第4章防爆知识

第四章防爆知识第一节爆炸危险场所常识第二节矿用防爆型电气设备第三节

防爆产品认证及管理第一节爆炸危险场所常识4爆炸上限和爆炸下限的计算4.1根据氧原子数计算4.2根据化学当量计算

4.3

利用碳原子数计算

4.4

根据碳原子数计算

4.5

用爆炸下限计算爆炸上限

4.6

根据闪点计算爆炸极限5

爆炸危险区域划分5.1爆炸性危险物质分类5.2爆炸性危险气体分级5.3爆炸性危险区域的划分依据5.4影响危险区域划分的主要因素1爆炸种类

1.1爆炸分类1.2爆炸的条件

1.2.1瓦斯爆炸的条件

1.2.2粉尘爆炸的条件2

爆炸的破坏作用及其影响因素2.1

爆炸的破坏的作用形式

2.2爆炸破坏作用的影响因素3爆炸极限3.1定义和单位3.2爆炸极限理论3.3爆炸极限的影响因素第一节爆炸危险场所常识1爆炸种类爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，在变化过程中，伴有物质所含能量的快速转变，即变为该物质本身、变化产物或周围介质的压缩能和运动能。其重要特征是大量能量在有限的时间里突然释放或急剧转化，这种能量能在有限的时间和有限的体积内大量积聚造成高温高压等非寻常状态，对邻近介质形成急剧的压力突跃和随后的复杂运动，显示出不寻常的移动或破坏效应。

爆炸

物质由一种状态迅速地转变为另一种状态，并瞬间以机械功的形式放出大量能量的现象；

物理爆炸

由于液体变成蒸气或者气体迅速膨胀，压力急速增加，并大大超过容器的极限压力而发生的爆炸。如蒸气锅炉、液化气钢瓶等的爆炸。

化学爆炸

因物质本身起化学反应，产生大量气体和高温而发生的爆炸。(有些化学液体会沸腾)如炸药的爆炸，可燃气体、液体蒸气和粉尘与空气(一定浓度的氧气)混合物的爆炸等。

瓦斯爆炸

指可燃性气体瓦斯、煤尘与空气混合形成的达到燃烧极限的混合物接触火源时引起的化学性爆炸事故。

粉尘爆炸指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。

爆炸性物质

在外界作用如明火、高温、氧化剂、冲击等影向下能发生高速化学反应而引起爆炸的物质。

爆炸危险性场所

在工作过程中所产生呈悬浮状态的易燃气体或蒸汽、易燃粉尘或纤维，且与空气混合后能形成有爆炸危险的混合物的场所。

爆炸极限

可燃性气体或蒸气与助燃性气体的均匀混合系在标准测试条件下引起爆炸的浓度极限值；

爆炸下限(Lowexplosion-level)(LEL)能够引起爆炸的可燃气体的最低含量；

爆炸上限(Upperexplosion-level)(UEL)能够引起爆炸的可燃气体的最高含量；

爆轰(detonation)以爆轰波形式高速进行的过程。爆轰波通过冲击波传播，速度达上千到数千米每秒，且外界条件对爆速的影响较小。爆轰可近似视为定容绝热过程，因而不论是在非密闭系统还是密闭系统，均形成高温、高压气体，使爆炸周围介质受到强烈的冲击、压缩、变形、碎裂、抛掷等作用，并常伴随有光、声、烟等效应。爆轰可分为稳定爆轰和不稳定爆轰，前者的传播速度恒定，后者的传播速度是变化的。爆炸发生时，先经过爆速逐渐增加的不稳定爆轰阶段，再达到稳定爆轰阶段，然后以恒定的爆速传播爆轰。通常所指爆轰为稳定爆轰。1.1爆炸分类1)按爆炸能量的来源分类物理爆炸化学爆炸2)按照爆炸反应的相分类气相爆炸液相爆炸固相爆炸3)按照爆炸的瞬时燃烧速度分类轻爆爆炸爆轰1.2爆炸的条件

存在爆炸性物质，爆炸性物质与空气相混合后，浓度在爆炸限度以内，存在点燃爆炸性物质的火花、电弧或过热。1.2.1瓦斯爆炸的条件

瓦斯爆炸的条件是：一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。图4-1

瓦斯爆炸三角形瓦斯浓度

瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5％～16％。

当瓦斯浓度低于5％时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为9.5％时，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)；瓦斯浓度在16％以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。

瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。引火温度

瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为，瓦斯的引火温度为650℃～750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7％一8％时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。

高温火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的矿井中作业，必须严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定。氧的浓度

实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12％以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响，在密闭的火区内往往积存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的浓度低，并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入，氧气浓度达到12％以上，就可能发生爆炸。因此，对火区应严加管理，在启封火区时更应格外慎重，必须在火熄灭后才能启封。

高温火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的矿井中作业，必须严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定。1.2.2粉尘爆炸的条件

发生粉尘爆炸的条件是：粉尘本身可燃、一定浓度的悬浮粉尘和足够引起粉尘爆炸的起始能量。粉尘可燃

发生粉尘爆炸的首要条件是粉尘本身可燃，即能与空气中的氧气发生氧化反应。如前述的媒尘、铝粉、面粉等。粉尘浓度

粉尘要悬浮在空气中达到一定浓度(超过其爆炸下限)，粉尘呈悬浮状才能保证其表面与空气(氧气)充足接触，可燃粉尘的爆炸下限在20-60g/m3之间，爆炸上限在2-6kg/m3之间。堆积粉尘不会发生爆炸。

能量

要有足够引起粉尘爆炸的起始能量。粉尘爆炸能量一般在10焦耳。

2

爆炸的破坏作用及其影响因素2.1爆炸的破坏的作用形式冲击波震动碎片冲击造成火灾其它破坏作用2.2爆炸破坏作用的影响因素爆炸物的数量和性质爆炸时的条件爆炸位置3

爆炸极限3.1定义和单位

可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合形成预混气，遇着火源才会发生爆炸．这个浓度范围称为爆炸极限(或爆炸浓度极限)。

可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限。3.2爆炸极限理论

燃烧与爆炸从化学反应角度上来看是没有什么区别的，当混合气燃烧时，其波面上的反应如下式：A十B—→C十D十Q式中A、B——反应物；C、D——生成物；Q——反应热(燃烧热)，千卡／克分子。A、B、C、D不一定是稳定分子，也可以是原子或自由基。反应前后的能量变化如图4-1所示。图4-2爆炸能量变化

图中I是反应物(A+B)，当给予活化能E千卡／克分子，成为活化状态Ⅱ，反应结果变为生成物Ⅲ(C+D)，此时放出能量为W，则反应热Q＝W-E，或W＝Q+E。如将燃烧波的基本反应浓度作为n(每单位体积内发生反应的分子数)，则单位体积放出能量为nW。如燃烧波连续不断，放出的能量作为新反应中的活化能，将α作为活化概率(α≤1)，则第二批单位体积内得到活化的基本反应数为：αnW/E。第二批再放出能量为αnW2/E。前后两批分子反应时放出的能量为β，则：(4-1)1)当β＜1时，表示反应系统在受能源激发后，放热越来越少，也就是说，引起反应的分子数越来越少，最后反应停止，不能形成燃烧或爆炸。2)当β＝1时，表示反应系统在受能源激发后能均衡放热，有一定数量的分子在持续进行反应。这就是决定爆炸极限的条件(严格说稍微超过一些才能爆炸)。3)当β＞1时，表示放热量越来越大，反应分子越来越多，形成爆炸。在爆炸极限时，β＝1则。设爆炸下限为L下(容积百分比)与反应概率α成正比，即

(4-2)式中K为比例常数。因此，。当Q与E相比较大时，上式可近似写做上式进—步表明爆炸下限L下与燃烧热Q和活化能E间的相互关系。如各可燃气体的活化能变化不大，可大体上得出：L下•Q＝常数。这说明爆炸下限L下与可燃性气体的燃烧热Q近于成反比，就是说可燃性气体分子燃烧热越大，爆炸下限就越低。3.3爆炸极限的影响因素爆炸极限不是一个固定值，它随着各种因素而变化。但如掌握了外界条件变化对爆炸极限的影响，则在一定条件下所测得的爆炸极限，仍有其普遍的参考价值。影响爆炸极限的主要因素有以下几点。原始温度

爆炸性混合物的原始温度越高，则爆炸极限范围越大，即爆炸下限降低而爆炸上限增高。因为系统温度升高，其分子内能增加，使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统，所以温度升高使爆炸危险性增大。温度对甲烷爆炸上、下限的影响实验结果，如图4-2所示。图4-3

温度对甲烷爆炸极限的影响原始压力混合物的原始压力对爆炸极限有很大的影响，在增压的情况下，其爆炸极限的变化也很复杂。一般压力增大，爆炸极限扩大。这是因为系统压力增高。其分子间距更为接近，碰撞几率增高，因此使燃烧的最初反应和反应的进行更为容易。

压力降低，则爆炸极限范围缩小。待压力降至某值时，其下限与上限重合，将此时的最低压力称为爆炸的临界压力。若压力降至临界压力以下，系统便成为不爆炸。因此，于密闭容器内进行减压(负压)操作对安全生产有利。详见图4-3和图4-4所示。图4-5为不同压力下乙烷、丙烷、丁烷、戊烷的爆炸极限。从图4-3、4-4和表4-4中可以看出，压力对爆炸上限的影响十分显著，而对下限影响较小。

图4-4

甲烷—空气混合物爆炸极限(大气压力以上)图4-5

甲烷—空气混合物爆炸极限(大气压力以下)图4-6

不同压力下乙烷、丙烷、丁烷、戊烷的爆炸极限表4-5压力对甲烷爆炸极限的影响原始压力(kg／cm2

)爆炸下限(％)

爆炸上限(％)

1

10

50

125

5.6

5.9

5.4

5.7

14.3

17.2

29.4

45.7

惰性介质及杂质若混合物中所含惰性气体的百分数增加，爆炸极限的范围缩小，惰性气体的浓度提高到某一数值，可使混合物不爆炸。如在甲烷的混合物中加入惰性气体(氮、二氧化碳，水蒸气、氩、氢、四氯化碳等)，对爆炸极限的影响，从图4-6中可以看出，随着混合物中惰性气体量的增加，对上限的影响较之对下限的影响更为显著。因为惰性气体浓度加大，表示氧的浓度相对减少，而在上限中氧的浓度本来已经很小，故惰性气体浓度稍为增加一点，即产生很大影响，而使爆炸上限剧烈下降。图4-7

各种惰性气体浓度对甲烷爆炸极限的影响

对于有气体参与的反应，杂质也有很大的影响。例如，如果没有水，干燥的氯没有氧化的性能，干燥的空气也完全不能氧化钠或磷。干燥的氢和氧的混合物在较高的温度下不会产生爆炸。痕量的水会急剧加速臭氧、氯氧化物等物质的分解。少量的硫化氢会大大降低水煤气和混合物的燃点，并因此促使其爆炸。容器充装容器的材质、尺寸等，对物质爆炸极限均有影响。实验证明，容器管子直径越小，爆炸极限范围越小。同一可燃物质，管径越小，其火焰蔓延速度亦越小。当管径(或火焰通道)小到一定程度时，火焰即不能通过。这一间距称最大灭火间距，亦称临界直径。当管径小于最大灭火间距，火焰因不能通过而被熄灭。容器大小对爆炸极限的影响也可以从器壁效应得到解释。燃烧是由自由基产生一系列连锁反应的结果，只有当新生自由基大于消失的自由基时，燃烧才能继续。但随着管道直径(尺寸)的减小，自由基与管道壁的碰撞几率相应增大。当尺寸减少到一定程度时，即因自由基(与器壁碰撞)消毁大于自由基产生，燃烧反应便不能继续近行。关于材料的影响，例如氢和氟在玻璃器皿中混合，甚至放在液态空气温度下于黑暗中也会发生爆炸。而在银制器皿中，一般温度下才能发生反应。能源火花的能量、热表面的面积、火源与混合物的接触时间等，对爆炸极限均有影响。如甲烷对电压为100伏，电流强度为1A的电火花，无论在何种比例下都不爆炸；如电流强度为2A时其爆炸极限为5.9～13.6％；3A时为5.85～14.8％。因此各种爆炸混合物都有一个最低引爆能量(一般在接近于化学理论量时出现)。部分气体的最低引爆能量见表4-6。表4-6部分气体最低引爆能量(毫焦)名称

浓度(％)

最低引爆能量

名称

浓度(％)

最低引爆能量

CS2

H2

C2H2

C2H4

环氧乙烷

甲基乙炔

丁二烯

氧化丙烯

6.52

29.2

7.73

6.52

7.72

4.97

3.67

4.97

0.015

0.019

0.0013～0.02

0.0003～0.016

0.001～0.105

9.152

0.17

0.190

甲醇

甲烷

丙烯

乙烷

乙醛

丁烷

苯

氨

丙酮

甲苯

12.24

8.5

4.44

4.02

7.72

3.42

2.71

21.8

4.87

2.27

0.215

0.28

0.282

0.03l

0.93l～0.376

0.38

0.55

0.77

1.15

2.50

除上述因素外，光对爆炸极限也有影响。众所周知，在黑暗中氢与氯的反应十分缓慢，但在强光照射下则发生连锁反应导致爆炸。又如甲烷与氯的混合物，在黑暗中长时间内不发生反应，但在日光照射下，便会引起激烈的反应，如果两种气体的比例适当则会发生爆炸。另外，表面活性物质对某些介质也有影响，如在球形器皿内于530℃时，氢与氧完全无反应，但是向器皿中插入石英、玻璃、铜或铁棒时，则发生爆炸。4爆炸上限和爆炸下限的计算

各种可燃气体和可燃液体蒸气的爆炸极限可用专门仪器测定出来，或用经验公式计算。可燃气体和蒸气的爆炸极限有多种计算方法，主要有根据完全燃烧反应所需的氧原子数，化学计量浓度，燃烧热和散热等计算出近似值，还有其它的一些计算方法。爆炸极限的计算值与实验值一般有些出入，其原因是在计算式中只考虑到混合物的组成，而无法考虑其它一系列因素的影响，但仍不失其参考价值。4.1根据完全燃烧反应所需的氧原子数计算有机物的爆炸下限和上限其经验公式如下。计算爆炸上限、下限公式为(N=2n)：(4-3)

式中：L下——可燃性混合物爆炸下限，％；

L上——可燃性混合物爆炸上限，％；

N——每摩尔可燃气体完全燃烧所需的氧原子数；

M——可燃气体的摩尔质量，g／mol；

Vt——可燃气体摩尔体积，L／mol。4.2爆炸性混合气体完全燃烧时的化学当量浓度，可以用来确定有机物的爆炸下限和上限

计算公式如下：

L下=0.55x

L上=4.8(x)(1/2)式中：x—可燃气体(蒸气)的化学当量浓度，表4-7所示。此计算公式用于链烷烃类，其计算值与实验值比较，误差不超过10％。例如甲烷爆炸极限的实验值为5.0～15％(计算值5.2～14.3%)，与计算值非常接近。但用以估算H2、C2H2以及含N2、CO2等可燃气体时，出入较大，不可应用。

(4-4)表4-7可燃气体(蒸气)在空气中和氧气中的化学当量浓度氧分子数氧原子数2n化学当量浓度(%)在空气中x=20.9/(0.209+n)在氧气中x0＝100/(1+n)物质举例10.51.01.52.045.529.511.817.380.066.757.250.0氢气、一氧化碳22.53.03.54.014.312.210.79.544.540.036.433.3甲醇、二硫化碳甲烷、醋酸34.55.05.56.08.57.77.16.530.828.626.725.0乙炔、乙醛乙烷、乙酸续表4-7可燃气体(蒸气)在空气中和氧气中的化学当量浓度氧分子数氧原子数2n化学当量浓度(%)在空气中x=20.9/(0.209+n)在氧气中x0＝100/(1+n)物质举例46.57.07.58.06.15.65.35.023.522.221.120.0氯乙烷乙烷、甲酸乙酯丙酮58.59.09.510.04.74.54.24.019.018.217.416.7丙烯、丙醇丙烷、乙酸乙酯610.511.011.512.03.823.703.503.3616.015.414.814.3丁酮乙醚、丁烯、丁醇续表4-7可燃气体(蒸气)在空气中和氧气中的化学当量浓度氧分子数氧原子数2n化学当量浓度(%)在空气中x=20.9/(0.209+n)在氧气中x0＝100/(1+n)物质举例712.513.013.514.03.233.103.002.8913.813.312.912.5丁烷、甲酸丁酯二氯苯814.515.015.516.02.802.702.622.5412.1211.7611.4211.10溴苯、氯苯

苯、戊醇

戊烷、乙酸丁酯

9

16.5

17.0

17.5

18.0

2.47

2.39

2.33

2.26

10.81

10.52

10.26

10.0

苯甲醇、甲酚

环己烷、庚烷

续表4-7可燃气体(蒸气)在空气中和氧气中的化学当量浓度氧分子数氧原子数2n化学当量浓度(%)在空气中x=20.9/(0.209+n)在氧气中x0＝100/(1+n)物质举例10

18.5

19.0

19.5

20.0

2.20

2.15

2.10

2.05

9.76

9.52

9.30

9.09

甲苯胺

己烷、丙酸丁酯

甲基环己醇

4.3

利用有机可燃气体(蒸气)分子中的碳原子数计算其爆炸上限

由于同系物有机可燃气体(蒸气)分子中碳原子数α与其爆炸上限L上所需的氧原子数2n之间有直线关系，因此，有机物爆炸上限值可直接由表4-8所列的氧原子数2n计算式，求得2n值，再从表4-7中找到相对应数值。表4-8

有机可燃气体(蒸气)爆炸上限相对应的氧原子2n的计算式气体介质

2n的计算式

有机可燃气体类别

在空气中

2n

=

0.5α+

2.5

石蜡烃(α≥3)

2n

=

0.5α+

2

石蜡烃(α=1.2)、烯烃、脂环烃、芳香烃、酮类

、氯代烃(α≥3)

2n

=

0.5α+

1.5

氯代烃(α＝1.2)

胺类

2n

=α

有机酸类

2n

=

α-

0.5

脂类

醇类

在氢气中

2n

=

0.5α

石蜡烃

2n

=

0.5α-

0.5

烯烃

脂环烃

注：α—有机物分子中碳原子数。4.4

根据含碳原子数计算爆炸极限

脂肪族饱和碳氢化合物爆炸极限的计算，也可以根据脂肪族碳氢化合物含碳原子数nc、与其爆炸上限L上(%)、与爆炸下限L下(%)的关系式求得：

1/L下＝0.1347×nc＋0.04343

1/L上＝0.01337×nc＋0.05151(4-5)4.5

用爆炸下限计算爆炸上限

大气压下、25℃时，用容积表示的上限和下限之间有如下的关系

L上25＝7.1(L下25)0.56

在爆炸上限附近不伴有冷火焰时，此式的简单关系式：

L上25＝6.5(L下25)0.5

代入L下＝0.55x中，则：

L上25≈4.8(x)0.5(4-6)(4-7)(4-8)4.6

根据闪点计算爆炸极限

因为闪点表示可燃液体表面蒸汽与空气构成一种能引起瞬时燃烧的混合物的最低浓度，而爆炸下限则表示该混合物能着火时的最低蒸汽浓度，所以易燃液体的闪点和爆炸极限可相互推算。根据闪点，查该温度(闪点)下易燃液体的饱和蒸汽压进行求取。

L下＝100×P闪/P总

式中：L下——爆炸下限，%；

P闪——闪点下液体的饱和蒸汽压，mmHg；

P总——混合气体总压力，一般取760mmHg。5爆炸危险区域划分5.1爆炸性危险物质分类中国将爆炸性危险物质分为三类：

I类：矿井甲烷；

II类：爆炸性气体混合物(含蒸汽、薄雾)；

III类：爆炸性粉尘和纤维。北美将爆炸性危险物质分为三类(级)：

CLASSI：爆炸性气体；

CLASSII：爆炸性粉尘；

CLASSIII：纤维。5.2爆炸性危险气体分级最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流（MIC）分级典型气体中国IEC欧洲爆炸北美爆炸(GROUP)点燃特性甲烷ⅠD难易丙烷ⅡA乙烯ⅡBC氢气ⅡCB乙炔A引燃温度(AIT)分组中国IEC欧洲标准北美标准气体易燃温度t(℃)点燃特性T1T1>450难易T2T2450≧t>300T2T2A300≧t>280T2T2B280≧t>260T2T2C260≧t>230T2T2D230≧t>215T3T3215≧t>200T3T3A200≧t>180T3T3B180≧t>165T3T3C165≧t>160T4T4160≧t>135T4T4A135≧t>120T5T5120≧t>100T6T6100≧t>855.3爆炸性危险区域的划分依据爆炸性危险区域划分的主要标准依据1)GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范;2)GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电设备第14部分危险场所分类;3)中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程(试行)1987年。

爆炸性危险区域主要以爆炸性危险物质出现的频繁程度和持续时间为划分依据5.4影响危险区域划分的主要因素 1)存在危险物质的可能性； 2)危险物质的释放量； 3)危险物质的特性(气体的密度等)； 4)环境条件(气压、温度、湿度以及通风情况等)； 5)远离释放源的距离； 6)危险物质泄漏监控设施设置情况； 7)爆炸后果的严重性。表4-11爆炸危险区域爆炸性物质区域定义中国标准北美标准气体在正常情况下，爆炸性气体混合物连续或长时间存在的场所。0区Div.1在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。1区Div.1在正常情况下爆炸性气体混合物不可能出现,仅仅在不正常情况下,偶尔或短时间出现的场所。2区Div.2粉尘或纤维在正常情况下,爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物可能连续,短时间频繁地出现或长时间存在的场所。10区Div.1在正常情况下,爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物不能出现,仅仅在不正常情况下,偶尔或短时间出现的场所。11区Div.2第二节矿用防爆型电气设备1防爆术语及标准1.1防爆等级1.2电气防爆型式及标准1.2.1防爆型式1.2.2防爆技术标准1.3防爆电气设备的类、级、组2主要防爆技术2.1隔爆型2.2增安型2.3本质安全型2.4正压型2.5浇封型第二节矿用防爆型电气设备1防爆术语及标准将工厂或矿区的爆炸危险介质，按其引燃能量，最小点燃温度以及现场爆炸性危险气体存在的时间周期进行科学分类分级，以确定现场防爆设备的防爆标志和防爆形式。防爆标志格式：Ex(ia)ⅡC

T4防爆标记防爆等级气体组别温度组别1.1防爆等级ia等级在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。正常工作时，安全系数为2.0；一个故障时，安全系数为1.5；二个故障时，安全系数为1.0。有火花的触点须加隔爆外壳、气密外壳或加倍提高安全系数。ib等级在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。正常工作时，安全系数为2.0；一个故障时，安全系数为1.5。正常工作时，有火花的触点须加隔爆外壳或气密外壳保护，并且有故障自显示的措施，一个故障时安全系数为1.0。1.2电气防爆型式及标准1.2.1防爆型式

1、隔爆型(Exd)2、增安型(Exe)3、本安型(Exia/Exib)4、正压型(Exp)5、充油型(Exo)6、充砂型(Exq)7、n型(ExnA/nC/nL,nR,nZ)8、浇封型(Exm)9、粉尘防爆(DIP)1.2.2防爆技术标准主要防爆技术标准

1)GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分通用要求2)GB3836.2-2000爆炸性气体环境用电气设备第2部分隔爆型电气设备“d”3)GB3836.3-2000爆炸性气体环境用电气设备第3部分增安型电气设备“e”4)GB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备第4部分本质安全型电路和电气设备“i”5)GB3836.5-2004爆炸性气体环境用电气设备第5部分正压型电气设备“p”6)GB3836.6-2004爆炸性气体环境用电气设备第6部分充油型电气设备“o”7)GB3836.7-2004爆炸性气体环境用电气设备第7部分充砂型电气设备“q”8)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“n”9)GB3836.9-1990爆炸性气体环境用电气设备第9部分浇封型电气设备“m”10)GB12476.1-2000可燃性粉尘环境用电气设备第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“DIPA/B”其它配套防爆技术标准

1)GB3836.11-1990爆炸性气体环境用电气设备第11部分最大试验安全间隙测定方法2)GB3836.12-1990爆炸性气体环境用电气设备第12部分气体或蒸汽混合物按其最小试验安全间隙和最小点燃电流的分级3)GB3836.13-1997爆炸性气体环境用电气设备第13部分爆炸性环境用电气设备检修4)GB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备第4部分本质安全型电路和电气设备“i”5)GB3836.14-1997爆炸性气体环境用电气设备第14部分危险场所分类6)GB3836.15-1997爆炸性气体环境用电气设备第15部分危险场所电气安装(煤矿除外)7)GB/T2900.35-1998电工术语爆炸性环境用电气设备8)GB/T15604-1995粉尘防爆术语9)GB1444-1987防爆灯具专用螺口式灯座1.3防爆电气设备的类、级、组分类

I类：矿井用－MiningIndustry

II类：工厂用－SurfaceIndustry

III类：爆炸性粉尘和纤维环境用分级只有II类设备才分级，其分级方法和爆炸性气体分级相同，共分为三级：A、B、C三级(仅指隔爆、本安设备)。分组其分组方法和爆炸性气体分组相同，共分为T1~T6六组。与爆炸性气体温度组别不同是指设备最高表面温度，且它的确定与防爆型式有关。2主要防爆技术2.1隔爆型(防爆标志：Exd)设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.2-2000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)。

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。

是间隙防爆技术，依靠间隙、啮合长度来达到降温、熄火效果。强度设计：至少为参考压力的1.5倍。通常IIB为1MPa，IIC为1.5MPa。隔爆接合面定义：为阻止内部爆炸向外壳周围爆炸性气体混合物传播。隔爆外壳各个部件相对表面配合在一起的接合面，称为隔爆接合面。接合面结构形式与要求平面接合面：表面粗糙度、啮合宽度、间隙圆筒接合面：表面粗糙度、啮合宽度、间隙止口接合面：表面粗糙度、啮合宽度、间隙螺纹接合面：啮合精度、啮合扣数、螺距大于0.7mm防锈措施：电镀、磷化、涂防锈油、不准涂刷油漆。图4-9

圆筒接合面图4-8

平面结合面图4-11

螺纹接合面图4-10

止口接合面2.2增安型(防爆标志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。

增安型技术是一种德国技术。原则上可以适用于1区场所，但国际间或行业间认可程度略有不同。主要技术措施：接线端子放松、电气间隙/爬电距离、外壳防护等级、绕组绝缘、温度保护等。

外壳不要求具有承受内部爆炸的强度、但至少应能承受规定的机械冲击，且具有IP54的外壳防护等级。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。2.3本质安全型(防爆标志Exi)设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.4-2000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。例如：氢气19uJ560℃。

本安技术实际上是一种低功率设计技术。因此它能很好地适用于工业自动化仪表。基本设计技术措施(电路与结构设计方面)：限制电压；限制电流；限制能量(含储能元件：电容和电感)；合理选择元器件额定参数、载流导线截面等；电路和结构的分隔措施。本安防爆的技术制造工艺简单、体积小、重量轻、造价低(开关回路1:4)；易于实现较高防爆级别的设计；可带电操作与维护；安全可靠性高；可有效避免人员触电伤亡事故发生；适用范围广(ia等级是唯一的0区技术)；简单设备只需满足通用要求，不需认证即可接入本安防爆系统。电气设备类型本质设备

其内部所有电路都是本质安全电路的电气设备。关联设备

装有本安电路和非本安电电路，且结构使非本安电路不能对本安电路产生不利影响的电气设备(关联设备一般安装在安全场所)。本质安全设备的类别Exia

直至两个元件或其它类型的故障仍能保持防爆性能的设备。本质设备可安装在0区、1区、2区危险场所。本安关联设备可连接到0区、1区、2区危险场所。Exia本安设备是唯一可安装在0区的防爆电气设备。Exib

直至一个元件或其它类型的故障仍能保持防爆性能的设备。本质设备可安装在1区、2区危险场所。本安关联设备可连接到1区、2区危险场所。最小点燃曲线的概念最小点燃电流

用标准电火花试验装置，在电阻和电感电路中引起爆炸性试验混合物点燃的最小电流。最低点燃电压

用标准电火花试验装置，在电容电路中引起爆炸性试验混合物点燃的最低电压。最小点燃曲线

最小点燃曲线包括最小点燃电流曲线和最低点燃电压曲线。它是通过大量电火花试验确定的点燃爆炸性气体混合物的临界值曲线。是设计人员设计本安电路的重要依据。图4-12

R电路图4-14

Ⅰ类RC电路图4-13

Ⅰ类RL电路图4-16

Ⅱ类RC电路图4-15

Ⅱ类RL电路安全系数由于点燃曲线中给出的最小点燃电流(或电压)值是点燃临界值。不能直接使用。使用时，应考虑相应的安全系数。

所谓安全系数是指最小点燃电流(或电压)与本安电路的设计电流(或电压)相比的倍数。即最小点燃电流(或电压)/本安电路设计电流(或电压)。具体安全系数取值见下表：