比数字为7严酷)持续潜水后外壳进水量不致达有害程度4防溅水向外壳各方向溅水无有害影响第26页/共45页仪表设备外壳防护等级的选择

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：IP55带防雨遮沿时：IP54对安装在现场分析小屋内的分析仪和设备，其防护等级要求一般如下：垂直方向有倾斜面：IP52垂直方向无倾斜面：IP51第27页/共45页防爆型仪表的选型、安装、维护和检修选型

(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区——只能选ia型、s型(指专为0区设计的ｓ型)；1区——可选除n型以外的其他型式；2区——所有防爆型式均可选。(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。

第28页/共45页爆炸危险场所的仪表安装要求①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。②爆炸危险场所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。防爆型仪表的选型、安装、维护和检修第29页/共45页③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。④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0.45m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。防爆型仪表的选型、安装、维护和检修第30页/共45页关于充填密封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；2～3根电缆同时经一个密封接头接入时。第31页/共45页在爆炸危险场所进行仪表维护时的注意事项①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。②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，需开盖维护时必须先切断电源，绝不允许带电开盖维护。③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。防爆型仪表的选型、安装、维护和检修第32页/共45页①拆卸时应注意保护隔爆螺纹及隔爆平面，不得损伤及划