防爆电气基础知识

防爆电器基础知识2一、关于防爆电气的几个定义1.爆炸爆炸是某一物质在发生迅速的物理变化或化学反应时，系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械功，通常同时伴随有强烈放热、发光和声响的效应。2.爆炸上限（UEL）与爆炸下限（LEL）爆炸上限：可燃性气体在空气中遇明火种产生爆炸的最高浓度。爆炸下限：可燃性气体在空气中遇明火种产生爆炸的最低浓度。可燃气体在空气中的浓度只有在爆炸下限与爆炸上限之间才会发生爆炸，高于爆炸上限或者低于爆炸下限都不会发生爆炸。3一、关于防爆电气的几个定义常见气体的爆炸上限和下限43.防爆电气定义.在有爆炸性危险气体、蒸汽和粉尘的场所所用一类电气设备。4.防爆电气标志防爆标志是指用于描述防爆电气设备的防爆等级、温度组别、防爆型式以及所适用区域的标识。一般由以下几个部分构成：①防爆标志EX表示该设备为防爆电气设备；②防爆结构形式表明该设备采用何种措施进行防爆，如d隔爆型，p正压型；i为本安型等；③防爆设备类别两类，I煤矿井用电气设备，II工厂用电气设备；④防爆级别分为A、B、C三级说明其防爆能力的强弱；⑤温度组别T1~T6六组说明该设备的最高表面温度允许值；一、关于防爆电气的几个定义5NEC:美国国家电气标准委员会标准IEC:国际电工委员会标准􀂾CENELEC:欧洲电工标准化委员会标准–ATEX(AtmosphereExplosion)是具体证书–只适用于制造业的标准–与IEC标准里的概念相通CEC:加拿大电气标准委员会标准􀂾JIS:日本工业标准二、防爆电气标准6NEC适用区CEC适用区JIS适用区允许标准:IEC,CENELEC,NEC和地方标准CENELEC适用区二、防爆电气标准7国际上，爆炸危险场所区域的划分主要是依据国际电工委员会IEC标准、欧洲电工标准化委员会CENELEC标准和美国NEC标准。其中IEC与CENELEC基本相同。欧洲等大多数国家标准基本上与IEC系列标准等同或等效或直接采用。IEC与NEC500有较大地差异，与NEC505却有相似之处。中国实施的GB3836-2000系列标准完全等同或等效于IEC系列标准。二、防爆电气标准8三、IEC与NEC标准基础理论下面从以下几个方面对NEC与IEC标准的基础理论进行介绍：1、爆炸性危险物质的分类2、防爆区域的划分3、温度组别的划分9爆炸性危险物质的分类IEC将爆炸性危险物质分为三类：I类：矿井甲烷；II类：工厂爆炸性气体混合物(含蒸汽、薄雾)；III类：爆炸性粉尘和纤维。NEC将爆炸性危险物质分为三类(级)：CLASSI：爆炸性气体；CLASSII：爆炸性粉尘；CLASSIII：纤维。三、IEC与NEC标准基础理论10典型气体IECNEC点燃特性*甲烷ID难（650~750）易（406~460）丙烷IIA乙烯IIBC氢气IICB乙炔A爆炸性气体的分类三、IEC与NEC标准基础理论11防爆区域的划分分类NECIEC类区CLASSⅠDivision1（1）在正常条件下，易燃性气体或蒸气的危险浓度呈持续性、间隙性或周期性存在的场所。（2）由于修理或维护，或由于泄露的原因引起易燃性气体或蒸气的危险浓度经常存在的场所。（3）由于损坏或流程的误操作，而可能：（a）排出了有危险浓度的易燃性气体；（b）导致其它电气设备同时发生故障0区爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。1区在正常情况下,可能出现爆炸性气体环境的场所Division2（1）处理、加工或使用易燃性、挥发性的液体或气体的场所。（2）通常采用可靠的机械通风装置，预防可燃性气体或蒸气形成危险浓度的地方。（3）与1类1区地区邻近的场所，危险浓度的易燃性气体或蒸气可能偶尔流通的场所。2区在正常情况下,不可能出现爆炸性气体环境,如果出现也是偶然发生并且仅是短时间存在的场所三、IEC与NEC标准基础理论12温度组别的划分IEC欧洲标准NEC标准气体易燃温度t(℃)点燃特性*T1T1450难易T2T2450≧t300T3T3300≧t280T3A280≧t250T3B260≧t230T3C215≧t200T4T4200≧t180T4A180≧t165T4B165≧t160T4C160≧t135T5T5135≧t120T5A120≧t100T6T6100≧t85三、IEC与NEC标准基础理论13设备分类适用区域(IECZone)IEC（Group)欧洲ATEXI类（煤矿M-Mine）M1M2---012II类（工厂G-Gas）1G2G3G012III类（粉尘或纤维D-Dust）1D2D3D202122IEC与欧洲防爆电气设备分类与危险区域关系表三、IEC与NEC标准基础理论14四、电气设备防爆技术主要电气防爆技术（防爆型式）目前主要电气防爆技术有：1、隔爆型(Exd)2、本安型（Exia/Exib)3、增安型(Exe)4、正压型(Exp)5、充油型(Exo)6、充砂型(Exq)7、浇封型(Exm)8、气密型(Exh）解决主要点火源：由电气因素引起的电火花和热效应。15四、电气设备防爆技术防爆电气设备的防爆原理一、间隙防爆原理（隔爆型d）一个外壳能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，并有一个或几个金属面缝隙可以阻止内部爆炸向外壳周围爆炸性气体混合物传播，达到防爆要求。二、小于点燃能量防爆原理（本安型ia/ib）有效降低电气电路的电压、电流、储能元件的数值，保证电路正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应能量，都低于规定的爆炸性气体混合物最小点燃能量，达到防爆要求。16Ia等级—在正常工作状态下，以及电路中存在一个故障或两个故障时，均不能点燃爆炸性气体混合物。在ia型电路中，工作电流被限制在100mA以下。Ib等级—在正常工作状态下，以及电路中存在一个故障时，不能点燃爆炸性气体混合物。在ib电路中，工作电流被限制在150mA以下。Ia与Ib的区别四、电气设备防爆技术17四、电气设备防爆技术防爆电气设备的防爆原理三、阻止点火源与爆炸性混合物相接触防爆原理（正压p、充油o、充砂q、胶封m、气密h）采取有效可靠措施（如通风、充油、充砂、浇封、气密），使点火源与周围爆炸性气体混合物隔离，达到防爆要求。四、在特定的条件下提高电气设备的电气安全措施防爆原理（增安型e）正常正常运行条件下，不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度的电气设备，在结构上采取附加措施(如密封等)，提高其安全程度，以避免在正常和规定过载条件下点燃现场的可燃性气体。18四、电气设备防爆技术防爆电气设备的选择在选择防爆电气设备前，我们必须首先了解设备使用场所的危险介质及其所处的区域。然后，依次确定设备的防爆型式、类别、级别和温度组别。1、依据区域选择防爆型式0区：Exia1区：Exia/ib,Exd,Exp,Exq,Exo,Exe,Exm2区：适用于1区的设备2、依据存在危险气体所属的类别与级别选择设备的类别与级别。假如介质属于IIA，选IIA、IIB或IIC类设备；假如介质属于IIB，选IIB或IIC类设备;假如介质属于IIC，选IIC类设备。19四、电气设备防爆技术防爆电气设备的选择3、依据危险气体温度组别确定设备温度组别。气体组别设备温度组别T1T1~T6T2T2~T6T3T3~T6T4T4~T6T5T5~T6T6T620IEC认证的防爆标志符号案例：ExdeIIBT4解读：隔爆增安型的，适用于II类B组气体的T4组防爆型设备。防爆认证设备防爆方法设备类别（气体组别）温度组别欧洲ATEX(AtmosphereExplosion)认证的防爆标志符号案例：II2GDEExiaIICT100℃解读：欧洲ATEX认证的，工厂用的，可用于Zone1的，气体防爆和粉尘防爆的，符合欧洲EN标准的，本质安全型防爆的，可用于II类C组气体的T6组防爆现场仪表。设备类别粉尘防爆符合欧洲EN标准与中国的相同气体防爆ATEX认证符号五、防爆标志21北美认证的防爆标志符号案例（NEC500）：ClassI,Zone1,AExibIICT5解读：符合美国标准的，气体防爆的，可用于Zone1的，本质安全防爆的，可用于II类C组气体的T5组防爆现场仪表。危险场所级别危险场所类别符合美国标准与中国相同五、防爆标志北美认证的防爆标志符号案例（NEC505）：ClassI,DivisionI,GroupB,C,D,T6解读：北美认证的，气体防爆的，可用于Division1的，可用于存在除乙炔外所有易燃气体或蒸汽的危险场所的T6组防爆现场仪表。危险场所级别危险场所类别气体组别温度组别22六、防护等级IP表示IngressProtection（进入防护），防护等级多以IP后跟随两个数字来表述，数字用来明确防护的等级。IPxx防尘防水等级：【防尘等级】(第一个X表示)【防水等级】(第二个X表示)0：无需防护0：无需防护1：大于50mm固体的防护1：垂直坠落水滴的防护2：大于12.5mm固体的防护2：垂直偏15°坠落水滴的防护3：大于2.5mm固体的防护3：垂直偏60°坠落水滴的防护4：大于1mm固体的防护4：各个方向溅出水滴的防护5：粉尘防护（无危害性堆积）5：各个方向喷射水滴的防护6：粉尘的完全防护6：大量水花喷射的完全防护7：浸池效应的防护8：特定环境下持续浸泡效应的防护例：IP5523谢谢！