本安防爆及安全栅基础知识

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1、 Page 1 of 8本安防爆及安全栅基础知识本安防爆及安全栅基础知识 一、爆炸的基本认识一、爆炸的基本认识 爆炸是物质产生的一种高速放热的反应。爆炸形成的基本条件： NO. 条件 说明 1 可燃性物质 可燃性气体、可燃性液体形成的气雾、可燃性固体形成的粉尘 2 氧化剂 氧气、空气、或释放氧气的化合物 3 引爆源 热的表面、电火花、摩擦和撞击产生的火花 4 爆炸极限 爆炸性混合物的浓度只有在特定的界限范围内时，才能引发爆炸 二、爆炸性气体的分类爆炸性气体的分类 GB3836- 2000 规定，可燃性物质的按照易燃程度分为如下几个等级为： 工况类别 气体分类 代表性气体 最小引爆火花能量 易燃

2、程度 矿井下 矿井甲烷 0.280mJ A 丙烷 0.180mJ B 乙烯 0.060mJ 矿井外的工厂 C 乙炔、氢气 0.019mJ 难 易 美国和加拿大（NEC500）首先将散布在空气中的爆炸性物体分成三个 CLASS( 类别 ):CLASS 气体和蒸气； CLASS 尘埃； CLASS 纤维 . 然后再将气体和尘埃分成 Group( 组 ) ： 类别 组名 代表性气体或尘埃 中国/IEC/欧洲国家 对应的分类(GB3836.1/IEC60079-0/EN50014) A 乙炔 C B 氢气 C C 乙烯 B CLASS D 丙烷 A CLASS E 金属尘埃 （煤矿） 主题摘要 页码

3、一、爆炸的基本认识 1 二、爆炸性气体的分类 1 三、危险场所的划分 2 四、防爆电气设备设计标准 2 五、不同国家的防爆标志 2 六、电气设备的防爆型式 3 七、本安防爆技术的基本原理 3 八、本安防爆技术的特点 3 九、本质安全设备及关联设备 3 十、本安电气设备的分类 4 十一、防爆标志 4 十二、本质安全防爆系统的基本构成 5 十三、安全栅 6 十四、本安回路系统设计的一般要求 7 Page 2 of 8F 煤炭尘埃 G 谷物尘埃 CLASS 纤维（毛、棉屑） 待定（） 三、危险场所的划分危险场所的划分 中国标准（GB3836.14-20000）/IEC 标准（IEC60079-10:

4、2002）/欧洲标准（EN1127-1）/北美标准（NEC Article 500- 3（c） ）划分对照表 中国 爆炸性气体环 境连续出现或 长时间存在 在正常情况下， 可能出现爆炸性 气体的环境 在正常情况下，不可能出现爆炸 性气体环境, 如出现也是偶尔发 生并且仅是短时间存在 描述 欧洲 长期存在 (1000/年) 正常运行时存在 (10-1000/年) 仅在不正常时存在 (少于 10 /年) 气体 0 区 1 区 2 区 中国 IEC 欧洲 危险场所 区域划分 粉尘 20 区 21 区 22 区 描述 在正常运行条件下，连续地、间断 地或周期性地存在易燃气体或蒸 汽并达到危险浓度 危险

5、气体、蒸汽仅在其容器或系 统偶然破裂或发生故障时，或设 备异常运行时才能释放形成危险 北美 气体或固体危险场 所区域划分 Div.1 Div.2 四、防爆电气设备设计标准防爆电气设备设计标准 国家 标准代码 标准名称 GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分:通用要求 国家标准 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” IEC60079-0:1998 国际电气电工委员 会（IEC） IEC60079-11:1999 欧 洲 标 准 委 员 会 （CENELEC） EN 50020 本质安全 北美(美国、加拿大) NEC500

6、国家标准 GB3836- 2000 是等效采用 IEC 60079 标准。 五、不同国家的防爆标志不同国家的防爆标志 代号 含义 Ex 中国及国际电工委员会防爆标志 EEx 表示欧共体 AD 意大利 MS、AE 法国 FLP 英国 UL、FM 美国 E 德国IEC 国家防爆电气产品质量监督检验中心(CQST)： 是国家质量技术监督局授权的国家产品质量监督检验机构，它是中国国家认证认可监督管理委 员会（CAL）授权的唯一的国家防爆电气产品质量监督检验中心，同时也是国家进出口商品检 验实验室认可委员会(CCIBLAC)授权的进出口防爆电气产品验证试验机构；国家船检局授权的Page 3 of 8船用

7、防爆电气产品验证试验机构；国家科技部和国家质量技术监督局联合授权的科技成果检测 鉴定国家级检测机构和中国实验室国家认可委员会(CNAL)认可的防爆电气产品检验实验室。 六、电气设备的防爆型式电气设备的防爆型式 GB3836- 2000爆炸性气体环境用电气设备定义的防爆形式： 代号 防爆型式 国家标准 防爆措施 适用区域 d 隔爆型 GB3836.2 隔离存在的点火源 Zone1,Zone2 e 增安型 GB3836.3 设法防止产生点火源 Zone1,Zone2 ia 本安型 GB3836.4 限制点火源的能量 Zone0- 2 ib 本安型 GB3836.4 限制点火源的能量 Zone1,Z

8、one2 p 正压型 GB3836.5 危险物质与点火源隔开 Zone1,Zone2 o 充油型 GB3836.6 危险物质与点火源隔开 Zone1,Zone2 q 充砂型 GB3836.7 危险物质与点火源隔开 Zone1,Zone2 n 无火花型 GB3836.8 设法防止产生点火源 Zone2 m 浇封型 GB3836.9 设法防止产生点火源 Zone1,Zone2 h 气密型 GB3836.10 设法防止产生点火源 Zone1,Zone2 对于自动化控制和仪表常用的防爆型式是本质安全型、隔爆型和增安型。 七、本安防爆技术的基本原理本安防爆技术的基本原理 电气设备中，电火花和热效应是引起

9、爆炸性危险气体爆炸的主要点燃源。本质安全就是通 过限制电火花和热效应两个可能的引爆源的能量来实现的。在正常工作和故障状态下当电气设 备可能产生的电火花或热效应的能量低于现场危险气体的引爆能量时，电气设备不可能点燃爆 炸性气体而产生爆炸。原理是从限制能量入手，可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许 的范围内，以保证电气设备在正常工作或发生短路和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和 热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。 八、本安防爆技术的特点本安防爆技术的特点 本质安全防爆技术实际上是一种低功率的设计技术， 很好的适用于工业自动化仪表的设计。 与其他防爆型式相比，采用本安防爆技术的电

10、气设备具有以下特点： 1、 本安电气设备结构简单、体积小、重量轻； 2、 可带电安装及维护； 3、 安全可靠性高。不会因为外结构件损坏等原因降低电气设备的安全可靠性； 4、 适用范围广。是唯一可适用于 0 区危险场所的防爆技术。 九、本质安全设备及关联设备本质安全设备及关联设备 1）本安电气设备 在国家标准所规定的条件下，产生的任何电火花和热效应都不能点燃规定的爆炸性气体环 境的电气设备。它可用于危险场所。 它可分为一般本安电气设备和简单电气设备。 一般本安电气设备：具有储能元件，是需要防爆认证的本安电气设备。如本安型变送器、 接近开关等。 简单电气设备：对于电压不超过 1.2V、电流不超过

11、0.1A，且其能量不超过 20uJ 或功率不 超过 25mW 的电气设备可视为简单设备。无需防爆认证，可直接自由的接入本安防爆系统。典 型特点：内部等效电感 Li = 0，内部等效电容 Ci = 0 。常见的简单设备有：热电偶、热电阻、 电阻、发光二级管、触点开关等。 Page 4 of 82）关联设备（安全栅） 一种安装在安全场所，本安电气设备与非本安电气设备之间相连的电器设备。安全栅能将 窜入到现场本安设备的能量限制在安全值内，从而确保现场设备、人员和生产的安全。 十、本安电气设备的分类本安电气设备的分类 a) 类别 基于 GB3836- 2000 标准规定的电气设备分类原则，本安电气设备

12、可分为两类： 代号 含义 I 类 煤矿、井下用电气设备 II 类 工厂用电气设备；根据适用的爆炸性气体的组别，可进一步分为 A、B、C 三级。 b) 级别 本安设备及关联设备，按其使用场所或相连场所的安全程度可分为 ia 和 ib 两个级别。 代号 含义 ia 在正常工作、一个计数故障和两个计数故障情况下均不能点燃爆炸性气体混合物。ia 级的本安设备可用在 0 区、1 区、2 区危险场所 ib 在正常工作和一个计数故障情况下均不能点燃爆炸性气体混合物。 ib 级的本安设备可 用在 1 区、2 区危险场所 c) 设备温度等级 直接安装在危险场所的本安设备需要考虑设备温度等级，而关联设备不需要进行

13、设备温度 等级的划分。设备的温度等级一定要小于使用在该危险场所环境中可燃物质的点燃温度， 否则会引起爆炸。 电气设备的温度组别与设备允许最高表面温度和适用气体点燃温度的关系如下： 温度组别 安全的物体表 面温度 适用危险气 体引燃温度 常见爆炸性气体 电器安 全性能 T1 450 450 氢气、丙烯腈等 46 种 T2 300 300 乙炔、乙烯等 47 种 T3 200 200 汽油、丁烯醛等 36 种 T4 135 135 乙醛、四氟乙烯等 6 种 T5 100 100 二硫化碳 T6 85 85 硝酸乙酯和亚硝酸乙酯 低 高 十一、 防爆标志防爆标志 本安电气设备的防爆标志是该设备所适用的爆炸性危险场所的代号。本安设备的防爆标志 必须在“Ex”防爆标记后，依次包含三个参量：防爆等级（适用区域） 、气体组别、温度组别。 例如： 关联设备（安全栅）的是该设备所适用相连接的爆炸性危险场所的代号。关联设备（安全EX ia