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1、电气防爆安全技术,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,近年来，随着党和国家政府对安全生产管理的进一步深入，石油、海洋石油、石油化工和化学工业等行业在争创效益的同时，以人为本、安全生产的意识正在逐步提高。因此，爆炸危险场所的电气设备、仪器仪表和照明设备（简称电气设备）等在采购、设计、安装、使用和维修后的防爆安全性能已经越来越得到这些行业的重视。类非矿用防爆电气设备（工厂用防爆电气设备）90%是用于石油、海洋石油、石油化工、化学工业和制药等行业（简称石化行业）,这些行业中的危险化学品作业场所存在的易燃易爆气体/蒸气种类繁多（目前世界上已经定性的有大约4
2、000余种，其中定量的有1900余种），生产、储存、运输等环节工艺装备复杂多变，释放源种类繁多，爆炸危险因素难以分析判定。所以如何全面正确认识电气防爆安全技术，是我们这次交流的内容。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,爆炸性危险环境/场所,爆炸性物质,释放源的概念,危险区域划分,防爆电气概念,防爆电气设备的保护等级,防爆电气设备的选型,防爆电气设备鉴别,安装与维护,爆炸性物质和爆炸危险环境/场所对气体或液体物质而言：在防爆技术中，可燃性物质是指物质（这包括气体、液体和固体）本身是可燃性的，并能够产生可燃性气体、蒸气或薄雾。可燃性液体又包括：可燃性
3、液体和易燃性液体。闪点高于45的称为可燃性液体；闪点低于45的称易燃性液体。对固体物质而言：粉尘：在大气中依靠自身重量可沉淀下来，但也可持续悬浮在空气中一段时间的固体微小颗粒。可燃性粉尘：与空气混合后可能燃烧或闷燃、在常温压力下与空气形成爆炸性混合物的粉尘。导电性粉尘：电阻系数等于或小于1103m的 粉尘、纤维或飞扬物。爆炸性物质是指可燃性物质与空气的混合物。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,爆炸是燃烧的加速度反应。它是可燃物质在点燃源能量的作用下，在空气或氧气中
4、，进行化学反应，引起温度的升高，释放出热辐射及光辐射的现象。如果燃烧速度急剧加快，温度猛烈上升，导致燃烧生成物和周围空气激烈膨胀，形成巨大的爆破力和冲击波并发出强光和声响，这就是爆炸。爆炸的三个基本条件：即要有可燃物质、助燃物质和点燃源，三者缺一不可。爆炸性危险环境是指：在大气条件下，可燃性物质与空气的混合物被点燃爆炸后，燃烧将传至全部未燃混合物的环境。爆炸危险场所是指：有人员作业的爆炸危险区域。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,释放源的概念释放源是指可能把可燃气体、薄雾或液体释放到大气中以至形成爆炸性混合物的某个部位或某个点。每一台加工设备：
5、如罐、泵、管道、容器等都应视作潜在的可燃性物质的释放源。如果这类设备不再盛装可燃性物质，很明显它的周围就不会形成爆炸区域。如果这类设备盛装可燃性物质，但不向大气层释放，同样是潜在的释放源，如果设备向大气中释放可燃物质，首先要确定大概的释放频率和持续时间，来确定释放源的级别。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,连续级释放源：连续释放或预计长期释放的释放源。例如：处理容器的内部，与大气相通的储罐，在储油（液）槽中油(液)上方的蒸气空间和低于水平面的空间等。第一级释放源：正常运行时，预计可能周期性或偶尔释放的释放源。例如：设备正常运行时，会释放易燃物质
6、的泵、压缩机和阀门的密封件处；正常操作时会向大气释放物质的取样点第二级释放源:在正常运行时，预计不可能释放，如果释放也仅是偶尔和短时释放的释放源。例如：法兰、管接头、连接件；在正常运行时不可能出现释放的泵、压缩机和阀门的密封件处、安全阀、排气孔。多级释放源:由上述两种或多种级别组成的释放源。按连续级或第一级释放源来划分。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,爆炸危险区域划分,我国对爆炸性危险场所（气体/蒸汽）划分的依据是：GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备 第14部分 危险场所分类 GB50058-1992 爆炸和火灾危险环境电力
7、装置设计规范,根据爆炸性气体（蒸气）环境出现的频率和持续时间把危险场所分为以下区域。0区：爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。1区：在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所。2区：在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,爆炸性气体/蒸气危险环境区域的划分是依据释放源的性质来确定的。,原则上，在没有任何外界条件影响的情况下，连续级释放源周围形成0区；第一级释放源周围形成1区；第二级释放源周围形成 2 区。通风，即空气流动，使新鲜的空气置换释放源周围的大气以促进
8、可燃性气体逸散。通风速率适当，也能避免爆炸性气体环境的持久性，影响区域类型。通风形式：A）自然通风；B）人工通风:整体或局部通风。在露天场所，自然通风通常能够对消散场所中出现任何爆炸性环境起到重要作用。人工通风：例如：采用通风机或排气装置。人工通风主要用于户内或封闭的空间场所。分为：高级通风（VH）；中级通风（VM）和低级通风（VL）三种。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,可燃性粉尘危险区域的划分依据是：根据可燃性粉尘环境出现的频率和持续时间，把危险场所分为三个区
9、域。它们是：20区、21区和22区。,20区：在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的场所及容器内部。,21区：在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区。,22区：在异常条件下,可燃性粉尘云偶而出现并且只是短时存在、或可燃性粉尘偶而出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,防爆电气设备概念,防爆电气设备：在爆炸危险场所安全运行的所有带电设备。防爆电气设备的分类：类：煤矿用防爆电气设备；
10、类：除煤矿用以外的电气设备（石油和化工用电气设备）；粉尘类：用“DIP”表示。防爆电气设备的结构型式：爆炸性气体环境中安装的电气设备主要有隔爆型电气设备、增安型电气设备、本质安全型电气设备、正压型电气设备、浇封型电气设备、充油型电气设备、充沙型电气设备、“n”型电气设备,除这些结构以外的，并经检验机构检验确认的防爆特殊型“s”。主要介绍常用的几种类型：d、e、p、n、i,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求GB3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第2部分：隔爆型“
11、d”GB3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第3部分：增安型“e”GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型“i”GB3836.5-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第5部分：正压外壳型“p”GB3836.6-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第6部分：油浸型“O”GB3836.7-2004 爆炸性气体环境用电气设备 第7部分：充砂型“p”GB3836.8-2003 爆炸性气体环境用电气设备 第8部分：“n”型电气设备GB3836.9-2006 爆炸性气体环境用电气设备 第9部分：浇封型“m”GB12476.1-2000 可燃性粉尘环境用电气设
12、备 第1部分：用外壳和限制表面温度保护的电气设备 第1节：电气设备的技术要求,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,防爆电气设备的通用技术要求 GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求所规定的是各种防爆结构类型电气设备所共同需要遵守的技术指标。这些技术条款约束着它们共性的潜在危险。这个标准的内容除非被其它专业标准修改或补充。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,适用条件：按此标准制造的防爆电气设备一般的运行条件：环境温度:-20+40；大气压力：80kPa（0.8bar）1
13、10kPa（1.1bar）和标准氧含量体积比为21的空气。对在超出上述范围以外的环境条件中使用的电气设备需要特殊考虑。例如：当在低于-20环境温度下运行的设备，其相关的防爆参数都要进行试验验证或相应的修正。当在高于+40环境温度下运行时，其电气设备的表面温度值应进行相应的修正测量来确定其温度组别。若设备铭牌上或证书中没有特殊说明，均视为一般的运行条件。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,防爆型式 为防止电气设备引起周围爆炸性气体 引燃而采取的特定措施。也称之为“防爆结构型式”。特定的爆炸性环境的设备（特殊型）依据特定应用的爆炸性气体环境，对设备进
14、行特定检验。这种情况，应在设备上作出相应的标志“s”,并在防爆合格证中说明允许应用的危险区域。例如：“ExsT4”。爆炸性气体混合物的分级 由于每一种气体/蒸气的物理、化学性质不同，其点燃、爆炸的特性也各不相同。根据气体/蒸气的最大试验安全间隙和最小点燃能量的大小，将其划分不同的级别：即A、B、C，其中A级的约占全部气体/蒸气的80%左右，B级的约占1520%左右，C级的仅确认有6种。爆炸混合物分级,主要是便于该环境的隔爆型电气设备和本质安全型电气设备和nC、nL型的制造及应用。其他防爆结构类型不存在级别划分。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,
15、石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,气体点燃温度组别划分：,温度组别 最高表面温度 T1 450 T2 300 T3 200 T4 135 T5 100 T6 85 在环境温度-20+40下使用，不需附加标志。否则应标注特定的环境温度。,所谓点燃温度是指:在规定的测试条件下,点燃爆炸性介质所需的最低温度。一般是指爆炸性气体接触的发热部件/外壳表面的点燃温度。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,符号“U”的表示 用来表示Ex元件的符号。所谓Ex元件表明：此元件只是防爆结构型式的一个部分，不能够单独使用，
16、只能与其它元件或部件配合，才能成为一个完整的防爆设备。此元件往往是制造商的通用配件。一般在此Ex元件的防爆合格证号后加注“U”。例如：“CE081036U”符号“X”的表示 用来表示特殊安全使用条件或限定条件的符号。例如：对设备安装位置的限定要求、对引入电缆的选用要求、对外壳抗冲击能量的说明等。一般是在防爆合格证号后加注“X”，并在备注栏中说明限制条件。例如：防爆灯具的合格证CE081023X，备注栏中注明“此灯具限垂直向下安装”。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,对外壳的要求：1、强度要求：对于防爆电气设备外保护的壳体应能承受一定的抗物的冲击
17、能力，防止壳体损坏，造成防爆性能或保护性能失效。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,此外，对于手持式或便携式电气设备除了保证其抗冲击外，还应在使用状态下保证从1m高自由跌落到水平的混凝土地面上而不损坏。2、对外壳的材料要求：轻合金外壳允许按下列的质量百分比：对于0区，铝、镁、钛和锆的总含量不允许大于7.5；对于1区，镁的总含量不允许大于7.5；对于2区，除风扇、风扇罩和挡风板应符合1区的要求外，其他无要求。如果超过了以上规定的含量，设备应按要求加标志“X”，并且安全使用的特殊条件应包含足够的信息使用户确定设备特殊应用的适应性。例如：“避免由于冲击
18、或摩擦的点燃危险”。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,非金属外壳和外壳的非金属部件：非金属材料的外壳或外壳部件的耐热和耐寒性能（热稳定性）应满足规定的试验要求。设备外壳表面应设计为在正常使用、维护和进行清洁的情况下，能避免产生引燃危险的静电电荷的结构，该要求可通过下列措施之一来满足:a)外壳的表面电阻不大于1G；或者b)通过限定外壳非金属部件的表面积;C）设置警告标志，例如：“清洁时，请用湿布擦拭”。耐光照性能：如果与防爆型式有关的外壳或外壳部件是非金属材料，并且无防光照保护，则外壳应保证耐光照试验合格。所谓“光照”包括日光和灯光（尤其是大功率
19、光源）。透明玻璃罩及观察窗应采用具有一定强度的材料制成，并能够承受热剧变试验合格。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,胶粘材料：用于防爆电气设备外壳或部件粘接的材料 应保证在预期的工作条件下和设备额定运行值范围内，对于其所承受的最低温度和最高温度应有足够的热稳定性，防止材料变质，影响防爆性能。,3、对外壳的防护要求：防爆电气设备的外壳应合理地采取防护措施（IP），这样做的目的：一是满足有些防爆型式的特定要求；二是起到设备正常运行防护的需要，尤其是户外安装的设备。衬垫保持 在外壳防护等级与安装或者维护规定打开的衬垫接合面的情况下，衬垫应粘附或固定到
20、配合面的一个面上以防止丢失、损坏或不正确的组装。灯具中的光源应有透明保护罩，该透明保护罩可由网孔不大于2500mm2的保护网来保护。如果网孔超过2500mm2，则该灯具应视为无保护进行试验。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,外壳的引入装置 向设备的引入应是通过位于外壳壁或设计装配在外壳壁内或壁上的光孔或螺纹孔进行。1）引入装置的标识 应指明引入电缆或导管的位置和最大允许数量。螺纹式引入装置的螺纹型式（例如：公制的或锥管螺纹NPT）应在设备上作出标志或者是应在安装说明书中规定（2）电缆密封套 电缆压紧螺母不应损坏安装其上的电气设备的防爆特性。3）
21、封堵件 用于封闭电气设备外壳壁未使用的开孔时，应满足相关的专用防爆型式的要求。封堵件应只能使用工具拆除。4）导线温度 在额定工作状态下，如果电缆或导管引入装置部位的温度高于70，或在芯线分支部位高于80，电气设备应适当地作出标志（“X”）以便用户正确选择电缆密封套和电缆或导线。5）引入装置中的橡胶密封圈应按规定的老化试验合格。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,紧固件 对于保证防爆型式或用于防止触及裸露带电零件所必须的紧固件，只允许适用工具才能松开或拆除。含轻金属的外壳用的紧固件允许用轻金属或塑料制成，只要紧固件的材料适合外壳材料即可。在防爆型式
22、专用标准中要求用特殊紧固件时，则特殊紧固件应是符合ISO262粗牙的公制螺纹，公差等级符合6g/6H。等电位连接,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,接地1）内部接地对于接地或等电位导体的连接件应设在电气设备内部邻近其它连接件。2）外接地 电气设备的金属外壳应设置辅助的外接地连接件，电气设备在下列情况的除外：通电时移动并且具有接地芯线或等电位线的电缆；或仅仅安装于不要求外接地连接的配线系统，例如，金属导管或铠装电缆。,3）不要求接地的电气设备 在不要求接地或等电位连接的的情况下，例如，在某些具有双重或加强绝缘的电气设备中，或者对于不需要附加接地的情
23、况，内接地或外接地或等电位连接件不必要提供。另外，电气设备外接地连接件应能至少与截面积4mm2的接地线有效连接。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,隔爆型电气设备(d),隔爆型电气设备是指具有隔爆外壳的电气设备，防爆标志为“d”。隔爆外壳是指能承受内部的爆炸压力，并能阻止爆炸火焰向周围环境传播的防爆外壳。电气设备外壳的内部由于呼吸作用会进入周围的爆炸性气体混合物，当设备产生电火花及危险高温时，将引燃壳内的爆炸性气体混合物，形成巨大的爆破力及冲击波。一方面隔爆外壳应能承受内部的爆炸压力而不破损；另一方面隔爆外壳的接合面应能阻止爆炸火焰向壳外传播点燃
24、周围的爆炸性气体混合物。因此隔爆外壳应有耐爆性及隔爆性两种特性。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,隔爆型电气设备的外壳材料一般采用金属材质制成。常用的有钢板、铸钢、铸铝合金、铸铁等材料。当采用铸铝时，应用抗拉强度不低于12Mpa，含镁量不低于6%的铝合金。当外壳容积不大于0.01升时，可采用陶瓷材料制造；当外壳容积不大于0.5升时，可采用塑料材料制造，但塑料外壳的结构强度受成型工艺及易自然老化的影响，一般用于外壳容积小于0.1升的隔爆部件。,由于制造、安装、维护等原因，隔爆外壳不可能是天衣无缝的整体，而是由许多个零部件组成。零件间的连接缝隙会成
25、为壳内的爆炸产物所通过的路径，引燃周围的爆炸性气体混合物。这些零部件的配合部分称隔爆接合面，其接合缝隙称隔爆接合面间隙。,隔爆接合面的结构形式有平面式、圆筒式、止口式、螺纹式、曲路式以及胶粘密封等。隔爆级别分为：A、B、C,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,平面隔爆接合面,外壳内部,外壳内部,i,i0.2(A)i0.15(B)i0.1(C),石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,止口隔爆接合面,外壳内部,外壳内部,外壳内部,L=c+d(IIA,IIB,IIC)c 6.0 mm(IIC)3.0 mm(I,
26、IIA,IIB)d 0.50 L(IIC)f 1.0 mm(I,IIA,IIB,IIC),外壳内部,圆筒部分和平面部分 仅仅圆筒部分,i0.2(A)i0.15(B)i0.1(C),石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,k 无摩擦允许的最小径向间隙m 计入k值时的最大径向间隙D-d 直径差,旋转电机的轴封接合面,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,螺纹隔爆接合面,i0.2(A)i0.15(B)i0.1(C),石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,粘接接合面,隔爆外
27、壳的部件可以直接粘合在外壳壁上，与后者构成不可分的组件，或者粘合到金属框架内，使组件能作为一个整体更换，不损坏粘合。,粘接接合面仅仅允许用于保证由它们组成的隔爆外壳的密封。其结构应使组件的机械强度不仅仅依赖粘接材料的粘接强度。,从容积V的隔爆外壳内侧到外侧穿越粘接接合面的最短路径应该是：如果V10cm3 时，不小于3 mm;如果10cm3V100cm3 时，不小于6 mm;如果V100cm3 时，不小于10 mm。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,、A和B类外壳接合面最小宽度和最大间隙,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天
28、津防爆电气检测检验中心,C类外壳接合面的最小宽度和最大间隙,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,构成隔爆外壳部件的呼吸和排液装置 呼吸和排液装置含有透气元件，这些元件应能够承受它所安装的隔爆外壳内部爆炸产生的压力，并且能够防止向外壳周围爆炸性环境传爆。具体规定如下：1）隔爆外壳内部爆炸的动态效应而不产生损害透气元件阻火性能永久性变形或损坏。2）这些要求同样适用于传声装置。3）呼吸和排液孔不应利用故意扩大平面接合面的间隙获得。4）用于含有乙炔的爆炸性气体环境中的呼吸或排液装置的元件的含铜量应不超过60%，以限制乙炔化合物的形成。5）应规定呼吸和排液装
29、置及其零部件的尺寸。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,隔爆外壳上的几个主要零部件：,紧固件应有足够的机械强度，壳体内部爆炸时内部产生的压力，不会引起螺栓断裂。紧固件应有防锈、防松措施，以保证平面式隔爆接合面的间隙。用螺栓紧固时，若用弹簧垫圈防松，只需将弹簧垫圈压平即可，不宜拧得太紧，应保证各个螺栓受力均匀。为了避免外力对紧固螺栓的剪切，盖和壳体接合处的外型尺寸必须一致。其中：1）螺纹应是粗牙的公制螺纹，公差等级为6g/6H；2）不允许使用塑料材料和轻合金。3）螺钉和螺母的屈服应力至少为240N/mm2。4）紧固件不应穿透隔爆外壳壁，除非它们与壁
30、构成隔爆接合面并且与外壳是不可分开的，例如利用熔接、铆接或其他等效方法。5）对于不穿透隔爆外壳壁的螺钉或螺栓孔，隔爆外壳壁的剩余厚度应至少是螺钉或螺栓直径的三分之一，最小3mm。6）当螺钉没有配垫圈完全拧入到隔爆外壳壁的盲孔中的时候，在孔的底部至少保留一整扣螺纹的余量。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,连锁装置和警告牌：正常运行时会产生火花和高温的电气设备，须设置联锁装置。联锁装置的机构应保证电源接通时壳盖不能打开；壳盖打开后，电源不能接通。用螺栓紧固的外壳允许用警告牌代替联锁装置。警告牌内容：“严禁带电开盖！”；若有高温元件或储能元件，应注明
31、“断电后延迟 分钟开盖”。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,透明件主要用于照明灯具的透明罩、仪表窗口、指示灯罩等部位。照明灯具、电器仪表的观察窗的透明件一般采用钢化玻璃制成，要有一定的厚度。应能承受规定的冲击试验、耐压试验和热剧变试验。隔爆外壳上固定透明件的方法有胶粘式、衬垫式两种。,隔爆外壳上的衬垫有两种形式：防爆用的衬垫，应采用金属或金属包覆的可压缩不燃材料；防护用的衬垫，应采用橡胶或塑料的可压缩不燃材料，且不能计算在隔爆接合面内。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,引入装置是电缆或导线进出电
32、气设备的隔爆部件。按按其结构分有橡胶密封圈式、填料密封式、带螺纹的电缆引入方式之分。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,增安型电气 设备(e),增安型电气设备是指对正常条件下不会产生电弧或电火花的电气设备，进一步采取措施，提高其安全程度，防止电气设备产生电弧、电火花及危险高温的电气设备。其防爆标志为“e”。,增安型电气设备是采取了以下结构措施来提高电气设备安全性的：1、有效的外壳防护；
33、2、电路的可靠连接；3、增大电气间隙和爬电距离；4、限制设备的温升；5、提高绝缘性能。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,有效的外壳防护：增安型电气设备是依靠外壳的防护措施来保护内部的电气部件的。外壳防护措施不好，粉尘及水分会侵入壳体内的电气绝缘构件上，造成电气设备的过载或短路，产生电火花或电弧，引燃周围的爆炸性气体混合物。此外，外壳要承受一般外物的冲击，防止外壳破裂。增安型电气设备的外壳防护等级应符合以下规定：1）内装裸露带电零件的外壳（如接线连接件），至少应有IP54的外壳防护等级；2）内装绝缘带电零件的外壳（如电磁阀线圈），至少应有IP44
34、的外壳防护等级。具有排水孔或通风孔的保护壳体可以在1）情况下防护等级不低于IP 44；或2)情况下不低于IP 24。对于安装在清洁环境下，并且定期由经过培训的人员监视的旋转电机的外壳（端子箱和裸露带电部件除外）可以不低于 IP 20。但是，应能防止固体外物通过通风孔垂直落入电机外壳中。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,电路的可靠连接：外部电缆的连接：外部电缆进入电气设备后，一般都在接线端子处接线。如果连接件尺寸过小，连接件上的电流密度过高将造成接点过热，如果连接松动接触不良将产生电火花，都有可能引燃周围的爆炸性气体混合物。为此，电气连接件应有足
35、够尺寸，保证与电气设备额定电流相适应的导线可靠连接。无论连接件的结构如何，均应有可靠固定和防松措施，制造厂在说明书中应规定连接导线的规格及数量。,内部导线的连接：增安型电气设备内部导线的连接同样应连接可靠，并应消除不适当的机械应力。因此只允许采用以下导线的连接方法：a）能防止松动的螺栓及螺钉连接；b）挤压连接；c）导线用机械方法连接后，再用锡焊连接；d）硬焊连接；e）溶焊连接。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,增大电气间隙和爬电距离：电气间隙是指两个导电部分之间的最短空间距离；爬电距离是指两个导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离。,石油和化学工
36、业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,表2 绝缘材料的耐泄痕性,绝缘材料的耐泄痕性,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,选用优质的绝缘材料：通常，从绝缘材料产品的形态可分为三大类：气体、液体、固体绝缘材料。气体绝缘材料在高压开关中应用较广，液体绝缘材料以矿物油为主用作低压变压器的绝缘油；固体绝缘材料大量用作电气设备的绝缘构件。防爆电气设备的绝缘材料有以下要求：1）固体绝缘材料应有不燃、难燃性能；2）固体绝缘材料吸潮性要小；3）固体绝缘材
37、料应有耐电弧性能；4）固体绝缘材料应有耐热性能。影响绝缘材料功能的机械性能，例如强度和刚度在下列条件下应满足要求：a.高于电气设备额定运行时的最高温度至少20K，最低为80，或 b.对于绝缘绕组、内部布线和与电气设备永久连接的电缆，在电气设备额定运行时达到的最高温度。5）对于绕组应在紧固和包覆绕制之后进行干燥除去潮湿，然后用合适的浸渍漆浸渍。用涂刷或喷洒进行涂覆不认为是浸渍。浸渍时，浸渍和干燥处理至少进行两次。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,.限制设备的表面温度：限制设备的表面温度是增安型电气设备主要的防爆措施。因为，增安型电气设备的外壳只有
38、防护功能，设备的表面温度不能考虑外壳的表面，而应考虑壳内的电气部件表面温度。这样，很难提高设备的温度组别，因此，须从限止极限温度及进行电气保护两个方面着手解决。所谓极限温度是指电气设备或其部件的最高允许温度。在确定极限温度时，应考虑两个因素：一是爆炸性气体混合物被点燃的危险温度；二是结构材料的极限温度。对于电动机应在启动、额定运行或规定的过载状态（tE时间结束时），其任何部位的最高表面温度均不允许超过规定的温度 保护装置一般有两种形式：a）电流保护方式 b）温度保护方式,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,对于增安型灯具，应特别注意光源的选择：1、
39、具有符合规定的单插脚冷起动荧光灯；2、管式双插脚荧光灯（电路应连接成无预热阴极）；3、白炽灯；4、不存在灯泡破裂后光源部分仍有高于限制温度的危险的其它光源。单插脚荧光灯 双插脚荧光灯,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,浇封型电气设备 电气设备的一种防爆型式。在这种防爆型式中，将产生点燃爆炸性混合物的火花或过热的部分封入复合物中，使它们在运行或安装条件下不能点燃爆炸性混合物。防爆标志为“ma/mb”。复合物为：热固性的、热塑性的，环氧树脂（冷固）或弹性物质，有或无填充剂和/或添加剂，在固化后认为是复合物。复合物材料在性能上应能承受设备在运行时和工作
40、/故障发热温度。复合物的浇封工艺和要求应满足标准。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,保护等级：浇封型电气设备分为“ma”或“mb”两种保护等级。“ma”保护等级：应在下列各种情况下不能引起点燃：1）在正常的运行和安装条件下；2）任何规定的非正常条件；3）定义的故障条件下。所以，ma保护等级的设备允许使用在0区。“mb”保护等级:应在下列各种情况下不能引起点燃：1）在正常的运行和安装条件下；2）定义的故障条件下。所以，mb保护等级的设备允许使用在1区以下。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,正压外壳
41、型电气设备(p)正压外壳型电气设备是指具有正压外壳的电气设备。防爆标志为“p”。所谓正压外壳是指保持内部保护气体的压力高于周围爆炸性气体环境的压力，阻止外部混合物进入的外壳。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,正压型电气设备有连续气流正压、泄漏补偿正压、静态正压三种结构型式。连续气流正压是指保护气体连续通过正压外壳，使外壳保持正压的方法。泄漏补偿正压是指在各个排气口封闭时，对正压外壳和管道内保护气体不可避免的泄漏进行补偿，使壳内保持正压的方法。静态正压是指不添加保护气体而保持危险场所中正压外壳内正压值的方法。,正压型电气设备的防爆型式是以外部的爆
42、炸性环境（1区、2区）、是否有内释放、正压外壳内是否有点燃能力为依据来划分的。pX型-将正压外壳内的危险从1区降至非危险。py型-将正压外壳内的危险从1区降至2区的正压保护。pz型-将正压外壳内的危险从2区降至非危险的正压保护。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,具体见下表：,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,正压保护装置的结构要求：通至正压外壳内的保护气体通常采用清洁空气或惰性气体。除罐装保护气体外，保护气体进入管道
43、的位置应设在非危险环境。正压外壳内的保护气体应是干燥、不含油、粉尘、纤维、化学剂、可燃物的气体。因此，管道内应设置干燥过滤器，且空气源的采集位置应在安全区，并应注意风向、风速的影响。正压外壳及管道内的所有空间的最小气体压力值应不低于50Pa（正压小屋为25Pa),特别要保证泄漏部位的最小气体压力值。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,正压设备具体工作原理：1、正压型电气设备在开启前，首先要进行换气。换气过程以最小换气量来实现。即至少通以5.0倍正压外壳及管道容积的气量值进行冲洗，使壳体内无爆炸性气体混合物后才能通电。当进入外壳及管道的最小流量确定
44、后，为达到最小换气量的时间称最小换气时间。换气过程只须控制最小换气时间即可完成。2、对于在换气过程中实现控制目的的电气系统，应采用适合的防爆结构型式，保证正压型电气设备的整体安全。3、正压型电气设备在启动、运行时，会有气压不足的情况。所以，正压型电气设备应设置补气及控制系统，保证低于工作压力时，进行自动补气；压力再降低时，进行报警；压力降低至最小值时，应自动切断电源系统。整个控制过程要运行可靠。4、当内部安装有发热元件时，当元件的表面温度超过规定的温度组别时，应采取气密或浇封防爆措施加以保护。5、有内置系统的正压外壳型电气设备，在外壳内有释放源产生，所以要按规定采取有效措施进行控制。对于正压小
45、屋的要求。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,“n”型电气设备“n”型电气设备是专门用于2区爆炸性气体环境的设备，过去称无火花型电气设备。这种型式的电气设备，在正常运行时一些规定的异常条件下，不能点燃周围的爆炸型气体环境。注1：本标准的要求是试图保证不可能发生能引起点燃的故障。注2：规定的异常条件的示例是具有灯泡故障的灯具。“n”型电气设备有以下的几种防爆形式：无火花电气设备：ExnA有火花电气设备：ExnC限制呼吸外壳：ExnR限制能量设备：ExnLn-正压外壳：ExnZ,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测
46、检验中心,无火化装置“nA”:装置的结构使正常使用条件下产生能引起点燃的电弧、火花的危险减少至最小。“nC”型装置和元件:浇封装置“nC”:含有空腔或不含空腔的装置，他它被设计成全部被埋入浇封复合物中，使其密封起来阻止外部大气进入。封闭式断路装置器“nC”:装有通、断电触头的装置，它在进入其内部的可燃性气体或蒸气爆炸时不会损坏，并且也不会将内部爆炸传播到外部的可燃性气体或蒸气。气密式密封装置“nC”:其结构使外部大气不能进入其内部，并且密封是通过熔接，例如钎焊、铜焊、熔焊或玻璃与金属的熔接来实现的。非点燃元件“nC”:元件具有接通或断开规定的具有点燃能力的电路的触头，但是接触机构的结构使元件不
47、能够点燃规定的爆炸性气体环境。密封装置“nC”:装置设计成在正常运行期间不能打开，并且有效地密封阻止外部的大气进入。限能设备“nL”:电路和结构的设计符合能量限制原理的电气设备。限制呼吸外壳“nR”:设计成能限制气体、蒸气和雾进入的外壳。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,“n”型电气设备属类设备，仅限于使用在2区危险场所。对限制能量设备，也可划分A、B或C。目前，国内广泛采用的主要是ExnA、ExnR和ExnZ。例如：无火花型电动机，限制呼吸外壳的灯具、制冷压缩机，正压外壳的简易控制箱。主要介绍 nR型灯具和 nA电动机：,石油和化学工业电气产
48、品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,充砂型电气设备“q”充砂型电气设备是将能点燃爆炸性气体的导电部件固定在适当位置上，且完全埋入填充材料中，以防止点燃外部爆炸性气体环境。这种防爆型式不能阻止爆炸性气体进入设备和Ex元件而被电路点燃。但是，由于填充材料中空隙小，且火焰通过填充材料中的通路时被熄灭，从而防止外部爆炸。填充材料为标称值0.51mm石英或玻璃颗粒。电气设备的保护外壳应能够承受规定的外力冲击和具备IP54以上的防护等级。若防护等级高于IP55时，应在外壳上增加呼吸装置。充砂型电气设备目前主要用于要求散热性能的电气元件上，例如灯具的镇流器。,石油和化学工业电气产品
49、防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,油浸型电气设备“o”,油浸型防爆型式是将电气设备或电气设备的部件整个浸在保护液中，使设备不能够点燃液面上或外壳外面的爆炸性气体。,保护液是符合IEC60296的矿物油或符合：1）着火点最低为300；2）闪点（闭杯）最低为200；3）在25时测定保护液的动粘度最高为100cSt；4）电气击穿强度最低为27kV。5）在25时测定保护液的体积电阻最低为11012（25）.m；6)凝固点最高应为-30；7)保护液不应对所接触材料的性能产生不利的影响。油浸型结构主要用于冷却、固定安装的开关、控制器等。,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心
50、/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,本质安全型电气设备（i）,本质安全电路:在规定的条件下(包括正常工作和规定的故障条件下)，产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。本质安全设备：其内部所有的电路都是本安电路的电气设备。关联设备：装有本质安全电路和非本质安全电路，而且结构使非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电气设备。一般为安全栅，主要用于电网供电的仪器设备。本质安全电路分为A、B、C三个级别。,安全栅,本安电路,非本安电路,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心/国家安全生产天津防爆电气检测检验中心,本安电路的安全等级：ia等级:正常工作和一个故障
