爆炸和火灾危险环境电气设备选择课件

§8-1电气防爆原理

§8-2爆炸和火灾危险环境区域划分

§8-3爆炸性混合物的分类、分级和分组

§8-4防爆电气设备选择

§8-5电气防爆应用问题第八章爆炸和火灾危险环境电气设备的选择

一、基本概念二、燃爆条件及防爆措施三、电气设备的防爆途径四、防爆电气设备的类型与标志五、隔爆防爆原理六、本质安全型防爆原理第一节电气防爆原理一、基本概念1、爆炸性危险环境：含有爆炸性混合物的环境。

2、爆炸性混合物：是指在大气条件下，气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状的易燃物质与空气混合，点燃后，燃烧将在整个范围内迅速传播的混合物。（1）爆炸性气体混合物：

对可燃气体、易燃气体或可燃液体的蒸气与空气混合物形成的爆炸性混合物。

(2)爆炸性粉尘混合物：悬浮状可燃粉尘或可燃纤维与空气混合形成的爆炸性混合物。

3、火灾危险环境3、火灾危险环境：它是指生产、使用、储存后输送火灾危险物质的过程中，能引起火灾危险的区域。能引起火灾危险的物质包括：

(1)闪点高于场所环境温度的可燃液体，在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下，虽然能泄漏但不致于形成爆炸性混合物。

(2)虽能燃烧，但不可能形成爆炸性混合物的悬浮状或堆积状的可燃粉尘或可燃纤维。

(3)固体状可燃物质。

二、燃爆条件与防爆基本措施(一)易燃易爆物质的燃爆条件

1、电气设备周围存在有一定数量的易燃易爆物质。

2、这些易燃易爆物质与空气混合，其浓度在爆炸极限以内，并具有与电气设备的危险因素相接触的可能性。

3、电气设备产生的火花、电弧或高温热量足以点燃爆炸性混合物。（二）防爆基本措施4、消除或控制电气设备产生火花、电弧或高温的可能性，并使其与易燃易爆物隔离，并在低于引燃温度下运行。5、定期清除沉积粉尘，给物料增湿，防止沉积和悬浮。1、要把燃爆的三个条件同时出现的可能性减到最小程度。2、通过生产工艺设计来消除或减少可燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾、爆炸或可燃粉尘的产生及积累。3、限制易燃易爆物质在空气中的含量，减少其达到爆炸极限的概率。三、电气设备的防爆途径1、电气设备的防爆的基本思路隔爆防爆：采用结构防爆措施，使设备外部呈安全特性。本质安全防爆：从电路角度限制进入危险场所的电能，并防止出现火花和高温表面。2、电气设备防爆措施2、电气设备防爆措施(1)采用隔爆外壳。

(2)采用本质安全电路。

(3)采用超前切断电源。

(4)隔离法。

(5)限制正常工作的温度。

采用隔爆外壳多用于电机、电器等动力设备的防爆。特点：采用坚固外壳，当电气设备内部爆炸时产生的爆炸压力不致使外壳变形。当火焰从外壳间隙溢出时，受到足够的冷却，不足以引燃爆炸性混合物采用本质安全电路从基本电路设计出发，在电气系统中采用一定措施，使外露的电火花能量不足以引燃爆炸性混合物。适用于信号通信、测量仪器、遥控和自动控制系统等。采用超前切断电源基本原理：在电气设备出现故障前，即自行把电源切断，使热源不至于与爆炸性混合物接触，从而达到防爆目的。隔离法原理：使正常或故障时产生的危险因素，不与爆炸性混合物直接接触，从而达到防爆目的。限制正常工作的温度通过加大导线截面、降低使用容量、改善散热条件等方法，把电气设备正常或故障时的运行温度控制在爆炸性物质的引燃温度以内。（5）充油型(o)（6）充砂型(q)（7）无火花型(n)（8）特殊型(s)四、防爆设备的类型与标志1、按其使用环境的不同分为二类：I类为煤矿井下用电气设备；II类为工厂用电气设备。2、根据电气设备产生火花、电弧和危险温度的特点，为防止其点燃爆炸性混合物而采取的措施不同分八类：（1）隔爆型(d)（2）增安型(e)（3）本质安全型(ia,ib)（4）正压型(p)五、隔爆防爆原理（一）、基本概念隔爆性耐爆性（二）、要求耐爆性要求隔爆性要求（三）、隔爆外壳的材料隔爆：指当坚固的电气设备外壳内发生爆炸时，火焰经各接合面喷出，而不使外面的爆炸性混合物爆炸。（一）、基本概念1、耐爆性耐爆性是指外壳强度。当外壳内发生最严重的爆炸性混合物爆炸时，或因高温引起壳内有机绝缘分解，生成可燃性高压气体时，其压力都不致于使外壳变形和损坏，其高温也不致使外壳损伤。（一）、基本概念2、隔爆性隔爆性是指外壳各部件的接合面，要符合一定要求，使壳内爆炸时向外喷出的火焰或灼热金属颗粒不会引起壳外的爆炸性混合物的爆炸。

耐爆性要求1、爆炸性混合物的爆炸压力与温度2、外壳内绝缘油及有机物分解产生的压力3、多空腔的过压现象4、隔爆外壳的机械强度1、爆炸性混合物的爆炸压力与温度爆炸压力：一般T=2100-2200℃，爆炸压力理论值为0.83—0.85MPa。实际值：温度1850℃，压力为0.74MPa，由于圆球形的爆炸压力大，长方形最小容积在0.5—0.6L时，压力相差不大；容积小于0.5L时，爆炸压力显著降低；到0.01L时,其压力为0.5MPa.爆炸压力随间隙的增加而降低,间隙相同时,随容积增大而增大。2、外三壳内三绝缘三油及三有机三物分三解产三生的三压力电弧三作用三下，三绝缘三油及三有机三物分三解产三生大三量气三体，三从而三使外三壳受三到较三高的三压力过压三要比瓦斯三爆炸三压力三还大三；例三如：三塑料K2三1-三22在电三弧持三续1S所产三生的三压力三可达1.三1M三PA，高压三油开三关箱三内进三行三三相短三路试三验，三当切三断线三路的三电压三为6K三V，短路三电流三可达9.三6K三A时，虽三法兰三盘有0.三1—三0.三15三mm2间隙,而箱三内压三力仍三达到2M三PA。3、多三空腔三的过三压现三象爆炸三压力三与初三压成三正比三。初三压为0.三1M三PA三,爆炸三压力三约0.三8M三PA三,初压三为0.三2M三PA,爆炸三压力三约1.三6M三PA.如右三图：为避三免产三生过三压现三象，三在设三计隔三爆外三壳时三，应三尽量三缩小三二腔三容积三之差三，一三般应三小于4：1联通三孔断三面积三应大三于75三0m三m2。4、隔爆外壳三的机三械强三度考虑1.三5倍的三安全三系数三的基三础上三，能三承受0.三8M三PA设备三的外三壳,若采三用钢三板其三最小三厚度三应不三小于3-三-4三㎜,铸铁三应为6㎜。只三有这三样才三能承三受甲三烷爆三炸高三温和三爆炸三压力三的冲三击作三用。三出厂三或检三修后三，还三应进三行水三压实三验。对于三有衬三垫密三封的三空腔三，由三于爆三炸后三气体三不能三泄出三，压三力不三能增三高，三此时三，不三论空三腔净三容积三大小三，外三壳均三要求三承受0.三8M三PA隔爆三性要三求1、最三大试三验安三全间三隙它是三介于三传爆三与不三传爆三之间三的间三隙。三间隙三值的三大小三与结三合面三宽度三及爆三炸性三混合三物的三种类三等因三素有三关，三它可三以通三过实三验来三确定三。2、隔三爆外三壳接三合面三的要三求对结三合面三的间三隙宽三度和三光洁三度的三要求三也不三一样三。通常三对以三法兰三结合三的法三兰盘三强度三要求三比外三壳更三高。隔爆外壳三的材三料要三求隔爆三型电气三设备三外壳三材质三应以三钢和三高级三铸铁三为主三，在三某些三条件三下也三可用三铝合三金或三塑料三。六、本质三安全三防爆三原理本质三安全三防爆三是根三据安三全火三花原三理，三通过三合理三地选三择电三气参三数，三使系三统在三正常三或故三障状三态下三，产三生的三电火三花变三得相三当小三，不三能点三燃周三围的三爆炸三性混三合物三。本质三安全三电路三的安三全措三施：1、电三源限三流措三施2、电三感元三件的三消能三措施3、安三全栅第二三节三爆炸三和火三灾危三险三环境三区域三划分一、三爆炸三性气三体环三境危三险区三域范三围二、三爆炸三性粉三尘环三境危三险区三域范三围三、三火灾三危险三环境三危险三区域三范围一、三爆炸三性气三体环三境区三域范三围（一三）、三危险三区域三划分（二三）、三危险三区域三范围（一三）、三危险三区域三划分

0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境。1区：在正常运行时，可能出现爆炸性气体混合物的环境。2区：在正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物的环境，即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境1、根三据爆三炸性三气体三混合三物出三现的三频繁三程度和持三续三时间三分区2、根三据释三放源三级别三和通三风条三件确三定2、按三释放三源级三别和三通风三条件三确定1）、释放三源概三念2）、通风三条件3）、爆炸三危险三区域三划分三按释三放源三级别三和通三风条三件确三定1）、三释放三源概三念释放三源：三释放三爆炸三性混三合物三的设三备的三位置三或设备三的部三位。a、连续三级释三放源三：预三计长三期释三放及三短时三频繁三释放三的释三放源三。b、一级三释放三源：三预计三正常三运行三时周三期或三偶尔三释放三的释三放源三。c、二级三释放三源：三预计三在正三常运三行下三不会三释放三，即三使释三放也三仅是三偶尔三短时三释放三的释三放源三。d、多级三释放三源：三由上三述两三种或三三种三级别三释放三源组三成的三释放三源。通风三良好三：爆三炸危三险区三域内三的通三风，其空三气流三量能三使易三燃物三质很快三稀释三到爆三炸下三限值的25三%以下三时。2）、通风三条件爆炸三爆炸三危险三区域三划分三按释三放源三级别三和通三风条三件确三定，三并符三合下三列规三定：a、首先三按下三列释三放源三级别三划分三区域三：0区：三存在三连续三级释三放源三的区三域1区：三存在三第一三级释三放源三的区三域2区：三存在三第二三级释三放源三的区三域3）爆三炸危三险区三域划三分按三释放三源级三别三和通三风条三件确三定b、其次三按通三风条三件调三整区三域划三分当通三风条三件良三好时三，应三降低三爆炸三危险三环境三区域三等级三，当三通风三不良三时，三提高三爆炸三危险三环境三区域三等级三。可采三用局三部机三械通三风降三低爆三炸危三险区三域等三级在障三碍物三、凹三坑和三死角三处，三应局三部提三高爆三炸危三险区三域等三级。1、确三定原三则：爆炸三危险三区域三的范三围应三根据三释放三源的三级别三和位置三，易三燃物三质的三性质三、通三风条三件、三障碍三物及生三产条三件、三运行三经验三，经三技术三经济三比较三综合确三定。(2三)建筑三物内三部，三宜以三厂房三为单三位划三分爆三炸危三险区域三的范三围。三当厂三房空三间大三，释三放源三释放三的易燃三物质三量少三时，三可按三厂房三内部三分空三间划三定爆炸三危险三的区三域范三围。（二三）危三险区三域的三范围(3三)当易三燃物三质可三能大三量释三放并三扩散三到15三m以外三时三，爆三炸危三险区三域应三划分三附加2区。(4三)在物三料操三作温三度高三于可三燃液三体闪三点的三情况三下，三可燃三液体三可能三泄露三时，三其爆三炸危三险区三域的三范围三可适三当缩三小。2、危三险区三域范三围确三定A、非开三敞建三筑物B、开敞三或局三部开三敞建三筑物C、露天三装置D、使用三明火三设备三的一三些危三险区三域E、与爆三炸危三险区三域相三邻的三区域1）、三按规三程要三求（三划分三）：2）、三按释三放源三划分A、非开三敞建三筑物在建筑三物内三部，三一般三以室三为单三位，三当室三内空三间很三大时三，可三依据三通风三情况三、释三放源三的位三置、三爆炸三性气三体释三放量三的大三小和三扩散三范围三酌情三将室三内划三分为三若干三个区三域并三确定三其级三别。三如图三示：厂房三门、三窗外三规定三空间三范围三内，三由于三通风三良好三，则三可划三低一三级。三但当三室内三具有三比空三气重三的气三体或三蒸汽三，或三者有三比空三气轻三的气三体或三蒸汽三时，三也可三以不三按室三为单三位划三分。B、开敞三或局三部开三敞建三筑物（1）、三对易三燃液三体、三闪点三低于三或等三于场三所环三境温三度的三可燃三液体三注送三站，三其开三敞面三外缘三向外三水平三延伸15米，三以内三向上三垂直三延伸3米以三内的三空间三应划三为危三险区三域。（2）、三对可三燃气三体、三易燃三液体三、闪三点低三于或三等于三场所三环境三温度三的可三燃液三体的三封闭三工艺三装置三，开三敞面三外缘3米以三内的三空间三应划三为2区。C、露天三装置对装有三可燃三气体三、易三燃液三体和三闪点三低于三或等三于场三所环三境温三度的三可燃三液体三的封三闭工三艺装三置，三一般三在离三设备三外壳3米（三垂直三或水三平）三以内三的空三间应三划为三危险三区域三。当设三置安三全阀三、呼三吸阀三、放三空阀三时，三一般三是以三阀口三以外3米以三内的三空间三作为三危险三区域三。如三图示三。装有三易燃三液体三、闪三点低三于或三等于三场所三环境三温度三的可三燃液三体贮三罐，三以罐三体外三壳以三外的三水平三或垂三直距三离3米以三内的三空间三应划三为危三险区三域。三当设三有防三护堤三时，三应包三括护三高度三以内三的空三间。若为三注送三站，三则以三注送三口外三水平15米，三垂直7.三5以内三的空三间作三为危三险区三域D、使用三明火三设备三的一三些危三险区三域在高温三物体三附近三，可三采用三非防三爆型三电气三设备三。在三这种三情况三下防三火防三爆主三要采三取密三闭、三防渗三漏等三措施三来解三决，三因为三在这三些区三域内三已有三明火三或超三过爆三炸性三混合三物自三燃温三度的三高温三物体三，电三气设三备防三爆已三起不三到它三应有三的作三用。E、与爆三炸危三险区三域相三邻的三区域关于三与爆三炸危三险区三域相三邻的三区域三等级三的划三分，三应根三据它三们之三间的三相对三间隔三、门三窗开三设方三向和三位置三、通三风状三况、三实体三墙的三燃烧三性能三等因三素确三定。三具体三实施三时，三必须三作好三调查三。2）以三释放三源划三分危三险区三域以释三放源三级别三及通三风条三件区三域范三围划三分示三例：1、三对于三易燃三物质三重于三空气三、通三风条三件良三好且三第二三级释三放源三接近三坪时三的主三要装三置区三，其三爆炸三危险三区域三的范三围划三分一、三在爆三炸危三险区三域内三，地三坪下三的坑三、沟三划分三为1区。二、三以释三放源三为中三心，三半径三为15三m，地坪三上高三度为7.三5m三,顶部三与释三放源三的距三离为7.三5m的范三围划三分为三二区三。三、三以释三放源三为中三心，三总半三径为30三m，地坪三上高三度为0.三6m，且在2区以三外的三范围三内划三分为三附加2区。二、三爆炸三性粉三尘环三境危三险区三域（一三）、三危险三区域三划分（二三）、三危险三区域三范围按爆三炸性三粉尘三混合三物出三现的三频繁三程度三和持续三时间三分区10区：三连续三出现三或长三期出三现爆三炸性三粉尘的环三境11区：三有时三会将三积留三下的三粉尘三起而三偶然出现三爆炸三性粉三尘混三合物三的环三境。（一三）、三危险三区域三划分原则三：(1三)爆炸三性危三险环三境的三范围三应根三据爆三炸性三粉尘三的量、三释放三率、三浓度三和物三理特三性、三以及三同类三企业相三似厂三房的三实践三经验三等确三定。(2三)爆炸三性粉三尘环三境在三建筑三物内三部，三宜以三厂房三为单位三确定三范围三。（二三）、三危险三区域三范围三确定区域三划分根据三火灾三事故三发生三的可三能性三和后三果，三以及三危险三程度三及物三质状三态的三不同三，按三下列三规定三进行三分区三：21区：三具有三闪点三高于三环境三温度三的可三燃液三体，三在数三量和配三置上三能引三起火三灾危三险的三环境三。22区：三具有三悬浮三状、三堆积三状的三可燃三粉尘三或可三燃纤三维，虽不三能形三成爆三炸性三混合三物，三但在三数量三和配三置上能三引起三火灾三危险三的环三境。23区：三具有三固体三状可三燃物三质，三在数三量和三配置三上能三引起火三灾危三险的三环境三。三、三火灾三危险三环境作业名词三解释三：爆炸三性危三险环三境、三火三灾危三险环三境问答三：1、易三燃易三爆物三质的三燃爆三条件三？2、电三气设三备的三防爆三途径三（措三施）三？3、爆三炸性三气体三环境三危险三区域三划分三？第三三节三爆三炸性三混合三物的三分类三、三分级三和分三组一、三爆炸三性混三合物三的分三类二、三爆炸三性气三体混三合物三的分三级分三组三、三爆炸三性粉三尘混三合物三的分三级分三组爆炸三性混三合物三的危三险性三，是三由它三的爆炸三极限、传爆三能力、引燃三温度和最小三点燃三点流决定三的。根据三爆炸三性混三合物三的危三险性三并考三虑实三际生三产过三程的三特点三，一三般是三将爆三炸混三合物三分为三三类三：I类——矿井三甲烷三；II类——工业三气体II三I类——工业三粉尘一、三爆炸三性混三合物三的分三类二、三爆炸三性气三体混三合物三的分三级、三分组分级按最三大试三验安三全间三隙（ME三SG）分级按最三小点三燃电三流（MI三C）分级分组按引三燃温三度分三组1、按三最大三试验三安全三间隙三（ME三SG）分级（1）分三级实三验方三法：最大三安全三试验三间隙三是在三标准三试验三条件三下，三壳内三所有三浓度三的被三试验三气体三或蒸三气与三空气三的混三合物三点燃三后，三通过25三mm面均三不能三点燃三壳外三爆炸三气体三混合三物的三外壳三空腔三两部三分之三间的三最大三间隙。1、按三最大三试验三安全三间隙三（ME三SG）分级（2）分三级归三类方三法：I类——矿井三甲烷三：=1三.1三4m三mII类——工业三气体:<1三.1三4m三mII三A:三0.三9<三M三ES三G<三1.三14三mmII三B:三0三.5三<M三ES三G<三0.三9m三mII三C:三M三ES三G<三0.三5m三m2、按三最小三点燃三电流三（MI三C）分级(1三)分级三实验三方法在温三度为20三--三-4三0。C，0.三1M三pa，电压三为24三V，电感三为95三mH的试三验条三件下三，采三用IE三C标准三火花三发生三器对三空气三电感三组成三的直三流电三路进三行30三00次火三花发三生试三验，三能够三点燃三最易三点燃三混合三物的三最小三电流三。2、按三最小三点燃三电流三（MI三C）分级（2）分三级归三类方三法：I类：三甲烷三最易三点燃三的混三合物三浓度三为8.三3%三±0三.3三%，最三小引三燃能三量为0.三28三mJ。对应三的电三路电三流I0（基准三）。II类——工业三气体:II三A:三0三.8三≤≤1II三B:三0三.4三5≤≤0三.8II三C:三0三.4三5≤引燃三温度:也称三自燃三温度三，既三不需三要用三明火三灾空三气或三氧气三中加三热即三能引三起燃三烧和三爆炸三的最三低的三温度三。T1三：t三>4三50三℃三T1三：3三00三<t三<4三50三℃T3三：2三00三<t三<3三00三℃三T4三：1三35三<t三<2三00三℃T5三：1三00三<t三<1三35三℃三T6三：8三5<三t<三10三0三℃3、按三引燃三温度三分组三、三爆炸三性粉三尘混三合物三的分三级分三组1、分三级分三组方三法（1）根三据爆三炸性三粉尘三混合三物物三理特三性（导三电性三分级三）（2）爆三炸性三粉尘三引燃三温度三的高三低2、分三级分三组规三定三、三爆炸三性粉三尘混三合物三的三分级三分组2、分三级分三组规三定（1）根三据粉三尘导三电性三：II三I三A(非)、II三I三B(导)（2）按引三燃温三度分三组：T1三1三T>三27三0三℃T1三2三27三0>三T三>三2三00三℃T1三3三20三0>三T三>三1三40三℃第四三节三防三爆电三气设三备选三择一、三一般三安全三要求二、三电气三防爆三标志三和防三护型三式三、三爆炸三性环三境电三气设三备选三择四、三火灾三危险三环境三电气三设备三选择（1）严格三进行三爆炸三性环三境的三电力三设计三时，三尽量三把电三气设三备，三特别三是正三常运三行时三发生三火花三的设三备，三布置三在危三险性三较小三或非三爆炸三性环三境中三。（2）在满三足工三艺生三产及三安全三的前三提下三，尽三量少三用防三爆电三气设三备，三少用三携带三式电三气设三备。（3）严格三按防三爆要三求配三用电三气设三备，三防爆三电气三设备三应具三有相三应的三级、三组。（4）在建三筑上三采取三措施三限制三爆炸三性环三境范三围。一、三一般三安全三要求二、三电气三防爆三标志三及防三护型三式1、防三爆电三气设三备类三型2、防三爆的三标示三方法3、防三护型三式1、防三爆电三气设三备类三型（1）隔三爆型(d三)（2）增安三型(e三)（3）本质三安全三型(i三a,三ib三)（4）正压三型(p三)（5）充油三型(o三)（6）充砂三型(q三)（7）无火三花型(n三)（8）特殊三型(s三)I类：三煤矿三井下三用电三气设三备。II类：三工厂三用电三气设三备，三按ME三SG（MI三C）分为A、B、C三级三。(1三)永久三性标三志“EX”,在铭三牌右三上方(2三)类型三、级三别、三组别三标示ed三II三B三T32、防三爆的三标示三方法①表示三产品三防爆三型式三，用三一种三或多三种用三字母三表示三。②类三别三③三级别三④三表示三温度三组别④③②①（3）特三例：复合三型：三先标三出为三主体三防爆三型式三，后三标出三为他三防爆三型式(Ex三ep三II三AT三3)。特定三型：三只允三许一三种爆三炸性三气体三或蒸三汽环三境中三使用三的电三气设三备，三其标三志可三用该三气体三或蒸三气的三化学三分子三式或三名称三表示三，此三时可三不必三注明三级别三与温三度组Ex三dI三I(三NH三3)或Ex三dI三I氨。II类电三气设三备的三标志三，可三标温三度组三别，三也可三标最三高表三面温三度，三或二三者都三标出Ex三eI三I(三12三5℃)或Ex三eI三I（12三5℃）T4。（3）特三例：3、防三护型三式（1）等三级代三号：IP三X1X2S（M）附加字母防水等级防固体等级外壳防护特征字母（2）说三明无S或M则表三示设三备在三静止三和运三转状三态下三都经三过防三水试三验。当仅三需要三用一三个特