防爆仪表工作原理

1、1一、防爆基础理论概述二、电气设备防爆技术简介三、防爆电气设备选型、安装与使用四、常见问题实例2 产生爆炸的条件爆炸性物质；空气(氧气);点火源(电火花、炽热表面)。在我国，爆炸性物质可分为三类：类：矿井甲烷类：爆炸性气体混合物（含蒸气、薄雾）类：爆炸性粉尘和纤维T1 T2 T3 T4 T5 T6IIAIIBIIC乙烷乙烷 乙醇乙醇 汽油汽油 乙醛乙醛乙酸乙酯乙酸乙酯 柴油柴油 乙醚乙醚苯苯 燃料油燃料油CO CO 航空燃料航空燃料甲醇甲醇丙烷丙烷城市天然气城市天然气氢气氢气 I甲烷甲烷所需点燃所需点燃能量能量多（难）多（难）少（易） 温度组别温度组别爆炸性气体混合物的爆炸性气体混合物的引燃温

2、度引燃温度t t电气设备的最高允许电气设备的最高允许表面温度表面温度T1T1t t450450450450T2T2450t450t300300300300T3T3300t300t200200200200T4T4200t200t135135135135T5T5135t135t100100100100T6T6100t100t85858585注：爆炸性气体混合物的引燃温度组别与电气设备的最高允许表面温度组别注：爆炸性气体混合物的引燃温度组别与电气设备的最高允许表面温度组别一一对应一一对应 。爆炸性爆炸性 物质物质场所划分场所划分区区 域域 定定 义义气体气体0 0 区区连续出现或长期出现爆炸性气体混

3、合物的环境连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境1 1区区在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境2 2 区区 在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境混合物的环境(GB 50058-2014) 6 爆炸性气体混合物爆炸性气体混合物的传爆级别的传爆级别( (电气设备的防爆级别电气设备的防爆级别) )最大试验安全间隙最大试验安全间隙(MESG)(MESG)( (适用于隔爆型适用于隔爆型电气设备电气设备) )最小点燃电

4、流比最小点燃电流比(MICR)(MICR)( (适用于本安型适用于本安型电气设备电气设备) )AA0.9 mm0.9 mm0.80.8BB0.50.50.9 mm0.9 mm0.450.450.80.8CC0.5 mm0.5 mm0.450.45注：爆炸性气体混合物的传爆级别也是电气设备的防爆级别，两者是一致的，均注：爆炸性气体混合物的传爆级别也是电气设备的防爆级别，两者是一致的，均分为分为AA、BB、CC三级。三级。最大试验安全间隙最大试验安全间隙(MESG)(MESG) 在规定的试验条件下，电气设备外壳在规定的试验条件下，电气设备外壳内各种浓度的被试验气体内各种浓度的被试验气体( (或蒸气

5、或蒸气) )与空气的混合物点燃后，能阻止火与空气的混合物点燃后，能阻止火焰通过壳体两部分之间焰通过壳体两部分之间25mm25mm长接合面点燃外部气体混合物的接合面最长接合面点燃外部气体混合物的接合面最大间隙大间隙最小点燃电流最小点燃电流(MIC)(MIC) 在规定的试验装置上，用直流在规定的试验装置上，用直流24V24V、95mH95mH电电感的火花进行感的火花进行30003000次点燃试验时，能够点燃可燃性气体混合物的最小次点燃试验时，能够点燃可燃性气体混合物的最小电流。此电流降低电流。此电流降低5 5即不能点燃即不能点燃最小点燃电流比最小点燃电流比(MICR)(MICR) 各种可燃性气体各

6、种可燃性气体( (或蒸气或蒸气) )与空气的混合与空气的混合物的最小点燃电流对甲烷与空气混合物的最小点燃电流的比值物的最小点燃电流对甲烷与空气混合物的最小点燃电流的比值9一、防爆基础理论概述二、电气设备防爆技术简介三、防爆电气设备选型、安装与使用四、常见问题实例 电气防爆标志的构成电气防爆标志的构成(GB 3836-2000)(1)(1)防爆总标志防爆总标志ExEx 表示该设备为防爆电气设备。表示该设备为防爆电气设备。(2)(2)防爆结构型式防爆结构型式 表明该设备采用何种措施进行防爆，如表明该设备采用何种措施进行防爆，如d d为隔爆型，为隔爆型，p p为正压型，为正压型，i i为本安型等。为

7、本安型等。(3)(3)防爆设备类别防爆设备类别 分为分为、类两大类，说明其适用场所。类两大类，说明其适用场所。(4)(4)防爆级别防爆级别 分为分为A A、B B、C C三级，说明其防爆能力的强弱。三级，说明其防爆能力的强弱。(5)(5)最高表面温度组别最高表面温度组别 分为分为T1T1T6T6六组，说明该设备的最高表面温度六组，说明该设备的最高表面温度允许值。允许值。 电气设备防爆形式代号技术措施适用区域隔爆型d隔离存在的点火源1区增安型e设法防止点火源1区本质安全型ia，ib限制点火源的能量0区，1区正压型p把危险物质与点火源隔开1区充油型o把危险物质与点火源隔开1区充砂型q把危险物质与点

8、火源隔开1区无火花型n设法防止产生点火源2区浇封型m设法防止产生点火源1区电气设备的防爆型式电气设备的防爆型式(GB 3836.1-2000)(GB 3836.1-2000) 例如：一台仪表的防爆标志为例如：一台仪表的防爆标志为Ex dBT4Ex dBT4，其含义为：，其含义为： ExEx防爆总标志；防爆总标志； dd结构型式，隔爆型；结构型式，隔爆型； 类别，工厂用；类别，工厂用； BB防爆级别，防爆级别，B B级；级； T4T4温度组别，温度组别，T4T4组，最高表面温度组，最高表面温度135135。 主要防爆技术隔爆型Exd设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.2-20

9、00隔爆外壳定义：能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，并能阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播的电气设备外壳(I区防爆技术)。“W”“L”允许危险气体进入隔爆外壳，外壳内可能产生爆炸。但要求外壳必须具有足够的强度；且各外壳接合面必须具有足够长的啮合长度和足够小的间隙，以确保内部爆炸不会穿过隔爆接合面而导致外部环境爆炸。15基本原则：“包容型封装 必须能承受爆炸的压力 塑料材料只允许小容积 (3 dm3) 连接和开口要做得很精密并且根据气体组分而定缺点 封装大而重，对电缆也有特殊要求(导管, 衬垫, 封装等) 不允许带电开盖操作打开封装需要特殊工具 安装和维护的错误会导致危险的情况常用隔爆

10、型电气设备常用隔爆型电气设备主要防爆技术增安型Exe设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.3-2000定义：对在正常运行条件不会产生电弧或火花的电气设备采取进一步措施，提高其安全程度，防止电气设备产生危险温度、电弧和电火花的可能性的型式(I区防爆技术)。要求设备在正常工作和认可的过载条件下不会产生危险温度、电弧和危险温度。典型应用：接线盒、电磁线圈(阀)、照明灯具、变压器和无刷电机等。自动化仪表通常存在调零/调满度的电位器或选择开关，即认为正常情况下会产生电火花，因此一般不设计为Exe。主要防爆技术本质安全型Exi设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.4-2

11、000定义：在标准规定的条件(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(0/I区防爆技术)。是一种以抑止点火源能量为防爆手段的“安全”技术。要求设备在正常工作和故障状态下可能产生的电火花或热效应分别小于爆炸性危险气体的最小点燃能量和自燃温度。特性特性 低功率技术限制了电压、电流，把功率低功率技术限制了电压、电流，把功率限制在点燃危险气体的最低要求之下限制在点燃危险气体的最低要求之下 元件可靠性、距离和隔离元件可靠性、距离和隔离 两类两类: : “ia” “ia” 允许两个故障允许两个故障 “ib” “ib” 允许一个故障允许一个故障优点优

12、点 不需特殊电缆不需特殊电缆 对操作工也安全对操作工也安全 允许带电开盖操作允许带电开盖操作缺点缺点 不适用于大功率设备不适用于大功率设备允许工作条件允许工作条件: :“ia”“ia”型工作于型工作于0 0区区. .“ib” “ib” 型工作于型工作于1 1区区主要防爆技术正压型Exp设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.5-2004主要技术措施：用空气或惰性气体换气。换气时间满足试验测定时间；用压力检测控制器监控内部压力，当压力高于设计规定值(50Pa)时，外壳内部电气设备自动得电；主电源与压力互锁联动，当压力低于规定值时就切断主电源；监控设备通常需要采用其他防爆技术。典型

13、应用：控制柜、仪表盘、分析仪器、正压小屋等。基本原则基本原则 “分离型分离型 封装封装 内部充有比外部气压略高的内部充有比外部气压略高的洁净空气或惰性气体洁净空气或惰性气体 充电之前要清洁内部气体充电之前要清洁内部气体 连锁系统预防仪表在达到设连锁系统预防仪表在达到设计压力之前上电，或者在正计压力之前上电，或者在正压充气失败时断电压充气失败时断电优点优点 其它方法都不适用时的解决其它方法都不适用时的解决方案方案缺点缺点 安装和维护工作复杂而昂贵安装和维护工作复杂而昂贵 仪表如果将接触可燃混合物，必须采取其它防护措施仪表如果将接触可燃混合物，必须采取其它防护措施 不许带电开盖操作不许带电开盖操作

14、允许使用区域允许使用区域: :带自动上电功能的仪表可在带自动上电功能的仪表可在1 1区工作区工作带声光报警的仪表可在带声光报警的仪表可在2 2区工作区工作一、防爆基础理论概述二、电气设备防爆技术简介三、外壳防护等级四、常见问题实例 在在IECIEC标准标准IEC 60529IEC 60529和国标和国标GB 4208GB 4208中，使用中，使用IPIP代码来表示外壳的防代码来表示外壳的防护等级。护等级。IPIP代码由特征字母代码由特征字母IPIP（International ProtectionInternational Protection国际防护国际防护）、第一位特征数字、第）、第一位特

15、征数字、第2 2位特征数字、附加字母和补充字母组成。位特征数字、附加字母和补充字母组成。第一位特征数字表示防尘，第二位特征数字表示防水第一位特征数字表示防尘，第二位特征数字表示防水。不要求规定特。不要求规定特征数字时，该处由字母征数字时，该处由字母X X代替，例如：代替，例如：IP34IP34、IPX5IPX5、IP2XIP2X。 组 成数字对设备防护的含义对人员防护的含义组 成数字或字母对设备防护的含义对人员防护的含义代码IP代码IP第一位特征数字 防止固体异物进入防止接近危险部件防止进水造成有害影响0123456无防护50mm12.5mm2.5mm1.0mm防尘尘密无防护手背手指工具金属线

16、金属线金属线第二位特征数字678猛烈喷水短时间浸水连续浸水防止接近危险部件附加字母(可选择)ABCD手背手指工具金属线第二位特征数字防止进水造成有害影响012345无防护垂直滴水15滴水淋水溅水喷水专门补充的信息补充字母(可选择)HMSW高压设备做防水试验时试样运行做防水试验时试样静止气候条件 第一位特征数字简 要 说 明第一位特征数字简 要 说 明对人员防护对设备防护对人员防护对设备防护0 无防护 无防护4 防止金属线接近危险部件 防止直径不小于1.0mm的固体异物1 防止手背接近危险部件 防止直径不小于50mm的固体异物5 防止金属线接近危险部件 不能完全防止尘埃进入，但进入的灰尘量不得影

17、响设备的正常运行，不得影响安全2 防止手指接近危险部件 防止直径不小于12.5mm的固体异物3 防止工具接近危险部件 防止直径不小于2.5mm的固体异物6 防止金属线接近危险部件 无灰尘进入 安装在现场室外的仪表设备安装在现场室外的仪表设备，其防护等级要求一般如下：，其防护等级要求一般如下： 露天安装：露天安装：IP 55IP 55 带防雨遮沿时：带防雨遮沿时：IP 54IP 54 对安装在现场分析小屋内的分析仪和设备对安装在现场分析小屋内的分析仪和设备，其防护等级，其防护等级要求一般如下：要求一般如下： 垂直方向有倾斜面：垂直方向有倾斜面：IP 52IP 52 垂直方向无倾斜面：垂直方向无倾

18、斜面：IP 51IP 51 (1)(1)根据仪表安装、使用场所的危险区域来选择仪表的防爆型式：根据仪表安装、使用场所的危险区域来选择仪表的防爆型式：0 0区区只能选只能选iaia型、型、s s型型( (指专为指专为0 0区设计的型区设计的型) )；1 1区区可选除可选除n n型以外的其他型式；型以外的其他型式；2 2区区所有防爆型式均可选。所有防爆型式均可选。(2)(2)根据可能出现的可燃性气体、蒸气的传爆级别和引燃温度组别，根据可能出现的可燃性气体、蒸气的传爆级别和引燃温度组别，选择仪表的防爆等级和最高表面温度组别。选择仪表的防爆等级和最高表面温度组别。 安装在爆炸危险场所的仪表和安装材料应

19、有铭牌和防爆安装在爆炸危险场所的仪表和安装材料应有铭牌和防爆标志，安装前应检查其型号、规格是否符合设计要求，其标志，安装前应检查其型号、规格是否符合设计要求，其外部应无损伤、裂纹。外部应无损伤、裂纹。爆炸危险场所爆炸危险场所1 1区内的仪表配线，电缆、电线必须用镀锌区内的仪表配线，电缆、电线必须用镀锌钢管穿管敷设。穿线保护管之间，保护管与接线箱、拉线钢管穿管敷设。穿线保护管之间，保护管与接线箱、拉线盒之间，均应采用圆柱管螺纹连接。盒之间，均应采用圆柱管螺纹连接。保护管、汇线槽、电缆沟穿过不同等级的爆炸危险区域分界处时，保护管、汇线槽、电缆沟穿过不同等级的爆炸危险区域分界处时，应采取密封措施应采

20、取密封措施( (如用防爆阻火器、密封组件隔离，充填密封等如用防爆阻火器、密封组件隔离，充填密封等) )，以，以防止爆炸性气体从一个危险场所串入另一个危险场所。防止爆炸性气体从一个危险场所串入另一个危险场所。保护管与现场仪表、检测元件、电气设备、仪表箱、接线盒及拉线保护管与现场仪表、检测元件、电气设备、仪表箱、接线盒及拉线盒连接时，应在连接处盒连接时，应在连接处0.45m0.45m以内安装隔爆密封管件，必要时做充填以内安装隔爆密封管件，必要时做充填密封。密封管件与现场仪表、检测元件、电气设备之间可采用挠性管密封。密封管件与现场仪表、检测元件、电气设备之间可采用挠性管连接。连接。 充填密封又称灌胶

21、密封或胶泥密封，即灌入胶泥进行的密充填密封又称灌胶密封或胶泥密封，即灌入胶泥进行的密封。封。 下属场合须对防爆型电缆密封接头做充填密封：下属场合须对防爆型电缆密封接头做充填密封： 由于电缆直径和密封接头直径不配套，小于密封接头直径由于电缆直径和密封接头直径不配套，小于密封接头直径而出现松动、缝隙时；而出现松动、缝隙时；2 23 3根电缆同时经一个密封接头接根电缆同时经一个密封接头接入时。入时。应经常进行检查维护，检查时应察看仪表外观、环境应经常进行检查维护，检查时应察看仪表外观、环境( (温度、湿温度、湿度、粉尘、腐蚀度、粉尘、腐蚀) )、振动、安装是否牢固等情况。、振动、安装是否牢固等情况。在通电情况下对隔爆型仪表进行维护时，切不可打开接线盒和观在通电情况下对隔爆型仪表进行维护时，切不可打开接线盒和观察窗，需开盖维护时必须先切断电源，绝不允许带电开盖维护。察窗，需开盖维护时必须先切断电源，绝不允许带电开盖维护。维护时不得产生冲出火花，所使用的测试仪表应是隔爆型或本安维护时不得产生冲出火花，所使用的测试仪表应是隔爆型或本安型仪表，以避免测试仪表引起诱发性火花或把过高的电压引向不适型仪表，以避免测试仪表引起诱发性火花或把过高的电压引向不适当部位。当部位。拆卸时应注意保护隔爆螺纹及隔爆平面