电气防火防爆

第6章电气防火防爆•电气防火防爆的重要性–电气火灾爆炸事故比例很高；–农村电气火灾排在事故原因第2位；–城市则排在首位；6.1电气火灾和爆炸的原因•主要分为两类：•危险温度•电火花和电弧6.1.1危险温度•故障短路•过载•接触不良•散热不良•电气设备中的铁磁材料•绝缘劣化•电热器具和照明灯具•漏电1.过载•所谓过载，是指电气设备或导线的功率和电流超过了其额定值。造成过载的原因有以下几个方面：(1)设计、安装时选型不正确，使电气设备的额定容量小于实际负载容量。(2)设备或导线随意装接，增加负荷，造成超载运行。(3)检修、维护不及时，使设备或导线长期处于带病运行状态。过载使导体中的电能转变成热能，当导体和绝缘物局部过热，达到一定温度时，就会引起火灾。2.短路、电弧和火花•短路是电气设备最严重的一种故障状态，产生短路的主要原因有：(1)电气设备的选用、安装和使用环境不符，致使其绝缘体在高温、潮湿、酸碱环境条件下受到破坏。(2)电气设备使用时间过长，超过使用寿命，绝缘老化发脆。(3)使用维护不当，长期带病运行，扩大了故障范围。(4)过电压使绝缘击穿。(5)错误操作或把电源投向故障线路。短路时，在短路点或导线连接松弛的接头处，会产生电弧或火花。电弧温度很高，可达6000℃以上，不但可引燃它本身的绝缘材料，还可将它附近的可燃材料、蒸气和粉尘引燃。3.接触不良•接触不良主要发生在导线连接处，如：(1)电气接头表面污损，接触电阻增加。(2)电气接头长期运行，产生导电不良的氧化膜，未及时清除。(3)电气接头因振动或由于热的作用，使联接处发生松动。(4)铜铝连接处，因有约1.69V电位差的存在，潮湿时会发生电解作用，使铝腐蚀，造成接触不良。接触不良，会形成局部过热，形成潜在引燃源。•4.烘烤电热器具(如电炉、电熨斗等)，照明灯泡，在正常通电的状态下，就相当于一个火源或高温热源。当其安装不当或长期通电无人监护管理时，就可能使附近的可燃物受高温而起火。5.摩擦发电机和电动机等旋转型电气设备，轴承出现润滑不良，干枯产生干磨发热或虽润滑正常，但出现高速旋转时，都会引起火灾。6、雷电•雷电是在大气中产生的，雷云是大气电荷的载体。雷云电位可达1万～10万kV,雷电流可达5OKA,若以0.00001s的时间放电，其放电能量约为107J，这个能量约为使人致死或易燃易爆物质点火能量的100万倍，足可使人死亡或引起火灾。雷电的危害类型除直击雷外，还有感应雷(含静电和电磁感应)，雷电反击，雷电波的侵入和球雷等。这些雷电危害形式的共同特点就是放电时总要伴随机械力、高温和强烈火花的产生。会使建筑物破坏，输电线或电气设备损坏，油罐爆炸、堆场着火。7、静电•静电在一定条件下，会对金属物或地放电，产生有足够能量的强烈火花。此火花能使飞花麻絮、粉尘、可燃蒸气及易燃液体燃烧起火，甚至引起爆炸。近20多年来，随着石油化工、塑料、橡胶、化纤、造纸、印刷、金属磨粉等工业的发展，静电火灾愈来愈受到人们的高度重视。6.1.2电火花和电弧•电火花——电极之间的击穿放电。大量电火花将汇集成电弧，电弧高温可达8000℃，能使金属熔化、飞溅，构成火源。•分为：•工作火花——正常时应无引燃危险，但异•常时如：三相刀开关不同时•闭合等•事故火花——短路、断线•其他火花——雷电、静电、电磁感应6.2危险物质•1几个概念–危险物质：在大气条件下，能与空气形成爆炸性混合物的气体、蒸汽、薄雾、粉尘或纤维等。–爆炸性混合物–爆炸危险场所–最小点燃电流比–最小引燃能量•（1）分类（按爆炸性物质种类分类）•爆炸性物质分三类•Ⅰ类：矿井甲烷（CH4）•Ⅱ类：爆炸性气体、蒸气•Ⅲ类：爆炸性粉尘、纤维（2）分级、分组•分级——（按爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流比（MICR））分级：•Ⅱ类爆炸性气体（分三级）：•ⅡA；ⅡB；ⅡC•Ⅲ类爆炸性粉尘（分两级）：•ⅢA；ⅢB分组——（按引燃温度即自燃点）分组：•Ⅱ类爆炸性气体（分6组）：•T1、T2、T3、T4、T5、T6•Ⅲ类爆炸性粉尘（分3组）：•T11、T12、T13•见表：爆炸性气体的分类、分级和分组•见表：爆炸性粉尘的分级和分组爆炸性气体的分类、分组和分级引燃温度（℃）及组别T1T2T3T4T5T6类和级最大试验安全间隙(mm)最小点燃电流比T＞450300＜T≤450200＜T≤300135＜T≤200100＜T≤13585＜T≤100Ⅰ1.141.0甲烷ⅡA0.9~1.140.8~1.0乙烷、丙烷、丙酮、氯苯、苯乙烯、氯乙烯、甲苯、苯胺、甲醇、一氧化碳、乙酸乙酯、乙酸、丙烯腈丁烷、乙醇、丙烯、丁醇、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸酐戊烷、己烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油、硫化氢、环己烷乙醚、乙醛—亚硝酸乙酯ⅡB0.5~0.90.45~0.8二甲醚、民用煤气、环丙烷环氧乙烷、环氧丙烷、丁二烯、乙烯异戊二烯———ⅡC≤0.5≤0.45水煤气、氢、焦炉煤气乙炔——二硫化碳硝酸乙酯爆炸性粉尘的分组、分级引燃温度（℃）及组别T11T12T13种类和级别T＞270200＜T≤270140＜T≤200非导电性可燃纤维木棉纤维、烟草纤维、纸纤维、亚硫酸盐纤维、人造毛短纤维、亚麻木质纤维—ⅢA非导电性爆炸性粉尘小麦、玉米、砂糖、橡胶、染料、苯酚树脂、聚乙烯可可、米糖—导电性爆炸性粉尘镁、铝、铝青铜、锌、钛、焦炭、炭黑铝（含油）、铁、煤—ⅢB火炸药粉尘—黑火药、TNT硝化棉、吸收药、黑素金、特屈儿、泰安6.3.危险环境（危险区域等级）•1）气体、蒸气爆炸危险环境•根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，对危险场所分区，分为：0区、1区、2区。•0区（0级危险区域）——正常运行时连续或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。•例如：油罐内部液面上部空间。1区（1级危险区域）——正常运行时可能出现（预计周期性出现或偶然出现）爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐顶上呼吸阀附近。2区（2级危险区域）——正常运行时不出现，即使出现也只可能是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。例如：油罐外3m内。•注意：释放源和通风条件的影响2）粉尘、纤维爆炸危险环境•粉尘、纤维爆炸危险区域——指生产设备周围环境中，悬浮粉尘、纤维量足以引起爆炸；以及在电气设备表面会形成层积状粉尘、纤维而可能形成自燃或爆炸的环境。•根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，将此类危险环境划为10区和11区。•10区——指正常运行时连续或长时间或短时间频繁出现爆炸性粉尘、纤维的区域。•11区——指正常运行时不出现爆炸性粉尘，纤维，仅在不正常运行时短时间偶然出现爆炸性粉尘、纤维的区域。•划分粉尘、纤维爆炸危险环境的等级时，应考虑粉尘量的大小、爆炸极限的高低和通风条件3）火灾危险环境•火灾危险环境按下列规定分为21区、22区和23区。•21区——具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。•22区——具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或纤维，虽不可能形成爆炸混合物，但在数量和配置上能引起火灾危险的环境。•23区——具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾危险的环境。危险场所分级总结0区连续或长期出现爆炸性气体混合物的环境1区正常状态时可能出现爆炸性气体混合物的环境2区正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境10区连续或长期出现爆炸性粉尘的环境11区有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性混合物的环境21区具有闪点高于环境温度的可燃液体，能引起火灾危险的环境22区具有悬浮状、堆积状可燃粉尘或可燃纤维、虽不能形成爆炸混合物，但能引起火灾危险的环境23区具有固体可燃物，能引起火灾危险的环境图例：释放源接近地坪时易燃物质重于空气、通风不良的生产装置区7.5m7.5m7.5m0.6m15m30m地坪下的坑、沟第二级释放源地坪1区2区附加2区4）危险场所的判断•（1）危险物料•（2）释放源•（3）通风•（4）综合判断6.4防爆电气设备和防爆电气线路（1）防爆电气设备类型•按照使用环境，防爆电气设备分成两类：Ⅰ类——煤矿井下用电气设备；Ⅱ类——工厂用电气设备。按防爆结构型式，防爆电气设备分为以下类型（括弧内字母为该类型标志字母）：•(1)隔爆型（d）•(2)增安型（e）•(3)充油型（o）•(4)充砂型（q）•(5)本质安全型（ia、ib）分为ia级和级ia——在正常工作、发生一个故障及发生两个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备，主要用于0区；ib——正常工作及发生一个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备，主要用于1区。•(6)正压型（p）•(7)无火花型(n)•(8)特殊型（s）（2）防爆电气设备的标志•防爆型电气设备外壳的明显处，须设制清晰的永久性凸纹标志。设备铭牌的右上方应有明显的“Ex”标志。•防爆标志表示法：防爆型式类别级别组别•例如：dⅡBT3——表示Ⅱ类B级T3组的隔爆型电气设备；•iaⅡAT5——表示Ⅱ类A级T5组的ia级本质安全型电气设备。•如有一种以上复合防爆型式，应先标出主体防爆型式，然后标出其他防爆型式。•如epⅡBT4——表示主体为增安型，并有正压型部件的防爆型电气设备。气体、蒸气爆炸危险环境电气设备选型爆炸危险环境区别0区1区2区电气设备类别本质安全型本质安全型隔爆型正压型充油型增安型本质安全型隔爆型正压型充油型增安型无火花型笼型感应电动机○○△○○○○直流电动机△△○○○变压器（包括启动用）△△×○○○○开关、短路器○○熔断器△○控制开关及按钮○○○○○○○操作箱、柜○○○○配电盘△○固定式灯○×○○携带式电池灯○○指示灯类○×○○镇流器○△○○信号、报警装置○○○○×○○○○插接装置○○电气测量表计○○×○○○（3）粉尘防爆电气设备外壳的分类•粉尘防爆电气设备外壳按其限制粉尘进入设备的能力分两类。尘密外壳：外壳防护等级为IP6X，标志为DT。防尘外壳：外壳防护等级为IP5X，标志为DP。（4）防爆电气的选择•所在场所和区域范围划分及所在场所内爆炸性混合物的级别、组别等有关资料；•根据电气设备使用场所的等级、电气设备的种类和使用条件选择电气设备；•所选电气设备的级别和组别不应低于该场所内爆炸性混合物的级别、组别；•有国家检验部门防爆合格证的产品。6.5电气防爆技术•选用适当的防爆电气设备；•选用适当材质和安装方式的电气线路；•变电和配电设备有足够的间距和适当的毗邻隔离条件；•采用正确的接零和接地方式；•保持电气设备的安全运行；（1）防爆电气设备选型防爆形式符号适用范围特征隔爆型d1区、2区具有隔爆外壳，将能点燃爆炸物的的部件封闭在内。该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止向周围的爆炸性混合物传爆增安型e1区、2区正常运行时不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度，并采用提高安全性的措施避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象ia0区、1区、2区在正常工作、一个故障或两个故障时均不能点燃周围爆炸性气体混合物，一般采用低电压、小电流ib1区、2区与ia的特征相同，但只在正常工作、一个故障时不能点燃周围爆炸性气体混合物。正压型P1区、2区保护外壳内充气，其压力保持高于周围爆炸性混合物的气体压力，可避免外部爆炸性气体混合物进入。充油型O1区、2区将可能产生火花、电弧或危险温度的部件浸入油中，以防引爆油面以上的爆炸性气体混合物特殊型S可设计适于0区、1区、2区与以上防爆形式不同，采用其他防爆措施，如气密灌封等本质安全型（2）旋转电机防爆选型隔爆d正压p增安e隔爆d正压p增安e充油o三相鼠笼感应电机○○×○○○○三相绕线感应电机△△―○○○×单相鼠笼感应电机○×○○○带制动器的鼠笼感应电机△×○△×三相同步电机○○×○○直流电机△△―○○――电磁离合器(无电刷)○△×○○○△类型1区2区图注：○：适用；△：尽量避免；×：不适用；―：结构上不现实；无符号：一般不用（3）低压开关和控制器防爆选型图注：○：适用；△：尽量避免；×：不适用；―：结构上不现实；无符号：一般不用0区本安型i本安型i隔爆d正压p充油o增安e本安型i隔爆d正压p充油