1. 爆炸性环境危险场所分区
爆炸危险场所按爆炸性物质的物态,分为气体爆炸危险场所和粉尘爆炸危险场所两类。
末尾数字越小越易发生爆炸。
2.爆炸性物质的分类
爆炸性物质可分为以下 3 类。
1)Ⅰ类:矿井甲烷。
2)Ⅱ类:爆炸性气体混合物(含蒸气、薄雾)。
3)Ⅲ类:爆炸性粉尘(含纤维)。
1,我国所指的Ⅰ类爆炸性物质是指矿井甲烷,俗称“瓦斯”气体。造成煤矿爆炸的主要原因是矿井中甲烷气体浓度达到爆炸极限,遇点燃源引起爆炸。由于煤矿井下环境特殊,故把甲烷专门列为Ⅰ类。矿用防爆电器设备主要是能防止甲烷爆炸,其他可燃气体在矿井中含量甚少,在电气防爆性能方面不做专门考虑。所以矿用防爆电气设备在其他危险场所中不适用。
Ⅱ类爆炸性物质包括爆炸性气体和爆炸性蒸气。所谓爆炸性气体是指可燃气体,即氢、一氧化碳、环氧乙烷等与空气混合,浓度达到爆炸极限时的气体混合物。所谓爆炸性蒸气是指易燃液体(丙酮、汽油等)的蒸气或细小液滴与空气混合,浓度达到爆炸极限的气体混合物或薄雾。需要指出的是,相互接触能自动发生爆炸的气体、蒸气不在此列。例如氟与氢、氯与乙炔、臭氧与乙醇蒸气等形成的爆炸性气体不属Ⅱ类,因为这些爆炸性气体相遇引起爆炸的原因与前述不同。
Ⅲ类爆炸性物质包括爆炸性粉尘和爆炸性纤维。它是指能产生爆炸的粉尘、纤维,包括可燃性粉尘或纤维(如棉花纤维)与空气混合,浓度达到爆炸极限的混合物。由于导电粉尘具有更大的危险性,因此爆炸性粉尘按其导电性能,分为导电粉尘(如铝粉等)和非导电粉尘(如淀粉等)。
炸药类粉尘(或纤维)爆炸时威力很大,电气设备需具备足够强度才不致被破坏。因此,炸药类物质不属于爆炸性粉尘、纤维之列。爆炸性粉尘环境用电气设备不适用于炸药生产场所。
2.1爆炸性气体的分级
通常爆炸性气体按其最大试验安全间隙(MESG)和最小点燃电流比(MICR)进行分级.
对于Ⅰ类爆炸性物质(只有甲烷气体一种)不分级。对于Ⅱ类爆炸性气体,按其不同的点燃特性进行分级。
中国与IEC标准一样,Ⅱ类爆炸性气体按其最大试验安全间隙(MESG)和最小点燃电流比(MICR)进一步分为A、B、C三级,A级的代表气体是丙烷;B级的代表气体是乙烯;C级的代表气体是氢气。
(1)按最大试验安全间隙(MESG)分级。最大试验安全间隙是在标准试验条件下,壳内所有浓度的被试验气体或蒸气与空气的混合物点燃后,通过25mm长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。可见,安全间隙的大小反映了爆炸性气体混合物的传爆能力。间隙愈小,其传爆能力就愈强,危险性愈大;反之,间隙愈大,其传爆能力愈弱,危险性也愈小。爆炸性气体混合物,按最大试验安全间隙的大小分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三级。ⅡA安全间隙最大,危险性最小,ⅡC安全间隙最小,危险性最大。
(2)按最小点燃电流(MIC)分级。最小点燃电流是在温度20-40℃,电压为24V,电感为95 mH的试验条件下,采用IEC标准火花发生器对空心电感组成的直流电路进行3000次火花试验,能够点燃最易点燃混合物的最小电流。最易点燃混合物,是在常温常压下,需要最小引燃能量的混合物。
Ⅱ类爆炸性气体混合物,按照最小点燃电流的大小分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三级,最小点燃电流愈小,危险性就愈大。ⅡA最大试验安全间隙最大,最小点燃电流最大,危险性最小;反之,Ⅱc危险性最大。
由此可见,两种不同的气体分级方法在形式上存在较大的差异。但是,仔细分析后可以发现它们在本质上却有着一定的联系。下表给出了两者的对应关系。从中看出,甲烷需要的点燃能量最大,ⅡC级气体则最易被点燃。
2.2爆炸性气体的分组。
爆炸性混合物,不需要用明火即能引燃的最低温度,称为引燃温度。引燃温度愈低的物质,愈容易引燃。爆炸性气体混合物按引燃温度的高低,分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六组。T6引燃温度最高,T1引燃温度最低。按照IEC标准的推荐,中国也将爆炸性气体按其引燃温度分为T1~T6六个组别。
2.3爆炸性粉尘混合物的分级分组
可燃性粉尘(爆炸性粉尘)按其导电特性,可分为导电粉尘和非导电粉尘两种类型。
在爆炸性粉尘环境中粉尘可分为下列三级:ⅢA 级为可燃性飞絮;ⅢB级为非导电性粉尘;ⅢC级为导电性粉尘。
可燃性粉尘的点燃温度分为粉尘与空气混合物最低点燃温度(即粉尘云最低点燃温度,Tcl)和粉尘 层最低点燃温度。粉尘层最低点燃温度通常又分为粉尘层厚度为5mm的最低点燃温度(T5mm)和粉尘层厚度为12.5mm的 最低点燃温度(T12.5mm)。
注:标志ⅢB类的设备适用于ⅢA 类设备的使用条件,标志ⅢC 类的设备适用于ⅢA 或ⅢB类设备的使用条件。
3防爆电气设备
防爆电气设备的分类及分级分组
防爆电气设备根据使用环境场所的不同,可以分为两大类,
可燃性气体根据最大试验安全间隙和最小点燃电流的分级情况.这些都给我们对电气设备流比进行分级的原则.这里我们所说的电气设备分级和可燃性气体的分级相对应的.是一致的。
防爆电气分组
可燃性气体按照它们的点燃温度进行了分组,即分为T1,T2.T3T4、T5和T6组对于防爆电气设备来说.最高表面温度也分为6个温度组别.与可燃性气体的分组一一对应
防爆电气设备的温度分组原则是,电气设备所产生的最高表面温度不得点燃可燃性气
体.也就是说.最高表面温度不得高于可燃性气体的点燃温度。
4.设备保护级别
设备保护级别(Equipment Protection Level,EPL)是用各种可能出现的故障和预期采取的预防措施来评估某种防爆类型设备防爆安全性能可靠性的一种方法,也是防爆电气设备的一项安全指标。
a级、b级和c级:
1、a级保护级别确保设备在正常工作状态下,在发生预期故障和罕见故障时,仍能保持防爆安全性能。
2、b级保护级别应能保证设备在正常运行和预计发生故障时仍能保持防爆安全性能。
3、c级保护级别应能保证设备在正常运行和规定的异常情况下均能保持防爆安全性能
5##标记方法:
一、根据防爆型式标志
即防爆型式标志与设备保护级别标志连写在一起就构成了这种防爆型式的保护级别。举例来说,基本安全型设备的保护级别被表示为ia、ib或者ic。
二、根据设备类型标志
将设备类型符号与设备保护级别符号连写在一起,就形成了该类型设备的保护级别。举例来说,Ⅰ类设备,即矿山设备,其标志是Ma或Mb(M是mine的缩写);Ⅲ类设备,即工厂设备(气体),其标志是Ga,或Gb,或Ge(G是gas的缩写)。
需要指出的是,设备保护级别与防爆级别是两个完全不同的概念,在实际应用中常被混淆。设备的保护级别代表“可靠性水平”,而防爆级别代表“可燃气体的物理特性和设备的结构特征”。举例来说,在实际应用中,假设工业现场为长时间存在氢的爆炸危险场所(0区),此时所要求的本质安全型设备应为设备保护级别ia级,防爆级别IIC级;假设工业现场为长时间存在氢的爆炸危险场所(0区),但不是频繁出现而是偶尔出现(1区),则采用让级、IIC级本质安全型设备即可满足要求,当然也可采用ia级、IIC级设备,等等
防爆型式
爆炸性气体环境防爆型式主要分为以下几类:
可燃性粉尘环境防爆型式
防爆对危险场所的适用性:
电气设备保护级别
根据设备成为点燃源的可能性和爆炸环境所具有的不同特征面对设备规定的保护级别。
保护级别与分区对应如下:
粉尘危险场所,防爆型式的选择
5防爆标志
5.1爆炸气体环境
防爆型式、类别级别、温度组别 、设备保护级别组成。(如下图)
5.2爆炸粉尘环境
6由变频器控制的电机应注意的事项。
7防爆电气线路
1、线路敷设,当可燃物比空气重,电气线路宜在较高处敷设或直接埋地,电缆沟敷设时,沟内应充砂,并宜设置排水措施。电气线路宜在有爆炸危险的建、构筑物墙外敷设。
2、在1区电缆线路严禁有有中间接头,在2区、20区、21区内不应有中间接头。通常在0区和20区、21区,只能使用本质安全型配线。镀锌穿管配线只适用于1区、2区、22区。
3、爆炸性危险环境优先采用铜线,1区和21区电力及照明线截面不小于2.5mm2的铜芯导线,2区和22区电力线路截面不小于1.5mm2。
8相关规范
AQ 3009-2007 危险场所电气防爆安全规范
GB∕T 3836.15-2017 爆炸性环境 第15部分:电气装置的设计、选型和安装
GB 3836.1-2010 爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求
GB 50058-2014 爆炸危险环境电力装置设计规范
GB3836.13-2013 爆炸性环境 第13部分:设备的修理、检修、修复和改造
GB12476.2-2010 可燃性粉尘环境用电气设备的选择、 安装和维护