自动化仪表与DCS课件PPT第六章(仪表安全防爆)

1、第五章第五章 电气仪表的防爆知识电气仪表的防爆知识 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念基本概念基本概念危险场所的分类、分级、分组危险场所的分类、分级、分组防爆仪表的类型和等级标志防爆仪表的类型和等级标志安全栅安全栅安全栅的作用安全栅的作用安全栅的种类安全栅的种类5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念一、基本概念一、基本概念国家标准：国家标准：GB3836.1爆炸环境用防爆电气设备通用要求爆炸环境用防爆电气设备通用要求： 针对针对应用于易燃易爆场所的一切电气设备应用于易燃易爆场所的一切电气设备制定的制定的 （一）、电气仪表的防爆措施（一）、电气仪表的防爆措施1、结构防爆：、结构防

2、爆：结构上采用隔离措施，即，把可能产生危险火花的电路结构上采用隔离措施，即，把可能产生危险火花的电路从结构上与周围环境的爆炸性气体隔离开。从结构上与周围环境的爆炸性气体隔离开。（1）隔爆：严格密封。）隔爆：严格密封。采用严密的外壳，符合规定的螺纹和高质量的密封垫，并采用严密的外壳，符合规定的螺纹和高质量的密封垫，并且在导线引出口上采用特殊结构的密封接口。且在导线引出口上采用特殊结构的密封接口。爆炸性气体混合物发生爆炸爆炸性气体混合物发生爆炸必须具备必须具备的两个条件是的两个条件是:一定的浓度一定的浓度和和足够的火花能量足够的火花能量。 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念一、基

3、本概念一、基本概念国家标准：国家标准：GB3836.1爆炸环境用防爆电气设备通用要求爆炸环境用防爆电气设备通用要求： 针对针对应用于易燃易爆场所的一切电气设备应用于易燃易爆场所的一切电气设备制定的制定的 （2）正压：）正压：壳内维持正压壳内维持正压，周围易燃易爆气体不能进入。，周围易燃易爆气体不能进入。 向外壳里输送洁净的压缩空气，使壳内维持正压，周围向外壳里输送洁净的压缩空气，使壳内维持正压，周围易燃易爆气体不能进入，从而防止它与电路直接接易燃易爆气体不能进入，从而防止它与电路直接接触。这种方法需要有气源和管路。触。这种方法需要有气源和管路。（一）、电气仪表的防爆措施（一）、电气仪表的防爆措

4、施1、结构防爆：、结构防爆：结构上采用隔离措施，即，把可能产生危险火花的电路结构上采用隔离措施，即，把可能产生危险火花的电路从结构上与周围环境的爆炸性气体隔离开。从结构上与周围环境的爆炸性气体隔离开。爆炸性气体混合物发生爆炸爆炸性气体混合物发生爆炸必须具备必须具备的两个条件是的两个条件是:一定的浓度一定的浓度和和足够的火花能量足够的火花能量。 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念一、基本概念一、基本概念国家标准：国家标准：GB3836.1爆炸环境用防爆电气设备通用要求爆炸环境用防爆电气设备通用要求： 针对针对应用于易燃易爆场所的一切电气设备应用于易燃易爆场所的一切电气设备制定的

5、制定的 （3）充油：外壳里充油，电路浸没在油里。）充油：外壳里充油，电路浸没在油里。 在外壳里充油，电路浸没在油里，其热量被油带走，火在外壳里充油，电路浸没在油里，其热量被油带走，火花被油所熄灭，也起了电路和周围气体隔离的作用。花被油所熄灭，也起了电路和周围气体隔离的作用。高压电路的油开关就是靠油熄灭电弧的。高压电路的油开关就是靠油熄灭电弧的。（一）、电气仪表的防爆措施（一）、电气仪表的防爆措施1、结构防爆：、结构防爆：结构上采用隔离措施，即，把可能产生危险火花的电路结构上采用隔离措施，即，把可能产生危险火花的电路从结构上与周围环境的爆炸性气体隔离开。从结构上与周围环境的爆炸性气体隔离开。爆炸

6、性气体混合物发生爆炸爆炸性气体混合物发生爆炸必须具备必须具备的两个条件是的两个条件是:一定的浓度一定的浓度和和足够的火花能量足够的火花能量。 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念一、基本概念一、基本概念国家标准：国家标准：GB3836.1爆炸环境用防爆电气设备通用要求爆炸环境用防爆电气设备通用要求： 针对针对应用于易燃易爆场所的一切电气设备应用于易燃易爆场所的一切电气设备制定的制定的 （4）充砂：在电路和外壳间的空隙里充填石英砂。）充砂：在电路和外壳间的空隙里充填石英砂。在电路和外壳间的空隙里充填石英砂，也在电路和外壳间的空隙里充填石英砂，也起熄弧和隔热的作用，某些熔断器的起熄

7、弧和隔热的作用，某些熔断器的瓷管里就采用充砂的措施。瓷管里就采用充砂的措施。（一）、电气仪表的防爆措施（一）、电气仪表的防爆措施1、结构防爆：、结构防爆：结构上采用隔离措施，即，把可能产生危险火花的电路结构上采用隔离措施，即，把可能产生危险火花的电路从结构上与周围环境的爆炸性气体隔离开。从结构上与周围环境的爆炸性气体隔离开。爆炸性气体混合物发生爆炸爆炸性气体混合物发生爆炸必须具备必须具备的两个条件是的两个条件是:一定的浓度一定的浓度和和足够的火花能量足够的火花能量。 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念2、本质安全防爆：、本质安全防爆：（一）、电气仪表的防爆措施（一）、电气仪表

8、的防爆措施从从电路设计开始电路设计开始就考虑防爆。就考虑防爆。具体的，从电路具体的，从电路能量上加以限制能量上加以限制，使电路无论在正常工作中或发生短路、，使电路无论在正常工作中或发生短路、断路等故障状态下，所产生的断路等故障状态下，所产生的火花火花都都不足以引燃不足以引燃易燃易爆气体，易燃易爆气体，它所产生的它所产生的温度温度也也不足以使易燃易爆物自燃不足以使易燃易爆物自燃。 安全火花型仪表（本安仪表）采取的措施：安全火花型仪表（本安仪表）采取的措施：1、电路中减少储能元件、电路中减少储能元件C、L；2、对已有的储能元件，要限制其能量。、对已有的储能元件，要限制其能量。优点：优点：1、防爆、

9、防爆等级等级比结构防爆仪表比结构防爆仪表高一级高一级 （可用于后者不能胜任的氢气、乙炔等危险场所）；（可用于后者不能胜任的氢气、乙炔等危险场所）；2、长期使用不降低防爆等级；、长期使用不降低防爆等级；3、在运行中，可用安全火花型测试仪器在危险现场进行带电测试和检修。、在运行中，可用安全火花型测试仪器在危险现场进行带电测试和检修。5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念（二）、系统的防爆措施（二）、系统的防爆措施现场仪表现场仪表控制室仪表控制室仪表危险危险非危险非危险本安防爆系统的构成条件：本安防爆系统的构成条件：1、在危险场所使用、在危险场所使用安全火花仪表安全火花仪表；2、在控制

10、室与危险场所仪表之间、在控制室与危险场所仪表之间 设置设置安全栅安全栅。变送器变送器调节器调节器执行器执行器现场现场危险场所危险场所控制室控制室非危险场所非危险场所现场现场危险场所危险场所安全栅安全栅（输入）（输入）安全栅安全栅（输出）（输出）5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念二、危险场所的分类、分级、分组二、危险场所的分类、分级、分组（一）易燃易爆的场所分为（一）易燃易爆的场所分为3类：类：I类：有甲烷气体的煤矿井下；类：有甲烷气体的煤矿井下；II类：有各种易燃易爆气体的工业生产场所；类：有各种易燃易爆气体的工业生产场所；III类：有各种易燃易爆粉尘的场所。类：有各种易燃易

11、爆粉尘的场所。（二）分级（二）分级对于对于II类，分为类，分为A、B、C三级。三级。IIA：MICP0.8IIB：0.45MICP0.8IIC：MICP0.45MICP：爆炸性混合物最小点燃电流与甲烷最小点燃电流的比值。：爆炸性混合物最小点燃电流与甲烷最小点燃电流的比值。 5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念二、危险场所的分类、分级、分组二、危险场所的分类、分级、分组（三）分组（三）分组对于对于II类各级，考虑自燃的危险性，类各级，考虑自燃的危险性，把各种气体混合物按允许最高表面温度分为把各种气体混合物按允许最高表面温度分为T1T6组。组。对于对于III类各级，则分为类各级，则

12、分为T1-1T1-3三组。三组。5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念二、危险场所的分类、分级、分组二、危险场所的分类、分级、分组5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念二、危险场所的分类、分级、分组二、危险场所的分类、分级、分组5.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念三、防爆仪表类型和等级标志三、防爆仪表类型和等级标志1、分类：、分类：本安型（本安型（ia，ib）；隔爆型（）；隔爆型（d）；充油型（）；充油型（o）；正压型（）；正压型（p）；）；增安型（增安型（e）；特殊型（）；特殊型（s）；无火花型（）；无火花型（n）；充砂型（）；充砂型（q）；）；根

13、据安全系数的大小，根据安全系数的大小，本安型又分为本安型又分为ia和和ib型，型，ia安全系数更大。安全系数更大。表壳强度大，爆炸热量不表壳强度大，爆炸热量不能顺利向外扩散传爆。能顺利向外扩散传爆。2、标志：、标志： 防爆标志必须按顺序标明。防爆标志必须按顺序标明。防爆类型防爆类型类别类别级别级别温度组别温度组别d、e、i、p、o、q、n、sI、II、IIIA、B、CT1T6T1-1T1-35.1 5.1 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念例例1某仪表为工厂用隔爆型仪表，可用于乙烯，其表面温度不超过某仪表为工厂用隔爆型仪表，可用于乙烯，其表面温度不超过200C，则仪表防爆标志应写成：则仪表防

14、爆标志应写成：例例2某仪表标志为某仪表标志为“iaIIAT5”，则可知该仪表可用于什么场合？，则可知该仪表可用于什么场合？答：答：dIIBT答：该仪表为本安答：该仪表为本安ia型仪表，可用于型仪表，可用于II类类A级级T5组的场所。组的场所。 如含乙烷、丙稀、汽油、乙醚等气体的环境中，如含乙烷、丙稀、汽油、乙醚等气体的环境中， 仪表表面温度不超过仪表表面温度不超过100C。第五章第五章 电气仪表的防爆知识电气仪表的防爆知识 安全防爆的基本概念安全防爆的基本概念基本概念基本概念危险场所的分类、分级、分组危险场所的分类、分级、分组防爆仪表的类型和等级标志防爆仪表的类型和等级标志安全栅安全栅安全栅的

15、作用安全栅的作用安全栅的种类安全栅的种类5.2 5.2 安全栅安全栅一、安全栅的作用一、安全栅的作用1、传递信号传递信号（1：1）。）。2、限制能量。限制能量。 对控制室来的高电压和大电流起阻挡作用，确保系统的安全火花性能。对控制室来的高电压和大电流起阻挡作用，确保系统的安全火花性能。5.2 5.2 安全栅安全栅二、安全栅的种类二、安全栅的种类电阻式、电阻式、齐纳式齐纳式、中继放大器式、光电隔离式、变压器隔离式。、中继放大器式、光电隔离式、变压器隔离式。1、电阻式安全栅、电阻式安全栅两线制两线制变送器变送器接收接收仪表仪表危险侧危险侧安全侧安全侧RR特点：采用特点：采用R限流，结构简单。限流，

16、结构简单。 但在正常工作状况下，电源电压也受衰减，但在正常工作状况下，电源电压也受衰减， 且防爆等级低，不同变送器的且防爆等级低，不同变送器的R值要单独算。值要单独算。5.2 5.2 安全栅安全栅二、安全栅的种类二、安全栅的种类电阻式、电阻式、齐纳式齐纳式、中继放大器式、光电隔离式、变压器隔离式。、中继放大器式、光电隔离式、变压器隔离式。2、齐纳式安全栅、齐纳式安全栅5.2 5.2 安全栅安全栅二、安全栅的种类二、安全栅的种类电阻式、电阻式、齐纳式齐纳式、中继放大器式、光电隔离式、变压器隔离式。、中继放大器式、光电隔离式、变压器隔离式。2、齐纳式安全栅、齐纳式安全栅V1、V2为齐纳二极管，为齐

17、纳二极管，R为限流电阻，为限流电阻，F1、F2为快速熔断丝，为快速熔断丝，Ar为气体放电管。为气体放电管。工作过程：工作过程：（1）短路）短路:限流电阻限流电阻R将电流限制将电流限制 在允许值以下，防止发生事故。在允许值以下，防止发生事故。 （2）输入电压在正常范围（）输入电压在正常范围（24V）内时，）内时， V1、V2不动作。不动作。 若控制室电源电压超过若控制室电源电压超过V1、V2的的 击穿电压（一般为击穿电压（一般为28V），）， 则则V1或或V2击穿，击穿，F1、F2熔断，熔断， 隔离开高电压。隔离开高电压。 （3）若电源电压超过）若电源电压超过Ar的放电电压（的放电电压（90V）

18、，）， Ar放电，放电，Ar两端电压下降两端电压下降20V以下，以下， F2熔断，切断电源通路。熔断，切断电源通路。 危险现场危险现场安全场所安全场所5.2 5.2 安全栅安全栅二、安全栅的种类二、安全栅的种类电阻式、电阻式、齐纳式齐纳式、中继放大器式、光电隔离式、变压器隔离式。、中继放大器式、光电隔离式、变压器隔离式。2、齐纳式安全栅、齐纳式安全栅V1、V2为齐纳二极管，为齐纳二极管，R为限流电阻，为限流电阻，F1、F2为快速熔断丝，为快速熔断丝，Ar为气体放电管。为气体放电管。危险现场危险现场安全场所安全场所优缺点：优缺点：（1）结构简单、价格便宜、）结构简单、价格便宜、 防爆等级较高、可靠性较好。防爆等级较高、可靠性较好。（2）由于齐纳二极管过载能力低，）由于齐纳二极管过载能力低， 因此，要求有因此，要求有特殊的快速熔断丝特殊的快速熔断丝 （熔断时间和可靠性要求很高），（熔断时间和可靠性要求很高）， 这种熔断丝的这种熔断丝的制造有一定的难度制造有一定的难度， 选材和制造工艺选材和制造工艺 要求高。要求高。5.2 5.2 安全栅安全栅二、安全栅的种类二、安全栅的种类电阻式、电阻式、