防爆等级

防爆等级在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点燃的电气设备。

　　分为两类：

　　Ⅰ类：煤矿井下电气设备

　　Ⅱ类：除煤矿、井下之外的所 有其他爆炸性气体境用电气设备

　　Ⅱ类又可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC类,标志ⅡB的设备可适用于ⅡA设备的使用条件；ⅡC可适用于ⅡA、ⅡB的使用条件。

　　说明：ⅡC标志是较高的防爆等级，但并不表示该设备性能好。

　　高表面温度电气设备在规定范围内的不利运行条件下工作时，可能引起周围爆炸性环境点燃的电气设备任何部件所达到的高温度。高表面温度应低于可燃温度。

　　例如：传感器使用环境的爆炸性气体的点燃温度为100℃，那么传感器在恶劣的工作状态下，其任何部件的高表面温度应低于100℃。

　　温度组别 爆炸性环境用电气设备按其高表面温度划分为T1-T6组别

　　

T1	T2	T3	T4	T5	T6
450 ℃	300 ℃	200℃	135 ℃	100 ℃	85℃

 

危险区域和非危险区域

　　6.（爆炸性气体环境中的）危险区域和非危险区域:

　　危险区域：爆炸性气体环境大量出现 或预期可能大量出现，以致要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门措施的区域。

　　非危险区域：爆炸性气体环境中预期不会大量出现，以致不要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门措施的区域。例如：变送器B1不可安装在危险区域(本安关联设备不可用在危险场所)

电气设备的防爆形式

　　本安型 “i”（本质安全型电气设备及其关联设备） 本质安全电路:

　　在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体或蒸汽的电路。

　　本质安全型电气设备：全部电路为本质安全的电气设备。

本安型设备和关联设备的本质安全部分分为ia和ib：

　　¨ ia：正常工作 + 一个故障 + 任意组合的两个故障均不能引起点燃的电气设备。

　　¨ ib：正常工作 + 一个故障条件下不能引起点燃的本质安全型电气设备。

　　由此可见ia等级高于ib等级

　　关联设备：装有本质安全电路和非本质安全电路，且结构是非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电器设备。

　　2. 隔爆型 “d” 具有隔爆外壳的电气设备。

　　它能承受已进入外壳内部的可燃性混合物内部爆炸而不受损坏，并且通过外壳上的任何接合面或孔不会引燃由一种或多种气体或蒸汽所形成的外部爆炸性环境的电气设备外壳。

　　3．增安型 e

　　4．充油型 o

　　5．充砂型 q

　　6．浇封型 m

　　7．复合型

防爆概念

　　1、爆炸必须具备的三个条件：

　　（1）爆炸性物质（flammable air flammable dust）：能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。（气体：氢气，乙炔，甲烷等；液体：酒精，汽油；固体：粉尘，纤维粉尘等。）

　　（2）空气或氧气（air or oxygen）。

　　（3）点燃源（source of ignition）：包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。

　　易爆物质：很多生产场所都会产生某些可燃性物质。煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质；化学工业中，约有80%以上的生产车间区域存在爆炸性物质。

　　氧气：空气中的氧气是无处不在的。

　　点燃源：在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花、机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故障时。

　　客观上很多工业现场满足爆炸条件。当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。因此采取防爆就显得很必要了。

　　2、防爆：防止爆炸的产生必从三个必要条件来考虑，限制了其中的一个必要条件，就限制了爆炸的产生。

　　在工业过程中，通常从下述三个方面着手对易燃易爆场合进行处理：

　　（1）预防或大限度地降低易燃物质泄漏的可能性；

　　（2）不用或尽量少用易产生电火花的电器元件；

　　（3）采取充氮气之类的方法维持惰性状态。

危险区域的等级分类

　　危险场所区域的含义，是对该地区实际存在危险可能性的量度，由此规定其可适用的防爆型式。

　　1、国际电工委员会/欧洲电工委员会划分的危险区域的等级分类

　　0区（Zone 0）：易爆气体始终或长时间存在；连续地存在危险性大于1000小时/每年的区域；

　　1区（Zone 1）：易燃气体在仪表的正当工作过程中有可能发生或存在；断续地存在危险性10~1000小时/每年的区域；

　　2区（Zone 2）：一般情形下，不存在易燃气体且即使偶尔发生，基存在时间亦很短；事故状态下存在的危险性0.1~10小时/每年的区域；

　　中国划分的有效区域和以上相同。

　　2、易爆区域等级划分，国际标准与美国标准的对照比较

　　I.E.C. N.E.C.

　　气体 Zone 0 Class I, Division I

　　Zone 1 Class I, Division I

　　Zone 2 Class I, Division II

　　粉尘 Zone 10 Class II, Division I

　　Zone 11 Class II, Division II

　　I.E.C.： 国际电工技术委员会（Internaional Electrotechnical Commission）

　　N.E.C.： 美国电气规程（National Electrical Code, U.S.A.）

防爆标志解析

　　1、气体组别

　　

典型的危险性气体	欧洲电工 标准化委员会 EN50014EC	北 美 NEC500条款 CLASS1表气	中 国 GB-3836-1	小点燃能量 （微 焦）
乙 炔	ⅡC	A	ⅡC	20
氢 气	ⅡC	A	ⅡC	20
乙 烯	ⅡB	C	ⅡB	60
丙 烷	ⅡA	D	ⅡA	180

　注:中国GB3836标准规定ⅡC级小点燃能量为19微焦耳,ⅡA级小点燃能量为200微焦耳。

 

　　气体分组和点燃温度,在一定环境温度和压力下与可燃性气体和空气的混合浓度有关。

　　根据可能引爆的小火花能量，我国和欧洲及世界上大部分国家和地区采用的国际电工委员会(IEC)标准将爆炸性气体分为四个危险等级:

　　

温度组别 级别	T1	T2	T3	T4	T5	T6
Ⅱ A	甲烷、甲苯、甲酯、乙烷、丙烷、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	甲醇、乙醇、乙苯、丙醇、丙烯、丁醇、丁烷、醋酸丁酯 、醋酸戊酯、环戊烷、	戊烷、戊醇、己烷、己醇、庚烷、辛烷、环乙醇、松节油、石脑油、石油（包括汽油）、燃料油、戊醇四氯	乙醛、三甲胺		亚硝酸乙酯
Ⅱ B	丙烯酯、二甲醚、市用煤气	丁二烯、环氧丙烷、乙烯	二甲醚、丙烯醛、碳化氢	乙醚、二乙醚
Ⅱ C	氢、水煤气	乙炔		二硫化碳	硝酸乙酯

　美国和加拿大首先将散布在空气中的爆炸性物体分成：

 

　　三个CLASS(类别)：CLASSⅠ气体和蒸气；CLASS Ⅱ尘埃；CLASS Ⅲ纤维。

　　然后再将气体和尘埃分成 Group(组)：

　　组名 代表性气体或尘埃

　　A 乙炔

　　B 氢气

　　C 乙烯

　　D 丙烷

　　E 金属尘埃

　　F 煤炭尘埃

　　G 谷物尘埃

　　2、温度组别（T组）

　　这是与气体点燃温度有关的电气设备（假定环境温度为40℃时）的高表面温度，点燃能量与点燃温度无关。在标准BS5345第一部分中列出了所有可燃性气体和其组别。

　　

高表面温度（℃）	温度组别	常见爆炸性气体
	IEC79-8	GB3836-1
450℃	T1	T1	氢气、丙烯腈等46 种
300℃	T2	T2	乙炔、乙烯等47 种
200℃	T3	T3	汽油、丁烯醛等36 种
135℃	T4	T4	乙醛、四氟乙烯等6 种
100℃	T5	T5	二硫化碳
85℃	T6	T6	硝酸乙酯和亚硝酸乙酯

　3、防爆标志

 

　　IEC 防爆等级标准格式:Ex(ia)ⅡC T4

　　

E：按CENELEC标志认可	Ex：防爆公用标志
ia：防爆型式（本质安全）	Ⅱ：设备组别
C：气体组别	T4：温度组别

 

防爆标准及选型

　　1、各种防爆型式的对应标准

　　

防爆型式	在英国允许 使用的场所	中国标准 GB3836	防爆型式 符 号	IEC标准 79-	CENELEC标准 EN50
增安型	1或2	3	e	7	019
本质安全型	0，1或2	4	ia或ib	11	020（设备）
隔爆型	d	2	d	1	018
特殊型	s	无	s	无	无

　2、气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表

 

　　

爆炸危险区域	适用的防护型式 电气设备类型	符 号
0区	1、本质安全型（ia级）	ia
	2、其他特别为0区设计的电气设备（特殊型）	s
1区	1、适用于0区的防护类型
2、隔爆型	d
3、增安型	e
4、本质安全型	ib
5、充油型	o
6、正压型	p
7、充砂型	q
2区	1、适用于0区或1区的防护类型
	2、无火花型	na,nl,ic

　防爆方法对危险场所的适用性：

 

　　

序号	防爆型式	代号	国家标准	防爆措施	适用区域
1	隔爆型	d	GB3836.2	隔离存在的点火源	Zone1,Zone2
2	增安型	e	GB3836.3	设法防止产生点火源	Zone1,Zone2
3	本安型	ia	GB3836.4	限制点火源的能量	Zone0-2
4	本安型	ib	GB3836.4		Zone1,Zone2
5	正压型	px,py,pz	GB3836.5	危险物质与点火源隔开	Zone1,Zone2
6	充油型	o	GB3836.6		Zone1,Zone2
7	充砂型	q	GB3836.7		Zone1,Zone2
8	无火花型	na,nl,nc,nr,nz	GB3836.8	设法防止产生点火源	Zone2
9	浇封型	ma,mb	GB3836.9		Zone1,Zone2
10	气密型	h	GB3836.10		Zone1,Zone2

 

外壳防护等级（IP）代码

　　（BS EN60529；1992）

　　作为应用于易爆危险区的仪表，对其外壳的保护等级亦应作出规定，赋予一定的代码，即IP等级号。

　　IEC144规定的壳体保护等级由一个对应其抗外界物体冲击与穿刺能力及防水能力的代码表示。例如：本安型仪表测量电路板不应从其壳体中取出，否则会违反IP40所提出的低要求。保护等级由两位数字组成，在其前加上IP字样。

　　第一位特征数字防止固定导体异物进入

　　

0	无防护
1	固定异物直径大于50mm
2	固定异物直径大于12mm
3	固定异物直径大于2.5mm
4	固定异物直径大于1.0mm
5	防尘
6	尘密

　第二位特征数字防止进水造成有害影响

 

　　

0	无防护
1	垂直滴水
2	倾角75-90°滴水
3	淋水
4	溅水
5	喷水
6	猛烈喷水
7	短时间侵水
8	连续侵水

　另注：

 

　　IP1 2

　　第一位数字 第二位数字

　　抗外界物体冲刺能力 防水能力

　　0无抗冲穿能力 0无防水穿能力

　　1外界物体尺寸大于50mm（特大） 1水自落下滴

　　2外界物体尺寸大于120mm（中） 2水滴入角度为-15°

　　3外界物体尺寸大于2.5mm（小） 3水以60°角度喷射

　　4颗粒状外界物体，粒度大于1mm 4从各方面喷射

　　5危险性尘埃 5 50升/分的水束

　　6穿透性尘埃（仅适用于特殊壳体） 6 100升/分的水束

　　7以1米/分的速度浸入水中

　　8以预先商定的方式浸入水中

几种常见物质的爆炸特性

　　名称 燃点（°C） 温度等级 爆炸等级组号 名称 燃点（°C）温度等级 爆炸等级组号

　　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

　　氢气 560 T1 IIC 硫化氢 270 T3 IIB

　　二硫化碳 102 T5 IIC

本安型传感电路的供电限制

　　供电限制主要体现在以下三个方面： 1、将动力电与电子元件隔离。

　　2、采取措施杜绝外界干扰电磁场通过继电或电流输出端偶合至电子元件中。

　　3、限制传感电路的工作电源及电压

　　本安型电路可分为两类：ia及ib。Ib本安电路必须保证正常工作状态下以及系统中存在一起故障时，电路元件不发生燃爆。Ia本安电路则要求正常工作状况下及存在两起故障时，元器件不发生燃爆。

EH仪表所遵循的主要防爆标准

　　1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM标准为经常选用，而CANADA / CSA标准几乎在中国不使用。

　　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、新的欧洲防爆标准ATEX100a将取代原CENELEC标准（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

防爆等级标准术语

　　安全栅安全参数定义：

　　*8226; 安全栅高允许电压： Um

　　保证安全栅本安端的本安性能，允许非本安端可能输入的高电压

　　*8226; 安全栅高开路电压： Uoc

　　在高允许电压范围内本安端开路时电压大值

　　*8226; 安全栅大短路电流： Isc

　　在高允许电压范围内本安端短路时的电流大值

　　*8226; 安全栅允许分布电容： Ca

　　保证本质安全性能情况下本安端大允许外接电容

　　*8226; 安全栅允许分布电感： La

　　保证本质安全性能情况下本安端大允许外接电感

　　防爆标志格式说明：

　　将工厂或矿区的爆炸危险介质，按其引燃能量，小点燃温度以及现场爆炸性危险气体存在的时间周期进行科学分类分级，以确定现场防爆设备的防爆标志和防爆形式。

　　名词解释：

　　ia 等级：在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。

　　正常工作时，安全系数为 2.0；一个故障时，安全系数为 1.5；二个故障时，安全系数为 1.0 。

　　注：有火花的触点须加隔爆外壳、气密外壳或加倍提高安全系数。

　　ib 等级：在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。

　　正常工作时，安全系数为 2.0 ； 一个故障时，安全系数为 1.5 。

　　正常工作时，有火花的触点须加隔爆外壳或气密外壳保护，并且有故障自显示的措施，一个故障 时安全系数为 1.0 。

　　EExd：是指将爆炸包起来的意思；

　　IIC：是指点燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:是指温度组别，即电气设备按其大表面温度被分在不同的温度组别。气体的温度组别按不同的点燃温度划分。T6是85度。

　　隔爆型电气设备（d）：是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内，该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止和周围的爆炸性混合物传爆的电气设备。

　　增安型电气设备（e）：正常运行条件下，不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度，并在结构上采取措施，提高其安全程度， 以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备。

　　本质安全型电气设备（i）：在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。

　　无火花型电气设备 （n）： 在正常运行条件下不产生电弧或火花，也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点，且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。

　　防爆特殊型（s）： 电气设备或部件采用GB3836-83未包括的防爆型式时，由主管部门制订暂行规定。送劳动人事部备案，并经指定的鉴定单位检验后，按特殊电气设备“s”型处置。