太原防爆電氣設(shè)備的防爆型式
1.爆炸性混合物產(chǎn)生爆炸的條件
爆炸是指物質(zhì)從一種狀態(tài)，經(jīng)過(guò)物理變化或化學(xué)變化，突然變成另一種狀態(tài)并放出巨大的能量，而產(chǎn)生的光和熱或機(jī)械功。在此僅談及爆炸性混合物的爆炸，即所有的可燃性氣體、蒸氣及粉塵與空氣所形成的爆炸性混合物的爆炸。這類(lèi)爆炸需要同時(shí)具備三個(gè)條件才可能發(fā)生：第一，必須存在爆炸性物質(zhì)或可燃性物質(zhì)；第二，要有助燃性物質(zhì)，主要是空氣中的氧氣；第三，就是還要存在引燃源(如火花、電弧和危險(xiǎn)溫度等)，它提供點(diǎn)燃混合物所必需的能量。只有這三個(gè)條件同時(shí)存在，才有發(fā)生爆炸的可能性，其中任何一個(gè)條件不具備，就不會(huì)產(chǎn)生燃燒和爆炸。因此，采取適當(dāng)?shù)拇胧谷齻€(gè)條件不同時(shí)具備即可達(dá)到防止爆炸的目的。由于爆炸性混合物普遍存在于煤炭、石油、化工、紡織、糧食加工等行業(yè)的生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)等場(chǎng)所，如發(fā)生爆炸則危害極大。于是，人們采取了多種防爆技術(shù)方法，防止爆炸危險(xiǎn)性環(huán)境形成及其爆炸。
2.基本防爆型式
(1)隔爆型“d”
隔爆型防爆型式是把設(shè)備可能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的部件全部封閉在一個(gè)外殼內(nèi)，其外殼能夠承受通過(guò)外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙，滲透到外殼內(nèi)部的可燃性混合物在內(nèi)部爆炸而不損壞，并且不會(huì)引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性環(huán)境的點(diǎn)燃(參見(jiàn)GB 38362標(biāo)準(zhǔn))。
把可能產(chǎn)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度的零部件均放入隔爆外殼內(nèi)，隔爆外殼使設(shè)備內(nèi)部空間與周?chē)沫h(huán)境隔開(kāi)。隔爆外殼存在間隙，因電氣設(shè)備呼吸作用和氣體滲透作用，使內(nèi)部可能存在爆炸性氣體混合物，當(dāng)其發(fā)生爆炸時(shí)，外殼可以承受產(chǎn)生的爆炸壓力而不損壞，同時(shí)外殼結(jié)構(gòu)間隙可冷卻火焰、降低火焰?zhèn)鞑ニ俣然蚪K止加速鏈，使火焰或危險(xiǎn)的火焰生成物不能穿越隔爆間隙點(diǎn)燃外部爆炸性環(huán)境，從而達(dá)到隔爆目的。隔爆型“d”按其允許使用爆炸性氣體環(huán)境的種類(lèi)分為I類(lèi)和IIA、IIB、IIC類(lèi)。?該防爆型式設(shè)備適用于1、2區(qū)場(chǎng)所。
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(2)增安型“e”
增安型防爆型式是一種對(duì)在正常運(yùn)行條件下不會(huì)產(chǎn)生電弧、火花的電氣設(shè)備采取一些附加措施以提高其安全程度，防止其內(nèi)部和外部部件可能出現(xiàn)危險(xiǎn)溫度、電弧和火花的可能性的防爆型式。它不包括在正常運(yùn)行情況下產(chǎn)生火花或電弧的設(shè)備(參見(jiàn)GB 3836?3標(biāo)準(zhǔn))。
在正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)上，通過(guò)采取措施降低或控制工作溫度、保證電氣連接的可靠性、增加絕緣效果以及提高外殼防護(hù)等級(jí)，以減少由于污垢引起污染的可能性和潮氣進(jìn)入等措施，減少出現(xiàn)可能引起點(diǎn)燃故障的可能性，提高設(shè)備正常運(yùn)行和規(guī)定故障(例如：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn))條件下的安全可靠性。〖JP〗
該類(lèi)型設(shè)備主要用于2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所，部分種類(lèi)可以用于1區(qū)，例如具有合適保護(hù)裝置的增安型低壓異步電動(dòng)機(jī)、接線盒等。
(3)本質(zhì)安全型“i”
質(zhì)安全型防爆型式是在設(shè)備內(nèi)部的所有電路都是由在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件(包括正常工作和規(guī)定的故障條件)下，產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的本質(zhì)安全電路。〖HTH〗“i”等級(jí)電氣設(shè)備〖HT〗是正常工作和施加一個(gè)故障和任意組合的兩個(gè)故障條件下，均不能引起點(diǎn)燃的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備；〖HTH〗“ib”等級(jí)電氣設(shè)備〖HT〗是正常工作和施加一個(gè)故障條件下，不能引起點(diǎn)燃的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備(參見(jiàn)GB 38 36?4標(biāo)準(zhǔn))。
本質(zhì)安全型是從限制電路中的能量入手，通過(guò)可靠的控制電路參數(shù)將潛在的火花能量降低到可點(diǎn)燃規(guī)定的氣體混合物能量以下，導(dǎo)線及元件表面發(fā)熱溫度限制在規(guī)定的氣體混合物的點(diǎn)燃溫度之下。?
該防爆型式只能應(yīng)用于弱電設(shè)備中，該類(lèi)型設(shè)備適用于0、1、2區(qū)(Exi)或1、2區(qū)(Exib)。
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(4)正壓型“p”
電氣設(shè)備的一種防爆型式。它是一種通過(guò)保持設(shè)備外殼內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于周?chē)ㄐ原h(huán)境壓力的措施來(lái)達(dá)到安全的電氣設(shè)備(參見(jiàn)GB 3836?5標(biāo)準(zhǔn))。
正壓設(shè)備保護(hù)型式可利用不同方法。一種方法是在系統(tǒng)內(nèi)部保護(hù)靜態(tài)正壓，而另一種方法是保持持續(xù)的空氣或惰性氣體流動(dòng)，以限制可燃性混合物進(jìn)入外殼內(nèi)部。兩種方法都需要在設(shè)備起動(dòng)前用保護(hù)氣體對(duì)外殼進(jìn)行沖洗，帶走設(shè)備內(nèi)部非正壓狀態(tài)時(shí)進(jìn)入外殼內(nèi)的可燃性氣體，防止在外殼內(nèi)形成可燃性混合物。這些方法的要點(diǎn)是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且進(jìn)行定時(shí)換氣，以保證系統(tǒng)的可靠性。
該類(lèi)設(shè)備按照保護(hù)方法可以用于1區(qū)或2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。
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(5)油浸型“o”
油浸型防爆型式是將整個(gè)設(shè)備或設(shè)備的部件浸在油內(nèi)(保護(hù)液)，使之不能點(diǎn)燃油面以上或外殼外面的爆炸性氣體環(huán)境(參見(jiàn)GB 3836?6標(biāo)準(zhǔn))。
這是一個(gè)主要用于開(kāi)關(guān)設(shè)備的老的防爆技術(shù)方法。形成的電弧、火花浸在油下。?該類(lèi)型設(shè)備適用于1區(qū)或2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。
(6)充砂型“q”
充砂型防爆型式是一種在外殼內(nèi)充填砂?；蚱渌?guī)定特性的粉末材料，使之在規(guī)定的使用條件下，殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧或高溫均不能點(diǎn)燃周?chē)ㄐ詺怏w環(huán)境的電氣設(shè)備保護(hù)型式(參見(jiàn)G B 38367標(biāo)準(zhǔn))。
該防爆型式將可點(diǎn)燃爆炸性氣體環(huán)境的導(dǎo)電部件固定并且完全埋入充砂材料中，從而阻止了火花、電弧和危險(xiǎn)溫度的傳播，使之不能點(diǎn)燃外部爆炸性氣體環(huán)境。通常它用于Ex“e”或Ex“n”設(shè)備內(nèi)的元件和重載牽引電池組。?該類(lèi)型設(shè)備適用于1區(qū)或2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。
(7)“n”型太原防爆電氣設(shè)備
該類(lèi)型電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，不能夠點(diǎn)燃周?chē)谋ㄐ詺怏w環(huán)境，也不大可能發(fā)生引起點(diǎn)燃的故障(參見(jiàn)GB 3836?8標(biāo)準(zhǔn))。
“n”型電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，即指設(shè)備在電氣和機(jī)械上符合設(shè)計(jì)規(guī)范并在制造廠規(guī)定的范圍內(nèi)使用，不可能產(chǎn)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度。?該類(lèi)型電氣設(shè)備僅適用于2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。
(8)澆封型“m”
澆封型防爆型式是將可能產(chǎn)生引起爆炸性混合物爆炸的火花、電弧或危險(xiǎn)溫度部分的電氣部件，澆封在澆封劑(復(fù)合物)中，使它不能點(diǎn)燃周?chē)ㄐ曰旌衔?參見(jiàn)GB 3836?9標(biāo)準(zhǔn))。
采用澆封措施，可防止電氣元件短路、固化電氣絕緣，避免了電路上的火花以及電弧和危險(xiǎn)溫度等引燃源的產(chǎn)生，防止了爆炸性混合物的侵入，控制正常和故障狀況下的表面溫度。?該類(lèi)設(shè)備適用于1、2區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所。
(9)氣密型“h”
該類(lèi)防爆設(shè)備型式采用氣密外殼。即環(huán)境中的爆炸性氣體混合物不能進(jìn)入設(shè)備外殼內(nèi)部。氣密外殼采用熔化、擠壓或膠粘的方法進(jìn)行密封，這種外殼多半是不可拆卸的，以保證永久氣密性(參見(jiàn)GB 3836?11標(biāo)準(zhǔn))。
該防爆措施屬于“n”型防爆措施范疇，GB 3836?11已被GB 38368―2003代替。
(10)特殊型太原防爆電氣設(shè)備“s”
指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)未包括的防爆類(lèi)型式，該型式可暫由主管部門(mén)制定暫行規(guī)定，并經(jīng)指定的防爆檢驗(yàn)單位檢驗(yàn)認(rèn)可能夠具有防爆性能的電氣設(shè)備。?該類(lèi)設(shè)備是根據(jù)實(shí)際使用開(kāi)發(fā)研制，可適用于相應(yīng)的危險(xiǎn)場(chǎng)所。
(11)可燃性粉塵環(huán)境用電設(shè)備
粉塵太原防爆電氣設(shè)備是采用限制外殼最高表面溫度和采用“塵密”或“防塵”外殼來(lái)限制粉塵進(jìn)入，以防止可燃性粉塵點(diǎn)燃(參見(jiàn)GB 124761標(biāo)準(zhǔn))。
該類(lèi)設(shè)備將帶電部件安裝在有一定防護(hù)能力的外殼中，從而限制了粉塵進(jìn)入，使引燃源與粉塵隔離來(lái)防止爆炸的產(chǎn)生。按設(shè)備采用外殼防塵結(jié)構(gòu)的差別將設(shè)備分為A型設(shè)備或B型設(shè)備。按設(shè)備外殼的防塵等級(jí)的高低將設(shè)備分為20、21和22級(jí)，例如DIP A20、DIP A21、DIP B20和DIP B21等。
該類(lèi)型設(shè)備按照等級(jí)適用于20、21或22區(qū)粉塵危險(xiǎn)場(chǎng)所。
在平常實(shí)際使用中可能很容易的看到，許多防爆電氣產(chǎn)品在一個(gè)產(chǎn)品中就采用了多種防爆保護(hù)方法。例如，照明裝置可能采用了增安型保護(hù)(外殼和接線端盒)、隔爆型保護(hù)(開(kāi)關(guān))和澆封型保護(hù)(鎮(zhèn)流器)。這樣能夠使制造商采用最適用的復(fù)合防爆保護(hù)方法。有一點(diǎn)要注意的是，產(chǎn)品銘牌上列出采取的防爆方法的順序?qū)⑼嬖V用戶產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，如一個(gè)產(chǎn)品被標(biāo)識(shí)為Exde，則極可能為隔爆型而其中帶有增安型部件。另一個(gè)產(chǎn)品被標(biāo)識(shí)為Exed，則極可能不是隔爆型外殼(例如不銹鋼或強(qiáng)化聚脂玻璃)，而帶有隔爆開(kāi)關(guān)或部件安裝其中。兩種產(chǎn)品可能均適用于1區(qū)，但他們是使用不同的防爆保護(hù)措施達(dá)到同樣的目的。用戶可根據(jù)自己的實(shí)際需要和所了解信息，來(lái)選擇可提供在費(fèi)用、性能和安全方面達(dá)到最佳平衡的防爆型式的產(chǎn)品。
危險(xiǎn)場(chǎng)所的劃分
眾所周知，在危險(xiǎn)場(chǎng)所中安全地使用爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備的前題條件是合理的選擇、正確的安裝和必要的維護(hù)。合理的選擇太原防爆電氣設(shè)備，必然涉及到與其所在的危險(xiǎn)場(chǎng)所要相適應(yīng)。因此，首先要明確什么是危險(xiǎn)場(chǎng)所?它又是如何劃分的
危險(xiǎn)場(chǎng)所就是由于存在著易燃易爆性氣體、蒸氣、液體、可燃性粉塵或者可燃性纖維而具有引起火災(zāi)或者爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。典型的危險(xiǎn)場(chǎng)所，如石油化工行業(yè)中爆炸性物質(zhì)的生產(chǎn)、加工和貯存過(guò)程中所形成的環(huán)境、煤礦井下(由于煤層中不斷滲透出的甲烷氣體而形成的工作環(huán)境)等等。?按照GB 3836.14―2000(GB 3836.14標(biāo)準(zhǔn)等同于IEC 60079-10)要求，可用類(lèi)別、區(qū)域和組別三層概念來(lái)說(shuō)明危險(xiǎn)場(chǎng)所的劃分。
----1爆炸性物質(zhì)的分類(lèi)?
標(biāo)準(zhǔn)將爆炸性物質(zhì)分為III類(lèi)：
I類(lèi)：礦井甲烷；II類(lèi)：爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)；III類(lèi)：爆炸性粉塵(纖維或飛絮物)。
既首先要確定環(huán)境中存在著何類(lèi)爆炸性物質(zhì)，然后才按氣體或粉塵的不同對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所進(jìn)行劃分。
----2危險(xiǎn)場(chǎng)所的界定
按場(chǎng)所中存在物質(zhì)的物態(tài)的不同，將危險(xiǎn)場(chǎng)所劃分為爆炸性氣體環(huán)境和可燃性粉塵環(huán)境。?
按場(chǎng)所中危險(xiǎn)物質(zhì)存在時(shí)間的長(zhǎng)短，將兩類(lèi)不同物態(tài)下的危險(xiǎn)場(chǎng)所劃分為三個(gè)區(qū)，即：對(duì)爆炸性氣體環(huán)境，為0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)；對(duì)可燃性粉塵環(huán)境，為20區(qū)、21區(qū)和22區(qū)。----(1)爆炸性氣體環(huán)境?
----GB 3836.14―2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：
----0區(qū)：爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長(zhǎng)時(shí)間存在的場(chǎng)所。----1區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場(chǎng)所。?
----2區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時(shí)間存在的場(chǎng)所。
----在此，“正常運(yùn)行”是指正常的開(kāi)車(chē)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停車(chē)，易燃物質(zhì)產(chǎn)品的裝卸、密閉容器蓋的開(kāi)閉，安全閥、排放閥以及所有工廠設(shè)備都在其設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)工作的狀態(tài)。?----(2)可燃性粉塵環(huán)境?
----GB 12476.1―2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：
----20區(qū)：在正常運(yùn)行過(guò)程中可燃性粉塵連續(xù)出現(xiàn)或經(jīng)常出現(xiàn)，其數(shù)量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物和／或可能形成無(wú)法控制和極厚的粉塵層的場(chǎng)所及容器內(nèi)部。?----21區(qū)：在正常運(yùn)行過(guò)程中，可能出現(xiàn)粉塵數(shù)量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物但未劃入20區(qū)的場(chǎng)所。?
該區(qū)域包括，與充入或排放粉塵點(diǎn)直接相鄰的場(chǎng)所、出現(xiàn)粉塵和正常操作情況下可能產(chǎn)生可燃濃度的可燃性粉塵與空氣混合物的場(chǎng)所。
----22區(qū)：在異常條件下，可燃性粉塵云偶爾出現(xiàn)并且只是短時(shí)間存在、或可燃性粉塵偶爾出現(xiàn)堆積或可能存在粉塵層并且產(chǎn)生可燃性粉塵空氣混合物的場(chǎng)所。如果不能保證排除可燃性粉塵堆積或粉塵層時(shí)，則應(yīng)劃分為21區(qū)。
對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所的界定，解決了危險(xiǎn)場(chǎng)所劃分中爆炸性物質(zhì)存在的時(shí)間問(wèn)題。那么，長(zhǎng)時(shí)間存在或偶爾發(fā)生的時(shí)間概念又怎么界定呢?歐洲有關(guān)資料中也相應(yīng)地給出了具體的規(guī)定，見(jiàn)表1。
----表1場(chǎng)所劃分?
| 危險(xiǎn)物質(zhì) | 長(zhǎng)期存在(大于1 000 ｈ／年) | 正常運(yùn)行時(shí)存在(10-1 000 ｈ／年) | 僅在不正常時(shí)存在(少于10 ｈ／年) |
| 氣體 | 0區(qū) | 1區(qū) | 2區(qū) |
----3爆炸性物質(zhì)的分組
----爆炸性物質(zhì)的分類(lèi)，將危險(xiǎn)物質(zhì)按其物態(tài)，進(jìn)行粗劃分。對(duì)同是氣體的爆炸性物質(zhì)，由于其爆炸特性差別很大，故又將爆炸性氣體進(jìn)行了分組。----GB 3836.1通用要求中，將爆炸性氣體按其最大實(shí)驗(yàn)電壓安全間隙和最小試驗(yàn)電流分為A、B、C三組。三組的代表性氣體分別為：氫氣&乙炔、乙烯和丙烷，具體的參數(shù)見(jiàn)表2。----表2爆炸性氣體的分組
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