防爆电气讲座

www.sjpetro.com《防爆基础知识》《防爆标准化》GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求》GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”》GB3836.3-2000《爆炸性气体环境用电气设备第3部分：增安型“e”》GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”》GB3836.8-2003《爆炸性气体环境用电气设备无火花型电气设备“ｎ”》《爆炸危险场所分类》《爆炸危险场所电气设计和安装规定》GB4208-93《外壳防护等级（IP代码）》www.sjpetro.com一、可燃性气体和蒸汽的爆炸特性爆炸是指燃烧的一种形式，当氧气反应的速度达到一定程度时，由于反应瞬间释放大量的热，造成气体激烈膨胀，对外做功（即冲击波），并伴有声响，这种现象成为爆炸。受控的爆炸可为人类服务，如：内燃机的转动和火箭的升空等。失控的爆炸就是破坏，如煤矿井下瓦斯爆炸、石油化工厂的爆炸等。防爆就是防止这种非受控状态发生。1815年,英国人H.大卫(H.Dawy)发明火焰灯，金属网防爆。《防爆基础知识》www.sjpetro.com1、燃烧和爆炸的三要素可燃性物质（eg：甲烷、氢气。乙炔等），可燃性液体（eg：汽油、柴油、苯等）以及煤尘和棉花纤维等可燃性粉尘纤维等能够形成燃烧或爆炸。但是形成燃烧或爆炸必须具备一定的条件。下述条件在时间和空间上相遇，才会产生燃烧或爆炸。燃烧剂eg：氢气，汽油等氧化剂eg：氧气，空气等点燃源eg：明火，火花，电弧，静电、激光束、高温表面等www.sjpetro.com（1）爆炸界限—可燃性物质在可燃性混合物中的体积百分比（浓度），只有在某个浓度范围内才能爆炸（燃烧），过浓或过稀不能形成爆炸或燃烧。工程上采用通风的方法降低环境中可燃性物质的浓度。（2）引燃温度（自燃温度）—在没有明火等点火源的情况下，可燃性气体混合物的温度达到某一温度时，自动着火。（eg：二硫化碳：102⁰C…乙醚：160⁰C…氢气：560⁰C）（3）闪点—在标准条件下，使可燃性液体变成蒸汽的数量能够形成可燃性气体/空气混合物的最低液体温度。在防爆工程中将环境中存在闪点低于或等于环境温度的可燃性液体，环境应考虑为爆炸危险环境。（4）最大实验安全间隙—在标准规定的试验条件下，一个外壳内最易点燃浓度的爆炸性混合物被点燃后产生的爆炸火焰穿越25mm长的结合面，不能点燃外壳外部环境的爆炸性混合物时，接合面两部分之间的最大间隙。（5）最小点燃能量—在最易点燃浓度的混合物中，一个电路的一次放电足够点燃混合物，这个电路总能量的最小值。（6）最小点燃电流—在标准规定的试验条件下，能点燃最易点燃混合物的最小电流（7）最大爆炸压力—爆炸性混合物被点燃爆炸后，释放的热量使气体剧烈膨胀，产生的最大爆炸压力。（在爆炸性气体混合物充满的空间内，离爆炸源愈远，压力愈高。）2、可燃性气体和蒸汽的安全参数www.sjpetro.com二、防止爆炸的措施1、一次（primary）防爆措施空气中的氧气是不可避免的，要从根本上避免火灾或爆炸危险，可行的方法是避免可燃性物质。（eg：密闭的容器，管道和阀门）如果不能完全避免可燃性物质，可以将可燃性物质的浓度限制在爆炸下限以下。（eg：建筑物的防爆设计，通风措施）2、二次（secondary）防爆措施如果爆炸性环境不可避免，则在环境中消除点燃源。eg：在爆炸危险场所必须使用防爆电气产品油库，加油站中的“严禁烟火”的牌子www.sjpetro.com三、常用防爆类型的防爆原理根据燃烧和爆炸的三要素，采取不同的防爆措施，避免电气设备成为点燃源。爆炸的基本条件：爆炸性气体混合物加点火源。防爆的基本途径：将爆炸性气体混合物与点火源相分离：1.防止火花出现1)无火花型“n”2)增安型“e”2.用介质将爆炸性混合物与点火源隔离1)用空气或氮气隔离正压型“p”－在设备的外壳内通入一定压力的新鲜空气或惰性气体，使周围的可燃性气体不能进入外壳内部，从而阻止点燃源与爆炸性气体接触，达到防止爆炸的目的。（适用于大型电动机和控制开关设备）2)用液体(不燃性绝缘油)隔离充油型“o”－将设备全部或部分浸在外壳中的油内，使设备不能点燃油面以上或外壳以外的爆炸性混合物。（适用于用于变压器和高压开关）www.sjpetro.com3)用固体(石英砂)隔离充砂型“q”－外壳内填充砂粒材料，使其在规定的使用条件下，壳内产生的电弧、火焰以及外壳壁和砂粒表面均不能点燃周围的爆炸性混合物。（适用于熔断器、电容器）4)用固体(胶粘剂)隔离浇封型“m”－将设备可能产生火花或高温的部分浇封在浇封剂（树脂）中，使它们不能点燃周围的爆炸性混合物。（适用于电子器件或小电气元件）3.用外壳隔离并限制能量释放隔爆型“d”4.限制能量释放本质安全型“i”www.sjpetro.com5.其它1）1～4的组合，复合型；eg：增安本质安全型“eib”外壳采用工程塑料成形、具有较好抗冲击能力和防腐蚀能力增安隔爆型“ed”－－防爆控制箱外壳位增安型结构，（采用高强度难燃塑料压制而成，外形美观且具有抗静电耐冲击及稳定性好又耐腐蚀等优良性能。）内装隔爆型控制开关和按钮。2）防爆特殊型，“s”。现行防爆标准就是9种防爆型式。复合型不算独立的防爆型式。www.sjpetro.com《防爆标准化》第一节各国防爆标准概述一、20世纪六十年代以前，各国防爆标准自成体系，防爆标志各不相同。1、原西德和东德的标准是VDE0170/VDE0171；煤矿用和其它工业用防爆电气设备的防爆标志分别为Sch/Ex;防爆类型代号分别为e,p,o,q,d,i和s。2、原苏联的防爆标准还只是规程，矿用防爆标志为P，防爆型式中的增安型、隔爆型、本质安全型的类型代号分别为п，в，和и。3、法国：MS/AE;增安型、正压型、充砂型、隔爆型和本质安全型的代号分别为SA，SP，RD，ADF，si。4、英国：BS227:1957;FLP;增安型、正压型、隔爆型和本质安全型的代号分别为e，p，d，i。5、日本：防爆标准为JISC0901/JISC0903;增安型、充油型、正压型、隔爆型、本质安全型和防爆特殊型的防爆型式代号分别用的是相应日文中的汉字：（安）、（油）、（内）、（压）、（本）和（特）。防爆标准、防爆标志、防爆型式和代号都不一致，造成贸易壁垒。www.sjpetro.com二、20世纪七十年代后期起，防爆标准的情况。IECTC31及其分委员会（SC31A，SC31G，SC31H，SC31J，SC31L）开始统一起草并发布各种防爆类型的防爆标准，即IEC60079-0～IEC60079—21。欧洲电气设备防爆标准统一到EN50014～EN50020。等同采用IEC60079中的相关标准。产品上使用认证标志“EEx”IECTC31，在20世纪九十年代提出三个“一”：一标准、一个证书、一个标志。1995年，IECTC31酝酿防爆电气设备的国际认证。1996年,IECExCC正式在英国成立。中国有4个检验中心做IECExCC。www.sjpetro.com第二节中国防爆标准20世纪30年代，我国即开始了电气设备的防爆检验。我国的第一本防爆规程诞生于1955年：《煤矿用电气设备制造检验暂行规程》（1955年）。1965年对1955年规程进行了修订：《煤矿用电气设备检验规程》（试行）（1965）。1967年起，开始煤矿用和工厂用防爆电气设备标准的合并起草工作，产生了第一本防爆电气设备国家标准：《防爆电气设备制造检验规程》（GB1336-1977）（试行）（不包括本质安全型电气设备的要求）。《爆炸性环境用防爆电气设备》（GB3836.1～GB3836.8-1983）。（参照IEC文件和EN文件）《爆炸性气体环境用电气设备》（GB3836.1～GB3836.4-2000）。（等同采用IEC文件）www.sjpetro.com第三节中国防爆标准化组织全国防爆电气设备标准化技术委员会煤炭工业安全标准化技术委员会防爆分委员会标准号标准名称1GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备通用要求2GB3836.2-2000爆炸性气体环境用电气设备隔爆型电气设备“d”3GB3836.3-2000爆炸性气体环境用电气设备增安型电气设备“ｅ”4GB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”5GB3836.5-2004爆炸性气体环境用电气设备正压型电气设备“ｐ”6GB3836.6-2004爆炸性气体环境用电气设备充油型电气设备“ｏ”7GB3836.7-2004爆炸性气体环境用电气设备充砂型电气设备“ｑ”8GB3836.8-2003爆炸性气体环境用电气设备无火花型电气设备“ｎ”9GB3836.9-2003爆炸性气体环境用电气设备浇封型电气设备“ｍ”10GB3836.10-91爆炸性气体环境用电气设备气密型电气设备“ｈ”11GB3836.11-91爆炸性气体环境用电气设备最大试验安全间隙测定方法12GB3836.12-91气体或蒸气混合物按照其最大试验安全间隙和最小点燃电流的分级13GB3836.13-1997爆炸性气体环境用电气设备第13分：爆炸性气体环境用电气设备的检修14GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备第14部分：危险场所分类15GB3836.15-2000爆炸性气体环境用电气设备第15部分：危险场所电气安装（煤矿除外）www.sjpetro.com《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求》1、电气设备分类和温度组别Ⅰ类：煤矿用电气设备；Ⅱ类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。对于Ⅰ类电气设备最高表面温度不应超过：——150℃，当电气设备表面可能堆积煤尘时；——450℃，当电气设备表面不会堆积煤尘或采取措施可以防止堆积煤尘时。Ⅱ类隔爆型“d”（按最大试验间隙）和本质安全型“i”电气设备（按最小点燃电流）又分为ⅡA、ⅡB和ⅡC类。（注：ⅡB的设备可适用于ⅡA设备的使用条件，ⅡC的设备可适用于ⅡA及ⅡB设备的使用条件）GB3836.1-2000（eqvIEC60079-0:1998）www.sjpetro.com所有防爆型式的Ⅱ类电气设备分为T1～T6组www.sjpetro.com电气设备应取得相应的证书和标志：www.sjpetro.com2、环境温度电气设备应设计在环境温度为－20⁰C～+40⁰C下使用，在此时不需附加标志。（也就是说如果设备铭牌上未标明允许使用的环境温度，则设备允许在－20⁰C～+40⁰C的环境中使用。）3、含轻金属的外壳1）制造Ⅰ类电气设备外壳的材料，按质量百分比，铝、钛的总含量不允许大于15%，并且钛和镁总含量不允许大于6%。2）制造Ⅱ类电气设备外壳的材料，按质量百分比，含镁量不允许大于6%。4、紧固件一般电气设备的紧固件只允许用工具才能松开或拆除，但螺丝刀不能视为打开紧固件的工具。含轻金属的外壳用的紧固螺钉允许用轻金属或塑料制成。www.sjpetro.com5、接地连接件1)内接地（防止发生触电和产生电火花形成点燃危险。）2)辅助外接地（防止人员接触设备外壳时发生触电危险，移动式电气设备可不设）3)接地线截面积4)连接件防锈与轻金属连接时，必须采取特殊预防措施，防止因金属的极性不同产生电腐蚀作用【eg：铜、铝不能直接连接，必须通过过渡件（eg：钢）压接】www.sjpetro.com6、电缆和导管引入装置－－应加压紧装置（橡胶密封圈）－－多余的引入装置孔应用封堵件（堵板，堵塞或螺纹堵塞）封堵7、开关如不设连锁，应设“带电开盖”的警示牌。8、插接装置插接装置应用机械、电气或其他方法连锁，联锁应使插接装置在带电时不能断开，断开时插头不得带电，或用特殊紧固件将插头与插座连在一起，并设有“严禁带电插拔”的警示牌。9、灯具1）灯具应有透明保护罩，该透明罩可用网孔小于50mm×50mm的保护网保护，透明罩和保护网都应承受冲击试验。灯具不允许只用一个螺钉安装。2）除了本质安全型灯具外，灯具灯具应带