防爆電氣知識（電機選型）一. 燃燒與爆炸三要素：形成燃燒和爆炸的三要素：下述條件在時間和空間上相遇，才會產生燃燒或爆炸：燃燒劑，例如氫氣，汽油等；氧化劑，例如氧氣，空氣等；點燃源，例如明火，火花，電弧，高溫表面等。因此，同時同地存在可燃性物質、空氣和點燃源是燃燒和爆炸發生的充分必要件。二. 防爆原理為了防止產生爆炸和火災危險，應該在上述場所中采取防爆措施。防爆措施在工程上分為兩大類：1. 一次(primary)防爆措施-避免場所環境中存在爆炸性危險環境。由前述的產生爆炸或燃燒條件三要素可以知道，如果能夠在環境中避免可燃性物質，或者在環境中避免氧化劑氧氣，就可以從根本上避免火災或爆炸危險?？諝庵械难鯕馐请y避免的，可行的辦法是避免可燃性物質?；S常常采用有房頂無墻壁的廠房，改善自然通風效果，或者采用強制通風（機械通風），使環境中的可燃性物質的濃度低于爆炸下限，達到避免爆炸危險的目的。2. 二次(secondary)防爆措施-在爆炸危險環境避免點燃源。如果爆炸性危險環境不可避免，則在環境中消除點燃源。我們常常在油庫、加油站中看到“嚴禁煙火”的牌子，就屬于二次防爆措施。國家標準規定，在爆炸危險場所必須使用防爆電氣產品，這也屬于二次防爆措施。根據燃燒和爆炸條件三要素，可以采取不同的防爆措施，避免電氣設備成為點燃源。實現防爆的原理就是消除三要素中的任一要素，從而實現防止爆炸。1、 隔爆型：如果爆炸性氣體和空氣必然存在，對于設備在正常運行時，把能產生電弧、火花的部件放在具有足夠強度的隔爆外殼內，就可達到防爆目的，這就是隔爆型。隔爆型電氣設備就是：具有能承受內部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播的電氣設備外殼的電氣設備，其標志為d。2、 增安型：如果爆炸性氣體和空氣必然存在，增安型設備就是消除點燃源。對于普通電動機，如果在其結構上再采取一些保護措施，盡力使設備在正常運行或認可的過載條件下不會發生電弧、火花和危險高溫現象，就可進一步提高設備的安全性和可靠性。因此這種設備在正常運行時就沒有引燃源，而可用于爆炸危險環境。以字解義就是“增加安全型”。其標志為e。3、正壓外殼（通風、充氣型）“p”：在設備的外殼內通入一定壓力的新鮮空氣或惰性氣體，使周圍的可燃性氣體不能進入外殼內部，從而阻止點燃源與爆炸性氣體接觸，達到防止爆炸的目的。這一措施就是消除三要素中的爆炸性氣體。正壓型電氣設備的的關鍵措施是設備外殼內部保護性氣體（新鮮空氣或惰性氣體）的壓力高于環境的壓力至少50pa。因此，設備需要配置鼓風機、管道和風壓繼電器等，它一般用于大型電動機和控制開關設備。正壓型防爆型式按照保護水平可以分為3個等級：px將正壓型電氣設備外殼內的危險區域從1區降低到非危險區。py將正壓型電氣設備外殼內的危險區域從1區降低到2區。pz將正壓型電氣設備外殼內的危險區域從2區降低到非危險區。4、無火花型 ”n”：電氣設備的一種防爆形式，這種形式的電氣設備，在正常運行時和本標準規定的一些條件下（僅指燈具的光源故障條件），不能點燃周圍的爆炸性環境。無火花型原來僅指正常工作中不產生火花或電弧的電氣設備，例如交流異步電動機，在其基礎上采取一些安全措施，例如風扇葉片采用無火花材料，外殼防護等級ip44或ip54，電氣間隙和爬電距離適當加大等。無火花型設備與前述的防爆類型相比，其安全程度稍低一些，它的使用范圍受到一定的限制。以下幾種防爆形式主要適合于儀表，不適合于電動機機，詳細介紹從略：5. 充油外殼 “o”-將設備全部或部分浸在外殼中的油內，使設備不能點燃油面以上或外殼以外的爆炸性氣體。6. 充砂外殼”q”-外殼內填充砂粒材料，使其在規定的使用條件下，殼內產生的電弧、火焰以及外殼壁和砂粒表面均不能點燃周圍的爆炸性混合物。7. 澆封型 “m”-將設備可能產生火花或高溫的部分澆封在澆封劑（樹脂）中，使它們不能點燃周圍的爆炸性混合物。8. 本質安全型“i”-在規定的實驗條件下，（設備的電路）正常工作或規定的故障狀態下產生的電火花或熱效應均不能點燃規定的爆炸性混合物。本質安全的主要防爆措施是限制電路中的能量，使產生的火花的能量小于相應的最小點燃能量。三. 爆炸性氣體環境危險區域的劃分0區：連續出現或長期出現爆炸性氣體混和物的環境。1區：在正常運行時可能出現爆炸性氣體混和物的環境。2區：在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混和物的環境?；蚣词钩霈F也僅是短時存在的爆炸性氣體混和物的環境。0區一般只存在于密閉的容器，貯罐等內部氣體空間，在實際設計過程中1區也很少存在，大多數情況屬于2區 四.防爆電氣設備分為兩類：i類 煤礦井下用電氣設備ii類 除礦井以外的場所使用的電氣設備五.ii類電氣設備：防爆電氣設備的類別、級別與溫度組別按適用于爆炸性氣體混合物最大試驗安全間隙或最小點燃電流比，分為iia、iib、iic三類；并按其最高表面溫度分為t1t6六組。爆炸性氣體混合物按引燃溫度分組，見下表溫度組別體或蒸氣的引燃溫度 電氣設備的最高表面溫度氣 t1t450450t2450t300300t3300t200200t4200t135135t5135t100100t6100t8585六. 防爆標志舉例煤礦用設備只有：exdi工廠用電氣設備分為：隔爆型：ex diiat（14）；ex diibt（14）；ex diict（14）ex：防爆標志；d：隔爆型；ii：工廠用電氣設備；a、b、c：按最大試驗安全間隙分類t（14）：按爆炸性氣體點燃溫度分類如電氣設備為iib類隔爆型t3組，標志為exd ii bt3。如電氣設備為ii類增安型，溫度組別為t2組，標志為exe ii t2。無火花型：ex niit（13）正壓通風型：ex piit（14）七. 防爆電機的選型1i類危險場所選用的防爆電機 2氣體爆炸、粉塵爆炸危險場所用防爆電機選型表：表中符號：為適用；為慎用；為不適用3不同標準所要求的爆炸危險場所電氣設備選型要求不同注：gb-3836.15-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第15部分：危險場所電氣安裝（煤礦除外）gb50058-92爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范八. 隔爆型電機的選型和制造 按照有關國家老標準，對于隔爆型電機，從技術和經濟兩方面考慮，一般選用功率為2000kw以下，但由于技術的進步和采用水冷技術，目前，隔爆型電機功率可以做得更大些：如采用空空冷可做到2500kw-4； （yb）如采用空水冷可做到4000kw-4 （ybs） 但是，由于滑動軸承結構不能用于exdiic四級隔爆型防爆類別，因此，對于1000kw以上2極，以及其它低轉速大功率需采用滑動軸承的電動機，就不能制成exdiic防爆類別，需用增安型（ya、yakk）類代替。九. 增安型電機的選型和制造 通常認為，當供電的額定電壓不超過11kv(交流有效值或直流值)時，在正常運行條件下和（或）認可的過載條件下不會產生火花電弧和（或）危險溫度的電氣設備，才允許設計和制造成增安型電氣設備。顯然，不符合這些條件的電氣設備是不允許制成增安型防爆型式的。增安型電機的最小功率是按照定子繞組線規不小于0.75mm。根據增安型電氣設備的防爆原理，設計人員必須對電氣設備的機械結構，外殼防護，電氣絕緣，導線連接，電氣間隙和爬電距離，極限溫升等方面提出必要而充分的特殊要求，以保證增安型電氣設備具有可靠的防爆安全性能。新標準增加了對增安型電機危險性評價：1、籠型電動機定子-轉子之間氣隙放電危險性的評價指數如果按照下表計算得出評價指數大于6的話，則根據守候定理，電動機（試驗樣機）應該進行轉子鼠籠的相應試驗（高壓電機：鼠籠轉子的結構試驗）；或者，在電動機設計時，設計人員應該采取一些特殊的措施，保證電動機起動時外殼內沒有可燃性氣體，例如，在電動機即將啟動時用新鮮空氣或惰性氣體對外殼內進行吹掃，還可以在外殼內安裝可燃性氣體檢測裝置，檢測外殼內的可燃性氣體的存在狀態。備注：引自gb3836.3爆炸性氣體環境用電氣設備 第3部分：增安型“e”試驗驗證表明，在臨近鐵心端部的通道內出現了火花。轉子突出部分應該設計成能消除斷續接觸的結構，而且運行溫度在溫度組別范圍內。如果符合這個規定，評價指數為0，否則為2。2、對于電動機定子繞組的評價指數對于電動機（額定電壓為1kv及以上）定子繞組，如果按照下表計算得出評價指數大于6的話，則電動機應該配置防凝露空間加熱器，一邊驅散電動機外殼內可能存在的濕氣和凝露；而且還應該設置一些特殊防護措施，保證在電動機起動時外殼內不存在可燃性氣體。如果必要，根據守候定理，這樣的電動機還應該承受高壓電動機定子繞組的相應試驗（高壓電機：定子繞組的絕緣性能試驗）。電動機定子繞組點燃危險性評價指數備注：引自gb3836.3爆炸性氣體環境用電氣設備 第3部分：增安型“e”參見gb3836.17爆炸性氣體環境用電氣設備 第17部分：爆炸性氣體環境用電氣設備的檢查和維護（煤礦除外）。只有在清潔的環境中由經過專門培訓的檢修人員進行維護。“污染嚴重且非常潮濕”的場所，主要包括存在積水的環境或近海區域的露天甲板等場所。3、按照gb3836新標準，對于電動機以上兩部分危險性評價大于6者，都建議安裝防爆型預起動正壓吹掃換氣裝置。正壓吹掃換氣裝置分為自動型和手動型，使用氣源可以是儀表風，也可是壓縮氮氣。十. 增安型電機與正壓通風型電機之間的區別增安型電機的正壓吹掃只是在起動時使用，而正壓通風型電機要保證電機內部時該具有一定的壓力，并且要具有失連鎖保護功能，要對壓縮機系統、管道系統、保護系統等，一起進行取證。十一、常用防爆標準有關防爆電氣方面的防爆標準目錄：1、gb3836.1-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 通用要求2、gb3836.2-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 隔爆型電氣設備“d”3、gb3836.3-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 增安型電氣設備“e”4、gb3836.4-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第4部分：本質安全型“i”5、gb3836.5-87 爆炸性氣體環境用電氣設備 正壓型電氣設備“” 6、gb3836.6-87 爆炸性氣體環境用電氣設備 充油型電氣設備“” 7、gb3836.7-87 爆炸性氣體環境用電氣設備 充砂型電氣設備“” 8、gb3836.8-87 爆炸性氣體環境用電氣設備 無火花型電氣設備“” 9、gb3836.9-90 爆炸性氣體環境用電氣設備 澆封型電氣設備“”10、gb3836.10-91 爆炸性氣體環境用電氣設備 氣密型電氣設備“”11、gb3836.11-91 爆炸性氣體環境用電氣設備 最大試驗安全間隙測定方法12、gb3836