基本介紹
- 中文名：防爆等級
- 外文名：Explosion proof grade
- 溫度組別：T1-T6
- 防爆等級：Ex(ia)ⅡC T6
防爆等級概覽,防爆等級說法,分為三類,溫度組別,防爆標準,防爆形式,防爆概念,爆炸必備條件,防爆,區域分類,溫度組別,防爆標誌,標準選型,防護代碼,爆炸特性,供電限制,
防爆等級概覽
防爆等級說法
防爆設備定義：在規定條件下不會引起周圍爆炸性環境點燃的電氣設備。
分為三類
Ⅰ類：煤礦井下電氣設備；
Ⅱ類：除煤礦、井下之外的所有其他爆炸性氣體環境用電氣設備。
Ⅱ類又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類,標誌ⅡB的設備可適用於ⅡA設備的使用條件；ⅡC可適用於ⅡA、ⅡB的使用條件。
Ⅲ類：除煤礦以外的爆炸性粉塵環境電氣設備。
ⅢA類：可燃性飛絮；ⅢB類：非導電性粉塵；ⅢC類： 導電性粉塵。
最高表面溫度：電氣設備在規定範圍內的最不利運行條件下工作時，可能引起周圍爆炸性環境點燃的電氣設備任何部件所達到的最高溫度。最高表面溫度應低於可燃溫度。
例如：防爆感測器環境的爆炸性氣體的點燃溫度為100℃，那么感測器在最惡劣的工作狀態下，其任何部件的最高表面溫度應低於100℃。
溫度組別
爆炸性環境用電氣設備按其最高表面溫度劃分為T1-T6組別
T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 |
450 ℃ | 300 ℃ | 200℃ | 135 ℃ | 100 ℃ | 85℃ |
防爆標準
1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM標準為經常選用，而CANADA / CSA標準幾乎在中國不使用。
例： CENELEC: Eex de/Eex d ib IIC T2-T6
FM: NI/I/Z/ABCD DIP/II, III/1/EFG
XP/I/1/ABCD DIP/II, III/1/EFG
CSA: Class I, Div 2, ABCD
2、新的歐洲防爆標準ATEX100a將取代原CENELEC標準（截止2003年）
ATEX 100a： II IG Eex ia IIB T6
I II 1G Zone 0 1D, 2D,3D dust explosion
Mining other 2G Zone 1
Industry industry 3G Zone 2
術語
安全柵安全參數定義：
*8226; 安全柵最高允許電壓： Um
保證安全柵本安端的本安性能，允許非本安端可能輸入的最高電壓
*8226; 安全柵最高開路電壓： Uoc
在最高允許電壓範圍內本安端開路時電壓最大值
*8226; 安全柵最大短路電流： Isc
在最高允許電壓範圍內本安端短路時的電流最大值
*8226; 安全柵允許分布電容： Ca
保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電容
*8226; 安全柵允許分布電感： La
保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電感
防爆標誌格式說明：
將工廠或礦區的爆炸危險介質，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學分類分級，以確定現場防爆設備的防爆標誌和防爆形式。
名詞解釋：
ia 等級：在正常工作、一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
正常工作時，安全係數為 2.0；一個故障時，安全係數為 1.5；二個故障時，安全係數為 1.0 。
註：有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全係數。
ib 等級：在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
正常工作時，安全係數為 2.0 ； 一個故障時，安全係數為 1.5 。
正常工作時，有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護，並且有故障自顯示的措施，一個故障 時安全係數為 1.0 。
EExd：是指將爆炸包起來的意思；
IIC：是指點燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:是指溫度組別，即電氣設備按其最大表面溫度被分在不同的溫度組別。氣體的溫度組別按不同的點燃溫度劃分。T6是85度。
隔爆型電氣設備（d）：是指把能點燃爆炸性混合物的部件封閉在一個外殼內，該外殼能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力並阻止和周圍的爆炸性混合物傳爆的電氣設備。
增安型電氣設備（e）：正常運行條件下，不會產生點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，並在結構上採取措施，提高其安全程度， 以避免在正常和規定過載條件下出現點燃現象的電氣設備。
本質安全型電氣設備（i）：在正常運行或在標準試驗條件下所產生的火花或熱效應均不能點燃爆炸性混合物的電氣設備。
無火花型電氣設備 （n）： 在正常運行條件下不產生電弧或火花，也不產生能夠點燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼熱點，且一般不會發生有點燃作用的故障的電氣設備。
防爆特殊型（s）： 電氣設備或部件採用GB3836-2010未包括的防爆型式時，由主管部門制訂暫行規定。送勞動人事部備案，並經指定的鑑定單位檢驗後，按特殊電氣設備“s”型處置。
防爆形式
1.本安型 “i”（本質安全型電氣設備及其關聯設備） 本質安全電路:
在規定的試驗條件下，正常工作或規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣體或蒸汽的電路。
本質安全型電氣設備：全部電路為本質安全的電氣設備。
本安型設備和關聯設備的本質安全部分分為ia和ib：
¨ ia：正常工作 + 一個故障 + 任意組合的兩個故障均不能引起點燃的電氣設備。
¨ ib：正常工作 + 一個故障條件下不能引起點燃的本質安全型電氣設備。
由此可見ia等級高於ib等級
關聯設備：裝有本質安全電路和非本質安全電路，且結構是非本質安全電路不能對本質安全電路產生不利影響的電器設備。
2. 隔爆型 “d” 具有隔爆外殼的電氣設備。
它能承受已進入外殼內部的可燃性混合物內部爆炸而不受損壞，並且通過外殼上的任何接合面或孔不會引燃由一種或多種氣體或蒸汽所形成的外部爆炸性環境的電氣設備外殼。
3．增安型 e
4．充油型 o
5．充砂型 q
6．澆封型 m
7．複合型
防爆概念
爆炸必備條件
點燃源：在生產過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花、機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當儀表、電氣發生故障時。
客觀上很多工業現場滿足爆炸條件。當爆炸性物質與氧氣的混合濃度處於爆炸極限範圍內時，若存在爆炸源，將會發生爆炸。因此採取防爆就顯得很必要了。
易爆物質：很多生產場所都會產生某些可燃性物質。煤礦井下約有三分之二的場所有存在爆炸性物質；化學工業中，約有80%以上的生產車間區域存在爆炸性物質。
氧氣：空氣中的氧氣是無處不在的。
（1）爆炸性物質（flammable air flammable dust）：能與氧氣（空氣）反應的物質，包括氣體、液體和固體。（氣體：氫氣，乙炔，甲烷等；液體：酒精，汽油；固體：粉塵，纖維粉塵等。）
（2）空氣或氧氣（air or oxygen）。
（3）點燃源（source of ignition）：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學反應、光能等。
防爆
防止爆炸的產生必從三個必要條件來考慮，限制了其中的一個必要條件，就限制了爆炸的產生。
在工業過程中，通常從下述三個方面著手對易燃易爆場合進行處理：
（1）預防或最大限度地降低易燃物質泄漏的可能性；
（2）不用或儘量少用易產生電火花的電器元件；
（3）採取充氮氣之類的方法維持惰性狀態。
區域分類
危險場所區域的含義
是對該地區實際存在危險可能性的量度，由此規定其可適用的防爆型式。
1、國際電工委員會/歐洲電工委員會劃分的危險區域的等級分類
0區（Zone 0）：易爆氣體始終或長時間存在；連續地存在危險性大於1000小時/每年的區域；
1區（Zone 1）：易燃氣體在儀表的正當工作過程中有可能發生或存在；斷續地存在危險性10~1000小時/每年的區域；
2區（Zone 2）：一般情形下，不存在易燃氣體且即使偶爾發生，其存在時間亦很短；事故狀態下存在的危險性0.1~10小時/每年的區域；
中國劃分的有效區域和以上相同。
2、易爆區域等級劃分
國際標準與美國標準的對照比較
I.E.C. N.E.C.
氣體 Zone 0 Class I, Division I
Zone 1 Class I, Division I
Zone 2 Class I, Division II
粉塵 Zone 10 Class II, Division IZone 11 Class II, Division II
I.E.C.： 國際電工技術委員會（Internaional Electrotechnical Commission）
N.E.C.： 美國電氣規程（National Electrical Code, U.S.A.）
標誌解析
溫度組別
這是與氣體點燃溫度有關的電氣設備（假定環境溫度為40℃時）的最高表面溫度，點燃能量與點燃溫度無關。在標準BS5345第一部分中列出了所有可燃性氣體和其組別。
最高表面溫度（℃） | 溫度組別 | 常見爆炸性氣體 |
IEC79-8 | GB3836-1 | |
450℃ | T1 | 氫氣、丙烯腈等46 種 |
300℃ | T2 | 乙炔、乙烯等47 種 |
200℃ | T3 | 汽油、丁烯醛等36 種 |
135℃ | T4 | 乙醛、四氟乙烯等6 種 |
100℃ | T5 | 二硫化碳 |
85℃ | T6 | 硝酸乙酯和亞硝酸乙酯 |
防爆標誌
IEC 防爆等級標準格式:Ex(ia)ⅡC T4
E：按CENELEC標誌認可 | Ex：防爆公用標誌 |
ia：防爆型式（本質安全） | Ⅱ：設備組別 |
C：氣體組別 | T4：溫度組別 |
標準選型
各種防爆型式的對應標準
防爆型式 | 在英國允許 使用的場所 | 中國標準 GB3836 | 防爆型式 符 號 | IEC標準 79- | CENELEC標準 EN50 |
增安型 | 1或2 | 3 | e | 7 | 019 |
本質安全型 | 0，1或2 | 4 | ia或ib | 11 | 020（設備） |
隔爆型 | d | 2 | d | 1 | 018 |
特殊型 | s | 無 | s | 無 | 無 |
2、氣體爆炸場所用電氣設備防爆類型選型表
爆炸危險區域 | 適用的防護型式 電氣設備類型 | 符 號 |
0區 | 1、本質安全型（ia級） | ia |
2、其他特別為0區設計的電氣設備（特殊型） | s | |
1區 | 1、適用於0區的防護類型 | |
2、隔爆型d | ||
3、增安型e | ||
4、本質安全型ib | ||
5、充油型o | ||
6、正壓型p | ||
7、充砂型q | ||
2區 | 1、適用於0區或1區的防護類型 | |
2、無火花型 | na,nl,ic |
氣體組別
典型的危險性氣體 | 歐洲電工 標準化委員會 EN50014EC | 北 美 NEC500條款 CLASS1表氣 | 中 國 GB-3836-1 | 最小點燃能量 （微 焦） |
乙 炔 | ⅡC | A | ⅡC | 20 |
氫 氣 | ⅡC | A | ⅡC | 20 |
乙 烯 | ⅡB | C | ⅡB | 60 |
丙 烷 | ⅡA | D | ⅡA | 180 |
注:中國GB3836標準規定ⅡC級最小點燃能量為19微焦耳,ⅡA級最小點燃能量為200微焦耳。
氣體分組和點燃溫度,在一定環境溫度和壓力下與可燃性氣體和空氣的混合濃度有關。
根據可能引爆的最小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區採用的國際電工委員會(IEC)標準將爆炸性氣體分為四個危險等級:
溫度組別 級別 | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 |
Ⅱ A | 甲烷、甲苯、甲酯、乙烷、丙酮、丙烯酸、苯、苯乙烯、一氧化碳、醋酸乙酯、醋酸、氯苯、醋酸甲酯、氨 | 丙烷、甲醇、乙醇、乙苯、丙醇、丙烯、丁醇、丁烷、醋酸丁酯 、醋酸戊酯、環戊烷、 | 戊烷、戊醇、己烷、己醇、庚烷、辛烷、環乙醇、松節油、石腦油、石油（包括汽油）、燃料油、戊醇四氯 | 乙醛、三甲胺 | 亞硝酸乙酯 | |
Ⅱ B | 丙炔、丙烯晴、二甲醚、氰化氫市用煤氣 | 丁二烯、環氧乙烷、乙烯、呋喃 | 二甲醚、丙烯醛、硫化氫 | 二丁醚、二乙醚、乙基甲基醚、四氟乙烯 | ||
Ⅱ C | 氫、水煤氣 | 乙炔 | 二硫化碳 | 硝酸乙酯 |
美國和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成：
三個CLASS(類別)：CLASSⅠ氣體和蒸氣；CLASS Ⅱ塵埃；CLASS Ⅲ纖維。
然後再將氣體和塵埃分成 Group(組)：
組名 代表性氣體或塵埃
A乙炔
B氫氣
C乙烯
D丙烷
E 金屬塵埃
F 煤炭塵埃
G 穀物塵埃
4、防爆方法對危險場所的適用性：
序號 | 防爆型式 | 代號 | 國家標準 | 防爆措施 | 適用區域 |
1 | 隔爆型 | d | GB3836.2 | 隔離存在的點火源 | Zone1,Zone2 |
2 | 增安型 | e | GB3836.3 | 設法防止產生點火源 | Zone1,Zone2 |
3 | 本安型 | ia | GB3836.4 | 限制點火源的能量 | Zone0-2 |
4 | 本安型 | ib | GB3836.4 | Zone1,Zone2 | |
5 | 正壓型 | px,py,pz | GB3836.5 | 危險物質與點火源隔開 | Zone1,Zone2 |
6 | 充油型 | o | GB3836.6 | Zone1,Zone2 | |
7 | 充砂型 | q | GB3836.7 | Zone1,Zone2 | |
8 | 無火花型 | na,nl,nc,nr,nz | GB3836.8 | 設法防止產生點火源 | Zone2 |
9 | 澆封型 | ma,mb | GB3836.9 | Zone1,Zone2 | |
10 | 氣密型 | h | GB3836.10 | Zone1,Zone2 |
防護代碼
作為套用於易爆危險區的儀表，對其外殼的保護等級亦應作出規定，賦予一定的代碼，即IP等級號。
IEC144規定的殼體保護等級由一個對應其抗外界物體衝擊與穿刺能力及防水能力的代碼表示。例如：本安型儀表測量電路板不應從其殼體中取出，否則會違反IP40所提出的最低要求。保護等級由兩位數字組成，在其前加上IP字樣。
第二位特徵數字防止進水造成有害影響
0 | 無防護 |
1 | 垂直滴水 |
2 | 傾角15°滴水 |
3 | 淋水 |
4 | 濺水 |
5 | 噴水 |
6 | 猛烈噴水 |
7 | 短時間侵水 |
8 | 連續侵水 |
第一位特徵數字防止固定導體異物進入
0 | 無防護 |
1 | 固定異物直徑≥50mm |
2 | 固定異物直徑≥12.5mm |
3 | 固定異物直徑≥2.5mm |
4 | 固定異物直徑≥1mm |
5 | 防塵 |
6 | 塵密 |
抗外界物體衝刺能力防水能力
0：無抗沖穿能力 0：無防水穿能力
1：外界物體尺寸大於50mm（特大） 1：水自落下滴
2：外界物體尺寸大於12mm（中）2：水滴入角度為-15°
3：外界物體尺寸大於2.5mm（小） 3：水以60°角度噴射
4：顆粒狀外界物體，粒度大於1mm 4：從各方面噴射
5：危險性塵埃 5： 50升/分的水束
6：穿透性塵埃（僅適用於特殊殼體） 6： 100升/分的水束
7：以1米/分的速度浸入水中
8：以預先商定的方式浸入水中
爆炸特性
名稱 | 燃點（°C） | 溫度等級 | 爆炸等級組號 | 名稱 | 燃點（°C） | 溫度等級 | 爆炸等級組號 | |
丙酮 | 540 | T1 | IIA | 乙炔 | 305 | T2 | IIC | |
醋酸酐 | 330 | T2 | IIA | 苯 | 555 | T1 | IIA | |
丁烷 | 365 | T2 | IIA | n-丁醇 | 340 | T2 | IIA | |
苯氯酸 | 590 | T1 | IIA | 乙醇 | 425 | T2 | IIA | |
乙醋酸 | 460 | T1 | IIA | 甲醇 | 455 | T1 | IIA | |
硝基苯 | 430 | T1 | IIA | n-戊烷 | 285 | T3 | IIA | |
丙烷 | 470 | T1 | IIA | 甲苯 | 535 | T1 | IIA | |
氫氣 | 560 | T1 | IIC | 硫化氫 | 270 | T3 | IIB | |
二硫化碳 | 102 | T5 | IIC |
供電限制
供電限制主要體現在以下三個方面： 1、將動力電與電子元件隔離。
2、採取措施杜絕外界干擾電磁場通過繼電或電流輸出端偶合至電子元件中。
3、限制感測電路的工作電源及電壓
本安型電路可分為兩類：ia及ib。Ib本安電路必須保證正常工作狀態下以及系統中存在一起故障時，電路元件不發生燃爆。Ia本安電路則要求正常工作狀況下及存在兩起故障時，元器件不發生燃爆。
