仪表的本质安全电路

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防爆的概念
• 引起爆炸的三个必要条件，三个条件同时 具备 —— 爆炸点火所需能量 ；空气或氧 气 ；可燃气体（粉尘）。
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危险区域的分类
• 1、气体危险区域分类
• 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（国际电工委员会 ））
仪表的本质安全电（回）路
主讲：
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• 入厂三级安全教育中提到了我厂的特点中 包括：易燃、易爆。
• 我们仪表公司所管辖的仪表大部分带有电 源。
• 当电路由于某种原因，产生放电时，会有 电火花，发热、发光的现象。
• 如果周围有危险气体、且在爆炸极限之内，
会不会产生爆炸和燃烧？
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• 这里我们探究仪表如何做到防爆的。
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现场设备
• 现场设备主要分为简单设备和非简单设备： 将既不会产生也不会存储超过1.2V，0.1A，25mW和
20μJ的电气设备认定为简单设备，主要包括简单触点、热 电偶、RTDs，LEDs和电阻性元件等；
非简单设备是指可能产生或存储的能量超过上述数值 的电气设备，典型产品有变送器、电磁阀、转换器、接近 开关等。通常国际上认证这些设备时给出它们的整体参数：
粉尘防爆型DIP A
粉尘防爆型DIP B
特殊性Ex s
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2.
•I • II类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电
II类隔爆型“d”和本质安全型“i”电气设备 又分为IIA、IIB、和IIC类。
•
A型尘密设备；B 备；B型防尘设备。
A型防尘设
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3. 气体组别
• 气体组别 最大试验安全间隙 MESG (mm)
• 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。
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本安电路的定义
即使线路发生短路或电火花，也不足 以点燃周围的易燃易爆气体，这样的电路 称为本质安全电路，简称本安电路。
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本质安全电气设备防爆基本原理
本安防爆技术的基本原理是从限制能
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目前仪表所使用的防爆技术
• 隔爆(Ex d)、增安(Ex e)、本质安全(Ex i)、 正压(Ex p)、浇封(Ex m) 型等。
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• 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。
IIA
MESG≥0.9
IIB
0.9＞MESG＞0.5
IIC
0.5≥MESG
最小点燃电流比 MICR
MICR＞0.8 0.8≥MICR≥0.45
0.45＞MICR
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4. 温度组别
• 爆炸性气体混合物的引燃温度是能被点燃 的温度极限值。
• 电气设备按其最高表面温度分为T1～T6组， 使得对应的T1～T6组的电气设备的最高表 面温度不能超过对应的温度组别的允许值。 温度组别、设备表面温度和可燃性气体或 蒸气的引燃温度之间的关系如下表所示。
量入手，可靠地将电路中的电压和电流限 制在一个允许的范围内，以保证电气设备 在正常工作或发生短接和元器件损坏等故 障情况下产生的电火花和热效应不致于引 起其周围可能存在的危险气体的爆炸。
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本安防爆技术的特点
• 本安电气设备结构简单、体积小、重量轻 • 可带电维护、标定和更换零件 • 不会因为外结构件损坏等原因降低电气设
例如：仪表一般为：Ex ia II C T6 电机一般为：Ex d II C T4
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1. 防爆型式
• 防爆型式 防爆标志
隔爆型 Ex d 增安型 Ex e 正压型 Ex p 本安型 Ex ia 本安型 Ex ib 油浸型 Ex o
防爆型式 防爆标志
充砂型 Ex q
浇封型 Ex m
ｎ型
Ex n
Vmax——最大允许电压； Imax——最大允许电流； Ci——内部电容； Li——内部电感。
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关联设备
关联设备作为限能设备能有效地保护危险场
所的现场设备，在正常工作条件下能使系统完好
地工作，而在故障条件下能限制到达危险场所的 电压、电流。其主要参数包括：
Voc——最高开路电压； Isc——最大短路电流； Ca——最大外部电容； La——最大外部电感。
• 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。
• 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。
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温度级别 设备的最高表面温度 可燃性物质的点燃温度
IEC/EN /GB 3836
T1
T［℃］ 450
［ ℃］ T ＞450
T2
300
450≥ T ＞300
T3
200
300≥ T ＞200
T4
135
200≥ T ＞135
T5
Байду номын сангаас
100
135≥ T ＞100
T6
85
100≥ T ＞85
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备的安全可靠性 • 它是一种“弱电”技术，现场的应用不会
引起触电伤亡等事故的发生 • 是唯一可适用于0 区危险场所的防爆技术 • 简单设备（如热电阻、热电偶等）不需特
别认证即可接入本安防爆回路系统。
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本安回路的组成
本安防爆系统由： 本安型现场设备、关联设备及二者之间的
连接电缆组成。
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• 20区（Zone 20）：易爆粉尘始终或长时间存在 • 21区（Zone 21）：易燃粉尘在仪表的正常工作
过程中有可能发生或存在 • 22区（Zone 22）： 一般情形下，不存在易燃粉
尘且即使偶尔发生，基存在时间亦很短
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防爆标志
• 防爆电气设备的防爆标志内容包括：
防爆型式+设备类别+（气体组别）+温度组别
• 1区（Zone 1）：易燃气体在仪表的正常工作过
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）
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危险区域的分类
• 2、粉尘危险区域的分类