本質安全型防爆電氣的防爆原理

A. 防爆系統工作原理

防爆的基本原理

爆炸的概念：爆炸是物質從一種狀態，經過物理或化學變化，突然變成另一種狀態，並放出巨大的能量。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：能與氧氣（空氣）反應的物質，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、機械火花、靜電火花、高溫、化學反應、光能等。
為什麼要防爆

易爆物質 : 很多生產場所都會產生某些可燃性物質。煤礦井下約有三分之二的場所有存在爆炸性物質；化學工業中，約有 80% 以上的生產車間區域存在爆炸性物質。氧氣 : 空氣中的氧氣是無處不在的。點燃源 : 在生產過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、電氣發生故障時。
客觀上很多工業現場滿足爆炸條件。當爆炸性物質與氧氣的混合濃度處於爆炸極限范圍內時，若存在爆炸源，將會發生爆炸。因此採取防爆就顯得很必要了。
儀表防爆的原理

危險場所危險性劃分：

爆炸性物質 區域定義 中國標准 北美標准
氣體(CLASS Ⅰ) 在正常情況下 , 爆炸性氣體混合物連續或長時間存在的場所 0 區 Div.1
在正常情況下爆炸性氣體混合物有可能出現的場所 1 區
在正常情況下爆炸性氣體混合物不可能出現 , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現的場所 2 區 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 , 短時間頻繁地出現或長時間存在的場所 10 區 Div.1
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 , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現的場所 11 區 Div.2
防爆方法對危險場所的適用性：

序號 防爆型式 代號 國家標准 防爆措施 適用區域
1 隔爆型 d GB3836.2 隔離存在的點火源 Zone1,Zone2
2 增安型 e GB3836.3 設法防止產生點火源 Zone1,Zone2
3 本安型 ia GB3836.4 限制點火源的能量 Zone0-2
本安型 ib GB3836.4 限制點火源的能量 Zone1,Zone2
4 正壓型 p GB3836.5 危險物質與點火源隔開 Zone1,Zone2
5 充油型 o GB3836.6 危險物質與點火源隔開 Zone1,Zone2
6 充砂型 q GB3836.7 危險物質與點火源隔開 Zone1,Zone2
7 無火花型 n GB3836.8 設法防止產生點火源 Zone2
8 澆封型 m GB3836.9 設法防止產生點火源 Zone1,Zone2
9 氣密型 h GB3836.10 設法防止產生點火源 Zone1,Zone2
防爆對危險場所的適用性：

爆炸性危險氣體分類

根據可能引爆的最小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區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 最小引爆火花能量
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 . 然後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 穀物塵埃
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
儀表的防爆標志

Ex(ia)ⅡC T6 的含義 :
標志內容 符號 含義
防爆聲明 Ex 符合某種防爆標准，如我國的國家標准
防爆方式 ia 採用 ia 級本質安全防爆方法，可安裝在 0 區
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
標志內容 符號 含義
防爆聲明 Ex 符合歐洲防爆標准
防爆方式 ia 採用 ia 級本質安全防爆方法，可安裝在 0 區
氣體類別 ⅡC 被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體
注 : 該標志中無溫度組別項 , 說明該儀表不與爆炸性氣體直接接觸。
防爆術語：

有關防爆術語及標准

安全柵安全參數定義：
• 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
• 安全柵最高開路電壓： Uoc
在最高允許電壓范圍內本安端開路時電壓最大值
• 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的電流最大值
• 安全柵允許分布電容： Ca
保證本質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
保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電感
安全標志格式說明：

將工廠或礦區的爆炸危險介質，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學分類分級，以確定現場防爆設備的防爆標志和防爆形式。
防爆標志格式：

Ex (ia) ⅡC T4
防爆標記 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備。
正常工作時，安全系數為 2.0 ；
一個故障時，安全系數為 1.5 ；
二個故障時，安全系數為 1.0 。
註：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。
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備。
正常工作時，安全系數為 2.0 ； 一個故障時，安全系數為 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，並且有故障自顯示的措施，一個故障 時安全系數為 1.0 。

B. 隔爆和防爆 以及本安型 的具體含義和區別

一、具體含義

1、隔爆是用一個殼體把電器元件裝起來, 電器元件成為點燃源引起爆炸後產生的高溫高壓氣體, 通過外殼的間隙(隔爆間隙)減溫減壓排向外界，減溫減壓過的氣體就不足以引起殼體外界的爆炸了。因此, 隔爆是指把爆炸的能量隔絕在腔體內部, 而不是隔絕腔體外的爆炸危險氣體, 澆封才是隔絕外部爆炸性氣體。

2、防爆是指防止爆炸的發生。一般從爆炸的原理入手，阻斷爆炸產生的條件。

3、本安技術一般應用在儀表上, 通過限制電氣迴路中的能量並配合電氣設備的結構設計, 使得在正常和事故工況下迴路中都不可能產生達到點燃源要求的點。本安技術一般是成套使用的, 要在安全區設置安全柵,安全柵後面的迴路均為本安設備。本安電路的卡件端子電纜塑料戈蘭都要用淡藍色標識。

二、區別

1、從定義上區別

隔爆會產生爆炸，但把爆炸的能量隔絕在腔體內部，無法引起殼體外界的爆炸。

防爆是防止爆炸的發生，隔爆和本安型是防爆的兩種方式。

本安型不會產生爆炸，在標准規定的條件(包括正常工作和規定的故障條件)下產生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣體環境的電路(0/I區防爆技術)。

3、從防爆原理上區別

隔爆要求外殼必須具有足夠的強度；且各外殼接合面必須具有足夠長的嚙合長度和足夠小的間隙，以確保內部爆炸不會穿過隔爆接合面而導致外部環境爆炸。

本安型是一種以抑止點火源能量為防爆手段的「安全」技術。要求設備在正常工作或故障狀態下可能產生的電火花或熱效應分別小於爆炸性危險氣體的最小點燃能量和自燃溫度。例如：氫氣19uJ 560℃。

2、從應用區域上區別

隔爆型適用區域：只能安裝在1區或2區危險場所。

本安型適用區域：

（1）Exia：直至兩個元件或其它類型的故障仍能保持防爆性能的設備。本安設備可安裝在0區、1區、2區危險場所。Exia本安設備是唯一可安裝在0區的防爆電氣設備。

（2）Exib：直至一個元件或其它類型的故障仍能保持防爆性能的設備。本安設備可安裝在1區、2區危險場所。

C. 何謂本質安全型電氣設備它是如何實現電氣防爆的

本質安全型防爆電氣設備，就是本事就是安全的，本安型對電路的要求很嚴格專，本安電路限屬制電壓，限制電流，說白了就是限制能量。危險場所最忌諱有火花，可是本質安全型電氣設備，即使產生火花，由於火花能量低而不能引發事故，就好比劃一根火柴，不能引燃一塊蜂窩煤一樣。
來自南陽中天防爆

D. 本質安全型防爆電氣設備是通過什麼達到防爆目的

通過限制電氣設備電路的各種參數，或採取保護措施來限制電路的火花放電能量和熱能，回使其在正常工作和規定答的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃周圍環境的爆炸性混合物，從而實現電氣防爆，這種電氣設備的電路本身就具有防爆性能，也就是從「本質」上就是安全的，故稱為本質安全型（以下簡稱本安型）。採用本安電路的電氣設備稱為本質安全型電氣設備。由於本安型電氣設備的電路本身就是安全的，所產生的火花、電弧和熱能都不能引燃周圍環境爆炸性混合物，因此本安型電氣設備不需要專門的防爆外殼，這樣就可以縮小設備的體積和重量，簡化設備的結構。同時，本安型電氣設備的傳輸線可以用膠質線和裸線，可以節省大量電纜。因此，本安型電氣設備具有安全可靠、結構簡單、體積小、重量輕、造價低、製造維修方便等優點，是一種比較理想的防爆電氣設備。但由於本安型電氣設備的最大輸出功率為25W左右，因而使用范圍受到了限制。目前本安型電氣設備主要用於通訊、信號和控制系統，以及儀器，儀表等。

E. 本質安全防爆電氣設備有哪些優點

本質安全型電氣設備的防爆原理是：
通過限制電氣設備電路的各種參數，或採取保護措施來限制電路的火花放電能量和熱能，使其在正常工作和規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃周圍環境的爆炸性混合物，從而實現了電氣防爆，這種電氣設備的電路本身就具有防爆性能，也就是從「本質」上就是安全的，故稱為本質安全型（以下簡稱本安型）。採用本安電路的電氣設備稱為本質安全型電氣設備。
由於本安型電氣設備的電路本身就是安全的，所產生的火花、電弧和熱能都不能引燃周圍環境爆炸性混合物，因此本安型電氣設備不需要專門的防爆外殼，這樣就可以縮小設備的體積和重量，
簡化設備的結構。同時，本安型電氣設備的傳輸線可以用膠質線和裸線，可以節省大量電纜。因此，本安型電氣設備具有安全可靠、結構簡單、體積小、重量輕、造價低、製造維修方便等優點，是一種比較理想的防爆電氣設備。但由於本安型電氣設備的最大輸出功率為25W左右，因而使用范圍受到了限制。目前本安型電氣設備主要用於通訊、信號和控制系統，以及儀器，儀表等。
本質安全型電氣設備分為單一式和復合式兩種型式。單一式本安型電氣設備是指電氣設備的
全部電路都是由本質安全電路組成的，如攜帶式儀表多為單一式。復合式本質安全型電氣設
備是指電氣設備的部分電路是本質安全電路，另一部分是非本安電路，如調度電話系統。

F. 本安電路的基本原理

本質安全電氣設備防爆基本原理是：通過限制電氣設備電路的各種參數或採取保護措施來限制電路的火花放電能量和熱能，使其在正常工作和規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃周圍環境的爆炸性混合物，從而實現電氣防爆。
本質安全型電氣設備根據其安全程度不同分為ia和ib兩個等級。ia等級是指電路在正常工作、一個或兩個計數故障時，都不能點燃爆炸性混合物的電氣設備。ib等級是指電路在正常工作或一個計數故障時，不能點燃爆炸性混合物的電氣設備。
電路放電火花的基本形式為：火花放電、弧光放電、輝光放電和由三種放電形式組成的 混合放電。火花放電是在接通和斷開電容電路時，擊穿放電間隙中的氣體而產生的，其特點是低電壓大電流放電。弧光放電是由某種形式的不穩定放電不斷轉化而產 生的，如高壓擊穿時產生的放電形式，特點是：可以產生持續的電弧、電流密度大、放電能量集中、點燃周圍爆炸性混合物的能力強，電感性電路放電形式屬弧光放電。輝光放電是在高電壓小電流的條件下產生的放電形式，其特點是：放電能量不集中、能量散失大、點燃周圍爆炸性混合物的能力差。由於弧光放電是最危險的放電形式，因此電感性電路是研究本質安全電路的重要內容。
模型的建立，是以線性本質安全電源為基礎進行的理論研究。隨著電子技術和電力電子元器件技術的進步，開關電源技術得到了飛速的發展。出現了開關型本質安全電源技術。
本質安全電路理論經過一百多年的進步和發展，電路的技術理論已經成熟。開關電路技 術同樣經過幾十年的發展，已經廣泛應用於各個領域，開關電源技術無論是在理論還是在實際電路中都已經非常成熟。而本質安全電源電路卻仍然停留在線性電源的 階段，由於線性電源在煤礦井下應用存在著許多不足之處，尤其是輸出功率很難提高，已經不能滿足現階段煤礦企業的發展需求。開關型本質安全電源可以彌補線性 本質安全電源的缺點，選擇適當的電路拓撲結構和工作頻率，能夠有效提高本質安全電源的輸出功率。因此，對於本質安全電路來講，即是一種新的應用技術，同時 也是本質安全電路未來的發展方向。

G. 防爆電氣的原理

防爆電氣設備是按國家標准設計製造的不會引起周圍爆炸性混合物爆炸的電氣設備。在煤炭、石油、化工及其他行業中，生產環境，爆炸物質不同，所採用的防爆措施也不同。為了使防爆電氣設備的設計、製造標准化，便於檢驗、使用和維修，我國已制訂了完整的防爆電氣設備的國家標准。現行的防爆電氣設備的國家標準是GB3836，它與IEC79標准基本對應。

根據所採取的防爆措施，GB3836把防爆電氣設備分為隔爆型、增安型、本質安全型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型、澆封型、氣密型和特殊型。 a.隔爆型電氣設備
具有隔爆外殼的電氣設備稱為隔爆型電氣設備。隔爆外殼既能承受內部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，也能阻止內部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播。該型設備的標准為GB3836.2―83《爆炸性環境用防爆電氣設備――隔爆型電氣設備》。 b.增安型電氣設備
正常運行條件下不會產生電弧、火花或可能點燃爆炸性混合物的高溫的電氣設備，在其結構上採取措施，提高安全程度，以避免在正常或規定的過載條件下出現電弧、火花或可能點燃爆炸性混合物的高溫的電氣設備，稱為增安型電氣設備。該設備的標准為GB3836.3―83《爆炸性環境用防爆電氣設備――增安型電氣設備》。 c.本質安全型電氣設備

全部電路均為本質安全電路的電氣設備稱為本質安全型電氣設備。所謂本質安全電路是指在規定條件下，在正常工作或規定的故障狀態下，產生的電火花和熱效應均不能點燃爆炸性混合物的電路。該型設備的標准為GB3836.4―83《爆炸性環境用防爆電氣設備――本質安全型電路和電氣設備》 d.正壓型電氣設備
具有正壓外殼的電氣設備稱為正壓型電氣設備。所謂正壓外殼是指向外殼內通入保護性氣體，保持內部保護性氣體的壓力高於周圍爆炸性環境的壓力，以阻止外部爆炸性混合物進入殼內的外殼。該型設備的標准為GB3836.5―87《爆炸性環境用防爆電氣設備――正壓型電氣設備》。
e.充油型電氣設備
將全部部件或可能產生電火花或過熱的部分部件浸在油內，使其不能點燃油麵以上或殼外的爆炸性混合物的電氣設備稱為充油型電氣設備。該型設備的標准為GB3836.8―87《爆炸性環境用防爆電氣設備――充油型電氣設備》。 f.充砂型電氣設備
外殼內部充填砂粒材料，使其在規定條件下外殼內產生的電弧、傳播的火焰、殼壁或砂粒材料表面的過熱溫度均不能引燃該型設備周圍的爆炸性混合物的電氣設備稱為充砂型電氣設備。該型設備的標准為GB3836.7―87《爆炸性環境用防爆電氣設備――充砂型電氣設備》。
g.無火花型電氣設備
在正常運行條件下不會點燃周圍爆炸性混合物，且一般不會發生有點燃作用故障的電氣設備稱為無火花型電氣設備。
無火花型電氣設備在設計和製造時要採取措施，使設備在正常運行時不產生具有點燃作用的電弧、火花或危險溫度，並且在一般情況下也不會發生具有點燃作用的電氣或機械故障。該型電氣設備的標准為GB3836.8―87《爆炸性環境用防爆電氣設備――無火花型電氣設備》。
h.澆封型電氣設備
整台設備或其中部分，即可能產生點燃爆炸性混合物的電弧、火花或高溫部分澆封在澆封劑中，在正常運行和認可的過載或認可的故障下不能點燃周圍的爆炸性混合物的電氣設備。該型電氣設備的標准為GB3836.9―90《爆炸性環境用防爆電氣設備――澆封型電氣設備》。
i.氣密型電氣設備
具有氣密外殼的電氣設備。該外殼用熔化、擠壓或膠粘的方法進行密封，防止殼外的氣體進入殼內，使之與引燃源隔開。該型設備的標准為GB3836.10―90《爆炸性環境用防爆電氣設備――氣密型電氣設備》。
j.特殊型電氣設備
凡在結構上不屬於上述基本防爆類型，或上述基本防爆型的組合，而採取其他特殊措施經充分試驗又確實證明具有防止引燃爆炸性

氣體混合物能力的電氣設備稱為特殊型電氣設備。該型設備須經國家主管部門指定的檢驗單位檢驗合格，還應報國家標准局備案。 k.粉塵防爆電氣設備
按規定條件設計製造，使其外殼能阻止可燃粉塵進入或進入量不會妨礙設備安全運行，內部堆積的粉塵也不易產生點燃危險，從而保證使用時不會引起周圍爆炸性混合物爆炸的電氣設備。該型設備的標准為GB1276.1―90《爆炸性粉塵環境用防爆電氣設備――粉塵防爆電氣設備》

H. 防爆電機的防爆原理是什麼

電機機械設備使用在有可燃性氣體混合物的場景，電機設備產生的火花、電弧會引發安全事故；電機設備表面發熱也可能會造成安全隱患。
所以防爆電機的防爆原理是對於設備在正常運作時能產生電弧，火花產生在防爆電機機殼內，採取澆封型、充砂型、充油型、正壓型等技術手段，這樣防爆電機以達到預期效果。
對與增安型電機而言是對在正常運行或認可的過載條件下，不會發生電弧，火花和過熱現象。就可以進一步提高防爆電機的穩定性。所以這類電氣在正常運行時就沒有引燃源，可用於爆炸性危險環境。

國內防爆電機生產廠家的防爆技術已經比較成熟，但是選擇防爆電機時還是要擦亮眼睛。

I. 常用防爆類型的防爆原理有哪些

本安型，就是本身就可以防爆的；隔爆型，就是將電器和防爆環境隔絕的；增安型，正壓型，澆封型，粉塵型，特殊型，氧密型，充砂型，還有就不記得了，這個一句兩句說不清楚的，您覺得好就給我個滿意哈

J. 防爆電氣的原理是什麼

爆炸的發生需要一定的前提即氧氣、爆炸性物質、引爆源，只有當這三者在一定區域同時存在時才有可能發生爆炸，這就是所謂的爆炸三角形原理。而我們要做的就是控制這三個條件中的一個或多個。在生產過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、電氣發生故障時，會滿足爆炸條件。

當爆炸性物質與氧氣的混合濃度處於爆炸極限范圍內時將會發生爆炸。因此採取防爆就顯得很必要了。於是人們採取了多種防爆電氣技術方法，防止爆炸危險性環境形成及其爆炸，所以我們就是要控制在爆炸性環境中工作的物體既引爆源這就是防爆。