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1第五章电气安全技术2概述1、粮油生产必然存在着危险物；例如：溶剂、粉尘2、生产离不开电气设备（电气引起火灾是仅次于明火的排在第二位）电气火灾和爆炸除可能造成人身伤害和设备、设施损坏外，还可能造成大规模停电，造成重大经济损失。33、自然界的静电和雷电是不可避免存在的（1）静电在工业的各个生产领域普遍存在，液体、粉尘、固体都能产生静电；（2）静电不但引起人们的不适或不便，还能引起严重的爆炸和火灾；（3）雷电也是大自然中的静电，常常是引起爆炸和火灾的危险源。4§5-1爆炸危险场所的类别和等级一、电气火灾和爆炸的原因1、危险温度：（1）短路（2）过载（3）接触不良（4）铁芯发热（5）散热不良52、电火花（1）工作火花（2）电气设备故障火花（3）雷电火花（4）静电火花（5）电磁感应火花6二、爆炸火灾危险场所（一）爆炸危险场所1、定义：易燃、易爆物质生产、使用、贮运时，能形成爆炸性混合物的时空。2、爆炸性混合的种类：（1）可燃气体与空气（2）液体蒸气与空气（3）粉尘与空气7（二）火灾危险场所1、定义：生产、使用、贮运可燃物能引起火灾的时空。2、火灾危险物种类：（1）可燃液体（2）可燃粉尘（3）可燃固体8三、爆炸、火灾危险场所类别：（一）气体爆炸危险场所（第一类火灾爆炸场所）气体、蒸气、薄雾与空气形成爆炸性混合物的场所，按其危险程度分为0区、1区和2区。1、0区：指正常运行情况下连续出现或长时间出现或短时间频繁出现气体爆炸性混合物的区域。2、1区：指正常运行情况下周期出现或偶然出现气体爆炸性混合物的区域。3、2区：指正常运行情况下不出现，即使出现也只能是不频繁且短时间出现气体爆炸性混合物的区域。9（二）粉尘爆炸危险场所：可燃粉尘、可燃纤维与空气混合所形成的危险场所。1、10区：指正常运行情况下连续出现或长时间出现或短时间频繁出现粉尘爆炸性混合物的区域。2、11区：指正常运行情况下不出现，但短时间偶然出现爆炸性混合物的区域。老标准称第二类爆炸火灾危险场所，分为G-1级和G-2级。10（三）火灾危险场所：危险物质不致形成爆炸性混合物，但可能引起火灾的场所。分为21区、22区和23区，分别相对应于老标准的H-1、H-2和H-3级。1、21区：有闪点高于环境温度的可燃液体，并且在数量和配置上能引起火灾的场所。112、22区：有悬浮状或堆积状粉尘或纤维，并且在数量和配置上能引起火灾的场所。3、23区：有可燃固体，并且在数量和配置上能引起火灾的场所。12（四）危险场所判断：1、危险物料：危险物种类，闪点、爆炸极限、密度、引燃温度等理化性质。2、释放源：应考虑释放源的布置和工作状态，注意其泄露或放出危险物品的速率、释放量和混合物的浓度以及扩散情况和形成爆炸性混合物的范围。释放源主要分为三级：连续级释放源、一级释放源和二级释放源。133、通风：（1）室内原则上视为阻碍通风，即爆炸性混合物可以积聚的场所；（2）室外危险源周围有障碍处应视为阻碍通风场所。4、综合判断：对危险场所，首先应考虑释放源及其布置，在分析释放源的性质，划分级别，并考虑通风条件。14四、爆炸混合物的分级分组：（一）爆炸性物质分类：1、I类：矿井甲烷2、II类：爆炸性气体、蒸气3、III类：爆炸性粉尘、纤维15（二）爆炸性物质的性能参数和分级分组：1、引燃温度分组：（1）爆炸性气体、蒸气、薄雾按引燃温度分为六组。（2）老标准分为五组，其温度范围与新标准的前五组相同。（3）爆炸性粉尘、纤维按引燃温度分为三组。16表1气体、蒸气、薄雾按引燃温度分组组别新标准T1T2T3T4T5T6老标准abcde---引燃温度(℃)＞450≤450≤300≤200≤135≤100＞300＞200＞135＞100＞8517表2粉尘、纤维按引燃温度分组组别T1-1T1-2T1-3引燃温度(℃)＞270≤270≤200＞200＞140182、按最小点燃电流比（MICR）分级：（1）定义：在规定试验条件下，气体、蒸气、薄雾爆炸性混合物的最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流之比。老标准是按最小引爆电流，即按能引起混合物发生爆炸的最小试验电流分级。19（2）分级：表3气体、蒸气、薄雾爆炸性混合物按MICR分级级别ⅠⅡAⅡBⅡCMICR1.0≤1.0≤0.8≤0.45＞0.8＞0.4520表4爆炸性混合物按最小引爆电流分级级别ⅠⅡⅢ最小引爆电流(mA)＞120≤120≤70＞70213、按最大试验安全间隙（MESG）分级（1）定义：在规定试验条件下，两个经长25mm的间隙连通的容器，一个容器内燃爆引起另一个容器内发生燃爆的最小连通间隙。最大试验安全间隙是衡量爆炸性物品传爆能力的性能参数。老标准称试验间隙为最大不传爆间隙。22（2）分级：表5气体、蒸气、薄雾爆炸性混合物按MESE分级级别ⅠⅡAⅡBⅡCMESG/mm1.14≤1.14≤0.9≤0.5＞0.9＞0.5表6爆炸性混合物按最大不传爆间隙分级级别1234最大不传爆间隙（mm）＞1.0≤1.0≤0.6≤0.4＞0.6＞0.423§5-2爆炸危险场所的电气设备一、防爆电气设备的类型和标志（一）防爆电气类型1、增安型（e）防爆安全型（A）正常运行时不产生火花、电弧或危险温度。2、隔爆型（d）（B）电气设备内部燃烧时，不致引起外部燃烧。243、充油型（o）防爆充油型（C）将可能产生火花、电弧和危险温度的带电部件浸在变压油（绝缘油）中，使之不能引燃油面以上或外壳周围爆炸性混合物的电气设备。4、充砂型（q）（—）外壳内充填细粒材料，产生的电弧、火花和危险温度不能点燃外部爆炸性混合物的电气设备。255、正压型（p）（F）指具有保护外壳，壳内充有保护气体，其压力保持高于外部爆炸性混合物气体的压力，以防止外部爆炸性混合物进入壳内的电气设备。6、本质安全型（i）防爆安全火花型（H）正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电气。267、无火花型（n）正常运行条件下不产生电弧、火花，也不产生能引燃周围爆炸性混合物表面温度或灼热点的防爆型电气设备。8、防爆特殊型（T）特殊型（s）不属于以上防爆类型的防爆型电气设备。27（二）防爆电气的标志：防爆电气设备的类型、级别、组别在外壳上应有明显的标志。新类型的标志有“II”者为工厂用防爆电气设备；有“I”者为煤矿用防爆电气设备。防爆型电气设备完整的标志除表明其防爆结构类型外，还能表示其使用范围。28例如：dⅡBT3dⅡBT3表示隔爆型，用于有ⅡB级、T1～T3组的爆炸性混合物的场所。（对应老标准B3d，表示隔爆型，用于3级d组的爆炸性混合物的场所）。例如：epⅡT4表示主体增安型，有正压型部件，用于有Ⅱ级、T1～T4组的爆炸性混合物的场所。防爆类型爆炸性物质分类引燃温度29二、爆炸危险场所电气工程的防爆（一）电气设备的选型1、一般要求：在爆炸危险场所：（1）尽量少用移动式设备；（2）有危险的电气设备和电气线路安装在危险场所以外；（3）防潮、防腐、防风沙、防雨雪和防机械损伤；（4）选用防爆型电气设备的组别和级别与危险场所组别和级别相适应；30在火灾危险场所：（1）不应使用电热器；（2）应使正常运行时有火花和温度较高的电气设备远离可燃物质。在粉尘和纤维爆炸危险场所：（1）电气设备表面温度不超过125℃；（2）或比混合物的引燃温度低75℃；（3）或低于混合物引燃温度的2/3；312、爆炸危险场所电气设备选型：32表电动机防爆选型爆炸危险场所1区2区防爆结构隔爆正压增安隔爆正压增安无火花电气设备三相鼠笼感应电动机○○△○○○○屏蔽电动机○○×○○○○注：○表示适用△表示尽量避免×表示不适用—表示结构上不现实无符号表示一般不用33表开关和控制器类防爆结构的选型注：○表示适用△表示尽量避免×表示不适用—表示结构上不现实无符号表示一般不用爆炸危险场所0区1区2区防爆结构本质安全本质安全隔爆正压充油增安本质安全隔爆正压充油增安电气设备空气开关——△———○——空气断路器——△———○——操作用小开关○○○○—○○○—操作盘——○○———○○——控制盘——△△———○○——34表照明灯具类防爆结构的选型注：○表示适用△表示尽量避免×表示不适用—表示结构上不现实无符号表示一般不用爆炸危险场所1区2区防爆结构隔爆增安隔爆增安电气设备固定式白炽灯○×○○移动式白炽灯△—○—固定式荧光灯○×○○固定式高压水银灯○×○○携带式电池灯○—○—指示灯类○×○○35表辅助电气设备防爆结构的选型注：○表示适用△表示尽量避免×表示不适用—表示结构上不现实无符号表示一般不用爆炸危险场所0区1区2区防爆结构本质安全本质安全隔爆正压增安本质安全隔爆正压增安电气设备信号、报警装置○○○○×○○○○半导体整流器——△×—○○△插座式连接器——○———○——接线盒——○×—○○36选用原则(1)根据爆炸危险场所的等级、电气设备的种类和使用条件选择相应的电气设备，所选用的防爆电气设备的级别，不应低于该爆炸危险场所内爆炸性混合物的级别和组别。(2)当存在两种或两种以上的爆炸性混合物时，应按危险程度较高的级别和组别选用。(3)根据环境条件选择。(4)便于维修管理。(5)注重效益。37（二）电气设备最高表面温度：隔爆型设备最高表面温度指外壳表面温度；其他各型设备指与爆炸性混合物接触表面的温度。Ⅰ类设备表面可能堆积粉尘时，最高表面温度为150度；采取措施能防止堆积粉尘时为450度。38Ⅱ类设备最高表面温度不得超过表中规定表Ⅱ类设备最高表面温度组别T1T2T3T4T5T6最高表面温度/℃4503002001351008539（三）防爆电气线路：1、爆炸危险场所电气线路选型（1）电缆和导线额定电压：爆炸危险场所使用的电缆和导线额定电压不得低于500伏；（2）电缆或导线截面：1区、2区、10区和11区的动力应采用铜芯绝缘导线40具体要求是：1区：铠装、铜芯、截面2.5mm2以上2区：铠装、铜芯、截面1.5mm2以上或铠装、铝芯、截面4mm2以上10区：铠装、铜芯、截面2.5mm2以上11区：铠装、铜芯、截面1.5mm2以上或铠装、铝芯、截面2.5mm2以上41（3）配线方式：ⅰ、采用三相五线制和单线三线制线路，即采用保护零线与工作零线分开的TN-S系统，相线和工作零线上均应有短路保护。ⅱ、危险环境必须采用钢管配线工程，严禁明敷设绝缘导线。42ⅲ、危险环境内的电气线路不宜有中间接头，在特殊情况下，线路须设中间接头时，必须接线盒或分线盒内接线或分路。ⅳ、危险环境中电气线路的接线盒、分线盒等，可隔爆型或增安型。ⅴ、高压输电线路（≥10千伏），严禁跨越爆炸危险场所。432、防爆电气接地：（1）电气设备的金属外壳、机架、电线管及其配件等应采用专门的接地线；（2）接地电阻小于4欧姆；（3）移动式电气接地采用截面0.75--1.5平方毫米的多股铜线接地.44§5-3静电的危害及预防措施45一、静电的产生：1、静电概念：（1）原子结构中有电子，电子活泼；（2）不同性质的物质相互接触、摩擦时，有电子的转移；（3）绝缘物质（电阻率大）电荷无法泄露，呈“静止状态”；462、静电产生的内部条件：（1）逸出功W0：（单位：伏特）自由电子转移过程所需的功物质W0小易失去电子；物质W0大易得到电子；各种物质逸出功的不同是静电产生的基础。（2）电阻率ρΩcm电阻率越小，导电性越好，静电很快泄露；47导体：具有大量自由带电粒子，能很好传导电流的物体；电阻率ρ＜10-7Ωm绝缘体：由介质组成的能阻止传导电流的物体；电阻率ρ＞107Ωm静电导体：不将其绝缘起来就不会聚集静电荷的物体；电阻率ρ＜106Ωm静电非导体（静电绝缘体）：能积累大量静电荷的物体；电阻率ρ＞1010Ωm例如：液体烃ρ为109Ωm至1016Ωm48（3）介电常数（电容率）：相对介电常数ε＞20产生静电可能性小。ε小，ρ大，易产生静电。493、静电产生的外部条件：静电发生在固—固、液—液或固—液分界面上。（1）摩擦带电：两种不同的物体在紧密接触，迅速分离时，由于相互作用，使电子从一物体转移到另一物体的现象。ⅰ摩