石化企业防爆知识及防爆电气设计与设备应用技术讲座

石化企业防爆知识及

防爆电气设计与设备应用

宋振江参考资料GB50058-92《爆炸和火灾危害环境电力装置设计标准》GB12476-2023《可燃性粉尘环境用电设备的气设备》GB3836.1～15-2000《爆炸性气体环境用电设备》GB50257—96《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境》GB50160-2023《石油化工企业设计防火标准》GB50074-2002《石油库设计标准》2目录第一章、防爆知识第二章、爆炸性气体环境第三章、爆炸性气体环境的电气装置第四章、爆炸性气体环境电气设备的选型第五章、防爆电动机的使用与维护34第一章、防爆知识一、燃烧与爆炸二、易燃、可燃介质的危险特性及分类5一燃烧与爆炸1、燃烧及其特性燃烧是一种同时有热和光发生的剧烈的氧化复原反响。2、燃烧〔爆炸〕三要素：有可燃物存在；有助燃物〔氧化剂〕存在，常见的有空气中的氧；有能导致着火的能源—点火源。一燃烧与爆炸3、爆炸的产生爆炸是剧烈燃烧，爆炸是能量〔物理能、化学能或核能〕在瞬间迅速释放或急剧转化成机械功和其它能量的现象。易燃体在空气中的浓度到达爆炸极限时遇火源就将发生化学爆炸，其爆炸冲击速度可达1000m/s以上，形成巨大的破坏力。67一燃烧与爆炸4、

爆炸及其特性爆炸过程进行得很快；

爆炸点附近压力急剧升高，多数爆炸伴有温度升高；

周围介质在压力作用下产生振动或受到机械破坏；

由于介质振动而产生声响。其中，压力急剧升高是爆炸现象的最主要特征；8二、易燃、可燃介质的危险特性及分类1、易燃、可燃介质的危险特性。石油石化场所的原油、汽油、柴油、液化石油气和天然气都是有机物，其主要组成物质是碳氢化合物及其衍生物，具有容易燃烧的特点，它们的易燃性使其具有很大的火灾危险性。反映易燃性的主要指标是易燃、可燃液体或气体的闪点、燃点、自燃点和爆炸极限。9二、易燃、可燃介质的危险特性及分类闪点：是指在规定的试验条件下，当火焰从油品蒸气与空气的混合物上掠过时，引起瞬间火苗或闪光并立即熄灭的液体最低温度。油品闪点越低越容易燃烧，它的危险性也越大。所以闪点是衡量油品火灾危险性大小的一个重要指标。燃点：当液体到达闪点且温度继续上升，在液体外表能用明火引起连续5秒钟以上的火苗燃烧的最低温度，称为该液体的燃点。液体的燃点比闪点高5～20℃。10二、易燃、可燃介质的危险特性及分类自燃点：系指物质(包括油品)在没有外部火焰条件下，能够自行燃烧和继续燃烧的最低温度。爆炸极限：易燃物质与空气混合后，只有在混合物到达一定体积浓度范围，遇明火才会发生爆炸。这种易燃物质(如油品蒸气)在空气中能够引起爆炸的最小浓度和最大浓度，称为爆炸下限和爆炸上限。爆炸下限和爆炸上限的范围越大，发生爆炸的时机越多，说明物质着火危险性越大。11二、易燃、可燃介质的危险特性及分类2、局部易燃、可燃介质的危险性参数12二、易燃、可燃介质的危险特性及分类3、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计标准》危险性介质的分类13二、易燃、可燃介质的危险特性及分类4、《石油库设计标准》关于油品的火灾危险性分类14二、易燃、可燃介质的危险特性及分类5、《建筑设计防火标准》局部介质的危险性分类二、易燃、可燃介质的危险特性及分类6、石油化工企业设计防火标准GB50160-2023液化烃、可燃液体的火灾危险性分类15第二章、爆炸性气体环境一、爆炸特性二、爆炸性气体混合物的形成条件三、爆炸性气体环境中产生爆炸必须同时存在的条件四、爆炸性气体环境应采取防止爆炸的措施五、爆炸性气体环境危险区域划分16一、爆炸特性当易燃物质在空气中的浓度处于爆炸下限与爆炸上限之间时，遇到明火会爆炸，也会燃烧；当易燃物质在空气中的浓度低于爆炸下限时，不会爆炸也不会燃烧；高于爆炸上限不会爆炸但会燃烧；易燃物质在着火过程中，燃烧和爆炸往往会交替进行。17二、爆炸性气体混合物的形成条件在大气条件下易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾等易燃物质与空气混合形成爆炸性气体混合物。闪点低于或等于环境温度的可燃液体的蒸气或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物。在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下可燃液体有可能泄漏时其蒸气与空气混合形成爆炸性气体混合物。18三、爆炸性气体环境中产生爆炸必须同时存在的条件存在易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾，其浓度在爆炸极限以内；存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧或高温。氧气。19四、爆炸性气体环境应采取防止爆炸的措施1、首先应使产生爆炸的条件同时出现的可能性减到最小程度。2、工艺设计中应采取消除或减少易燃物质的产生及积聚的措施：工艺流程中宜采取较低的压力和温度，将易燃物质限制在密闭容器内；工艺布置应限制和缩小爆炸危险区域的范围，并宜将不同等级的爆炸危险区，或爆炸危险区与非爆炸危险区分隔在各自的厂房或界区内；20四、爆炸性气体环境应采取防止爆炸的措施在设备内可采用以氮气或其它惰性气体覆盖的措施；宜采取平安联锁或事故时参加聚合反响阻聚剂等化学药品的措施。3、防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间，宜采取以下措施：工艺装置宜采取露天或开敞式布置；设置机械通风装置；在爆炸危险环境内设置正压室；21四、爆炸性气体环境应采取防止爆炸的措施对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点设置自动测量仪器装置，当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值的５０％时，应能可靠地发出信号或切断电源。4、在区域内应采取消除或控制电气设备线路产生火花、电弧或高温的措施。22五、爆炸性气体环境危险区域划分1、根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间按以下规定进行爆炸危险区分区：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或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的境。23五、爆炸性气体环境危险区域划分2、非爆炸危险区域没有释放源并不可能有易燃物质侵入的区域；易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10%；在生产过程中使用明火的设备附近或炽热部件的外表温度超过区域内易燃物质引燃温度的设备附近；在生产装置区外露天或开敞设置的输送易燃物质的架空管道地带但其阀门处按具体情况定。24五、爆炸性气体环境危险区域划分3、释放源〔按易燃物质的释放频繁程度和持续时间长短〕的分级。3.1连续级释放源：预计长期释放或短时频繁释放的释放源。没有用惰性气体覆盖的固定顶盖贮罐中的易燃液体的外表；油、水别离器等直接与空间接触的易燃液体的外表；经常或长期向空间释放易燃气体或易燃液体的蒸气的自由排气孔和其它孔口。25五、爆炸性气体环境危险区域划分3.2第一级释放源：预计正常运行时周期或偶尔释放的释放源。在正常运行时会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门等的密封处；在正常运行时，会向空间释放易燃物质，安装在贮有易燃液体的容器上的排水系统；正常运行时会向空间释放易燃物质的取样点。26五、爆炸性气体环境危险区域划分3.3第二级释放源：预计在正常运行下不会释放，即使释放也仅是偶尔短时释放的释放源。正常运行时不能出现释放易燃物质的泵、压缩机和阀门的密封处；正常运行时不能释放易燃物质的法兰、连接件和管道接头；正常运行时不能向空间释放易燃物质的平安阀、排气孔和其它孔口处；正常运行时不能向空间释放易燃物质的取样点。27五、爆炸性气体环境危险区域划分3.4多级释放源：由上述两种或三种级别释放源组成的释放源。4、爆炸危险区域内的通风，其空气流量能使易燃物质很快稀释到爆炸下限值的25％以下时，可定为通风良好。28五、爆炸性气体环境危险区域划分5、爆炸危险区域的划分应按释放源级别和通风条件确定，并应符合以下规定。5.1首先应按以下释放源的级别划分区域：存在连续级释放源的区域可划为０区；存在第一级释放源的区域可划为１区；存在第二级释放源的区域可划为２区。5.2其次应根据通风条件调整区域划分：当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级；当通风不良时应提高爆炸危险区域等级。29五、爆炸性气体环境危险区域划分局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械通风更为有效时，可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级。在障碍物、凹坑和死角处，应局部提高爆炸危险区域等级。利用堤或墙等障碍物，限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散，可缩小爆炸危险区域的范围。30五、爆炸性气体环境危险区域划分6、爆炸性气体环境危险区域的范围6.1设计流程设计院工艺专业将爆炸危险物介质调查表，明确释放源设备名称、释放介质、操作温度、操作压力、释放源〔阀门、法兰〕及级别〔二级〕、是否含氢气等。电气专业根据“爆炸危险物介质调查表〞绘制“装置爆炸危险区域划分平面图〞和“装置爆炸危险区域划分立面图〞。根据爆炸危险区域划分平面图和立面图对电气设备的防爆设计进行选型。31常减压装置爆炸危险区域划分条件表32常减压装置爆炸危险区域划平面图33常减压装置爆炸危险区域划立面图3435五、爆炸性气体环境危险区域划分6、爆炸性气体环境危险区域的范围:6.2图标

0区1区2区(A,B)

2区(C)五、爆炸性气体环境危险区域划分366.3爆炸性气体环境危险区域的范围实例一：对于易燃物质重于空气、通风良好且为第二级释放源的主要生产装置区，其爆炸危险区域的范围划分：地坪下的坑、沟划为1区；以释放源为中心，半径为15ｍ，地坪上的高度为7.5ｍ及半径为7.5ｍ，顶部与释放源的距离为7.5ｍ的范围内划为2区；以释放源为中心，总半径为3０ｍ，地坪上的高度为0.6ｍ，且在2区以外的范围内划为附加2区。详见“图-1〞、和“图-2〞。五、爆炸性气体环境危险区域划分图-1、释放源接近地坪时易燃物质重于空气、通风良好的生产装置区37五、爆炸性气体环境危险区域划分38图-2、释放源在地坪以上时易燃物质重于空气、通风良好的生产装置区五、爆炸性气体环境危险区域划分6.4爆炸性气体环境危险区域的范围实例二：易燃物质重于空气，释放源在封闭建筑物内，通风不良且为第二级释放源的主要生产装置区，其爆炸危险区域的范围划分：封闭建筑物内和在爆炸危险区域内地坪下的坑、沟划为1区；以释放源为中心，半径为15ｍ，高度为7.5ｍ的范围内划为2区，但封闭建筑物的外墙和顶部距2区的界限不得小于3ｍ，如为无孔洞实体墙，那么墙外为非危险区；以释放源为中心，总半径为3０ｍ，地坪上的高度为0.6ｍ，且在2区以外的范围内划为附加2区。39五、爆炸性气体环境危险区域划分图-3：易燃物质重于空气，释放源在封闭建筑物内，通风不良且为第二级释放源的主要生产装置区：40五、爆炸性气体环境危险区域划分6.5爆炸性气体环境危险区域的范围实例三：固定式贮罐，在罐体内部未充隋性气体的液体外表以上的空间划为０区，浮顶式贮罐在浮顶移动范围内的空间划为1区；以放空口为中心，半径为1.5ｍ的空间和爆炸危险区域内地坪下的坑、沟划为1区；距离贮罐的外壁和顶部3ｍ的范围内划为2区；当贮罐周围设围堤时，贮罐外壁至围堤，其高度为堤顶高度的范围内划为2区。详见“图-4〞、“图-5〞。41五、爆炸性气体环境危险区域划分图-4：易燃物质重于空气、设在户外地坪上的固定式贮罐42五、爆炸性气体环境危险区域划分图-5：易燃物质重于空气、设在户外地坪上的浮顶式贮罐。43五、爆炸性气体环境危险区域划分6.6爆炸性气体环境危险区域的范围实例四。易燃物质轻于空气，通风良好且为第二级释放源的主要生产装置区：当释放源距地坪的高度不超过4.5ｍ时，以释放源为中心，半径为4.5ｍ，顶部与释放源的距离为7.5ｍ，及释放源至地坪以上的范围内划为2区。详见“图-6〞44五、爆炸性气体环境危险区域划分图-6：易燃物质轻于空气、通风良好的生产装置区45五、爆炸性气体环境危险区域划分6.7爆炸性气体环境危险区域的范围实例五。易燃物质轻于空气，下部无侧墙，通风良好且为第二级释放源的压缩机厂房：当释放源距地坪的高度不超过4.5ｍ时，以释放源为中心，半径为4.5ｍ，地坪以上至封闭区底部的空间和封闭区内部的范围内划为2区；屋顶上方百页窗边外，半径为4.5ｍ，百页窗顶部以上高度为7.5ｍ的范围内划为2区。46五、爆炸性气体环境危险区域划分图-7：易燃物质轻于空气，下部无侧墙，通风良好且为第二级释放源的压缩机厂房。47第三章、爆炸性气体环境的电气装置一、主要电气设备的防爆选型二、防爆装置的工程设计要求48一、主要电气设备的防爆选型1、爆炸性气体环境的电力设计：爆炸性气体环境的电力设计宜将正常运行时发生火花的电气设备，布置在爆炸危险性较小或没有爆炸危险的环境内。在满足工艺生产及平安的前提下，应减少防爆电气设备的数量。爆炸性气体环境内设置的防爆电气设备，必须是符合现行国家标准的产品。不宜采用携带式电气设备。49一、主要电气设备的防爆选型2、旋转电机防爆结构的选型：50一、主要电气设备的防爆选型3、低压变压器防爆结构的选型51一、主要电气设备的防爆选型4、低压开关和控制器类防爆结构选型52一、主要电气设备的防爆选型5、灯具类防爆结构的选型53一、主要电气设备的防爆选型6、信号、报警装置等电气设备防爆结构的选型54一、主要电气设备的防爆选型7、电气设备防爆结构的选型备注表中符号：○为适用；△为慎用；Ｘ为不适用。绕线型感应电动机及同步电动机采用增安型时，其主体是增安型防爆结构，发生电火花的局部是隔爆或正压型防爆结构。无火花型电动机在通风不良及户内具有比空气重的易燃物质区域内慎用。在2区内电气设备采用隔爆型时，是指除隔型处，也包括主要有火花局部为隔爆结构而其处壳为增安型的混合结构。5556一、主要电气设备的防爆选型8、各种主要电气设备防爆结构选型规定(以防爆2区为例)隔爆型正压型增安型鼠笼型电动机绕线型电动机同步电动机直流电动机变压器固定灯具移动灯具一、主要电气设备的防爆选型7、选用正压型电气设备及通风系统时，应符合以下要求：电气设备应与通风系统联锁，运行前必须先通风，并应在通风量大于电气设备及其通风系统容积的5倍时，才能接通电气设备的主电源；进入电气设备及其通风系统内的气体，不应含有易燃物质或其它有害物质；风压不应低于5０Ｐａ，当风压低于5０Ｐａ时，应自动断开电气设备的主电源或发出信号；通风过程排出的气体，不宜排入爆炸危险环境；当采取有效地防止火花和炽热颗粒从电气设备及其通风系统吹出的措施时，可排入2区空间。57二、防爆装置的工程设计要求1、变、配电所和控制室的设计：变电所、配电所〔包括配电室，下同〕和控制室应布置在爆炸危险区域范围以外，当为正压室时，可布置在1区、2区内。对于易燃物质比空气重的爆炸性气体环境，位于1区、2区附近的变电所、配电所和控制室的室内地面，应高出室外地面0.6ｍ。58二、防爆装置的工程设计要求2、电气线路的设计和安装要求：当易燃物质比空气重时，电气线路应在较高处敷设或直接埋地；架空敷设时宜采用电缆桥架：电缆沟敷设时沟内应充砂，并宜设置排水措施。当易燃物质比空气轻时，电气线路宜在较低处敷设或电缆沟敷设。当电气线路沿输送易燃气体或液体的管道栈桥敷设时，应沿危险程度较低的管道一侧敷设。当易燃物质比空气重时，在管道上方；比空气轻时，在管道的下方。59二、防爆装置的工程设计要求电气线路宜在有爆炸危险的建、构筑物的墙外敷设。敷设电气线路的沟道、电缆或钢管，所穿过的不同区域之间墙或楼板处的孔洞，应采用非燃性材料严密堵塞。在爆炸性气体环境内，低压电力、照明线路用的绝缘导线和电缆的额定电压，必须不低于工作电压，且不应低于5００Ｖ。工作中性线的绝缘的额定电压应与相线电压相等，并应在同一护套或管子内敷设。60二、防爆装置的工程设计要求在1区内单相网络中的相线及中性线均应装设短路保护，并使用双极开关同时切断相线及中性线。在1区内应采用铜芯电缆；在2区内宜采用铜芯电缆，当采用铝芯电缆时，与电气设备的连接应有可靠的铜－铝过渡接头等措施。选用电缆时应考虑环境腐蚀、鼠类和白蚁危害以及周围环境温度及用电设备进线盒方式等因素。在架空桥架敷设时宜采用阻燃电缆。61二、防爆装置的工程设计要求对3～10ｋＶ电缆线路，宜装设零序电流保护；在1区内保护装置宜动作于跳闸，在2区内宜作用于信号。在1区内电缆线路严禁有中间接头，在2区内不应有中间接头。钢管应采用低压流体输送用镀锌焊接钢管；为了防腐蚀，钢管连接的螺纹局部应涂以铅油或磷化膏；在可能凝结冷凝水的地方，管线上应装设排除冷凝水的密封接头；与电气设备的连接处宜采用挠性连接管。62二、防爆装置的工程设计要求爆炸性气体环境电缆配线技术要求63二、防爆装置的工程设计要求爆炸危险环境钢管配线技术要求64二、防爆装置的工程设计要求导体允许载流量，不应小于熔断器熔体额定电流的1.25倍，和自动开关长延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍〔本款2项情况除外〕。引向电压为10００Ｖ以下鼠笼型感应电动机支线的长期允许载流量，不应小于电动机额定电流的1.25倍。65二、防爆装置的工程设计要求3、接地系统的设计和安装要求：3.11000V交流/1500V直流以下的电源系统的接地应满足以下要求：TN型系统：爆炸性环境中的TN系统只允许使用TN-S型〔具有单独的中性线N和保护线PE〕，即在危险场所中，中性线与保护线不应连在一起或合并成一根导线，从TN-C到TN-S型转换的任何部位，保护线应在非危险场所与等电位联结系统相连接。TT型系统：危险区中的TT型电源系统必须采用剩余电流动作的保护电器。66二、防爆装置的工程设计要求IT型系统：爆炸性环境中的IT型电源系统，必须设置绝缘监测装置。3.2等电位连接爆炸性气体环境中应设置等电位联结，所有裸露的装置外部可导电部件应接入等电位系统。本质平安型设备的金属外壳不需要与等电位系统连接，但制造厂有特殊要求的除外。具有阴极保护的设备不应与等电位系统连接，专门为阴极保护设计的接地系统除外。67二、防爆装置的工程设计要求3.3、按有关电力设备接地设计技术规程规定不需要接地的以下局部，在爆炸性气体环境内仍应进行接地：在不良导电地面处，交流额定电压为38０Ｖ及以下和直流额定电压为44０Ｖ及以下的电气设备正常不带电的金属外壳；在枯燥环境，交流额定电压为127Ｖ及以下，直流电压为110Ｖ及以下的电气设备正常不带电的金属外壳；安装在已接地的金属结构上的电气设备。68二、防爆装置的工程设计要求3.4在爆炸危险环境内，电气设备的金属外壳应可靠接地。爆炸性气体环境1区内的所有电气设备以及爆炸性气体环境2区内除照明灯具以外的其它电气设备，应采用专门的接地线。该接地线假设与相线敷设在同一保护管内时，应具有与相线相等的绝缘。此时爆炸性气体环境的金属管线，电缆的金属包皮等，只能作为辅助接地线。爆炸性气体环境2区内的照明灯具，可利用有可靠电气连接的金属管线系统作为接地线，但不得利用输送易燃物质的管道。69二、防爆装置的工程设计要求3.5接地干线应在爆炸危险区域不同方向不少于两处与接地体连接。3.6电气设备的接地装置与防止直接雷击的独立避雷针的接地装置应分开设置，与装设在建筑物上防止直接雷击的避雷针的接地装置可合并设置；与防雷电感应的接地装置亦可合并设置。接地电阻值应取其中最低值。70第四章、防爆电气设备的选型一、防爆防火技术措施二、防爆型电气设备的防爆标示三、防爆电气设备的类型四、防爆型电气设备的级别级五、防爆型电气设备的温度组别六、防爆型电气设备的防爆标示例如七、电动机铭牌规格型号例如八、电气设备的防护等级71一、防爆防火技术措施防火防爆技术是工业平安技术的重要内容之一，为了保证平安生产，首先必须做好预防工作，消除可能引起燃烧爆炸的危险因素，这是最根本的解决方法。从理论上讲，使可燃物质不处于危险状态，或者消除一切着火源，这两个措施，只要控制其一，就可以防止火灾爆炸事故的发生。7273一、防爆防火技术措施但在实践中，由于生产条件的限制或某些不可控因素的影响，仅采取一种措施是不够的。往往需要采取两方面的措施，以提高生产过程的平安程度。另外还应考虑采取其他辅助措施，以便在万一发生火灾爆炸事故时，减少危害的程度，将损失减少到最低限度。74一、防爆防火技术措施1.爆炸性气体混合物环境在大气条件下，有可能出现易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾等易燃物质与空气混合形成爆炸气体混合物的环境；汽油、液化石油气、天然气就是这样的介质；闪点低于或等于环境温度的可燃液体的蒸气或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物的环境；在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下，可燃液体有可能泄漏时，其蒸气与空气混合形成爆炸性气体混合物的环境。75一、防爆防火技术措施2.爆炸性气体混合物环境产生爆炸的条件:存在易燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾，其浓度在爆炸极限以内。存在足以点燃爆炸性混合物的火花、电弧或高温。76一、防爆防火技术措施3.对爆炸性气体混合物环境应采取的防爆措施:设计原那么是使产生爆炸的条件同时出现的可能性降到最小程度；工艺设计中应采取消除或减少易燃物质的产生及积聚的措施；防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间；在区域内采取消除或控制电气设备、线路产生火花、电弧或高温的措施。77二、防爆型电气设备的防爆标示“Ex-类型-类别-级别-组别〞Ex--总标志,(IEC标准)；EEx：欧洲标准类型--d:隔爆型;e:增安型;ia,ib:本质平安型;P:正压型;O:充油型;Q:充砂型;n:无火花型;s:特殊型.类别--Ⅰ:矿用(可省略);Ⅱ:工厂用级别—A、B、C(仅限于隔爆型与本质平安型);组别—T1、T2、T3、T4、T5、T678三、防爆电气设备的类型1、隔爆型电气设备：具有隔爆外壳的电气设备。隔爆外壳：能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，并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。工厂用电动机型号标志YB；煤矿用电动机型号标志KB。三、防爆电气设备的类型1.1结构主要特点总体结构紧凑,外壳强度大,防护等级高。筋式空冷、管式空冷或空水冷，冷却方法有IC411、IC511、IC81W。采用滚动轴承或滑动轴承，其中dⅡCT4电动机不允许采用滑动轴承。内部使用的非金属材料要通过特殊的试验。止口结合面和螺纹结合面尺寸有特殊要求。79三、防爆电气设备的类型1.2防爆主要特点轴承贯穿防爆：滚动轴承采用径向曲路隔爆，滑动轴承采用轴向推盖式隔爆。主体与外面相通结合面是隔爆面，有最小配合间隙、最小配合长度和最低外表粗糙度要求。所有接线盒必须用隔爆型。最高外表温度有严格的限制。所有隔爆零部件必须经过不同等级的水压试验。必须取得防爆权威机关的防爆合格证。80三、防爆电气设备的类型1.3特殊试验工程外壳耐压试验：目的是证明外壳能否有效地承受内部爆炸。分为静压试验和动压试验。静压试验进行一次，压力Ⅰ类、ⅡA、ⅡB为1MPa，ⅡC为1.5MPa。动压试验进行一次，但ⅡC外壳应用每一种爆炸性试验混合物进行三次试验。内部点燃的不传爆试验；机械冲击试验；绝缘套管扭转试验出；温度试验；耐热试验；耐寒试验；电缆引入装置的密封试验与夹紧试验；橡胶密封件的老化试验。81三、防爆电气设备的类型2、增安型电气设备：在正常运行条件下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的设备结构上，采取措施提高平安程度，以防止在正常和认可的过载条件下出现这些现象的电气设备。工厂用电动机型号标志YA。82三、防爆电气设备的类型2.1结构主要特点总体结构美观,防护等级高。筋式空冷、空空冷或空水冷，冷却方法有IC411、IC611、IC81W。绝缘体系增强，外加防电晕措施，耐压等级提高。旋转导电、导磁部件可靠固定，任何情况下不允许产生火花。设计裕度加大，任何发热部件不允许产生危险高温。监控措施齐全，振动、温度、水路、油路参数检测与远传。83三、防爆电气设备的类型2.2防爆主要特点电气间隙、爬电距离高于普通电动机。绝缘绕组温度等级和转子最高温度有严格的限制。定转子之间的气隙有最小值的限制。接线盒有更高的防爆要求。启动时间、te时间、堵转时间之间有一定的限制关系。启动电流倍数、te时间之间有严格的对应限制关系。鼠笼转子电动机要进行气隙打火潜在风险系数评估。必须取得防爆权威机关的防爆合格证。必要时必须进行正压吹扫。84三、防爆电气设备的类型2.3关于tE时间tE时间反映的是增安型电机热状态下堵转所允许的时间，该时间不受负载机组系统状况的影响，是反映增安型电机本身固有特性的一个重要指标。tE时间是指在最高环境温度下到达额定运行最终稳定温度后的电机绕组，从开始通入最初启动电流IA时计起直到绕组温度上升到极限温度的时间。极限温度是指电动机及其部件的最高允许温度，它等于以下两个温度中的较低温度：a)电动机温度组别的温度或爆炸性气体混合物的点燃温度；b)电动机所用材料的热稳定性温度。85三、防爆电气设备的类型2.3关于tE时间tE时间分定子局部的tE时间tE1和转子局部的tE时间tE2，两个时间中哪个小以哪个为准。tE时间应不小于当转子堵转时热过载保护装置能够切断电动机电源所需的时间，如果电动机的tE时间大于按启动电流比IA/IN确定的tE时间最小值，那么一般可以满足上述要求。如果电动机tE时间小于规定值，那么需采用特殊的保护装置，并须通过试验证明其功能可靠后才允许采用，此装置须在电动机铭牌上标明。标准规定：tE时间不允许＜5s，启动电流比IA/IN不允许＞10。86三、防爆电气设备的类型2.4特殊试验工程转子堵转试验:确定堵转电流倍数Ist/In和te时间。温度试验：温升和最高外表温度测定应在额定电压的90%～110%间最不利条件下进行。机械冲击试验：承受质量为1kg的冲击锤自高度h垂直下落，高度h有冲击能量导出，冲击能量E由GB3836.1查出。绝缘套管扭转试验；电缆引入装置的密封试验与夹紧试验；橡胶密封件的老化试验；定子绕组的防电晕试验；接线盒的短路电流冲击和防爆试验。8788三、防爆电气设备的类型3、正压型电气设备具有保持内部保护气体的压力高于周围爆炸性环境的压力，阻止外部混合物进入的正压外壳的电气设备。电气设备须有平安装置〔如时间继电器、流量监测器等〕保证足够的换气量，使外壳内爆炸性混合物浓度降至低于爆炸下限之前不能接通电源，最小换气量须按相关试验确定，但至少为外壳及其连接管道总净容积的5倍。三、防爆电气设备的类型3.1结构主要特点有两种结构形式：一种是连续正压通风结构型式，一种是正压补偿结构型式。连续正压通风结构，是指向设备外壳内部连续通入保护性气体和进行冷却，并使壳内保持应有的正压值。正压补偿结构，是指向设备外壳内充入一定的正压值的保护性气体，不进行连续通风，仅对设备外壳内部保护性气体不可防止的泄漏进行随时补充或定期补偿。89三、防爆电气设备的类型3.1结构主要特点当向设备内部输送或补充保护性气体时，保护性气体必须不含有爆炸性气体混合物，其化学性或所含杂质的理化性能，均不能影响设备的正常运行的平安可靠性，否那么要对保护气体采取净化处理措施。为了防止事故的发生，正压型电动机必须设置完备的保护装置，这点是极为重要的。例如：设备启动前要通过平安装置，例如时间继电器、微压继电器、气体流量计等来保证有足够的保护性气体，对设备外壳内部进行清扫和换气。所谓换气，是指向设备外壳及相连管道内充以保护气体，使设备外壳及管道内的积存的爆炸性气体混合物浓度降至爆炸下限以下或完全消除的过程。90三、防爆电气设备的类型3.1结构主要特点外壳及管道材料：外壳及管道和与其相连接的部件材料，都应具有良好的耐腐蚀性能。外壳及管道的强度：要能承受供给防护气体的送风机正常运行时，在设备外壳、管道上产生的最大压力的1.5倍的压力。外壳的进气与排气：正压通风设备外壳要有一个或几个与进出风管道相连的进、排气口。正压补偿设备外壳也要有一个或几个进气口和一个或几个能在换气后妥善密封的排气口。外壳的防护等级：必须到达IP44以上，防止水及其他外物进入外壳内部；及防止外壳内部的火花或炽热微粒的逸出。91三、防爆电气设备的类型3.2防爆主要特点绝缘绕组温度等级和最高外表温度有严格的限制。如果设备外壳内部具有危险的高温发热元件，就要采取适当防爆措施，如灌胶密封结构、气密结构和辅助通风方式，以防止当风机停风后，使其不能立即与爆炸危险场所的环境气体接触。为了保证到达规定的内压值，要在进、排风口附近安装节流阀，以调节进入和排出电气设备的风量，使风量为所需风量且与空气泄漏量相等，同时，要保证不因风压损失导致设备内部压力低于规定值而造成防爆功能失效92三、防爆电气设备的类型3.2防爆主要特点正压补偿结构的设备，为保证规定的内压值，要在容易产生泄漏的部位实施密封，保证设备的密封性能。无论是连续充气，还是间歇充气，与正压通风结构相比，所需送风机的容量相对小得多。无论采取哪种结构，都必须保证在外壳内部的任何部位比周围空间高50Pa的正压值。保护气体的供给：一般应有两个以上的供给源，实现一用一备，每一个供给源都能到达供给压力及供给量。93三、防爆电气设备的类型3.2防爆主要特点正压设备的保护方式：为保证其防爆性能，必须要有可靠的保持正压的保护装置和连锁机构，并且是对整个系统的要求。在正常运行时，要始终保持设备内部规定的正压值，这要求设备外壳及其附属管道系统，在承受设备内部最高压力的情况下，具备足够的机械强度和严密的结构密封，以防止不必要的泄漏及发生危险变形。导线的连接：连接设备的电源导线时，不能破坏正压防爆性能。9495三、防爆电气设备的类型4、本质平安型电气设备：全部电路为本安电路的电气设备。分ia、ib两个等级。在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路，称本安电路。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。ib等级：在正常工作和一个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。三、防爆电气设备的类型5、无火花型电气设备。在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。5.1电气设备正常运行时：不应产生电弧或火花。不应产生超过电气设备相应温度组别最高温度的热外表或灼热点。5.2外壳的防护等级须不低于以下要求：绝缘带电部件的外壳：IP44;裸露带电部件的外壳：IP54;安装在清洁室内并有专人经常维护管理的电气设备外壳(接线盒和裸露带电部件除外):IP20。96三、防爆电气设备的类型6、防爆电气设备的继电保护。电气设备须设置自动装置，保证在起动或运行中，当外壳内正压降至低于规定最小值时，用于1区的设备须能自动切断电源，用于2区的设备可发出连续声、光报警信号。当保护气体中断后，外壳内部如有仍须通电的元、器件〔如加热器等〕，那么须采取其他相应的防爆型式，以免形成危险源。9798四、防爆型电气设备的级别级1、隔爆型与本质平安型防爆设备分：A、B、C三级。级别

最大试验安全间隙(MESG)(mm)最小点燃电流比(MICR)(Ⅱ)AMESG≥0.9MICR

＞0.8(Ⅱ)B0.5＜MESG＜0.90.45≤MICR≤0.8(Ⅱ)CMESG≤0.5MICR

＜0.45四、防爆型电气设备的级别级2、最大试验平安间隙〔MESG〕：在标准规定的试验条件下，壳内所有浓度的被试验气体或蒸汽与空气的混合物点燃后，通过25毫米长的接合面均不能点燃壳外爆炸性其体混合物的外壳空腔两局部之间的最大试验平安间隙。3、最小点燃电流之比〔MICR〕：各种气体或蒸气按照它们最小点燃电流值与实验室的甲烷的最小点燃电流之比。99100五、防爆型电气设备的温度组别1、爆炸气体混合物的分组爆炸性气体或蒸气与空气的混合物按其不同的自燃温度而划分为六组,分别为：T1、T2、T3、T4、T5、T6。防爆设备外表温度不得高于分组温度下限值。101五、防爆型电气设备的温度组别2、引燃温度及设备外表允许温度分组表温度组别自燃温度T(℃)设备允许表面温度(℃)T1T＞450450T2450≥T＞300300T3300≥T＞200200T4200≥T＞135135T5135≥T＞100100T6100≥T＞8585102五、防爆型电气设备的温度组别3、气体或蒸气爆炸性混合物分级分组举例物质甲/乙/丙烷辛烷乙烯硫化氢氨乙炔级别ⅡAⅡAⅡBⅡB

ⅡAⅡC组别T1T3T2T3T1T2物质甲醇乙醇苯甲苯二甲苯乙苯苯乙烯级别ⅡAⅡAⅡAⅡAⅡAⅡAⅡA组别T2T2T1T2T3T2T1物质汽油柴油煤油燃料油石油氢水煤气级别ⅡAⅡAⅡBⅡBⅡBⅡCⅡC组别T3T3T3T3T3T1T1六、防爆型电气设备的防爆标示例如单一防爆标示：ExdⅡBT4、ExeⅡT3、ExiaⅡAT5、等〔设备铭牌标注〕复合防爆标示：ExepⅡT4、ExedⅡCT6，主体防爆e型、局部防爆p、d型。复合型电气设备，应分别在不同防爆型式的外壳上标出相应的防爆型式。103104七、电气设备的防护等级标志：IPxx。IP：外壳防护标志；xx：分别代表数字。第一位表征数字〔0~6阿拉伯数字〕：防固体侵入0：无专门防护；1：防护大于50mm固体偶然或意外地触及或接近设备壳体内带电部件或转动部件〔防手背〕；2：防护大于12mm固体异物进入、触及或接近设备壳体内带电部件或转动部件〔防手指〕；3：防护大于2.5mm固体异物进入、触及或接近设备壳体内带电部件或转动部件〔防工具〕；4：防护大于1mm固体异物进入、触及或接近设备壳体内带电部件或转动部件〔防金属线〕；5：防尘触及或接近设备壳体内带电或转动部件，或进尘量缺乏以影响电机的正常运行；6：尘密，无尘埃进入。105七、电气设备的防护等级第二位表征数字〔0~8阿拉伯数字〕：防水侵入0：无专门防护1：防滴水，垂直滴水应无有害影响。2：防15°滴水，设备以正常位置向任何方向倾斜至15°以内任何角度时，垂直滴水应无有害影响。3：防淋水，与垂直线成60°角范围内的淋水应无有害影响。4：防溅水，承受任何方向的溅水应无有害影响。5：防喷水，承受任何方向的喷水应无有害影响。6：防海浪，承受猛烈的海浪冲击或强烈喷水时，电机的进水量应不到达有害程度。7：防浸水，当设备浸入规定压力的水中，经规定时间后，设备进水量应不到达有害程度。8：防潜水，设备在制造厂规定的条件下，能长期潜水，电动机一般为水密型，但也允许水进入但不应到达有害程度。七、电气设备的防护等级防爆区电气设备外壳的防护等级≥IP44以上。筒式非防爆电动机：IP54；箱式非防爆电动机：IP23；防爆电动机：IP55〔一期工程时电动机外壳IP54、电动机接线盒IP55〕；码头局部电动机IP66或IP67〔IP55偏低〕；污水处理厂潜水推进器电动机IP68。防爆灯具视环境情况酌情选择防护等级。变电所与室外相通的洞、通风孔应设防止鼠、蛇等小动物进入的网罩，其防护等级不宜低于IP3X，直接与室外露天相通的通风孔尚应采取防止雨、雪飘入的措施。106七、电气设备的防护等级户外箱式变电站外壳的防护等级不得低于IP45，各个单元柜之间的防护等级不得低于IP3X。变压器室内安装，应带壳体(或箱体)，壳体材质采用厚度大小于2mm的铝合金板，防护水平IP2X。带电局部提供平安屏障，门加电磁锁，功能符合五防要求。

高、低开关柜最低的外壳防护等级为，外部：IP4X；内部：IP2X。UPS不间断电源：IP31；IP20带开启门〔带电部件屏蔽〕。107八、电气设备的防腐等级环境条件适用环境类别和标志0类（软腐蚀环境）1类（中等腐蚀环境）2类（强腐蚀环境）户内_____F1F2户外WWF1WF2108九、电动机铭牌规格型号例如“型号-中心高-机座长度代号-铁芯长度代号-级数-特殊环境代号〞，以YB200L1-2x为例：YB：隔爆型电动机；200：中心高；L：机座长度代号〔S：短机座、M：中机座、L：长机座〕；1：铁芯长度代号〔由短至长1、2、3……〕；2：级数；X：特殊环境代号，如：W为户外、TH外湿热带。109九、电动机铭牌规格型号例如序号电机类型类型代号1异步电动机（笼型及绕线）

Y2同步电动机

T3同步发电机（除汽轮发电机）

TF4直流电动机

Z5直流发电机

ZF6汽轮发电机

QF7水轮发电机

SF8测功机

C9交流换向器电动机

H10潜水电泵

Q110九、电动机铭牌规格型号例如序号异步电动机产品分类产品代号汉字意义1三相异步电动机Y异2绕线转子三相异步电动机YR异绕3三相异步电动机（高效率）YX异效4大型二极（快速）三相异步电动机YK异（二）5三相异步电动机（高起动转矩）YQ异起6高转差率（滑率）三相异步电动机YH异（滑）7增安型三相异步电动机YA异安8增安型高起动转矩三相异步电动机YAQ异安起9增安型高转差率三相异步电动机YAH异安（滑）10增安型多速三相异步电动机YAD异安（多）11增安型电磁调速三相异步电动机YACT异安磁调12电梯用增安型三相异步电动机YATD异安梯电111九、电动机铭牌规格型号例如序号异步电动机产品分类产品代号汉字意义13电动阀门用增安型三相异步电动机YADF异安电阀14隔爆型三相异步电动机YB异爆15起重用隔爆型双速三相异步电动机YBZS异爆重双16隔爆型绕线转子三相异步电动机YBR异爆绕17隔爆型高起动转矩三相异步电动机YBQ异爆起18隔爆型高转差率三相异步电动机YBH异爆（滑）19隔爆型多速三相异步电动机YBD异爆多20起重用隔爆型多速三相异步电动机YBZD异爆重多21隔爆型电磁调速三相异步电动机YBCT异爆磁调22电动阀门用隔爆型三相异步电动机YBDF异爆电阀23管道泵用隔爆型三相异步电动机YBGB异爆管泵112九、电动机铭牌规格型号例如序号系列产品规格代号1小型异步电动机中心高（mm）-机座长度（字母代号）-铁心长度（数字代号）-极数2中大型异步电动机中心高（mm）-铁心长度（数字代号）-极数3小型同步电动机中心高（mm）-机座长度（字母代号）-铁心长度（数字代号）-极数4中大型同步电动机中心高（mm））-铁心长度（数字代号）-极数5小型直流电机中心高（mm）-机座长度（字母代号）6中型直流电机中心高（mm）或机座长度（字母代号）-铁心长度（数字代号）-电流等级（数字代号）7大型直流电机电枢铁心外径（mm）-铁心长度（mm）8汽轮发电机功率（kW)-极数/定子铁心外径（mm）9水轮发电机功率（kW)-极数/定子铁心外径（mm）10测功机功率（kW)-转速（仅对直流测功机）113九、电动机铭牌规格型号例如电机的特殊环境代号见下表：114“高”原用G“船”（海）用H户“外”用W化工防“腐”用F“热”带用T“湿热”带用TH“干热”带用TA第五章、电动机的使用与维护一、电动机的安装二、电动机的运行维护三、电动机常见电气故障及处理方法四、电动机常见机械故障及处理方法五、防爆电机的维护与修理115一、电动机的安装安装前的准备工作测量定子绕组的绝缘电阻应保证电动机中心线与被传动机器的中心线一致检查电动机保护装置是否符合要求，安装是否牢固可靠检查三相电源电压是否正常检查电动机轴承及润滑系统引入接线盒的电缆，用卡板牢固固定，防止电缆拔脱可靠接地检查旋转方向116二、电动机的运行维护起动时的本卷须知定期维护与修理内部清理和检查绕组检查清洗轴承并检查轴承磨损轴承装配时，添加润滑脂：2P加油量为轴承室净容积的1/2，4P及以上规格电动机，加油量为轴承室净容积的2/3。电动机运行中通过注油杯加油，2P电动机每运行2000h、4P及以上电动机每运行3000h，加油25～45g，加油量随机座号的增加而递增。轴承润滑脂一般采用锂基润滑脂：L-XBCHA3。117三、电动机常见电气故障及处理方法故障现象故障原因处理方法电动机不能起动电源未接通检查开关、熔体、各接触点及引出线接头绕组断路将断路部位加热到绝缘等级允许的温度，使漆软化，然后将断线挑起，用同规格线将断掉部分补焊后，包好绝缘，再经涂漆、烘干处理。绕组接地或相间、匝间短路处理办法同上，只是将接地或短路部位垫绝缘，然后涂漆烘干绕组接线错误核对接线图，将端部加热后重新按正确接法接好熔体烧断查出原因，排除故障，按电动机规格配新熔体控制设备接线错误校正接线电动机接入电源后，熔体被灼断单相起动检查电源线、电动机引出线、熔断器、开关各接触点，找出断线或假接故障后进行修复负载过大或被卡住将负载调至额定值，并排除被拖机械故障熔体截面积过小熔体额定电流＝起动电流/(2～3)电源到电动机之间的连接线短路检查短路点后进行修复118三、电动机常见电气故障及处理方法电动机通电后不起动，嗡嗡响负载过大或被卡住检查设备，排除故障电源未能全部接通更换熔断器的熔体；紧固接线柱松动的螺钉；用万用表检查电源线的断线或假接故障；然后修复电压过低如果△联结电动机误接成Ｙ联结，应改回△联结。电源电压太低时,应与供电部门联系解决。电源线路压降太大造成电压过低时，应改粗电缆线对于小电动机，润滑脂硬或装配太紧选择合适的润滑脂，提高装配质量电动机外壳带电电源与接地线搞错纠正错误绕组受潮，绝缘严重老化烘干处理，老化的绝缘要更新引线与接线盒接地包扎或更新引出线绝缘，修理接线盒电动机起动困难，加额定负载后，电动机转速比额定转速低电源电压过低检查电动机输入端电源电压大小，然后进行处理△结误接成Ｙ结将Ｙ联结改回△联结转子开焊或断裂检查开焊或断裂后，进行修理重绕时匝数过多按正确绕组匝数重绕119三、电动机常见电气故障及处理方法绝缘电阻低绕组受潮进行加热烘干处理绕组绝缘老化如果绝缘老化，不能安全运行时，需更换绝缘电动机运行时有杂音，不正常轴承磨损，有故障检修或更换新轴承定、转子铁心松动检查振动原因，重新压紧铁心进行处理电压过高或不平衡测量电源电压，检查原因，并进行处理轴承缺少润滑脂清洗轴承，填加润滑脂风扇碰风罩或