客戶(hù)咨詢(xún)服務(wù)熱線(xiàn):
防爆電氣設備中的隔爆與本安
爆炸條件
爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài),經(jīng)過(guò)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?chē)奈矬w遭受到猛烈的沖擊和破壞。爆炸必須具備的三個(gè)條件:
易爆物質(zhì):很多生產(chǎn)場(chǎng)所都會(huì )產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。煤礦井下約有三分之二的場(chǎng)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(chē)間區域存在爆炸性物質(zhì)。
氧氣:空氣中的氧氣是無(wú)處不在的。
點(diǎn)燃源:在生產(chǎn)過(guò)程中大量使用電氣儀表,各種磨擦的電火花,機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免,尤其當儀表、電氣發(fā)生故障時(shí)。
客觀(guān)上很多工業(yè)現場(chǎng)滿(mǎn)足爆炸條件。當爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內時(shí),若存在激發(fā)能源,將會(huì )發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。
防爆設備
防爆設備:在規定條件下不會(huì )引起周?chē)ㄐ原h(huán)境點(diǎn)燃的電氣設備。
防爆設備分類(lèi):
Ⅰ類(lèi):煤礦井下電氣設備;
Ⅱ類(lèi):除煤礦、井下之外的所有其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備。
Ⅱ類(lèi)又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類(lèi),標志ⅡB的設備可適用于ⅡA設備的使用條件;ⅡC可適用于ⅡA、ⅡB的使用條件。
Ⅲ類(lèi):除煤礦以外的爆炸性粉塵環(huán)境電氣設備。
ⅢA類(lèi):可燃性飛絮;
ⅢB類(lèi):非導電性粉塵;
ⅢC類(lèi): 導電性粉塵。
最高表面溫度:電氣設備在規定范圍內的最不利運行條件下工作時(shí),可能引起周?chē)ㄐ原h(huán)境點(diǎn)燃的電氣設備任何部件所達到的最高溫度。最高表面溫度應低于可燃溫度。
例如:防爆傳感器環(huán)境的爆炸性氣體的點(diǎn)燃溫度為100℃,那么傳感器在最?lèi)毫拥墓ぷ鳡顟B(tài)下,其任何部件的最高表面溫度應低于100℃。
溫度組別:
防爆形式
1.本安型 "i"(本質(zhì)安全型電氣設備及其關(guān)聯(lián)設備) 本質(zhì)安全電路:
在規定的試驗條件下,正常工作或規定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應均不能點(diǎn)燃規定的爆炸性氣體或蒸汽的電路。
本質(zhì)安全型電氣設備:全部電路為本質(zhì)安全的電氣設備。
本安型設備和關(guān)聯(lián)設備的本質(zhì)安全部分分為ia和ib:
ia:正常工作 + 一個(gè)故障 + 任意組合的兩個(gè)故障均不能引起點(diǎn)燃的電氣設備。
ib:正常工作 + 一個(gè)故障條件下不能引起點(diǎn)燃的本質(zhì)安全型電氣設備。
由此可見(jiàn)ia等級高于ib等級
關(guān)聯(lián)設備:裝有本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路,且結構是非本質(zhì)安全電路不能對本質(zhì)安全電路產(chǎn)生不利影響的電器設備。
2. 隔爆型 "d" 具有隔爆外殼的電氣設備。
它能承受已進(jìn)入外殼內部的可燃性混合物內部爆炸而不受損壞,并且通過(guò)外殼上的任何接合面或孔不會(huì )引燃由一種或多種氣體或蒸汽所形成的外部爆炸性環(huán)境的電氣設備外殼。
3.增安型 e
4.充油型 o
5.充砂型 q
6.澆封型 m
7.復合型
定義
01
間隙防爆(隔爆EXd)
隔爆又稱(chēng)耐壓防爆,它把能點(diǎn)燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個(gè)外殼內,該外殼特別牢固,能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力,并阻止向殼外的爆炸性混合物傳爆。這就是說(shuō),隔爆型儀表的殼體內部是可能發(fā)生爆炸的,但不會(huì )傳到殼體外面來(lái),因此這種儀表的各部件的接合面,如儀表蓋的螺紋圈數,螺紋精度,零點(diǎn),量程調整螺釘和表殼之間,變送器的檢測部件和轉換部件之間的間隙,以及導線(xiàn)口等,都有嚴格的防爆要求。
隔爆型儀表除了較笨重外,其他比較簡(jiǎn)單,不需要如安全柵之類(lèi)的關(guān)聯(lián)設備。但是在打開(kāi)表蓋前,必須先把電源關(guān)掉,否則萬(wàn)一產(chǎn)生火花,便會(huì )暴露在大氣之中,從而出現危險。
02
減小點(diǎn)燃能量防爆(本安防爆EXi)
本質(zhì)安全型儀表又叫安全火花型儀表。它的特點(diǎn)是儀表在正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)下,電路、系統產(chǎn)生的火花和達到的溫度都不會(huì )引燃爆炸性混合物。它的防爆主要由以下措施來(lái)實(shí)現:
①采用新型集成電路元件等組成儀表電路,在較低的工作電壓和較小的工作電流下工作;
②用安全柵把危險場(chǎng)所和非危險場(chǎng)所的電路分隔開(kāi),限制由非危險場(chǎng)所傳遞到危險場(chǎng)所去的能量;
③儀表的連接導線(xiàn)不得形成過(guò)大的分布電感和分布電容,以減少電路中的儲能。
本質(zhì)安全型儀表的防爆性能,不是采用通風(fēng)、充氣、充油、隔爆等外部措施實(shí)現的,而是由電路本身實(shí)現的,因而是本質(zhì)安全的。它能適用于一切危險場(chǎng)所和一切爆炸性氣體、蒸氣混合物,并可以在通電的情況下進(jìn)行維修和調整。但是,它不能單獨使用,必須和本安關(guān)聯(lián)設備(安全柵)、外部配線(xiàn)一起組成本安電路,才能發(fā)揮防爆功能。
本安型儀表有ia、ib兩種:
①ia等級,在正常工作狀態(tài)下,以及電路中存在一個(gè)故障或兩個(gè)故障時(shí),均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。在ia型電路中,工作電流被限制在100mA以下。
②ib等級,在正常工作狀態(tài)下,以及電路中存在一個(gè)故障時(shí),不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。在ib電路中,工作電流被限制在150mA以下。
本質(zhì)安全型電氣設備結構簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、制造和維護方便,具有可靠的安全性,能直接應用在最危險的0區場(chǎng)所。因此,此類(lèi)電器設備被廣泛地應用在石油、化工等大型工程上,并逐漸地替代笨重的隔爆型結構。
防爆設備的合理選用
1.根據設備安裝、使用場(chǎng)所的危險區域來(lái)選擇設備的防爆型式:
0區:只能選ia型、S型(指專(zhuān)為0區設計的S型);1區:可能除n型(本安型)以外的其他型式;2區:所有防爆型式均可選;
表1 危險區域劃分
2.根據可能出現的可燃性氣體、蒸氣的傳爆級別和引燃溫度組別,選擇設備的防爆等級和最高允許表面溫度組別。
表2可燃性氣體、蒸氣的引燃傳爆級別
表3可燃性氣體、蒸氣的引燃溫度組別
說(shuō)明:a、可燃性氣體、蒸氣的傳爆級別也是電氣設備的防爆級別,兩者是一致的。b、可燃性氣體、蒸氣的引燃溫度組別與電氣設備最高表面溫度組別一一對應。
3.防爆類(lèi)型在危險場(chǎng)所的適用性
表4防爆類(lèi)型在危險場(chǎng)所的適用性
防爆標志含義
Ex(ia)ⅡC T6的含義:
Ex(ia)ⅡC 的含義:
注:該標志中無(wú)溫度組別項,說(shuō)明該設備不與爆炸性氣體直接接觸
防爆術(shù)語(yǔ)
爆炸危險場(chǎng)所安裝要求
行程 | 縮寫(xiě) | 含義 |
安全柵最高允許電壓 | 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最高電壓 |
安全柵最高開(kāi)路電壓 | Uoc | 在最高允許電壓范圍內本安端開(kāi)路時(shí)電壓最大值 |
安全柵最大短路電流 | Isc | 在最高允許電壓范圍內本安端短路時(shí)的電流最大值 |
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最大允許外接電容 |
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最大允許外接電感 |
①爆炸危險場(chǎng)所使用的儀表、電氣設備和安裝材料如接線(xiàn)盒、分線(xiàn)盒、端子箱等,必須具有經(jīng)本國授權機構簽發(fā)的防爆合格證,安裝前應檢查其規格、型號是否符合設計要求,其外部應無(wú)損傷、裂紋。
②在爆炸危險場(chǎng)所也可設置正壓防爆的儀表箱,內裝非防爆型儀表及其他電氣設備,設備箱的通風(fēng)管必須保持暢通,在送電以前,應通入箱體積 5倍以上的氣體進(jìn)行置換。
③爆炸危險場(chǎng)所1區內的儀表配線(xiàn),必須保證在萬(wàn)一發(fā)生接地、短路、斷線(xiàn)等事故時(shí),也不致形成點(diǎn)火源。因而電纜、電線(xiàn)必須穿管敷設,采用耐壓防爆的金屬管,穿線(xiàn)保護管之間以及保護管與接線(xiàn)盒、分線(xiàn)箱、拉線(xiàn)盒之間,均應采用圓柱管螺紋連接,螺紋有效嚙合部分應在5~6扣以上。需撓性連接時(shí)應采用防爆撓性連接管。
在2區內的設備配線(xiàn),一般也應穿管,但只是為了保護電纜、電線(xiàn)的絕緣層不受外傷。
④匯線(xiàn)槽、電纜溝、保護管穿過(guò)不同等級的爆炸危險場(chǎng)所分界線(xiàn)時(shí),應采取密封措施,以防止爆炸性氣體從一個(gè)危險場(chǎng)所串入另一個(gè)危險場(chǎng)所。