防爆电气设备的类型及其选型
防爆电气技术培训课件
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目录
• 防爆电气技术概述 • 防爆电气设备的分类与选型 • 防爆电气设备的设计与制造 • 防爆电气设备的安装与维护 • 防爆电气设备的安全使用与管理 • 案例分析与实践操作
CHAPTER 01
防爆电气技术概述
防爆电气技术的定义与重要性
定义
防爆电气技术是指通过特定的设计和制造工艺，使电气设备 在易燃易爆环境中能够安全运行，防止爆炸事故的发生。
重要性
在石油、化工、煤炭等易燃易爆危险环境中，防爆电气技术 的运用是保障安全生产的关键措施之一，对于预防事故发生 、保障人员生命安全和财产安全具有重要意义。
防爆电气技术的应用领域
石油石化
在石油、天然气等开采、加工、 储运过程中，需要大量使用防爆 电气设备，如防爆电机、防爆灯
具等。
化工
在化工生产过程中，由于涉及到大 量的易燃易爆物质，因此需要使用 防爆电气设备，如防爆开关、防爆 传感器等。
组装工艺
严格控制设备的组装质量，确保各部件之间 的连接牢固、密封良好。
加工工艺
确保设备的制造精度和表面处理，防止因机 械损伤或锈蚀而引发爆炸。
试验与检测
对设备进行严格的试验和检测，确保其性能 和安全符合标准要求。
防爆电气设备的质量检测
外观检测
检查设备的外观是否完好，无明显损 伤和锈蚀。
性能检测
测试设备的各项性能指标，如防爆等 级、电气参数等是否符合要求。
在处理故障时，应注意安全，避免出现电击、火灾等安 全事故。
CHAPTER 05
防爆电气设备的安全使用与 管理
防爆电气设备的安全使用规范
防爆电气设备应由经过专业培 训的人员操作，并严格遵守安
防爆区域划分与电气选型
●事故直接原因
◆点火源 通风机用金属丝紧固，在12多小时电机运行振动作用
下，金属丝断裂，通风机整体坠落，造成电机三相电缆线 断裂短路，并产生短路火花。
◆可燃物 罐内上午涂刷用了80kg稀释剂，挥发出大量甲苯、二
甲苯等可燃气体，虽然这些可燃气体被通风机排出一部分， 但罐内还存在一部分可燃气体，当电缆短路产生火花时， 罐内可燃气体发生了闪燃，并引起了竹夹板着火，产生了 浓烟。
碘钨灯表面温度 500～800℃
白炽灯用钨丝的工作温度常 在2300～用非防爆空气开关作 为泵启动开关
案例1
2008年2月2日，某油田油气集输公司油气处理厂发生一起防 爆配电箱箱体爆裂事故，造成一名员工死亡。
2008年2月2日16：31、20：23天燃气压缩机两次自动停机后， 再启动正常。21：31火炬气回收压缩机再次自动停机。21：45当 班操作员工王伟、李宁关闭压缩机出口阀，开连通阀，对压缩机 进气分离器排污后，王伟按防爆箱上的复位按钮，再按启动按钮， 压缩机未启动。王伟请示班长李凤英，21：49班长李凤英检查防 爆配电箱后，按复位按钮，再按启动按钮，防爆配电箱突然爆裂， 面板飞出击中李凤英头部，因伤势过重，抢救无效死亡。
大于1000小时/年 １区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；
10~ 1000小时/年 ２区：在正常运行时不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。 0.1~ 10小时/年
●拱顶可燃液体储罐爆炸危险区域划分方法
●内浮顶可燃液体储罐爆炸危险区域划分方法
竹夹板在燃烧过程中产生大量的CO，当CO达到爆炸下 限时，罐内便发生了爆炸，这是21：59左右发生爆炸主要 原因。
CO性质：引燃温度:610℃，爆炸极限12.5～74.2%，最 大爆炸力6300kg/m3。
防爆电气设备的类别级别与温度组别
引燃温度〔℃〕
T1
450<t
T2
300<t<450
T3
200<t<300
T4
135<t<135
T5
100<t<135
T6
85<t<100
1.4爆炸性气体混合物,按其最大实验平安间隙(MESG)或最小扑灭电流验平安间隙(MESG) (mm)
最小扑灭电流比(MESG)
4．粉尘防爆电气设备的类别、温度组别
4.1粉尘防爆温度组别
粉尘按其扑灭温度分3组，如表3。
温度组别
扑灭温度℃
T11
T<270
T12
200<T≤270
T13
150<T≤200
4.2粉尘防爆电气设备外壳的分类
粉尘防爆电气设备外壳按其限制粉尘进入设备的才干分为两类。
尘密外壳外壳防护等级为IP6X，标志为DT。
防尘外壳外壳防护等级为IP5X，标志为DP。
4.3爆炸性粉尘环境分为2个风险区：
(1)10区延续出现或临时出现爆炸性粉尘环境。
(2)11区有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境。
5．粉尘防爆电气设备
按规则条件设计制造，使其外壳能阻止可燃粉尘进入或进入量不会防碍设备平安运转，外部堆积的粉尘也不易发生扑灭风险，从而保证运用时不会惹起周围爆炸性粉尘混合物爆炸的电气设备，爆炸性粉尘环境用电气设备类型对应表4中的规则停止选型。
注：正常运转是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸、密闭容器盖的开闭、平安阀、排入阀以及一切工厂设备都在其设计参数范围内任务的形状。
2.名词术语
2.1隔爆型电气设备
防爆电器产品选型及简要讲解
防爆电器基础理论
简单地说：隔爆型电器的隔爆外壳是允许内部发生爆炸 而不被破坏，危险气体是可以进去的，但这种内部爆炸因 为隔爆外壳的作用，只局限于外壳内部，绝不影响外部大 环境，这就是隔爆（隔离爆炸）的真正含义
下面我们用图一和图二来简单说明隔爆的一般结构：
壳密封起来，阻止外部易燃易爆气体进入壳内，而与点燃 源隔离，达到防爆的目的。其标志用“h”来表示， b. 粉尘防爆型电气设备：采用气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。其标志用“DIP”来表示， C/用介质隔离点燃源： 其原理是把电器设备的导电部分放置在安全介质内，使点 燃源与外面的易燃易爆混合物隔离来达到防爆的目的。 a 正压型防爆电气设备：当采用的介质为气体时，应使 设备内部的气体相对于外部环境大气有一定的正压，从而 阻止易燃易爆混合物进入壳体。用“p”来表示。
防爆电器基础理论
1、爆炸概念：指物质从一种状态，经过物理或化学变化，忽 然变成另一状态，并放出巨大能量而产生光和热或机械
2、爆炸的条件:从爆炸破坏力的形成来看，爆炸一般需要具 备5个条件： 提供能量的可燃物质（释放源） 辅助燃烧的助燃物质（氧化剂） 可燃物质与助燃物质的均匀混合 混合物放在相对封闭的空间（包围体） 有足够能量的点燃源
防爆电器基础理论
按防爆电器设备最高表面温度分为T1-T6、 6组。见表2。 A.B.C 三 类 爆 炸 性 气 体 混 合 物 的 划 分 ， 温 度 组 别 ， 在 国 家
d本质安全型电路和电气设备：对于弱电设备，如仪器仪表、 通讯、报警装置等这类设备，把它们处于爆炸危险场所中的那 部分电路所释放的能量限制到一定的数值内，当电路发生故障， 如断路、短路时产生的火花不能引燃爆炸性混合物，从而达到 防爆目的，用“i”表示。
防爆电气设备失爆的判别标准
防爆电气设备失爆的判别标准煤矿井下在生产过程中存在着瓦斯、煤尘等具有爆炸性的物质，为了安全生产，防止瓦斯、煤尘发生爆炸事故，一方面要控制瓦斯、煤尘在井下空气中的含量；另一方面要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯、煤尘的点火源和高温热源。
井下电气设备正常运行和故障状态下都有可能出现电火花、电弧、热表面和灼热颗粒等，它们都具有一定的能量，可以成为点燃矿井瓦斯、煤尘的点火源和热源。
因此煤矿井下使用的电气设备必须杜绝失爆，防止瓦斯、煤尘爆炸事故的发生。
一、电气设备防爆知识（一）防爆电气设备的类型1、矿用防爆电气设备共分为以下９类：① GB 3836.2 爆炸性气体环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“ d”；② GB 3836.3 爆炸性气体环境用防爆电气设备增安型电气设备“ e”；③ GB 3836.4 爆炸性气体环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备“ ia 、ib ”；④ GB 3836.5 爆炸性气体环境用防爆电气设备正压型电气设备“ p”；⑤ GB 3836.6 爆炸性气体环境用防爆电气设备充油型电气设备“ o”；⑥ GB 3836.7 爆炸性气体环境用防爆电气设备充砂型电气设备“ q”；⑦ GB 3836.8 爆炸性气体环境用防爆电气设备无火花型电气设备“ n”；1⑧GB 3836.9 爆炸性气体环境用防爆电气设备浇封型电气设备“ m”；⑨GB 3836.10 爆炸性气体环境用防爆电气设备气密型电气设备“ h”；⑩由行业主管部门制定暂行规定，经国家认可的质量监督检验部门检验合格后，作为特殊型电气设备“ｓ” ，并报国家技术监督局备案。
（二）防爆电气设备的类别及其标志：1、防爆电气设备分为两类：Ⅰ类：煤矿用防爆电气设备；Ⅱ类：工厂用防爆电气设备。
2、防爆电气设备的标志：①防爆电气设备的总标志为“Ｅｘ”②防爆电气设备的标志：防爆电气设备外壳的明显处，须设置清晰的永久性凸纹标志。
Ⅰ类电气设备须标出标志Ｅｘ和防爆型式、类别标志。
防爆电气设备怎样分类
如何对防爆电气设备进行分类
防爆电气设备有以下类型：
(1)隔爆型具有隔离外壳的电气设备，能把点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内。
外壳能够承受内部爆炸混合物的爆炸压力，并防止其传播到周围的爆炸混合物中。
(2)增安型在正常运行条件下，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，避免火花或危险温度在正常操作条件和规定过载条件下点燃爆炸性混合物。
(3)正常运行或标准测试条件下本安型火花或热效应，均不能点燃爆炸性混合物。
(4)通风充气型或正压型具有保护外壳，且壳内充有保护气体，其压力仍高于周围爆炸性混合物气体的压力，以避免外部爆炸性混合物进入外壳内部。
(5)充油型全部或某些带电部件浸在油中，使油位以上或外壳周围的爆炸性混合物无法点燃。
(6)充砂型外壳内充填细颗粒材料，以便在规定使用条件下，外壳内产生的电弧、火焰传播，壳壁或颗粒材料表面过热温度，均不能点燃周围的爆炸性混合物。
(7)防爆特殊型采用国标GB3836—83《爆炸性环境用防爆电气设备》不包括防爆电气设备或部件，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，按防爆特殊型电气设备处置。
(8)防尘防爆型，防止爆炸性粉尘进入设备，外壳的接合面应紧固
严密，并加封垫圈，转动轴与轴孔间要加防尘密封。
粉尘沉积有增温
引燃作用，所以要求设备的外壳表面光滑、无裂缝、无凹坑或沟槽，
并且有足够的强度。
(9)无火花型在正常运行时，不会出现火花，电弧和高温表面用电
气设备，适用于2区。
防爆类型及特点
各种防爆类型的特点1、隔爆型结构隔爆型结构的电气设备在爆炸危险区域应用的极为广泛。
它不仅能防止爆炸火燃的传出，而且壳体又可承爱一定的过压。
一般情况下其壳体，能承受1.5倍实际爆炸压力的冲击作用而不损坏，不产生永久变形。
用于煤矿井下的隔爆型电气设备更要坚固。
由于使用环境十分恶性劣，电气设备被磕碰现象极为严重，因此要求体强度有较大的安全系数。
一般采用钢板、铸钢材料制成。
使用滑动轴承的大型施转电机的隔爆结构，一般不能用于具有3级和4级的爆炸性物质的区域。
如果采取特殊结构，经法定的检验机关时认定也可使用。
2、增安型结构增安型结构在防爆电气设备上使用得比较广泛。
如电动机、变压器、灯具和带有电感线圈的电气设备等。
一般要求绝缘绕组允许温升要比其它防爆电气设备的标准规定温升低10℃。
搞漏电距离和电气间隙应尽可能取比较大一些，其最小值不得低于有关规定。
壳体要有一定的防护措施，并能达到GB1498-79规定的IP54防护要求。
电动机允许堵住时间tE最低不少于5秒，起动电流与额定电流之比不得超过10倍。
在堵住时间内的温升不得有引燃爆炸性混合物的可能，也不得破坏绝缘。
绝缘绕组匝间和对地试验电压须比普通电气设备有所提高。
低压设备提高10%，高压设备提高30%，并要求所有导体的连接可靠，在过载震动等影响下，也不得发生接触不良现象。
增安型电气设备，虽然能在组别较高的爆炸危险环境中安全使用，但是一量内部元件出现故障时，就无法保证防爆的安全性，所以要认真考虑使用环境，维修管理等条件，然后要确定是否适合选用。
选用增安型电动机、变压器等，须配备相应的过载保护装置或过热装置。
此外，鼠笼型感应电动机，必须充分地加以保护，运行时不得超过容许堵住时间tD值。
3、通风、充气型结构通风充气型结构的电气设备是靠配有供应保护气体和保护装置来确保防爆性能。
故必须根据使用场所的爆炸危险程度和设备是否经常打火，装配最合适的保护装置。
在一般情况下，电气设备内部不得有影响安全的通风死角。
防爆设备型式分类
电气设备的基本防爆型式1．隔爆型(d)：是具有能承受内部的爆炸性混合物爆炸而不致受到损坏，而且内部爆炸不致通过外壳上任何结合面或结构孔洞引起外部混合物爆炸的电气设备。
把设备可能点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内，其外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃。
隔爆型电气设备的外壳用钢板、铸钢、铝合金、灰铸铁等材料制成。
该类型设备适用于1区、2区危险环境。
2．增安型(e)：是在正常时不产生火花、电弧或高温的设备上采取措施以提高安全程度的电气设备。
其绝缘带电部件的外壳防护不得低于IP44；其裸露带电部件的外壳防护不得低于IP54。
它不包括在正常运行情况下产生火花或电弧的设备。
该类型设备主要用于2区危险环境，部分种类可以用于1区。
3．本质安全型(i)：在设备内部的所有电路都是由标准规定条件（包括正常工作或规定的故障条件）下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的本质安全电路。
其中,正常工作、发生一个及两个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备为ia级本质安全型设备；正常工作及发生一个故障时不能点燃爆炸性混合物的电气设备为ib级本质安全型设备。
该类型设备只能用于弱电设备中，ia适用于0区、1区、2区危险环境，ib适用于1区、2区危险环境。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
4．正压型(p)：是向外壳内充入带正压的清洁空气、惰性气体或连续通入清洁空气以阻止爆炸性混合物进入外壳内的电气设备。
正压型设备分为通风、充气、气密等三种型式。
保护气体可以是空气、氮气，或其他非可燃气体。
其外壳防护不得低于磅四四。
其出风口气压或充气气压不得低于196Pa。
该类型设备按照保护方法可以用于1区、2区危险环境。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
5.油浸型(O)：是将可能产生电火花、电弧或危险温度的带电零、部件浸在绝缘油里，使之不能点燃油面上方爆炸性混合物的电气设备。
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防爆电气设备的类型和选型
1．防爆电气设备有哪些类型?
新旧防爆电气设备名称及标志见表6—6所示。
在防爆电气设备外壳的明显处，需设置清晰的永久性凸纹标志：“Ex”以示“防爆”。
小型电气设备和仪表可以铆接或焊接在带有标志牌的外壳上，也可采用凹纹标志。
铭牌必须包括下列主要内容：①铭牌的右上方有明显的标志“Ex”；②防爆标志，并顺序表明防爆型式、类别、级别、温度组别等标志；③防爆合格证编号(为确保安全，请在指定条件下指定用户，需在编号之后加符号“x”，如具有抗低冲击能量的电气设备，在其合格证号栏标出XXXX—x)；④其他需要标出的特殊条件；
⑤防爆型特殊标准中规定的附加标志；⑥产品出厂日期或产品编号。
2．防爆电气设备的防爆原理是什么?
具有隔爆外壳的电气设备称为隔爆型电气设备。
它是以隔爆外壳所具有的耐爆性和不传爆性来防爆的。
所谓耐爆性，也就是说，壳体能够承受壳体内部爆炸性气体混合物燃烧和爆炸产生的高压。
这种压力的大小与混合物的种类、浓度、初始压力、容器的容积大小和形状等因素有关。
一般要求外壳能承受1～1.5MPa的内压力而不产生永久性变形。
厂家一般按实际压力的1．5倍来设计生产外壳，其外壳材料一般采用钢、铸钢、铝合金等，对于小型设备和按钮外壳等，可采用高强度的工程塑料。
3．本质安全电气设备的防爆原理是什么?
在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态(如开路或短路等)本质安全电路是指火花和热效应都不能点燃指定爆炸性气体混合物
的电路(i)，全部电路为本质安全性电路的电气设备即为本质安全型电
气设备(i)。
它是一种主要的防爆电气设备型式。
在电气设备工作中，电路的开路、短路、接点的开闭等，都可能
产生电火花和高温表面，本质安全型电气设备是通过采取一定的技术
措施，将火花的能量限制得很低，使其不能引起周围爆炸性气体混合
物的燃烧和爆炸。
这些技术措施主要是控制电路的工作电压、电流以
及恰当地选择电路中元件参数从而限制能量，并增加一些保护措施，
以快速切断电路的故障或吸收电路在故障状态下释放的能量，从而实
现本质安全性能。
本质安全性a类用ia，表示，本质安全性b类用ib表示。
本质安全电路可以通过所谓的安全栅实现。
4．增安型电气设备的防爆原理是什么?
在电气设备的那些可能产生危险温度、电弧及火花的部件上(所谓
可能性是指在正常条件下可能不会发生，但仅在故障条件下发生)，采
取一些机械的、电气的保护措施，提高其安全性，这种形式的电气设
备称为增安型。
此种电气设备没有防爆级别，而只有类别和温度组别。
其安全程
度低于隔爆型、本质安全型、充油型，而高于普通形式的电气设备。
它适合制造在正常工作时，必须没有电弧、火花或危险温度的设备或
设备个别部件。
如接线盒、灯具、某些开关或按钮的保护外壳及大部
分电机，包括三相及单相异步电动机、滑环电机和同步电机（如转子）的无火花零件、定子等。