本文重點(diǎn)從儀表防爆相關(guān)常見(jiàn)防爆電氣產(chǎn)品、常用標(biāo)準(zhǔn)、基本術(shù)語(yǔ)、防爆原理、防爆設(shè)備類別、溫度組別、區(qū)域劃分、防爆和防水、防塵的區(qū)別、設(shè)備選用、粉塵防爆、防爆儀表安裝、日常維護(hù)、常見(jiàn)防爆證書(shū)樣式、常見(jiàn)防爆電氣問(wèn)題十五個(gè)方面,全面講述儀表防爆知識(shí)。
防爆電氣設(shè)備是指依據(jù)相關(guān)防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范設(shè)計(jì)和制造的電氣設(shè)備,使用在爆炸性環(huán)境中不會(huì)引爆周圍的爆炸性氣體或粉塵。
常見(jiàn)防爆電氣有:
防爆電機(jī)
防爆電泵
防爆配電裝置類
防爆開(kāi)關(guān)、控制及保護(hù)產(chǎn)品
防爆起動(dòng)器類
防爆變壓器類
防爆電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電磁閥類
防爆插接裝置
防爆電機(jī)
防爆電泵
防爆配電裝置類
防爆開(kāi)關(guān)、控制及保護(hù)產(chǎn)品
防爆起動(dòng)器類
防爆變壓器類
防爆電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電磁閥類
防爆插接裝置
爆炸性環(huán)境危險(xiǎn)場(chǎng)所的分類:
A 基本術(shù)語(yǔ)
防爆形式:為防止點(diǎn)燃周圍爆炸性環(huán)境而對(duì)電氣設(shè)備采取的各種特定措施。
表面溫度:在不利運(yùn)行條件下工作時(shí),電氣設(shè)備的任何部件或任何表面所達(dá)到的溫度。
電纜密封套(電纜密封接頭):允許一個(gè)或多個(gè)電纜和/或光纜引入電氣設(shè)備并保持相應(yīng)防爆類型的裝置。
夾緊裝置:電纜密封套的用于防止電纜的拉伸或扭轉(zhuǎn)傳遞到連接件的零件。
壓緊元件:電纜密封套的用于對(duì)密封圈施加壓力以保證其有效功能的元件。
Ex電纜密封套:與設(shè)備分別試驗(yàn),但作為設(shè)備取證,并且在安裝期間能夠裝配到設(shè)備外殼上的電纜密封套 。
Ex元件:不能單獨(dú)使用并具有符號(hào)U,當(dāng)與其他設(shè)備或系統(tǒng)一起使用時(shí)需附加認(rèn)證的爆炸性氣體環(huán)境用電器設(shè)備的部件或組件(Ex電纜密封套除外) 。
爆炸性氣體環(huán)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溫度。
設(shè)備表面溫度 :電器設(shè)備在允許的不利條件下運(yùn)行時(shí),其表面或任一部分可能達(dá)到的并有可能引燃周圍爆炸性氣體環(huán)境的溫度。
工作溫度:設(shè)備在額定運(yùn)行時(shí)所達(dá)到的溫度。
符號(hào)“U”:用來(lái)表示Ex元件的符號(hào),防爆證號(hào)后帶U 。
符號(hào)“X”:用來(lái)表示特殊安全使用條件的符號(hào),防爆證號(hào)后帶X(如安裝角度、不允許使用的氣體環(huán)境等)。
隔爆外殼:在其內(nèi)部安裝有能夠點(diǎn)燃爆炸性環(huán)境零件的外殼、能夠承受在內(nèi)部的爆炸性混合物爆炸時(shí)產(chǎn)生的壓力,并且能夠阻止爆炸傳播到周圍的爆炸性環(huán)境。
呼吸裝置:設(shè)計(jì)用于外殼內(nèi)部的氣體與周圍大氣之間交換的、一體的或分開(kāi)的隔爆外殼部件。
排液裝置:設(shè)計(jì)用于將冷凝水從外殼內(nèi)逸出的、一體的或分開(kāi)的隔爆外殼部件。
Ex塞堵頭:與設(shè)備外殼分開(kāi)進(jìn)行試驗(yàn)、但是具有設(shè)備證書(shū)并且規(guī)定裝配在設(shè)備外殼上不需要進(jìn)一步考慮的螺紋式塞堵頭 。
Ex 螺紋式管接頭:與設(shè)備外殼分開(kāi)進(jìn)行試驗(yàn)、但是具有設(shè)備證書(shū)并且規(guī)定裝配在設(shè)備外殼上不需要進(jìn)一步考慮的螺紋式管接頭。
增加安全型 :應(yīng)用在電氣設(shè)備上的一種保護(hù)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規(guī)定的異常條件下產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度、電弧和火花的可能性。不包括在正常運(yùn)行中產(chǎn)生電弧或火花的設(shè)備。
電氣間隙 :兩個(gè)導(dǎo)電部分間的短空間距離。
爬電距離:兩個(gè)導(dǎo)電部分之間沿絕緣材料表面的短距離。
B 防爆原理
爆炸性氣體環(huán)境中,防爆標(biāo)志中的防爆型式分為隔爆外殼型“d”、增安型“e”、本質(zhì)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。
1、隔爆外殼型“d”
隔爆外殼型電氣設(shè)備的防爆安全性能,主要是靠“隔爆外殼”來(lái)保證的?!案舯鈿ぁ痹试S進(jìn)入內(nèi)部的爆炸性氣體混合物在外殼內(nèi)發(fā)生燃燒爆炸,但是不允許爆炸傳播出外殼,點(diǎn)燃周圍的爆炸性氣體混合物。
2、增安型“e”
增安型電氣設(shè)備的防爆安全性能,主要是對(duì)電氣設(shè)備采取一些結(jié)構(gòu)措施和安全要求,進(jìn)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(diǎn)燃源。
3、本質(zhì)安全型“i”
本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆安全性能,主要是用限制電路能量的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)防爆的。在這種電氣設(shè)備中,即使電路發(fā)生短路、開(kāi)路、絕緣擊穿等故障引起的電氣放電以及熱效應(yīng)等都不能引起爆炸性氣體混合物點(diǎn)燃。
4、正壓外殼型“p”
正壓外殼型電氣設(shè)備的防爆安全性能,是靠對(duì)電氣設(shè)備內(nèi)充入具有一定壓力的保護(hù)性氣體,使它內(nèi)部可能產(chǎn)生火花、電弧、和危險(xiǎn)溫度的電氣元器件處于保護(hù)性氣體之中,這樣,這些元器件就不會(huì)發(fā)生點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的危險(xiǎn)。
5、油浸型“o”
油浸型電氣設(shè)備的防爆安全性能,是將電氣設(shè)備內(nèi)帶電元器件浸入保護(hù)油中,避免這些元器件曝露在可燃性氣體中來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
6、充砂型“q”
充砂型電氣設(shè)備的防爆安全性能,是將電氣設(shè)備的電氣元器件固定在設(shè)備外殼內(nèi)的適當(dāng)位置,并且用填充材料將這些元器件完全掩埋起來(lái),防止它們點(diǎn)燃外部的可燃性氣體空氣混合物中來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
7、“n” 型
“n”型防爆型式的保護(hù)方法十分龐雜,分類很細(xì),這里不再贅述其各種類型的“防爆原理”。“n”型電氣設(shè)備總體是保證設(shè)備在正常運(yùn)行工況和規(guī)定的異常情況下運(yùn)行時(shí)不應(yīng)該產(chǎn)生操作火花、電弧或危險(xiǎn)溫度,即使產(chǎn)生了火花、電弧或危險(xiǎn)溫度,在自身的保護(hù)措施作用下也不能夠點(diǎn)燃它周圍的爆炸性氣體環(huán)境。
8、澆封型“m”
澆封型電氣設(shè)備的防爆安全性能,是使用澆封化合物將被保護(hù)的電氣元器件澆封起來(lái),阻止這些元器件與周圍的可燃性氣體接觸,從而避免它點(diǎn)燃周圍的爆炸性氣體環(huán)境。
9、特殊型
特殊型電氣設(shè)備沒(méi)有一個(gè)采取安全措施和安全要求的固定模式,在這種情況下,設(shè)計(jì)人員就會(huì)根據(jù)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(duì)這樣的“特殊”結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造,使它不能夠成為可燃性氣體的點(diǎn)燃源。
C 防爆設(shè)備類別
防爆性環(huán)境用電氣設(shè)備分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。
Ⅰ類電氣設(shè)備用于煤礦瓦斯氣體環(huán)境。
Ⅱ類電氣設(shè)備用于除煤礦瓦斯氣體之外的其他爆炸性氣體環(huán)境。
Ⅲ類電氣設(shè)備用于除煤礦以外的爆炸性粉塵環(huán)境。
D 溫度組別
溫度組別中的自燃溫度:指用戶現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中易燃易爆混合物的點(diǎn)燃的危險(xiǎn)溫度。
設(shè)備表面溫度:防爆電器設(shè)備在允許范圍內(nèi)不利的條件下運(yùn)行時(shí),暴露于爆炸性混合物的任何表面的任何部分,不可能引起電氣設(shè)備周圍爆炸性混合物爆炸的危險(xiǎn)溫度。如對(duì)隔爆型電氣設(shè)備是指外殼表面,其他防爆類的電器設(shè)備是指可能與爆炸性混合物相接觸的表面。
Ⅰ類電氣設(shè)備:表面溫度不應(yīng)超過(guò)
—150℃,當(dāng)電氣設(shè)備表面可能堆積煤塵時(shí);
—450℃,當(dāng)電氣設(shè)備表面不會(huì)堆積煤塵時(shí)(例如防粉塵外殼內(nèi)部)。
Ⅱ類電氣設(shè)備:
Ⅱ類電氣設(shè)備溫度組別
E 防爆區(qū)域的劃分
爆炸性氣體環(huán)境分為3個(gè)危險(xiǎn)區(qū):
0區(qū):連續(xù)出現(xiàn)或長(zhǎng)期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;如處理容器的內(nèi)部,與大氣相通的儲(chǔ)罐,在儲(chǔ)油(液)槽中油(液)上方的蒸氣空間和低于水平面的空間 。
1區(qū):在正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;如設(shè)備正常運(yùn)行時(shí),會(huì)釋放易燃物質(zhì)的泵、壓縮機(jī)和閥門(mén)的密封件處;正常操作時(shí)會(huì)向大氣釋放物質(zhì)的取樣點(diǎn)。
2區(qū):在正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境,或即使出現(xiàn)也僅是短時(shí)存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。如法蘭、管接頭、連接件;在正常運(yùn)行時(shí)不可能出現(xiàn)釋放的泵、壓縮機(jī)和閥門(mén)的密封件處、安全閥、排氣孔。
F 防爆、防水、防塵
防爆和防水是兩個(gè)完全不同的概念;
防爆是預(yù)防爆炸的安全性能的保證;
防水防塵是防護(hù)等級(jí)的性能保證;
防水防塵絕不等于防爆;
防爆產(chǎn)品不一定能防水;
防護(hù)等級(jí)的代號(hào)由字母“IPXX” 組成;
IPXX第一位數(shù)字表示防塵的各個(gè)等級(jí);
IPXX第二位數(shù)字表示防水的各個(gè)等級(jí);
G 防爆電氣設(shè)備選用
按照防爆區(qū)域的劃分選擇
防爆區(qū)域分為0區(qū),1區(qū),2區(qū),對(duì)應(yīng)于三個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)選擇不同的防爆產(chǎn)品:
0區(qū)用防爆設(shè)備:若電器設(shè)備和電路符合IEC60079-11——本質(zhì)安全型要求的,該電器設(shè)備和電路可用于0區(qū)。那么0區(qū)用電器設(shè)備選用只能是:本質(zhì)安全型電器或者特殊制造的防爆電器。
1區(qū)用設(shè)備:如電器設(shè)備符合用于0區(qū)要求或下列防爆型式的一種或多種要求,該電器設(shè)備可用于1區(qū)。
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(qū)用設(shè)備:下列電器設(shè)備可以安裝在2區(qū):0區(qū)或1區(qū)用電器設(shè)備或“n”設(shè)備或特殊“s”設(shè)備。
根據(jù)氣體或蒸氣的引燃溫度選型
電器設(shè)備應(yīng)按其表面溫度不超過(guò)可能出現(xiàn)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(jié)構(gòu)和原理是一樣的)
選用原則:只高不低,高可代低,低不可代高。
H 粉塵防爆
粉塵防爆型電氣設(shè)備概念:采用防塵型、塵密型性能達(dá)到規(guī)定要求的外殼使粉塵不能或難于進(jìn)入外殼內(nèi),而與點(diǎn)燃源隔離,達(dá)到防爆的目的。IEC規(guī)定其標(biāo)志用“Ex”來(lái)表示。與GB3836用“DIP”表示有較大差別。按使用區(qū)域分為1D/2D/3D三級(jí)。
保護(hù)型式:
用殼體保護(hù),用符號(hào)“tD”表示;
用氣體保護(hù),用符號(hào)“pD”表示;
用本安保護(hù),用符號(hào)“iD”表示,又可分為iaD和ibD;
用澆封保護(hù),用符號(hào)“mD”表示,又可分為maD和mbD;
粉塵防爆區(qū)域的劃分:
Ⅲ類電氣設(shè)備用于除煤礦以外的爆炸性粉塵環(huán)境:
Ⅲ類電氣設(shè)備再分類:
ⅢA類:可燃性飛絮。
ⅢB類:非導(dǎo)電性粉塵。
ⅢC類:導(dǎo)電性粉塵。
根據(jù)爆炸性粉塵/空氣環(huán)境出現(xiàn)的頻次和持續(xù)的時(shí)間,爆炸性粉塵環(huán)境劃分場(chǎng)所又分為20區(qū)、21區(qū)、22區(qū)。
20區(qū):空氣中爆炸性環(huán)境以可燃性粉塵云的狀態(tài)連續(xù)出現(xiàn)、長(zhǎng)時(shí)間存在或頻繁出現(xiàn)的場(chǎng)所。
21區(qū):在正常操作過(guò)程中,空氣中爆炸性環(huán)境以可燃性粉塵云的狀態(tài)可能出現(xiàn)或偶爾出現(xiàn)的場(chǎng)所。
22區(qū):在正常操作過(guò)程中,空氣中爆炸性環(huán)境以可燃性粉塵云的狀態(tài)不可能出現(xiàn)的場(chǎng)所,如果出現(xiàn)僅是短時(shí)間存在的場(chǎng)所。
溫度組別分類: 同氣體防爆,分為6組,但必須標(biāo)出具體溫度的數(shù)字。
爆炸性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備保護(hù)級(jí)別分類:
Da—具有“很高”的保護(hù)級(jí)別,設(shè)備在正常運(yùn)行、出現(xiàn)預(yù)期故障或罕見(jiàn)故障時(shí)不是點(diǎn)燃源。
Db—具有“高”的保護(hù)級(jí)別,設(shè)備在正常運(yùn)行或出現(xiàn)預(yù)期故障不是點(diǎn)燃源。
Dc—具有“一般”的保護(hù)級(jí)別,設(shè)備在正常運(yùn)行中不是點(diǎn)燃源,也可采取一些附加保護(hù)措施,保證在點(diǎn)燃源預(yù)期經(jīng)常出現(xiàn)的情況下,不會(huì)形成有效點(diǎn)燃。
防爆標(biāo)志的含義:Ex tD A21 IP65 T135℃----“Ex”表示防爆總標(biāo)志;“tD”表示保護(hù)型式為殼體;“A21”表示使用區(qū)域?yàn)?1區(qū),采用A類試驗(yàn)方法;“IP65”表示殼體的防護(hù)等級(jí)IP65;“T135℃”表示溫度組別。
I 防爆儀表安裝
安裝在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的儀表和安裝材料應(yīng)有銘牌和防爆標(biāo)志,安裝前應(yīng)檢查其型號(hào)、規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)要求,其外部應(yīng)無(wú)損傷、裂紋。
爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所1區(qū)內(nèi)的儀表配線,電纜、電線必須用鍍鋅鋼管穿管敷設(shè)。穿線保護(hù)管之間,保護(hù)管與接線箱、拉線盒之間,均應(yīng)采用圓柱管螺紋連接。
保護(hù)管、匯線槽、電纜溝穿過(guò)不同等級(jí)的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域分界處時(shí),應(yīng)采取密封措施(如用防爆阻火器、密封組件隔離,充填密封等),以防止爆炸性氣體從一個(gè)危險(xiǎn)場(chǎng)所串入另一個(gè)危險(xiǎn)場(chǎng)所。
保護(hù)管與現(xiàn)場(chǎng)儀表、檢測(cè)元件、電氣設(shè)備、儀表箱、接線盒及拉線盒連接時(shí),應(yīng)在連接處0.45m以內(nèi)安裝隔爆密封管件,必要時(shí)做充填密封。密封管件與現(xiàn)場(chǎng)儀表、檢測(cè)元件、電氣設(shè)備之間可采用撓性管連接。
J 防爆儀表日常維護(hù)
應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查維護(hù),檢查時(shí)應(yīng)察看儀表外觀、環(huán)境(溫度、濕度、粉塵、腐蝕)、振動(dòng)、安裝是否牢固等情況。
在通電情況下對(duì)隔爆型儀表進(jìn)行維護(hù)時(shí),切不可打開(kāi)接線盒和觀察窗,需開(kāi)蓋維護(hù)時(shí)必須先切斷電源,絕不允許帶電開(kāi)蓋維護(hù)。
維護(hù)時(shí)不得產(chǎn)生沖出火花,所使用的測(cè)試儀表應(yīng)是隔爆型或本安型儀表,以避免測(cè)試儀表引起誘發(fā)性火花或把過(guò)高的電壓引向不適當(dāng)部位。
拆卸時(shí)應(yīng)注意保護(hù)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(shí),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(shí),應(yīng)按裝配順序進(jìn)行,各防松件、緊固件不得漏裝。
銹蝕及損壞的元件應(yīng)及時(shí)更換,老化、損傷及不起密封作用的橡膠密封元件也要及時(shí)更換。
儀表定期檢修后,需經(jīng)確認(rèn)防爆性能已得到復(fù)原后,方可重新投入使用。
K 常見(jiàn)防爆證書(shū)樣式
L 常見(jiàn)防爆電氣問(wèn)題
安全,源于質(zhì)量,也源于責(zé)任。加強(qiáng)對(duì)防爆電氣相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí),做好防爆電氣設(shè)備全生命周期相關(guān)人員、選型、采購(gòu)、安裝驗(yàn)收、檢查、監(jiān)督、維護(hù)、檢修和失效報(bào)廢環(huán)節(jié)的把控,從而杜絕防爆電氣火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。
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