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1、按照燃烧、爆炸的条件，可燃性物质（例如，天然气、汽油蒸 气等）、氧化剂（例如，空气中的氧气）和点燃源（明火、电弧、火 花或高温）三个要素只有在时间和空间同时相遇，才可能产生爆炸 或燃烧。在爆炸危险环境中安装和使用防爆电气设备 其目的是防止 电气设备成为点燃源。1.防爆电气设备类型防爆电气设备按照防爆措施分为隔爆型、正压防爆型、充油防爆 型、增安型、本质安全型等不同的类型。隔爆结构它是给电气设备制造一个坚固的外壳，能够承受外壳内部发生 爆炸产生的爆炸压力不损坏；外壳所有接缝的间隙小于相应可燃性 气体的最大实验安全间隙，如果可燃性气体进入外壳之内被电火花 点燃产生爆炸，则爆炸火焰被限制在外壳之内，
2、不能点燃外壳外部环 境中的爆炸性混合物 从而保证了环境的安全。正压防爆结构将保护气体充入或密封于电气设备外壳内，并保持其压力高于周围压力。这样，可以避免在通电时，周围的爆炸性气体侵入到外壳内。或者外壳内部存在燃气、蒸气排放源时 可将其稀释充油防爆结构将电气设备可能发生弧光、电火花及产生高温部分浸入绝缘油中 这样，这一部分不致成为油面上存在的爆炸性混合气体的引燃源。增安防爆结构在正常使用状态下，不会发生弧光或电火花，而成为爆炸混合 气体的引燃源。针对发生高温、弧光及电火花的可能性 提高防爆电 气设备的安全度。本安防爆结构在正常状态及特定故障状态，电路上产生的弧光及电火花不能 引燃规定条件下的试验
3、气体，另外，不会发生由于高温引燃爆炸性 混合气体。2本安型防爆结构除本安型外，其他型式都是采取机械手段的防爆措施，只有本 安型是采取限制电路的能量达到防爆的目的。电路防爆措施本安电路中储能元件的能量 对于简单电路可依据GB 3836. 4 ） 2000标准附录A中的图A1A6最小的点燃曲线或表A1 A2进行评 价。对应电路中的储能元件 应查相应防爆等级所对应的最小的点燃 曲线，使考虑安全系数后的电压或电流值小于最小点燃电压或最小 点燃电流值。对于电路中不符合要求的储能元件 必须采取措施进行 限制。电阻电路：是通过限制电路中的电压和电流来限制火花能量的。电容电路：电路中应尽量避免采用大电容。限制
4、电容器放电火花能量 的方法：a）在电容器两端并联限压元件，限制电容器上的电压。例如：对于 ib等级并联双重化稳压二极管，对于ia等级并联三重化稳压二极 管。b）将电容器和电阻串接并浇封为一体 限制电容器放电的速率，达 到抑制电容器释放能量的目的。当用电阻和电容串联来限制两者组合（图3中节点A和节点B） 后的放电能量时，该两节点间有效电容的评定可用表2简化。反之， 如果该表不适用，可对电路进行试验。电阻必须具有标准中规定的额定值 节点X必须符合标准中与其他所 有导电部件之间的隔离间距的要求。表2串联电阻保护时有效电容的允许降低系数电阻，R降低系数 0 1. 001 0. 972 0. 943 0
5、. 914 0. 875 0. 856 0. 837 0. 808 0. 799 0. 77100.74120.70140.66160.63180.61200.57250.54300.49400.41电感电路：电路中尽量减小电路的电感量或电流值，当仍达不到要 求时，电感两端可并接分流保护性元件并与电感元件浇封为一体。例如：对于直流的电感线圈，ib等级并联双重化二极管，ia等级（防爆要求高，用于0类区域）并联三重化二极管 如图3所示。图3电感电路对于有射频辐射的电池供电设备其射频辐射功率限制值：射频能量普遍被视为一种潜在点燃源。用于爆炸性环境用射频设 备的评估和认证中，根据IEC 60079-
6、0: 2007标准规定，连续发射 和脉冲时间超过热点燃时间的脉冲发射的射频9 kHz 60GHz）极限 功率，应不超过表3的值。不允许用户提供程序或软件控制进行设 定。表3射频功率限值设备类别功率限值PW热点燃时间（平均时间）PLsI 类6 200IIA 类6 100IIB 类3. 5 80IIC 类2 20III 类6 200连接导线的设计连接导线的设计以一端电缆芯线与铅锑合金接头之间的电阻不 大于12 L8 ( 20 e )为原则，连接导线中心距不宜太长。具体设计 时可依据下面的公式：乩二 *(亿一1()6)(1)式中Re铸接电阻单位为微欧姆Rz测得的连接导线总电阻单位为 微欧姆L 0连接
7、导线的电缆计算长度L0= LZ- 0. 02,单位为米(m)L Z连接导线中心距，单位为米(m)S连接导线的电缆芯线截面积单位为平方毫米Q铜的电阻系数 取0. 016 9,单位为欧女母平方毫米每米电池(1) 电池的结构要求电池或电池组应具有电解液不能够溢出的结构型式。例如：密封 式的或阀控式。对于某些电池和电池组例如锂电池，如果短路或反 向充电时就可能引起爆炸。这种爆炸可能对本质安全性能有不利影响 时，必须由制造厂出示证明表明所使用的这种电池和电池组用 于本质安全型电气设备或关联设备中是不会引起爆炸的。电池组件由电池与限流器件构成一个可以成套替换的单元 该 单元应封装为一体。对于在爆炸性环境使
8、用并不可更换的电池组件 也可按上述方法保护。或者将电池与限流器件的外壳配有符合GB 3836. 1 ) 2000规定的特殊紧固件，并加防止更换电池组件的警告 标志。例如：在爆炸性环境中不得拆卸电池或电池组)。注：电池组件若安装在关联设备中 可不要求限流器件作为电 池组的整体部件。便携式电气设备按其使用状态应承受GB 3836. 1 ) 2000第23.4. 3. 2规定的跌落试验若试验结果未发生影响防爆性能的变形和 损坏，能防止电池和电池组从电气设备中抛出或分离则认为设备结 构合格。电池或电池组组件的外部充电触点应采取措施防止短路或防 止电池和电池组向触点释放能点燃的能量。可在充电电路中设置阻
9、塞 用二极管或串联可靠电阻。对于/ib0等级应使用两只二极管对于/ ia0等级应使用三只二极管。(2) 限制电池及电池组的能量为了评定和试验新的原电池和可充电电池组充电后电池最 高开路电压应达到表1的规定值。限制电池及电池组的能量应依据 GB 3836. 4)2000标准附录A中的表A1。表1电池最高开路电压表IEC型式电池型式对火花点燃危险评定对元件表面温度评定的峰值开路电压/V的正常电压/V1. 51. 3K镉铅-酸（干式）2.352. 2铅-酸（湿式）2.672.2L碱-镭1.651.5M汞-锌1.371. 35汞-二氧化猛-锌1.61.4银-锌1.631. 55S锌-空气1.551.4
10、A锂-二氧化猛173.0C锌-二氧化镭（锌-碳）1.7251. 5银-氢化物1.61. 3在电路参数设计时，电池电压可取表1中/对火花点燃危险评 定的峰值开路电压0值。如果电池及电池组的最大短路电流小于GB 3836. 4 ）2000中表A1中相应防爆等级1. 5倍安全系数栏中所对应 的最小点燃电流值可直接作为电路供电电源使用。如果电池及电池 组的最大短路电流大于最小点燃电流值应在电池中串联限流器件。（3）电池中的限流器件本安型设备分为ia和ib两个等级。a）对于ia等级，限流器件必须是限流电阻。限流电阻可选用金 属膜或线绕电阻碳膜电阻不宜选用。限流电阻的功率P应满足:P 1. 5I02R （
11、 IO :电池及电池组的最大短路电流;R:限流电阻阻值）b）对于ib等级，限流器件除选用限流电阻外也可选用带有双 重化的保护电路。（4）电池及电池组的相关试验a）电池的温度试验电池或电池组外部的所有限流器件试验时应短路。试验时应除去 电池或电池组上不是外壳本身的任何外层覆盖籾纸或金属等）。温度应在每只电池或电池组的外壳表面获得并取最大值。试验应在每 种情况下同限流器件一起 即10只电池短路时进行。电池的温度试 验实际上是在模拟电池内部短路状态下 检测电池发热的最高表面 温度，所以较大容量的锂电池、镍氢电池等温度组别很难达到4以 上，一般只满足T3。b）电池的火花点燃试验火花点燃试验应在电池和电
12、池组的外部端子上进行若含有限流器件，试验应包含该限流器件。根据I EC 60079- 11: 2006标准规定如果设备所含的蓄电池不 允许在爆炸性气体环境中更换那么在下列情况下不要求在单体蓄 电池的端子处进行火花点燃放电试验单体蓄电池的峰值开路电压小于! 5 V单体蓄电池端子处的最大电压和瞬态电流的乘积不超过3 W。 注：上述放宽条件的理由是4. 5 V的电压太低，在缺乏电感的情 况下不能触发电弧，并且在考虑15倍安全系数时，附录A C组 电阻电路曲线允许的电压和电流的乘积达53 W。增安型电气设备防爆措施对于那些可以制成增安型电气设备的普通电气设备需要采取一 些增安措施，才能达到增安型电气设
13、备的性能要求。这些措施是： 制成有效的防护外壳；选择合适的爬电距离和电气间隙;提高绝 缘材料的绝缘等级；限制设备的温度；电路和导线要可靠连接。 增安型电气设备的外壳应具备较好的防水、防外物能力，以确保增安 型电气设备安全可靠运行。为此，增安型电气设备的外壳应采用耐机 械作用和热作用的金属制成。对有绝缘带电部件的外壳，其防护等级 应达到IP44，对于有裸露带电部件的外壳，其防护等级应达至IP54。 为了保证电气设备正常运行，增大电气间隙与爬电距离是制造增安型 电气设备采取的重要措施之一。电气设备中有一些零部件在正常工作 情况下是不带电的，但当带电零部件的绝缘发生损坏而又未接地时， 那些不带电的零
14、部件就有可能带电，这时一旦发生碰撞就会产生电火 花，有引爆周围爆炸性混合物的危险。因此，带电零部件之间及带电 零件与接地零件之间或带电零件与不带电零件之间都应保持一定距 离，即一定的电气间隙。如果电气间隙过小就容易发生击穿放电现象， 因此增大电气间隙在一定程度上能够提高增安型电气设备的安全性。 煤矿井下的电气设备处在空气潮湿，粉尘散落的环境中工作，这种环 境会降低电气设备的绝缘性能，绝缘表面易发生碳化，导致短路击穿 现象发生。为提高增安型电气设备的绝缘性能和安全性能，就需要增 大其爬电距离。因此，增安型电气的电气间隙和爬电距离均应高于一 般电气设备，其标准见表1-4规定的数值。绝缘材料是保证电
15、气设备正常运行的重要条件，为了提高增安 型电气设备的安全性能，在制造设备时要尽量提高绝缘等级。煤矿井 下的电气设备是在潮气大、粉尘多、机械振动严重等环境条件下运行， 同时设备在运行时还会发生过载、堵转、频繁起动等现象，这些情况 必然会使设备内部的绝缘材料性能下降，加速老化，影响其使用寿命。 因此，制造增安型电气设备必须采取吸潮性小、耐热性好、耐电弧性 能好的，具有良好的电气性能和机械性能，绝缘等级较高的固体绝缘 材料。为了提高电气设备的绝缘性能，对于有绕组的电气设备，如电 动机、变压器的绕组还要进行特殊的绝缘处理:要选用适用于煤矿 井下恶劣环境下长期工作的带绝缘层的绕组导线（包括导线的绝缘类 型和绝缘层的厚度），一般选用有一层绝缘层的漆包线或有两层绝缘 层的裸导线；当绕组制成后要进行干燥和浸渍绝缘漆的处理，这样 既可以提高绕组的机械强度，还可以提高绕组的耐潮、耐热和耐电孤 能力，大大提高增安型电气设备的安全性。任何绝缘材料的绝缘性能都是相对的，只有在一定的使用条件 下才
