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1、1 防爆电气设备技术讲座 2 讲座 内容 第一章防爆基础理论概要 第二章电气设备防爆技术标准化现状 第三章电气设备防爆技术简介 第四章中国防爆产品管理要求 第五章防爆电气设备工程实践要求 3 第一章 防爆基础理论概要 4 爆炸性危险场所的定义 危险场所：任何 具有潜在爆炸危险 的场所。 在石油、化工、煤炭等生产领域将不可避免地形成爆炸性危险环境： 1. 在煤矿井下，三分之二的场所属于爆炸性危险场所； 2. 在石油开采现场和精炼厂约有 60 80属于爆炸性危险场所； 3. 在化学工业中，约有 80以上的生产车间属于爆炸性危险场所。 5 爆炸极限的定义 实验表明，当可燃性物质与空气的混合浓度介于爆
2、炸极限范围 内时， 遇点火源 就会产生爆炸。 爆炸下限 (LEL) 爆炸上限 (UEL) 可燃性物质与空气混合物的爆炸极限范围各不相同。 丙烷 2.0,9.5 乙烯 2.7,3.4 氢气 4.0,75.6 6 防爆基本原理 产生爆炸的基本原理 (爆炸三角形原理 ) 1. 爆炸性物质 ; 2. 空气 (氧气 ); 3. 点火源 (电火花、炽热表面 )。 防止爆炸发生的基本方法 1. 避免形成爆炸性环境理想的方法 (很难实现 )； 2. 排除、消除可能的点火源实际的方法； 3. 限制其中一个或几个要素，都可以达到防爆要求。如制造正压、爆炸气体浓度监控、限制点燃源 (主要手段 )。 7 爆炸性危险物
3、质点燃特征 电气设备的 电火花和温度 是产生爆炸的主要点燃源。 不同爆炸性物质的电火花和温度点燃特性各不相同。 为了使采取的防爆措施更具有针对性，有必要对爆炸性物质分类、分级、分组以及对爆炸性危险区域分区。 物质点燃特性 丙烷 乙烯 氢气 电火花 MIE, uJ 180 60 20 温度 AIT, 466(T1) 425(T2) 560(T1) 8 爆炸性危险物质分类 中国将爆炸性危险物质分为三类： 1. I类：矿井甲烷； 2. II类：爆炸性气体混合物 (含蒸汽、薄雾 )； 3. III类：爆炸性粉尘和纤维。 北美将爆炸性危险物质分为三类 (级 )： 1. CLASS I： 爆炸性气体； 2
4、. CLASS II： 爆炸性粉尘； 3. CLASS III： 纤维。 9 爆炸性危险气体分级 最大试验安全间隙（ MESG）或最小点燃电流（ MIC）分级 典型气体 中国 IEC 欧洲爆炸 北美爆炸 (GROUP) 点燃特性 甲烷 I D 难 易 丙烷 IIA 乙烯 IIB C 氢气 IIC B 乙炔 A 10 爆炸性危险气体分级 引燃温度（ AIT)分组 中国 IEC 欧洲标准 北美 标准 气体易燃温度 t( ) 点燃特性 T1 T1 450 难 易 T2 T2 450 t300 T2 T2A 300 t280 T2 T2B 280 t260 T2 T2C 260 t230 T2 T2D
5、 230 t215 T3 T3 215 t200 T3 T3A 200 t180 T3 T3B 180 t165 T3 T3C 165 t160 T4 T4 160 t135 T4 T4A 135 t120 T5 T5 120 t100 T6 T6 100 t85 11 爆炸性危险区域的划分规范依据 爆炸性危险区域划分的主要标准依据 1. GB50058-1992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 ; 2. GB3836.14-2000 爆炸性气体环境用电设备 第 14部分 危险场所分类 ; 3. 中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程 (试行 )1987年。 爆炸性危险区域主要以爆炸性危险
6、物质出现的 频繁程度和持续时间 为划分依据 12 影响危险区域划分的主要因素 区域划分时应考虑以下主要因素 ： 1. 存在危险物质的可能性； 2. 危险物质的释放量； 3. 危险物质的特性 (气体的密度等 )； 4. 环境条件 (气压、温度、湿度以及通风情况等 )； 5. 远离释放源的距离； 6. 危险物质泄漏监控设施设置情况； 7. 爆炸后果的严重性； 13 爆炸性危险区域的划分方式 中国防爆标准和 IEC爆炸一致，对于爆炸性气体危险场所划分为 3个区域，即 0区、 1区和 2区。定义如下 ： 1. 0区：在正常情况下，爆炸性气体混合物 连续地或长时间存在 的场所； 2. 1区：在正常情况下
7、，爆炸性气体混合物 有可能出现 的场所； 3. 2区：在正常情况下，爆炸性气体混合物 不可能出现 ，或即使出现也只是 短时间存在 的场所。 对于粉尘场所，与爆炸性气体危险场所划分相对应同样划分为 3个区域，即 20、 21和 22区。 14 爆炸性危险区域划分标准对照表 从定义可知， 0(20)区是最危险的，相对而言 2(22)区的危险程度最低 。 中国 IEC 欧洲标准 北美标准 危险程度 0区 (20区 ) Division 1 高 低 1区 (21区 ) 2区 (22区 ) Division 2 15 爆炸性危险区域划分举例 如图所示是典型的带有呼吸阀的露天油罐的危险区域划分示例。 油罐
8、内部为 0区； 一般以呼吸阀阀口半径再加 3m为半径，此区域内为 1区； 在上述区域外 3m为半径，此区域内为 2区。 爆炸危险区域的划分属于设计院的职责范围。 16 第二章 电气设备防爆技术标准化现状 17 主要电气防爆技术（防爆型式） 目前我国接受的主要电气防爆技术有： 1、隔爆型 (Exd) 6、 充砂型 (Exq) 2、 本安型 (Exia/Exib) 7、 n型 (ExnA/nC/nL,nR,nZ) 3、 增安型 (Exe) 8、 浇封型 (Exm) 4、 正压型 (Exp) 9、 气密型 (Exh)(已归入 n型 ) 5、充油型 (Exo) 10、 粉尘防爆 (DIP) 解决主要点
9、燃源：由电气因素引起的电火花和热效应。 非电气设备防爆技术在中国尚处于起步阶段（包括机械摩擦火花、静电火花和光辐射等）。 18 中国主要防爆技术标准 中国颁布的主要防爆技术爆炸有： 1. GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 1部分 通用要求 2. GB3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 2部分 隔爆型电气设备“ d” 3. GB3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 3部分 增安型电气设备“ e” 4. GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 4部分 本质安全型电路和电气设备“ i” 5. GB3836.5-2004 爆炸
10、性气体环境用电气设备 第 5部分 正压型电气设备“ p” 6. GB3836.6-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第 6部分 充油型电气设备“ o” 7. GB3836.7-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第 7部分 充砂型电气设备“ q” 8. GB3836.8-2003 爆炸性气体环境用电气设备 第 8部分 n型电气设备“ n” 9. GB3836.9-1990 爆炸性气体环境用电气设备 第 9部分 浇封型电气设备“ m” 10. GB3836.10-1991 爆炸性气体环境用电气设备 第 10部分 气密型电气设备“ h”（作废） 11. GB12476.1-2000 可燃性粉尘环
11、境用电气设备 第 1部分 用外壳和限制表面温度保护的电气设备 第 1节 电气设备的技术要求“ DIP A/B” 19 中国其他防爆技术标准 中国颁布的其他配套防爆技术爆炸有： 1. GB3836.11-1990 爆炸性气体环境用电气设备 第 11部分 最大试验安全间隙测定方法； 2. GB3836.12-1990 爆炸性气体环境用电气设备 第 12部分 气体或蒸汽混合物按其最小试验安全间隙和最小点燃电流的分级； 3. GB3836.13-1997 爆炸性气体环境用电气设备 第 13部分 爆炸性环境用电气设备检修； 4. GB3836.14-1997 爆炸性气体环境用电气设备 第 14部分 危险
12、场所分类； 5. GB3836.15-1997 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 )； 6. GB/T2900.35-1998 电工术语 爆炸性环境用电气设备； 7. GB/T15604-1995 粉尘防爆术语； 8. GB1444-1987 防爆灯具专用螺口式灯座。 20 与国际或区域标准对照表 防爆型式 国标 GB3836- IEC标准 IEC60079- 欧洲标准 EN500 防爆符号 中国 IEC Ex 欧洲 EEx 通用要求 1 0 14 - 隔爆型 2 1 18 d 增安型 3 7 19 e 本质安全型 4 11(设备 ) 25(系统 ) 20
13、(设备 ) 39(系统 ) ia or ib 正压型 5 2 16 p 充油型 6 6 15 o 充砂型 7 5 17 q N 型 8 15 21 nA,nC,nL,nR,nZ 浇封型 9 18 28 m 气密型 10 - - h(已废除 ) 粉尘防爆型 GB12476.1 IEC61241-1-1 EN50281-1-1 DIP A,DIP B 21 中国标准与国际标准主要差异 中国防爆标准 GB基本等同或 等效采用 IEC标准。 由于 IEC标准和欧洲 EN标准基本一致，故中国标准 GB也与 EN标准等同或等效。 中国标准和国际标准的具体差异在 IECEX网站公布。 IECEX WEB S
14、ITE: WWW.IECEX.COM/BULLETIN.HTM 重要差异： 欧洲允许制造厂商对 2区设备进行自认证 (自我声明 )； 中国要求包括 0区、 1区和 2区场所用的全部防爆产品都必须经国家授权的防爆检验机构认证后，方可投入使用。 22 防爆电气设备的类、级、组 按设备适用的环境，分为三类： I类：矿井用 Mining Industry II类：工厂用 Surface Industry III类：爆炸性粉尘和纤维环境用 II类设备分级分组：和爆炸性气体分级、分组相同。 分级：分为 A、 B、 C三级 (仅指隔爆、本安设备 ) 分组：分为 T1T6六组。与爆炸性气体温度组别不同是指设备最高表面温度，且它的确定与防爆型式有关。 I类和 III类设备不分级分组，但 III类设备分为 A/B型设备。 23 防爆电气设备分类 适用区域 (IEC Zone) 中国 IEC(Group) 欧洲 (Categary) I类 (煤矿 ) M1 0 M2 1 - 2 II类 (工厂气体 ) 1G 0 2G 1 3G 2 III类 (粉尘和纤维 ) 1D 20 2D 21 3D 22 中国与欧洲防爆电气设备分类与危险区域关系表 24 防爆电气设备分类 适用区域 (IEC Zone) 中国 IEC(G
