防爆電氣裝置是指按國家標準及相關防爆技術標準、規範設計和製造的電氣裝置,在規定條件下的爆炸環境中,使用不會引發周圍爆炸的電氣裝置。
常見的防爆電氣裝置
防爆電泵
防爆儀器儀表和電氣連線用配件
防爆開關、控制及保護產品
防爆變壓器類
防爆通訊裝置
防爆電機
防爆照明燈具
其它特殊的電氣裝置
防爆電氣常用標準
爆炸性環境危險場所的分類
基本術語
防爆形式:為防止點燃周圍爆炸性環境而對電氣裝置採取的各種特定措施。
最高表面溫度:
在最不利執行條件下工作時,電氣裝置的任何部件或任何表面所達到的最高溫度。
電纜密封套(電纜密封接頭):
允許一個或多個電纜和/或光纜引入電氣裝置並保持相應防爆型別的裝置。
夾緊裝置:
電纜密封套的用於防止電纜的拉伸或扭轉傳遞到連線件的零件。
壓緊元件:
電纜密封套的用於對密封圈施加壓力以保證其有效功能的元件。
Ex電纜密封套:
與裝置分別試驗,但作為裝置取證,並且在安裝期間能夠裝配到裝置外殼上的電纜密封套。
Ex元件:
不能單獨使用並具有符號U,當與其他裝置或系統一起使用時需附加認證的爆炸性氣體環境用電器裝置的部件或元件(Ex電纜密封套除外)。
爆炸性氣體環境的引燃溫度:
能夠引燃爆炸性氣體與空氣混合物的熱表面最低溫度。
裝置最高表面溫度:
電器裝置在允許的最不利條件下執行時,其表面或任一部分可能達到的並有可能引燃周圍爆炸性氣體環境的最高溫度。
工作溫度:
裝置在額定執行時所達到的溫度。
符號“U”:
用來表示Ex元件的符號,防爆證號後帶U 。
符號“X”:
用來表示特殊安全使用條件的符號,防爆證號後帶X(如安裝角度、不允許使用的氣體環境等)。
隔爆外殼:
在其內部安裝有能夠點燃爆炸性環境零件的外殼、能夠承受在內部的爆炸性混合物爆炸時產生的壓力,並且能夠阻止爆炸傳播到周圍的爆炸性環境。
呼吸裝置:
設計用於外殼內部的氣體與周圍大氣之間交換的、一體的或分開的隔爆外殼部件。
排液裝置:
設計用於將冷凝水從外殼內逸出的、一體的或分開的隔爆外殼部件。
Ex塞堵頭:
與裝置外殼分開進行試驗、但是具有裝置證書並且規定裝配在裝置外殼上不需要進一步考慮的螺紋式塞堵頭。
Ex螺紋式管接頭:
與裝置外殼分開進行試驗、但是具有裝置證書並且規定裝配在裝置外殼上不需要進一步考慮的螺紋式管接頭。
增加安全型:
應用在電氣裝置上的一種保護型式,是採用附加的的措施,以提高安全程度,防止在正常工作中或規定的異常條件下產生危險溫度、電弧和火花的可能性。不包括在正常執行中產生電弧或火花的裝置。
電氣間隙:
兩個導電部分間的最短空間距離。
爬電距離:
兩個導電部分之間沿絕緣材料表面的最短距離。
防爆原理
爆炸性氣體環境中,防爆標誌中的防爆型式分為隔爆外殼型“d”、增安型“e”、本質安全型“i”、正壓外殼型“p”、油浸型“o”、充砂型“q”、“n”型、澆封型“m”、特殊型等。
隔爆外殼型“d”
隔爆外殼型電氣裝置的防爆安全效能,主要是靠“隔爆外殼”來保證的。“隔爆外殼”允許進入內部的爆炸性氣體混合物在外殼內發生燃燒爆炸,但是不允許爆炸傳播出外殼,點燃周圍的爆炸性氣體混合物。
增安型“e”
增安型電氣裝置的防爆安全效能,主要是對電氣裝置採取一些結構措施和安全要求,進一步提高它們的安全可靠程度,從而使它不可能成為可燃性氣體的點燃源。
本質安全型“i”
本質安全型電氣裝置的防爆安全效能,主要是用限制電路能量的方法來實現防爆的。在這種電氣裝置中,即使電路發生短路、開路、絕緣擊穿等故障引起的電氣放電以及熱效應等都不能引起爆炸性氣體混合物點燃。
正壓外殼型“p”
正壓外殼型電氣裝置的防爆安全效能,是靠對電氣裝置內充入具有一定壓力的保護性氣體,使它內部可能產生火花、電弧、和危險溫度的電氣元器件處於保護性氣體之中,這樣,這些元器件就不會發生點燃爆炸性氣體混合物的危險。
油浸型“o”
油浸型電氣裝置的防爆安全效能,是將電氣裝置內帶電元器件浸入保護油中,避免這些元器件曝露在可燃性氣體中來實現的。
充砂型“q”
充砂型電氣裝置的防爆安全效能,是將電氣裝置的電氣元器件固定在裝置外殼內的適當位置,並且用填充材料將這些元器件完全掩埋起來,防止它們點燃外部的可燃性氣體空氣混合物中來實現的。
“n” 型
“n”型防爆型式的保護方法十分龐雜,分類很細,這裡不再贅述其各種型別的“防爆原理”。“n”型電氣裝置總體是保證裝置在正常執行工況和規定的異常情況下執行時不應該產生操作火花、電弧或危險溫度,即使產生了火花、電弧或危險溫度,在自身的保護措施作用下也不能夠點燃它周圍的爆炸性氣體環境。
澆封型“m”
澆封型電氣裝置的防爆安全效能,是使用澆封化合物將被保護的電氣元器件澆封起來,阻止這些元器件與周圍的可燃性氣體接觸,從而避免它點燃周圍的爆炸性氣體環境。
特殊型
特殊型電氣裝置沒有一個採取安全措施和安全要求的固定模式,在這種情況下,設計人員就會根據燃燒與爆炸的充分必要條件,提出一些必要的安全措施和安全要求,對這樣的“特殊”結構進行設計、製造,使它不能夠成為可燃性氣體的點燃源。
防爆裝置型別
防爆性環境用電氣裝置分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。
Ⅰ類電氣裝置用於煤礦瓦斯氣體環境。
Ⅱ類電氣裝置用於除煤礦瓦斯氣體之外的其他爆炸性氣體環境。
Ⅲ類電氣裝置用於除煤礦以外的爆炸性粉塵環境。
溫度組別
溫度組別中的自燃溫度:
指使用者現場環境中易燃易爆混合物的點燃的危險溫度。
裝置表面溫度:
防爆電器裝置在允許範圍內最不利的條件下執行時,暴露於爆炸性混合物的任何表面的任何部分,不可能引起電氣裝置周圍爆炸性混合物爆炸的最高危險溫度。如對隔爆型電氣裝置是指外殼表面,其他防爆類的電器裝置是指可能與爆炸性混合物相接觸的表面。
Ⅰ類電氣裝置:
最高表面溫度不應超過—150℃,當電氣裝置表面可能堆積煤塵時;—450℃,當電氣裝置表面不會堆積煤塵時(例如防粉塵外殼內部)。
Ⅱ類電氣裝置:
Ⅱ類電氣裝置溫度組別
爆炸性氣體環境分為3個危險區:
0區:
連續出現或長期出現爆炸性氣體混合物的環境;如處理容器的內部,與大氣相通的儲罐,在儲油(液)槽中油(液)上方的蒸氣空間和低於水平面的空間 。
1區:
在正常執行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境;如裝置正常執行時,會釋放易燃物質的泵、壓縮機和閥門的密封件處;正常操作時會向大氣釋放物質的取樣點。
2區:
在正常執行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境,或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環境。如法蘭、管接頭、連線件;在正常執行時不可能出現釋放的泵、壓縮機和閥門的密封件處、安全閥、排氣孔。
防爆、防水、防塵
防爆和防水是兩個完全不同的概念;
防爆是預防爆炸的安全效能的保證;
防水防塵是防護等級的效能保證;
防水防塵絕不等於防爆;
防爆產品不一定能防水;
防護等級的代號由字母“IPXX” 組成;
IPXX第一位數字表示防塵的各個等級;
IPXX第二位數字表示防水的各個等級;
按照防爆區域的劃分選擇
防爆區域分為0區,1區,2區,對應於三個危險區域應選擇不同的防爆產品:
0區用防爆裝置:若電器裝置和電路符合IEC60079-11——本質安全型要求的,該電器裝置和電路可用於0區。那麼0區用電器裝置選用只能是:本質安全型電器或者特殊製造的防爆電器。
1區用裝置:如電器裝置符合用於0區要求或下列防爆型式的一種或多種要求,該電器裝置可用於1區。隔爆外殼“d”符合IEC60079-1要求增安型“e” 符合IEC60079-7要求本安型“i” 符合IEC60079-11要求正壓型p,充砂型q,油浸型o,澆封型m
2區用裝置:下列電器裝置可以安裝在2區:0區或1區用電器裝置或“n”裝置或特殊“s”裝置。
根據氣體或蒸氣的引燃溫度選型
電器裝置應按其最高表面溫度不超過可能出現的任何氣體或蒸氣的引燃溫度選型。
綜上所述:(不分防爆燈具、電器和管件,因他們的防爆結構和原理是一樣的)
選用原則:只高不低,高可代低,低不可代高。粉塵防爆
粉塵防爆型電氣裝置概念:
採用防塵型、塵密型效能達到規定要求的外殼使粉塵不能或難於進入外殼內,而與點燃源隔離,達到防爆的目的。IEC規定其標誌用“Ex”來表示。與GB3836用“DIP”表示有較大差別。按使用區域分為1D/2D/3D三級。
保護型式:
用殼體保護,用符號“tD”表示;
用氣體保護,用符號“pD”表示;
用本安保護,用符號“iD”表示,又可分為iaD和ibD;用澆封保護,用符號“mD”表示,又可分為maD和mbD;
粉塵防爆區域的劃分:
Ⅲ類電氣裝置用於除煤礦以外的爆炸性粉塵環境:
Ⅲ類電氣裝置再分類:
ⅢA類:可燃性飛絮。
ⅢB類:非導電性粉塵。
ⅢC類:導電性粉塵。
根據爆炸性粉塵/空氣環境出現的頻次和持續的時間,爆炸性粉塵環境劃分場所又分為20區、21區、22區。
20區:
空氣中爆炸性環境以可燃性粉塵雲的狀態連續出現、長時間存在或頻繁出現的場所。
21區:
在正常操作過程中,空氣中爆炸性環境以可燃性粉塵雲的狀態可能出現或偶爾出現的場所。
22區:
在正常操作過程中,空氣中爆炸性環境以可燃性粉塵雲的狀態不可能出現的場所,如果出現僅是短時間存在的場所。溫度組別分類: 同氣體防爆,分為6組,但必須標出具體溫度的數字。
爆炸性粉塵環境用電氣裝置保護級別分類:
Da—具有“很高”的保護級別,裝置在正常執行、出現預期故障或罕見故障時不是點燃源。
Db—具有“高”的保護級別,裝置在正常執行或出現預期故障不是點燃源。
Dc—具有“一般”的保護級別,裝置在正常執行中不是點燃源,也可採取一些附加保護措施,保證在點燃源預期經常出現的情況下,不會形成有效點燃。
防爆標誌的含義:
Ex tD A21 IP65 T4——“Ex”表示防爆總標誌;
“tD”表示保護型式為殼體;
“A21”表示使用區域為21區,採用A類試驗方法;
“IP65”表示殼體的防護等級IP65;
“T4”表示溫度組別,最高表面溫度135℃。
防爆儀表安裝
安裝在爆炸危險場所的儀表和安裝材料應有銘牌和防爆標誌,安裝前應檢查其型號、規格是否符合設計要求,其外部應無損傷、裂紋。
爆炸危險場所1區內的儀表配線,電纜、電線必須用鍍鋅鋼管穿管敷設。穿線保護管之間,保護管與接線箱、拉線盒之間,均應採用圓柱管螺紋連線。
保護管、匯線槽、電纜溝穿過不同等級的爆炸危險區域分界處時,應採取密封措施(如用防爆阻火器、密封元件隔離,充填密封等),以防止爆炸性氣體從一個危險場所串入另一個危險場所。
保護管與現場儀表、檢測元件、電氣裝置、儀表箱、接線盒及拉線盒連線時,應在連線處0。45m以內安裝隔爆密封管件,必要時做充填密封。密封管件與現場儀表、檢測元件、電氣裝置之間可採用撓性管連線。
防爆儀表日常維護
應經常進行檢查維護,檢查時應察看儀表外觀、環境(溫度、溼度、粉塵、腐蝕)、振動、安裝是否牢固等情況。
在通電情況下對隔爆型儀表進行維護時,切不可開啟接線盒和觀察窗,需開蓋維護時必須先切斷電源,絕不允許帶電開蓋維護。
維護時不得產生衝出火花,所使用的測試儀表應是隔爆型或本安型儀表,以避免測試儀表引起誘發性火花或把過高的電壓引向不適當部位。
拆卸時應注意保護隔爆螺紋及隔爆平面,不得損傷及劃傷,特別是隔爆平面不允許有縱向劃痕。
在拆卸橡膠密封元件時,不得用尖銳器械硬撬、硬砸,不得在其密封面上有任何縱向劃痕。
裝配時,應按裝配順序進行,各防松件、緊韌體不得漏裝。
鏽蝕及損壞的元件應及時更換,老化、損傷及不起密封作用的橡膠密封元件也要及時更換。
儀表定期檢修後,需經確認防爆效能已得到復原後,方可重新投入使用。
安全,源於質量,也源於責任。加強對防爆電氣相關知識的學習,做好防爆電氣裝置全生命週期相關人員、選型、採購、安裝驗收、檢查、監督、維護、檢修和失效報廢環節的把控,從而杜絕防爆電氣火災爆炸事故的發生。
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