防爆型電氣設備講課用

1. 防爆電氣設備的概述

防爆電氣設備主要用於煤炭、石油及化工等含有易燃易爆氣體及粉塵的場所。

2. 防爆的防爆

（1）選擇相應的防爆型儀表和防爆型電氣設備，標準的結構有：隔爆型、增安型、正壓型、充沙型、本質安全型和充油型等。
（2）選用適應的通風方法。
（3）預防或最大限度地降低易燃物質泄漏的可能性。
（4） 不用或盡量少用易產生電火花的電氣元件。
（5）採取充氮氣之類的方法維持惰性狀態。
參見防爆膜。 定義：在規定條件下不會引起周圍爆炸性環境點燃的電氣設備。
分為三類：
Ⅰ類：煤礦井下電氣設備；
Ⅱ類：除煤礦、井下之外的所有其他爆炸性氣體環境用電氣設備。
Ⅱ類又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類,標志ⅡB的設備可適用於ⅡA設備的使用條件；ⅡC可適用於ⅡA、ⅡB的使用條件。
說明：ⅡC標志是較高的防爆等級，但並不表示該設備性能最好。
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，可能引起周圍爆炸性環境點燃的電氣設備任何部件所達到的最高溫度。最高表面溫度應低於可燃溫度。
例如：防爆感測器環境的爆炸性氣體的點燃溫度為100℃，那麼感測器在最惡劣的工作狀態下，其任何部件的最高表面溫度應低於100℃。
溫度組別：爆炸性環境用電氣設備按其最高表面溫度劃分為T1-T6組別 T1 T2 T3 T4 T5 T6 450 ℃ 300 ℃ 200℃ 135 ℃ 100 ℃ 85℃ III類：電氣設備用於除煤礦以外的爆炸性粉塵環境
III類電氣電氣設備在分為：IIIA類：可燃性飛絮；IIIB類：非導電性粉塵；IIIC類：導電性粉塵。 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。
名詞解釋：
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 。
EExd：是指將爆炸包起來的意思；
IIC：是指點燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:是指溫度組別，即電氣設備按其最大表面溫度被分在不同的溫度組別。氣體的溫度組別按不同的點燃溫度劃分。T6是85度。
隔爆型電氣設備（d）：是指把能點燃爆炸性混合物的部件封閉在一個外殼內，該外殼能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力並阻止和周圍的爆炸性混合物傳爆的電氣設備。
增安型電氣設備（e）：正常運行條件下，不會產生點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，並在結構上採取措施，提高其安全程度， 以避免在正常和規定過載條件下出現點燃現象的電氣設備。
本質安全型電氣設備（i）：在正常運行或在標准試驗條件下所產生的火花或熱效應均不能點燃爆炸性混合物的電氣設備。
無火花型電氣設備 （n）： 在正常運行條件下不產生電弧或火花，也不產生能夠點燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼熱點，且一般不會發生有點燃作用的故障的電氣設備。
防爆特殊型（s）： 電氣設備或部件採用GB3836-83未包括的防爆型式時，由主管部門制訂暫行規定。送勞動人事部備案，並經指定的鑒定單位檢驗後，按特殊電氣設備「s」型處置。 危險場所區域的含義，是對該地區實際存在危險可能性的量度，由此規定其可適用的防爆型式。
1、國際電工委員會/歐洲電工委員會劃分的危險區域的等級分類
0區（Zone 0）：易爆氣體始終或長時間存在；連續地存在危險性大於1000小時/每年的區域；
1區（Zone 1）：易燃氣體在儀表的正當工作過程中有可能發生或存在；斷續地存在危險性10~1000小時/每年的區域；
2區（Zone 2）：一般情形下，不存在易燃氣體且即使偶爾發生，基存在時間亦很短；事故狀態下存在的危險性0.1~10小時/每年的區域；
中國劃分的有效區域和以上相同。
2、易爆區域等級劃分，國際標准與美國標準的對照比較
I.E.C. N.E.C.
氣體 Zone 0 Class I, Division I
Zone 1 Class I, Division I
Zone 2 Class I, Division II
粉塵 Zone 10 Class II, Division I
Zone 11 Class II, Division II
I.E.C.： 國際電工技術委員會（Internaional Electrotechnical Commission）
N.E.C.： 美國電氣規程（National Electrical Code, U.S.A.） 防爆標志
IEC 防爆等級標准格式:Ex(ia)ⅡC T4 E：按CENELEC標志認可 Ex：防爆公用標志 ia：防爆型式（本質安全） Ⅱ：設備組別 C：氣體組別 T4：溫度組別 典型的危險性氣體 歐洲電工
標准化委員會
EN50014EC 北 美
NEC500條款
CLASS1表氣 中 國
GB-3836-1 最小點燃能量
（微 焦） 乙 炔 ⅡC A ⅡC 20 氫 氣 ⅡC A ⅡC 20 乙 烯 ⅡB C ⅡB 60 丙 烷 ⅡA D ⅡA 180 注:中國GB3836標准規定ⅡC級最小點燃能量為19微焦耳,ⅡA級最小點燃能量為200微焦耳。
氣體分組和點燃溫度,在一定環境溫度和壓力下與可燃性氣體和空氣的混合濃度有關。
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採用的國際電工委員會(IEC)標准將爆炸性氣體分為四個危險等級: 溫度組別
級別 T1 T2 T3 T4 T5 T6 Ⅱ A 甲烷、甲苯、甲酯、乙烷、丙烷、丙酮、丙烯酸、苯、苯乙烯、一氧化碳、醋酸乙酯、醋酸、氯苯、醋酸甲酯、氨 甲醇、乙醇、乙苯、丙醇、丙烯、丁醇、丁烷、醋酸丁酯 、醋酸戊酯、環戊烷、 戊烷、戊醇、己烷、己醇、庚烷、辛烷、環乙醇、松節油、石腦油、石油（包括汽油）、燃料油、戊醇四氯 乙醛、三甲胺 亞硝酸乙酯 Ⅱ B 丙烯酯、二甲醚、市用煤氣 丁二烯、環氧丙烷、乙烯 二甲醚、丙烯醛、碳化氫 乙醚、二乙醚 Ⅱ C 氫、水煤氣 乙炔 二硫化碳 硝酸乙酯 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)：CLASSⅠ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
2、溫度組別（T組）
這是與氣體點燃溫度有關的電氣設備（假定環境溫度為40℃時）的最高表面溫度，點燃能量與點燃溫度無關。在標准BS5345第一部分中列出了所有可燃性氣體和其組別。 最高表面溫度（℃） 溫度組別 常見爆炸性氣體 IEC79-8 GB3836-1 450℃ T1 T1 氫氣、丙烯腈等46 種 300℃ T2 T2 乙炔、乙烯等47 種 200℃ T3 T3 汽油、丁烯醛等36 種 135℃ T4 T4 乙醛、四氟乙烯等6 種 100℃ T5 T5 二硫化碳 85℃ T6 T6 硝酸乙酯和亞硝酸乙酯 1、各種防爆型式的對應標准 防爆型式 在英國允許
使用的場所 中國標准
GB3836 防爆型式
符 號 IEC標准
79- CENELEC標准
EN50 增安型 1或2 3 e 7 019 本質安全型 0，1或2 4 ia,ib或ic 11 020（設備） 隔爆型 d 2 d 1 018 特殊型 s 無 s 無 無 2、氣體爆炸危險場所用電氣設備防爆類型選型表 爆炸危險區域 適用的防護型式
電氣設備類型 符 號 0區 1、本質安全型（ia級） ia 2、其他特別為0區設計的電氣設備（特殊型） s 1區 1、適用於0區的防護類型 2、隔爆型 d 3、增安型 e 4、本質安全型 ib 5、充油型 o 6、正壓型 p 7、充砂型 q 2區 1、適用於0區或1區的防護類型 2、符合GB3836.4/8的設備 nA,nC,ic 3、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 4 本安型 ib GB3836.4 Zone1,Zone2 5 正壓型 px,py,pz GB3836.5 危險物質與點火源隔開 Zone1,Zone2 6 充油型 o GB3836.6 Zone1,Zone2 7 充砂型 q GB3836.7 Zone1,Zone2 8 無火花型 nA,nL,nC,nR,nZ GB3836.8 設法防止產生點火源 Zone2 9 澆封型 ma,mb GB3836.9 Zone1,Zone2 10 氣密型 h GB3836.10 Zone1,Zone2 （BS EN60529；1992）
作為應用於易爆危險區的儀表，對其外殼的保護等級亦應作出規定，賦予一定的代碼，即IP等級號。
IEC144規定的殼體保護等級由一個對應其抗外界物體沖擊與穿刺能力及防水能力的代碼表示。例如：本安型儀表測量電路板不應從其殼體中取出，否則會違反IP40所提出的最低要求。保護等級由兩位數字組成，在其前加上IP字樣。
第一位特徵數字防止固定導體異物進入 0 無防護 1 固定異物直徑大於50mm 2 固定異物直徑大於12mm 3 固定異物直徑大於2.5mm 4 固定異物直徑大於1.0mm 5 防塵 6 塵密 第二位特徵數字防止進水造成有害影響 0 無防護 1 垂直滴水 2 傾角75-90°滴水 3 淋水 4 濺水 5 噴水 6 猛烈噴水 7 短時間侵水 8 連續侵水 另註：
IP1 2
第一位數字 第二位數字
抗外界物體沖刺能力防水能力
0：無抗沖穿能力 0：無防水穿能力
1：外界物體尺寸大於50mm（特大） 1：水自落下滴
2：外界物體尺寸大於12mm（中） 2：水滴入角度為-15°
3：外界物體尺寸大於2.5mm（小） 3：水以60°角度噴射
4：顆粒狀外界物體，粒度大於1mm 4：從各方面噴射
5：危險性塵埃 5： 50升/分的水束
6：穿透性塵埃（僅適用於特殊殼體） 6： 100升/分的水束
7：以1米/分的速度浸入水中
8：以預先商定的方式浸入水中 供電限制主要體現在以下三個方面： 1、將動力電與電子元件隔離。
2、採取措施杜絕外界干擾電磁場通過繼電或電流輸出端偶合至電子元件中。
3、限制感測電路的工作電源及電壓
本安型電路可分為兩類：ia及ib。Ib本安電路必須保證正常工作狀態下以及系統中存在一起故障時，電路元件不發生燃爆。Ia本安電路則要求正常工作狀況下及存在兩起故障時，元器件不發生燃爆。 1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM標准為經常選用，而CANADA / CSA標准幾乎在中國不使用。
例： CENELEC: Eex de/Eex d ib IIC T2-T6
FM: NI/I/Z/ABCD DIP/II, III/1/EFG
XP/I/1/ABCD DIP/II, III/1/EFG
CSA: Class I, Div 2, ABCD
2、新的歐洲防爆標准ATEX100a將取代原CENELEC標准（截止2003年）
ATEX 100a： II IG Eex ia IIB T6
I II 1G Zone 0 1D, 2D,3D st explosion
Mining other 2G Zone 1
Instry instry 3G Zone 2 安全柵安全參數定義：
*8226; 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
*8226; 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
*8226; 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
*8226; 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
*8226; 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

3. 電氣防爆知識問答

石油和化學工業電氣產品防爆質量監督檢驗中心與中儀電商（北京）科技有限公司就「防爆技版術權培訓「達成合作
1.防爆相關國家法規及標准
2. 爆炸性環境基礎知識
3. 爆炸性危險場所分類
4. 防爆標志及銘牌
5. 防爆合格證
6. 電氣防爆技術原理
7. 防爆電氣設備的選型
8. 防爆電氣設備的安裝
9. 防爆電氣設備的檢查和維護
10. 防爆電氣安全管理
11. 在用防爆電氣典型問題解析
考核發證
理論考試+實操考試
理論考試+實操考試均合格者，頒發培訓資格證書

4. 電氣設備防爆的類型及標志有哪些

防爆電氣設備的標志
隔爆型「d」
增安型「e」
本質安全型「i」
正壓型「p」
充油型「o」
充砂型「q」
無火花型「n」
澆封型「m」
氣密型「h」
特殊型「s」
粉塵防爆型「dip」

5. 為什麼煤礦井下要求使用防爆型電氣設備

主要因為在煤礦井下容易出現瓦斯爆炸的危險，其使用環境場地狹窄回，搬運困難答，並有岩石、煤塊冒落、撞擊的危險，其外殼不僅要具有耐爆性，還應具有足夠機械強度，才能保證設備外殼在發生內部爆炸或受到外物撞擊時，外殼不發生嚴重變形或損壞。為此，常在煤礦井下採掘工作面工作的隔爆型電氣設備的隔爆外殼必須採用鋼板或鑄鐵構成，但其他零部件或裝配後沖擊不到的或容積不超過2L的電氣設備，可用HT25-47灰鑄鐵製成。

6. 防爆電氣設備有哪幾種類型

按國家來標准，防爆電氣自設備的類型(標志)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、特殊型八種。

防爆型電氣設備的外殼的明顯處，設置有清晰的永久性凸紋標志「EX」；小型電氣設備及儀器儀表是採用標志牌鉚在或焊在外殼上，也有採用上情下達標志的。設備外殼的明顯處設有銘牌，銘牌的右上方有明顯的「EX」標志。

完整的防爆標志依次標明防爆型式、類別、級別、組別。防爆型式就是上面所講的八種類型。類別指的是爆炸危險物品的分類，Ⅰ類：礦井甲烷；Ⅱ類：爆炸性氣體、蒸氣、薄霧；Ⅲ類：爆炸性粉塵、纖維。

級別指的是氣體、蒸氣危險物品按最大試驗安全間隙和最小點燃電流比分級，分成A、B、C三級；

粉塵、纖維危險物品按其導電性後爆炸性分級，分成A、B兩級。

組別指按危險物品的引燃溫度進行分組。爆炸性氣體分成六組：T1(T＞450℃)、T2(300℃＜T≤450℃)、T3(200℃＜T≤300℃)、T4(135℃＜T≤200℃)、T5(100℃＜T≤135℃)、T6(35℃＜T≤100℃)；爆炸性粉塵分成三組T11(＞270℃)、T12(200℃＜T≤270℃)、T13(140℃＜T≤200℃)。

7. 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。

8. 什麼是防爆

防爆是指能夠抵抗爆炸的沖擊力和熱量而不受損失仍能正常工作稱為防爆，防止爆炸的產生必從三個必要條件來考慮，限制了其中的一個必要條件，就限制了爆炸的產生。選擇相應的防爆型儀表和防爆型電氣設備，標準的結構有：隔爆型、增安型、正壓型、充沙型、本質安全型和充油型。

9. 防爆電氣設備分為幾類

防爆電氣設備有以下幾種類型：

(1)隔爆型具有隔離外殼的電氣設備，能把點燃爆炸性混合物的部件封閉在一個外殼內。該外殼能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力並阻止其向周圍爆炸性混合物傳爆。

(2)增安型在正常運行條件下，不會產生點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，並在結構上採取措施，提高其安全程度，以避免在正常運行條件下和規定的過載條件下出現點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度。
(3)本質安全型在正常運行情況下或標准試驗條件下所產生的火花或熱效應，均不能點燃爆炸性混合物。
(4)通風充氣型或正壓型具有保護外殼，且殼內充有保護氣體，其壓力保持高於周圍爆炸性混合物氣體的壓力，以避免外部爆炸性混合物進入外殼內部。

(5)充油型全部或某些帶電部件浸在油中，使之不能點燃油麵以上或外殼周圍的爆炸性混合物。

(6)充砂型外殼內充填細顆粒材料，以便在規定使用條件下，外殼內產生的電弧、火焰傳播，殼壁或顆粒材料表面的過熱溫度，均不能點燃周圍的爆炸性混合物。

(7)防爆特殊型採用國標GB3836—83《爆炸性環境用防爆電氣設備》未包括的防爆型電氣設備或部件時，由主管部門制訂暫行規定，送勞動人事部備案，並經指定的鑒定單位檢驗後，按防爆特殊型電氣設備處置。

(8)粉塵防爆型為了防止爆炸性粉塵進入設備內部，外殼的接合面應緊固嚴密，並加封墊圈，轉動軸與軸孔間要加防塵密封。粉塵沉積有增溫引燃作用，所以要求設備的外殼表面光滑、無裂縫、無凹坑或溝槽，並且有足夠的強度。

(9)無火花型在正常運行時，不會出現火花，電弧和高溫表面的電氣設備，適用於2區。

10. 防爆電氣設備有哪些種類

防爆電氣設備分為七類：隔爆型電氣設備d;增安型電氣設備e;本質安全型i;正壓型電氣設備P;充油型電氣設備o;充砂型電氣設備q;特殊型電氣設備