仪表防爆知识

本文重点从仪表防爆相关常见防爆电气产品、常用标准、基本术语、防爆原理、防爆设备类别、温度组别、区域划分、防爆和防水、防尘的区别、设备选用、粉尘防爆、防爆仪表安装、日常维护、常见防爆证书样式、常见防爆电气问题十五个方面，全面讲述仪表防爆知识。

防爆电气设备是指依据相关防爆技术标准、规范设计和制造的电气设备，使用在爆炸性环境中不会引爆周围的爆炸性气体或粉尘。

常见防爆电气有：防爆电机防爆电泵防爆配电装置类防爆开关、控制及保护产品防爆起动器类防爆变压器类防爆电动执行机构、电磁阀类防爆插接装置防爆电机防爆电泵防爆配电装置类防爆开关、控制及保护产品防爆起动器类防爆变压器类防爆电动执行机构、电磁阀类防爆插接装置

爆炸性环境危险场所的分类：

A

基本术语

防爆形式：为防止点燃周围爆炸性环境而对电气设备采取的各种特定措施。

最高表面温度：在最不利运行条件下工作时，电气设备的任何部件或任何表面所达到的最高温度。

电缆密封套（电缆密封接头）：允许一个或多个电缆和/或光缆引入电气设备并保持相应防爆类型的装置。

夹紧装置：电缆密封套的用于防止电缆的拉伸或扭转传递到连接件的零件。

压紧元件：电缆密封套的用于对密封圈施加压力以保证其有效功能的元件。

Ex电缆密封套：与设备分别试验，但作为设备取证，并且在安装期间能够装配到设备外壳上的电缆密封套。

Ex元件：不能单独使用并具有符号U，当与其他设备或系统一起使用时需附加认证的爆炸性气体环境用电器设备的部件或组件（Ex电缆密封套除外）。

爆炸性气体环境的引燃温度：能够引燃爆炸性气体与空气混合物的热表面最低温度。

设备最高表面温度 ：电器设备在允许的最不利条件下运行时，其表面或任一部分可能达到的并有可能引燃周围爆炸性气体环境的最高温度。

工作温度：设备在额定运行时所达到的温度。

符号“U”：用来表示Ex元件的符号，防爆证号后带U 。

符号“X”：用来表示特殊安全使用条件的符号，防爆证号后带X（如安装角度、不允许使用的气体环境等）。

隔爆外壳：在其内部安装有能够点燃爆炸性环境零件的外壳、能够承受在内部的爆炸性混合物爆炸时产生的压力，并且能够阻止爆炸传播到周围的爆炸性环境。

呼吸装置：设计用于外壳内部的气体与周围大气之间交换的、一体的或分开的隔爆外壳部件。

排液装置：设计用于将冷凝水从外壳内逸出的、一体的或分开的隔爆外壳部件。

Ex塞堵头：与设备外壳分开进行试验、但是具有设备证书并且规定装配在设备外壳上不需要进一步考虑的螺纹式塞堵头。

Ex 螺纹式管接头：与设备外壳分开进行试验、但是具有设备证书并且规定装配在设备外壳上不需要进一步考虑的螺纹式管接头。

增加安全型 ：应用在电气设备上的一种保护型式，是采用附加的的措施，以提高安全程度，防止在正常工作中或规定的异常条件下产生危险温度、电弧和火花的可能性。不包括在正常运行中产生电弧或火花的设备。

电气间隙 ：两个导电部分间的最短空间距离。

爬电距离：两个导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离。

B

防爆原理

爆炸性气体环境中，防爆标志中的防爆型式分为隔爆外壳型“d”、增安型“e”、本质安全型“i”、正压外壳型“p”、油浸型“o”、充砂型“q”、“n”型、浇封型“m”、特殊型等。

1、隔爆外壳型“d”

隔爆外壳型电气设备的防爆安全性能，主要是靠“隔爆外壳”来保证的。“隔爆外壳”允许进入内部的爆炸性气体混合物在外壳内发生燃烧爆炸，但是不允许爆炸传播出外壳，点燃周围的爆炸性气体混合物。

2、增安型“e”

增安型电气设备的防爆安全性能，主要是对电气设备采取一些结构措施和安全要求，进一步提高它们的安全可靠程度，从而使它不可能成为可燃性气体的点燃源。

3、本质安全型“i”

本质安全型电气设备的防爆安全性能，主要是用限制电路能量的方法来实现防爆的。在这种电气设备中，即使电路发生短路、开路、绝缘击穿等故障引起的电气放电以及热效应等都不能引起爆炸性气体混合物点燃。

4、正压外壳型“p”

正压外壳型电气设备的防爆安全性能，是靠对电气设备内充入具有一定压力的保护性气体，使它内部可能产生火花、电弧、和危险温度的电气元器件处于保护性气体之中，这样，这些元器件就不会发生点燃爆炸性气体混合物的危险。

5、油浸型“o”

油浸型电气设备的防爆安全性能，是将电气设备内带电元器件浸入保护油中，避免这些元器件曝露在可燃性气体中来实现的。

6、充砂型“q”

充砂型电气设备的防爆安全性能，是将电气设备的电气元器件固定在设备外壳内的适当位置，并且用填充材料将这些元器件完全掩埋起来，防止它们点燃外部的可燃性气体空气混合物中来实现的。

7、“n” 型

“n”型防爆型式的保护方法十分庞杂，分类很细，这里不再赘述其各种类型的“防爆原理”。“n”型电气设备总体是保证设备在正常运行工况和规定的异常情况下运行时不应该产生操作火花、电弧或危险温度，即使产生了火花、电弧或危险温度，在自身的保护措施作用下也不能够点燃它周围的爆炸性气体环境。

8、浇封型“m”

浇封型电气设备的防爆安全性能，是使用浇封化合物将被保护的电气元器件浇封起来，阻止这些元器件与周围的可燃性气体接触，从而避免它点燃周围的爆炸性气体环境。

9、特殊型

特殊型电气设备没有一个采取安全措施和安全要求的固定模式，在这种情况下，设计人员就会根据燃烧与爆炸的充分必要条件，提出一些必要的安全措施和安全要求，对这样的“特殊”结构进行设计、制造，使它不能够成为可燃性气体的点燃源。

C

防爆设备类别

防爆性环境用电气设备分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。

Ⅰ类电气设备用于煤矿瓦斯气体环境。

Ⅱ类电气设备用于除煤矿瓦斯气体之外的其他爆炸性气体环境。

Ⅲ类电气设备用于除煤矿以外的爆炸性粉尘环境。

D

温度组别

温度组别中的自燃温度：指用户现场环境中易燃易爆混合物的点燃的危险温度。

设备表面温度：防爆电器设备在允许范围内最不利的条件下运行时，暴露于爆炸性混合物的任何表面的任何部分，不可能引起电气设备周围爆炸性混合物爆炸的最高危险温度。如对隔爆型电气设备是指外壳表面，其他防爆类的电器设备是指可能与爆炸性混合物相接触的表面。

Ⅰ类电气设备：最高表面温度不应超过

—150℃，当电气设备表面可能堆积煤尘时；

—450℃，当电气设备表面不会堆积煤尘时（例如防粉尘外壳内部）。

Ⅱ类电气设备：

Ⅱ类电气设备温度组别

温度组别	自燃温度T(℃)	设备允许表面最高温度(℃)
T1	T≥450	450
T2	450＞T≥300	300
T3	300＞T≥200	200
T4	200＞T≥135	135
T5	135＞T≥100	100
T6	100＞T≥85	85

E

防爆区域的划分

爆炸性气体环境分为3个危险区：

0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；如处理容器的内部，与大气相通的储罐，在储油（液）槽中油(液)上方的蒸气空间和低于水平面的空间。

1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；如设备正常运行时，会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门的密封件处；正常操作时会向大气释放物质的取样点。

2区：在正常运行时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环境。如法兰、管接头、连接件；在正常运行时不可能出现释放的泵、压缩机和阀门的密封件处、安全阀、排气孔。

F

防爆、防水、防尘

防爆和防水是两个完全不同的概念；

防爆是预防爆炸的安全性能的保证；

防水防尘是防护等级的性能保证；

防水防尘绝不等于防爆；

防爆产品不一定能防水；

防护等级的代号由字母“IPXX” 组成；

IPXX第一位数字表示防尘的各个等级；

IPXX第二位数字表示防水的各个等级；

第一位表征数字	防护等级	简述含义
0	无防护	无专门防护
1	防止大于50mm的固体异物	能防止人体的某一大面积(如手) 偶然或意外地触及壳内带电部分或运动部件，但不能防止有意识的接近这些部分。能防止直径大于50mm的固体异物进入壳内。
2	防止大于12 mm的固体异物	能防止手指或长度不大于80 mm的类似物体触及壳内带电部分或运动部件。能防止直径大于12 mm的固体异物进入壳内。
3	防止大于2.5 mm的固体异物	能防止直径(或厚度)大于2.5 mm的工具,金属线等进入壳内。能防止直径大于2.5 mm的固体异物进入壳内。
4	防止大于1 mm的固体异物	能防止直径(或厚度)大于1 mm的工具、金属线等进入壳内。能防止直径大于1 mm的固体异物进入壳内。
5	防尘	不能完全防止尘埃进入壳内，但进尘量不足以影响电器的正常运行。
6	尘密	无尘埃进入

第二位	防护等级	简述含义
0	无防护	无专门防护
1	防滴	垂直滴水应无有害影响
2	15°防滴	当电器从正常位置的任何方向倾斜至15°以内任一角度时，垂直滴水应无有害影响。
3	防淋水	与垂直线成60°范围以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，电器的进水量应不致达到有害的影响。
7	防浸水影响	当电器浸入规定压力的水中经规定时间后，电器的进水量应不致达到不害的影响。
8	防潜水影响	电器在规定的压力下长时间潜水时，水应不进入壳内。

G

防爆电气设备选用

按照防爆区域的划分选择

防爆区域分为0区，1区，2区，对应于三个危险区域应选择不同的防爆产品：

0区用防爆设备：若电器设备和电路符合IEC60079-11——本质安全型要求的，该电器设备和电路可用于0区。那么0区用电器设备选用只能是：本质安全型电器或者特殊制造的防爆电器。

1区用设备：如电器设备符合用于0区要求或下列防爆型式的一种或多种要求，该电器设备可用于1区。

隔爆外壳“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

正压型p，充砂型q，油浸型o，浇封型m

2区用设备：下列电器设备可以安装在2区：0区或1区用电器设备或“n”设备或特殊“s”设备。

根据气体或蒸气的引燃温度选型

电器设备应按其最高表面温度不超过可能出现的任何气体或蒸气的引燃温度选型。

电器设备温度组别	电器设备的最高表面温度	气体或蒸汽的引燃温度
T1	450℃	＞450℃
T2	300℃	＞300℃
T3	200℃	＞200℃
T4	135℃	＞135℃
T5	100℃	＞100℃
T6	85℃	＞85℃

综上所述：（不分防爆灯具、电器和管件，因他们的防爆结构和原理是一样的）

选用原则：只高不低，高可代低，低不可代高。

H

粉尘防爆

粉尘防爆型电气设备概念：采用防尘型、尘密型性能达到规定要求的外壳使粉尘不能或难于进入外壳内，而与点燃源隔离，达到防爆的目的。IEC规定其标志用“Ex”来表示。与GB3836用“DIP”表示有较大差别。按使用区域分为1D/2D/3D三级。

保护型式：

用壳体保护，用符号“tD”表示；

用气体保护，用符号“pD”表示；

用本安保护，用符号“iD”表示，又可分为iaD和ibD；

用浇封保护，用符号“mD”表示,又可分为maD和mbD；

粉尘防爆区域的划分：

Ⅲ类电气设备用于除煤矿以外的爆炸性粉尘环境：

Ⅲ类电气设备再分类：

ⅢA类：可燃性飞絮。

ⅢB类：非导电性粉尘。

ⅢC类：导电性粉尘。

根据爆炸性粉尘/空气环境出现的频次和持续的时间，爆炸性粉尘环境划分场所又分为20区、21区、22区。

20区：空气中爆炸性环境以可燃性粉尘云的状态连续出现、长时间存在或频繁出现的场所。

21区：在正常操作过程中，空气中爆炸性环境以可燃性粉尘云的状态可能出现或偶尔出现的场所。

22区：在正常操作过程中，空气中爆炸性环境以可燃性粉尘云的状态不可能出现的场所，如果出现仅是短时间存在的场所。

温度组别分类：同气体防爆，分为6组，但必须标出具体温度的数字。

爆炸性粉尘环境用电气设备保护级别分类：

Da—具有“很高”的保护级别，设备在正常运行、出现预期故障或罕见故障时不是点燃源。

Db—具有“高”的保护级别，设备在正常运行或出现预期故障不是点燃源。

Dc—具有“一般”的保护级别，设备在正常运行中不是点燃源，也可采取一些附加保护措施，保证在点燃源预期经常出现的情况下，不会形成有效点燃。

防爆标志的含义：Ex tD A21 IP65 T135℃----“Ex”表示防爆总标志；“tD”表示保护型式为壳体；“A21”表示使用区域为21区，采用A类试验方法；“IP65”表示壳体的防护等级IP65；“T135℃”表示温度组别。

I

防爆仪表安装

安装在爆炸危险场所的仪表和安装材料应有铭牌和防爆标志，安装前应检查其型号、规格是否符合设计要求，其外部应无损伤、裂纹。

爆炸危险场所1区内的仪表配线，电缆、电线必须用镀锌钢管穿管敷设。穿线保护管之间，保护管与接线箱、拉线盒之间，均应采用圆柱管螺纹连接。

保护管、汇线槽、电缆沟穿过不同等级的爆炸危险区域分界处时，应采取密封措施(如用防爆阻火器、密封组件隔离，充填密封等)，以防止爆炸性气体从一个危险场所串入另一个危险场所。

保护管与现场仪表、检测元件、电气设备、仪表箱、接线盒及拉线盒连接时，应在连接处0.45m以内安装隔爆密封管件，必要时做充填密封。密封管件与现场仪表、检测元件、电气设备之间可采用挠性管连接。

J

防爆仪表日常维护

应经常进行检查维护，检查时应察看仪表外观、环境(温度、湿度、粉尘、腐蚀)、振动、安装是否牢固等情况。
在通电情况下对隔爆型仪表进行维护时，切不可打开接线盒和观察窗，需开盖维护时必须先切断电源，绝不允许带电开盖维护。
维护时不得产生冲出火花，所使用的测试仪表应是隔爆型或本安型仪表，以避免测试仪表引起诱发性火花或把过高的电压引向不适当部位。
拆卸时应注意保护隔爆螺纹及隔爆平面，不得损伤及划伤，特别是隔爆平面不允许有纵向划痕。
在拆卸橡胶密封元件时，不得用尖锐器械硬撬、硬砸，不得在其密封面上有任何纵向划痕。
装配时，应按装配顺序进行，各防松件、紧固件不得漏装。
锈蚀及损坏的元件应及时更换，老化、损伤及不起密封作用的橡胶密封元件也要及时更换。
仪表定期检修后，需经确认防爆性能已得到复原后，方可重新投入使用。

K
常见防爆证书样式

略
L
常见防爆电气问题

略

安全，源于质量，也源于责任。加强对防爆电气相关知识的学习，做好防爆电气设备全生命周期相关人员、选型、采购、安装验收、检查、监督、维护、检修和失效报废环节的把控，从而杜绝防爆电气火灾爆炸事故的发生。

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