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1、培训资料 名称 仪表防爆及防护知识培训 工程师培训 所属班组 xx 汇报人 xx 随着石油及其衍生物的大量使用 世界各国兴建了众多炼 油厂 化工厂 由于石油极其产物大多为易燃易爆物 所以必须采取措施 防止该物质燃烧或爆炸 电火花或温升会导致该场所中危险物质的燃烧 爆炸 在 现场危险区必须使用特殊的仪表 它能直接安装在危险区 能处理危险区的信号 不能点燃或引爆危险物质 早期仪表内部使用电子管 限能困难 故在危险区生产过 程中多使用气动仪表进行控制 随着半导体元器件 晶体管 集成电路 的产生 仪表工 作电压和功耗可有效的限制 电动仪表的使用开始普及 从而 引入防爆理论 防爆知识 点火 爆炸发生的三
2、要素 燃 料 易燃气体 挥发物及粉尘 引爆源 火花 电弧 设备或机械高温表面 氧化剂 空气 21 氧 纯氧 释放氧气的化 合物 例如锰酸钾 点火源 氧气 燃料 1 危险场所中电气仪表采取的防爆方法 防爆方法 遵循的标准适用场所 充油型 o 12 正压型 p 12 充砂型 q 12 隔爆型 d 12 增安型 e 12 本质安全型 I 012 浇封型 m 12 无火花型 n 2 v 符号 o v 设备的某些部件被完全浸没在油里 v 油可阻止气体混合物形成点火源 v 应用 变压器 v 不能带电维护 v 特殊油 1 1 充油型 oil inmersion 1 2 正压型 p pressurised e
3、nclosure v 将可能产生火花的电气设备 如小型断路器或接触器 装 于一外壳内 采取相应的措施使得其内部保持正压以防止 可燃性气体进入壳体内 或利用保护气体 空气或惰性气 体 在正常工作条件下将壳体内的可燃性气体或蒸汽稀 释到气体爆炸极限以下 v 设计思想 消除外壳内部的任何爆炸性气体 保持其内部 为一个 安全区域 使得未经认证的电气设备几乎不受任 何约束地在外壳内部使用 相对复杂 大型分析仪器 v 在故障状态下 正压型电气设备要求能够自动切断电源 不 能带电维护 v 考虑因素 最小正压值 最小换气量 v 价格昂贵 1 3 充沙型 sand filling v 符号 q v 充沙以消除点
4、火源 v 特别适用于高压 v 应用 电源 电容 v 不能带电维护 1 4 隔爆型 Flameproof enclosure v 符号 d v 用外壳限制爆炸 外壳不会因内部的 爆炸而损坏 也不会点燃外部的可燃 气体 v 外壳较沉重 v 应用 电磁阀 压力开关 马达 v 不能带电维护 v 安装简单 1 5 增安防爆 Increased safety v 符号 e v 采取措施 避免火花和高温产生的可 能性 v 应用 连接件 电磁阀 防爆机箱 v 正常工作时 不会产生点火源 v 不能带电维护 1 6 浇封 Encapsulation v 符号 m v 点火源被封装在特殊材料里 如陶瓷 混合物不能与
5、点火源接近 v 永远不能维护 v 应用 传感器 探头等 1 7 本质安全 Intrinsic saftey v 标识 i v 在回路中减少能量 以便防止火花点燃 危险物 v 必须构成本安回路 v Maintanance during operation 可带电维护 vv 回路安装安全栅回路安装安全栅 2 1什么是本质安全 q 如果电流和电压在临界值之下 那麽就 不会产生火花 电流和电压必须 被限制 q 通过电阻限制电流 q 通过齐纳二级管 Z diode 限制电压 2 本质安全 Intrinsic Safety 2 2 什么是本安设备 q 电流和电压被限制 q 回路允许在危险区 q 电阻和齐纳
6、二极管不允许在危险区 R 安全区 危险区 2 3 本安回路的特点 在设备正常工作或故障期间 不可能产生点燃 危险场所中爆炸性气体的能量 火花 电弧或热 能量 本安功率 4W 电压最大30V 电 容限制0 1 F 电 感限制 500 H 工作原理是利用安全栅技术 将提供给现场仪 表的电能量限制在不能产生足以引爆的电火花 本安方法可对现场仪表带电拆装 检查 维修 显然 本安方法 是最安全的防爆方法 因此 被用在最危险的场合 按允许的故障次数 EEx ibEEx ia 允许一次故障 b 允许两次故障 a RR ib ia 2 4 本安标识 3 危险场所的划分 气体环境 根据爆炸性混合物出现的频率和持
7、续的时间 把危险气体场所划分为不同的区域 0区 爆炸性混合物以气体 蒸气或薄雾形式 连续出现或长时间存在的场所 1000小时以上 1区 在正常运行时 环境中可能出现气体 蒸气或薄雾形式的爆炸性混合物 是防爆电气设 备的典型应用场所 可持续2 1000小时 2区 在正常运行时 环境中不可能出现气 体 蒸气或薄雾形式的爆炸性混合物 或偶尔发 生并且短时间 不超过2个小时 存在 GB50058 92与IEC NEC的区别 4 防爆电气设备的划分 一 危险等级划分 I类 有甲烷气体的煤矿井下电气设备 II类 除矿井以外场合使用的电气设备 二 II类电气设备分级 对于II类 按爆炸性气体混合物最大实验安
8、全间隙或最小点燃电流比 分为A B C三级 MICR 爆炸性混合物最小点燃电流与甲烷最小点燃电流的比值 级别最大试验安全间隙 MESG mm 最小点燃电流比 MESG IIA 0 9 0 8 IIB0 5 MESG 0 90 45 MESG 0 8 IIC 0 5 0 45 MESG 壳内一定浓度实验气体与空气混合点燃后 通过25mm长结合面不能点 燃壳外爆炸性气体混合物的壳外和空腔内的最大间隙 三 II类电气设备表面温度分组 对于II类各级 考虑自燃的危险性 把各种气体混合物按允许最高表面温度分为T1 T6组 对于粉尘类温度分级 则分为T1 1 T1 3三组 4 防爆电气设备的划分 四 防爆
9、设备危险场所总的分类 分级 分组 4 防爆电气设备的划分 五 粉尘类电气设备危险场所的分类 分级 分组 4 防爆电气设备的划分 EExd CT4 表示CENELEC 欧洲电 工标准委 员会 认 证 表示危险区域 认证 保护类型 ia 本安 允 许二次 故障 ib 本安 允许1 次故障 d 隔爆 e 增安 n 型 无火 花 组别 电气设备分成 两组 组包括用 于矿井的 电气设备 而 组 包括所有 其它电气 设备 组 别 进一 步分成三 个子组别 A B和C ABC越来越高 温度代码 设 备表面最 高温度 135 T1 450 T2 300 T3 200 T4 135 T5 100 T6 85 4
10、 防爆电气设备的划分 防爆电气设备的辨识 5 粉尘防爆 1 DIP 粉尘防爆标志 2 DT或DP 外壳类别 DT 尘密型 DP 防尘型 p 3 T11 T13 点燃温度 T11 T 270 T12 270 T 200 T13 200 T 150 p 4 允许最高表面温度 未过负荷时 过负荷时 T11 215 190 T12 160 145 T13 120 110 1 电气设备的防护包括两种防护 第一种防护是对固体异 物进入内部以及对人体触及内部带电部分或运动部分的防 护 第二种防护是对水进入内部的防护 2 IP 其中 第一位数字表示第一种防护形式等级 第 二位数字表示第二种防护形式等级 仅考虑
11、一种防护时 另一位数字用 X 代替 3 第一种防护分为7级 各级防护性能见表1 第二种防护分为9级 各级防护性能见表2 6 仪表电气设备外壳防护 表1 电气设备第一种防护性能 防护等级简 称防 护 性 能 0无防护没有专门的防护 1防护大于50mm的固体能防护直径大于50mm的固体异物进入壳内 能防止人体的某一 大面积部分 如手 偶然或意外触及壳内带电或运动部分 但 不能防止有意识的接近这些部分 2防护大于12mm的固体能防护直径大于12mm的固体异物进入壳内 能防止手指触及壳 内带电或运动部分 3防护大于2 5mm的固体能防护直径大于2 5mm的固体异物进入壳内 能防止厚度 或直 径 大于2
12、 5mm的工具 金属线等触及壳内带电或运动部分 4防护大于1mm的固体能防护直径大于1mm的固体异物进入壳内 能防止厚度 或直径 大于1mm的工具 金属线等触及壳内带电或运动部分 5防尘能防止灰尘进入达到影响产品正常运行的程度 能完全防止触 及壳内带电或运动部分 6尘密能完全防止灰尘进入壳内 能完全防止触及壳内带电或运动部 分 表2 电气设备第二种防护性能 防护等级简 称防 护 性 能 0无防护没有专门的防护 1防滴垂直的滴水不能直接进入产品的内部 215 防滴与垂线成15 角范围内的滴水不能直接进入产品内部 3防淋水与垂线成60 角范围内的淋水不能直接进入产品内部 4防溅任何方向的溅水对产品
13、应无有害的影响 5防喷水任何方向的喷水对产品应无有害的影响 6防海浪或强力喷水强烈的海浪或强力喷水对产品应无有害的影响 7浸水产品在规定的压力和时间下浸在水中 进水量应无有害影响 8潜水产品在规定的压力下长时间浸在水中 进水量应无有害影响 除本安方法外其他防爆方法用在危险0区都有可能发生爆炸 学习小问题 用于防爆区的的设备必须具有明显的标志 EEX ia II C T6 问题一 代码表示什么意思 问题二 我们工厂甲裂区从危险气体场所分 应该是几区 问题三 我们热油炉房南面注油泵防护等级是IP44 它能防水 吗 为什么 7 1安全栅 一 安全栅的作用 1 传递信号 1 1 2 限制能量 对控制室
14、来的高电压和大电流起阻挡作用 确保系统的安全火花性能 7 2 安全栅 二 安全栅的种类 电阻式 齐纳式 中继放大器式 光电隔离式 变压器隔离式 1 电阻式安全栅 两线制 变送器 接收 仪表 危险侧安全侧 R R 特点 采用R限流 结构简单 但在正常工作状况下 电源电压也受衰减 且防爆等级低 不同变送器的R值要单独算 7 3 安全栅 二 安全栅的种类 电阻式 齐纳式 中继放大器式 光电隔离式 变压器隔离式 2 齐纳式安全栅 7 4 安全栅 二 安全栅的种类 电阻式 齐纳式 中继放大器式 光电隔离式 变压器隔离式 2 齐纳式安全栅 V1 V2为齐纳二极管 R为限流电阻 F1 F2为快速熔断丝 Ar
15、为气体放电管 工作过程 1 短路 限流电阻R将电流限制 在允许值以下 防止发生事故 2 输入电压在正常范围 24V 内时 V1 V2不动作 若控制室电源电压超过V1 V2的 击穿电压 一般为28V 则V1或V2击穿 F1 F2熔断 隔离开高电压 3 若电源电压超过Ar的放电电压 90V Ar放电 Ar两端电压下降20V以下 F2熔断 切断电源通路 危险现场安全场所 7 5 安全栅 二 安全栅的种类 电阻式 齐纳式 中继放大器式 光电隔离式 变压器隔离式 2 齐纳式安全栅 V1 V2为齐纳二极管 R为限流电阻 F1 F2为快速熔断丝 Ar为气体放电管 危险现场安全场所 优缺点 1 结构简单 价格
16、便宜 防爆等级较高 可靠性较好 2 由于齐纳二极管过载能力低 因此 要求有特殊的快速熔断丝 熔断时间和可靠性要求很高 这种熔断丝的制造有一定的难度 选材和制造工艺 要求高 7 6 安全栅二 安全栅的种类 电阻式 齐纳式 中继放大器式 光电隔离式 变压器隔离式 3 变压器隔离式安全栅 危险侧安全侧 电压 电流不超过30V 30mA 特点 可靠性高 通用性强 但结构复杂 输入 检测端 安全栅 输出 执行端 安全栅 控制室 仪表 电源 4 20mA信号4 20mA信号 电源 变送器 控制室仪表之间除磁通联系外 电路上是互相绝缘的 7 7 安全栅 二 安全栅的种类 电阻式 齐纳式 中继放大器式 光电隔离式 变压器隔离式 4 光电隔离式安全栅 7 8 安全栅 二 安全栅的种类 电阻式 齐纳式 中继放大器式 光电隔离式 变压器隔离式 4 光电隔离式安全栅 特点 能适用于任何危险场所 可靠 防爆额定电压高 但结构复杂 危险侧安全侧 控制室 仪表 电源 4 20mA信号4 20mA信号 电压 电流不超过30V 30mA 常用本安与隔爆仪表对比 本安仪表ia 对外壳要求不高 允许在线维护 适用于0 1
