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防爆等級說明

來源：上海立格儀表有限公司 2009年08月20日 13:05 7926

安全防爆技術(shù)

爆炸的概念

爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài)，經(jīng)過物理或化學(xué)變化，突然變成另一種狀態(tài)，并放出巨大的能量。急劇速度釋放的能量，將使周圍的物體遭受到猛烈的沖擊和破壞。

爆炸必須具備的三個條件：

1）爆炸性物質(zhì)：能與氧氣（空氣）反應(yīng)的物質(zhì)，包括氣體、液體和固體。（氣體：氫氣，乙炔，甲烷等；液體：酒精，汽油；固體：粉塵，纖維粉塵等。）

2）氧氣：空氣。

3）點燃源：包括明火、電氣火花、機(jī)械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。

為什么要防爆

易爆物質(zhì): 很多生產(chǎn)場所都會產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。煤礦井下約有三分之二的場所有存在爆炸性物質(zhì)；化學(xué)工業(yè)中，約有80%以上的生產(chǎn)車間區(qū)域存在爆炸性物質(zhì)。

氧氣: 空氣中的氧氣是無處不在的。

點燃源: 在生產(chǎn)過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花,機(jī)械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當(dāng)儀表、電氣發(fā)生故障時。

客觀上很多工業(yè)現(xiàn)場滿足爆炸條件。當(dāng)爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時，若存在爆炸源，將會發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了

儀表防爆的基本原理

防止爆炸，就是要避免爆炸發(fā)生的三個條件同時存在。由于氧氣（空氣）無處不在，難以控制。因此，控制易爆氣體和引爆源為兩種zui常見的防爆原理。而在儀表行業(yè)中還有另外一種防爆

原理：控制爆炸范圍。儀表中常見的三種防爆原理：控制易爆氣體、控制爆炸范圍、控制引爆源

控制易爆氣體

人為地在危險場所（我們把同時具備發(fā)生爆炸所需的三個條件的工業(yè)現(xiàn)場稱著危險場所）營造出一個沒有易爆氣體的空間，將儀表安裝在其中,典型代表為正壓型防爆方法Exp。工作原理是：在一個密封的箱體內(nèi)，充滿不含易爆氣體的潔凈氣體或惰性氣體，并保持箱內(nèi)氣壓略高于箱外氣壓，將儀表安裝在箱內(nèi)。常用于再線分析儀表的防爆和將計算機(jī)、PLC、操作站或其它儀表置于現(xiàn)場的正壓型防爆儀表柜。

控制爆炸范圍　

人為地將爆炸限制在一個有限的局部范圍內(nèi)，使該范圍內(nèi)的爆炸不致于引起更大范圍的爆炸。典型代表為隔爆型防爆方法Exd。工作原理是：為儀表設(shè)計一個足夠堅固的殼體，按標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格地設(shè)計、制造和安裝所有的界面，使在殼體內(nèi)發(fā)生的爆炸不致于引發(fā)殼體外危險性氣體（易爆氣體）的爆炸。隔爆防爆方法的設(shè)計與制造規(guī)范極其嚴(yán)格而且安裝、接線和維修的操作規(guī)程也非常嚴(yán)格。該方法決定了隔爆的電氣設(shè)備、儀表往往非常笨重，操作須斷電等，但許多情況下也是zui有效的辦法。

控制引爆源　

人為地消除引爆源，既消除足以引爆的火花，又消除足以引爆的表面溫升，典型代表為本質(zhì)安全型防爆方法Exi。工作原理是：利用安全柵技術(shù)，將提供給現(xiàn)場儀表的電能量限制在既不能產(chǎn)生足以引爆的火花，又不能產(chǎn)生足以引爆的儀表表面溫升的安全范圍內(nèi)。按照標(biāo)準(zhǔn)和我國的國家標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)安全柵安全區(qū)一側(cè)所接設(shè)備發(fā)生任何故障（不超過250V電壓）時，本質(zhì)安全防爆方法確保危險現(xiàn)場的防爆安全。Ex i*本質(zhì)安全設(shè)備在正常工作、發(fā)生一個故障、發(fā)生二個故障時均不會使爆炸性氣體混合物發(fā)生爆炸。因此該方法是zui安全可靠的防爆方法。

危險場所危險性的劃分

爆炸性物質(zhì)	區(qū)域定義	中國標(biāo)準(zhǔn)	北美標(biāo)準(zhǔn)
氣體（CLASS Ⅰ）	在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)或長時間存在的場所	0區(qū)	Div.1
	在正常情況下爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所	1區(qū)	Div.1
	在正常情況下爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn)，僅僅在不正常情況下，偶爾或短時間出現(xiàn)的場所	2區(qū)	Div.2
粉塵或纖維（CLASS Ⅱ/Ⅲ）	在正常情況下，爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物可能連續(xù)，短時間頻繁地出現(xiàn)或長時間存在的場所	10區(qū)	Div.1
粉塵或纖維（CLASS Ⅱ/Ⅲ）	在正常情況下,爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物不能出現(xiàn),僅僅在不正常情況下,偶爾或短時間出現(xiàn)的場所	11區(qū)	Div.2

防爆方法對危險場所的適用性

序號	防爆型式	代號	國家標(biāo)準(zhǔn)	防爆措施	適用區(qū)域
1	隔爆型	d	GB3836.2	隔離存在的點火源	Zone1,Zone2
2	增安型	e	GB3836.3	設(shè)法防止產(chǎn)生點火源	Zone1,Zone2
3	本安型	ia	GB3836.4	限制點火源的能量	Zone0-2
3	本安型	ib	GB3836.4	限制點火源的能量	Zone1,Zone2
4	正壓型	p	GB3836.5	危險物質(zhì)與點火源隔開	Zone1,Zone2
5	充油型	o	GB3836.6	危險物質(zhì)與點火源隔開	Zone1,Zone2
6	充砂型	q	GB3836.7	危險物質(zhì)與點火源隔開	Zone1,Zone2
7	無火花型	n	GB3836.8	設(shè)法防止產(chǎn)生點火源	Zone2
8	澆封型	m	GB3836.9	設(shè)法防止產(chǎn)生點火源	Zone1,Zone2
9	氣密型	h	GB3836.10	設(shè)法防止產(chǎn)生點火源	Zone1,Zone2

爆炸性危險氣體危險性分類

根據(jù)可能引爆的zui小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區(qū)將爆炸性氣體分為四個危險等級,如下表:

工況類別	氣體分類	代表性氣體	zui小引爆火花能量
礦井下	Ⅰ	甲烷	0.280mJ
礦井外的工廠	ⅡA	丙烷	0.180mJ
	ⅡB	乙烯	0.060mJ
	ⅡC	氫氣	0.019mJ

美國和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成三個CLASS（類別）:CLASS Ⅰ 氣體和蒸氣; CLASS Ⅱ 塵埃; CLASS Ⅲ 纖維. 然后再將氣體和塵埃分成Group（組）：

組名	代表性氣體或塵埃
A	乙炔
B	氫氣
C	乙烯
D	丙烷
E	金屬塵埃
F	煤炭塵埃
G	谷物塵埃

氣體溫度組別劃分

溫度組別	安全的物體表面溫度	常見爆炸性氣體
T1	≤450℃	氫氣、丙烯腈等46種
T2	≤300℃	乙炔、乙烯等47種
T3	≤200℃	汽油、丁烯醛等36種
T4	≤135℃	乙醛、四氟乙烯等6種
T5	≤100℃	二硫化碳
T6	≤85℃	硝酸乙酯和亞硝酸乙酯

儀表的防爆標(biāo)志

Ex（ia）ⅡC T6的含義:

標(biāo)志內(nèi)容	符號	含義
防爆聲明	Ex	符合某種防爆標(biāo)準(zhǔn)，如我國的國家標(biāo)準(zhǔn)
防爆方式	ia	采用ia級本質(zhì)安全防爆方法，可安裝在0區(qū)
氣體類別	ⅡC	被允許涉及ⅡC類爆炸性氣體
溫度組別	T6	儀表表面溫度不超過85℃

Ex（ia）ⅡC的含義:

標(biāo)志內(nèi)容	符號	含義
防爆聲明	Ex	符合歐洲防爆標(biāo)準(zhǔn)
防爆方式	ia	采用ia級本質(zhì)安全防爆方法，可安裝在0區(qū)
氣體類別	ⅡC	被允許涉及ⅡC類爆炸性氣體

注:該標(biāo)志中無溫度組別項,說明該儀表不與爆炸性氣體直接接觸.

有關(guān)防爆術(shù)語及標(biāo)準(zhǔn)

安全柵安全參數(shù)定義：

安全柵zui高允許電壓：Um

保證安全柵本安端的本安性能，允許非本安端可能輸入的zui高電壓

安全柵zui高開路電壓：Uoc

在zui高允許電壓范圍內(nèi)本安端開路時電壓zui大值

安全柵zui大短路電流：Isc

在zui高允許電壓范圍內(nèi)本安端短路時的電流zui大值

安全柵允許分布電容：Ca

保證本質(zhì)安全性能情況下本安端zui大允許外接電容

安全柵允許分布電感：La

保證本質(zhì)安全性能情況下本安端zui大允許外接電感

防爆標(biāo)志格式說明：

將工廠或礦區(qū)的爆炸危險介質(zhì)，按其引燃能量，zui小點燃溫度以及現(xiàn)場爆炸性危險氣體存在的時間周期進(jìn)行科學(xué)分類分級，以確定現(xiàn)場防爆設(shè)備的防爆標(biāo)志和防爆形式。

防爆標(biāo)志格式：

Ex	（ia）	ⅡC	T4
防爆標(biāo)記	防爆等級	氣體組別	溫度組別

防爆等級說明：

ia等級：

在正常工作、一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。

正常工作時，安全系數(shù)為2.0；

一個故障時，安全系數(shù)為1.5；

二個故障時，安全系數(shù)為1.0。

注：有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。

ib等級:

在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。

正常工作時，安全系數(shù)為2.0；

一個故障時，安全系數(shù)為1.5。

正常工作時，有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護(hù)，并且有故障自顯示的措施，一個故障時安全系數(shù)為1.0。

關(guān)鍵詞：PLC

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