1、12爆炸性危險場所爆炸性危險場所 爆炸性環境爆炸性環境：可能發生爆炸的環境（氣體和粉塵）。凡涉及爆炸性物質生產、加工、處理、儲存、運輸的場所都可能形成爆炸性環境。 危險場所危險場所：爆炸性環境大量出現或預期出現的數量足以要求對電氣設備的結構、安裝和使用采取專門預防措施的區域。 在石油、化工、煤炭等生產領域將不可避免地產生爆炸性物質的泄漏，并與空氣形成爆炸性危險場所。據資料： - 在煤礦井下，2/3的場所屬于爆炸性危險場所； - 在石油開產現場和精煉廠約有60-80%屬爆炸性危險場所； - 在化學工業中，約有80%以上的生產車間屬爆炸性危險場所。3可燃性物質與空氣的混合濃度介于爆炸極限范圍內時，

2、遇點火源就會產生爆炸。 - 爆炸下限 LEL - 爆炸上限 UEL可燃性物質的爆炸極限范圍各不相同: 500 混 合 物 溫 度 400 300 200 100 0 6% 20 30 40 50 % (體積比) 4.8% (C) 混 合 物 壓 力 1013 mbar 不 可 燃 爆 炸 不 可 然 10 氣 體 天 然 氣 (甲 烷 ) - 甲烷5, 15 - 丙烷2, 9.5 - 乙烯2.7, 34- 氫氣4, 75.6產生爆炸的基本條件(爆炸三角形原理)1. 爆炸性物質 2. 空氣（氧氣） 3. 點火源（如電火花、熾熱表面）防止爆炸發生的基本方法1. 避免形成爆炸性環境理想的方法 2.

3、排除/削除可能的點火源實際的方法爆炸極限與防爆基本原理爆炸極限與防爆基本原理4電氣設備的電火花和溫度是產生爆炸的主要點燃源。不同爆炸性物質的電火花和溫度點燃特性各不相同。為了使采取的防爆措施更具針對性，有必要對爆炸性物質進行分類、分級、分組，并對爆炸危險區域進行分區。物質點燃特性丙烷乙烯氫氣電火花 - MIE，uJ1806020溫度 - AIT，466 (T1)425 (T2)560 (T1)爆炸性危險物質點燃特征爆炸性危險物質點燃特征5爆炸性危險物質分類爆炸性危險物質分類 中國將爆炸性物質分為三類： I類： 礦井甲烷； II類： 爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)； III類：爆炸性粉塵和纖維

4、。 北美將爆炸性物質分為三類(級)。 它們分別是： Class I 爆炸性氣體； Class II 爆炸性粉塵； Class III -爆炸性纖維。6(基于基于MESG和和MICR)典型氣體最大試驗安全間隙 (MESG), mm最小點燃電流比(MICR)中國、IEC、歐共體標準北美標準（Group）點燃特性甲烷1.141.0ID難易丙烷0.9MESG1.14 0.8MICR1.0 IIA乙烯0.5MESG0.9 0.45MICR0.8 IIBC乙炔MESG0.5MICR450 T2 T2 300t?450 - T2A 280t?300 - T2B 260t? 280 - T2C 230t?26

5、 0 - T2D 215t? 230 T3 T3 200t? 215 - T3A 180t?200 - T3B 165t? 180 - T3C 160t?165 T4 T4 135t?160 - T4A 120t?135 T5 T5 100t?12 0 T6 T6 85t?100 難 易 8爆炸性氣體分級、分組舉例爆炸性氣體分級、分組舉例類別級別爆炸性氣體溫度組別T1T2T3T4T5T6I甲烷IIA乙烷、丙烷、丙酮、苯乙烯、氯苯、甲苯、苯、氨、一氧化碳、甲醛、苯氨丁烷、甲醇、乙醇、丙烯、氯乙烯、醋酸丁酯、乙酸戊酯戊烷、巳烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油汽油、氯丁烷乙醚、三甲胺亞硝酸乙酯IIB焦爐煤氣

6、、環丙烷、丙烯腈 環氧乙烷、2-環氧丙烷、乙烯、1,3-丁二烯二甲醚、硫化氫、四氫膚喃、丙烯醛四氟乙烯、二乙醚IIC水煤氣、氫氣乙炔二硫化碳硝酸乙酯 具體可查閱GB3836.1附表氣體或蒸氣爆炸性混合物分級分組舉例爆炸性危險區域的劃分爆炸性危險區域的劃分爆炸危險區域劃分的主要標準依據 - - GB50058-1992 爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范 - GB3836.14-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第14部分 危險場所分類- 中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規程(試行) , 1987年爆炸性危險區域主要以爆炸性危險物質出現的頻繁程度頻繁程度和持續時間持續時間為劃分依據的。與IE

7、C標準一樣，對于爆炸性氣體危險場所劃分為3個區域，即0區、1區和2區。它們對應的定義如下：0 區：在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續地或長時期存在的場所。（1000h/y以上）（1 y 8760 h）1 區：在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現的場所。（10 - 1000h/y）2 區：在正常情況下，爆炸性氣體混合物不可能出現，或即使出現也只是短時間存在的場所。（10h/y以下） 安全場所： 小于1h/y。10爆炸危險區域劃分對照爆炸危險區域劃分對照注釋 ：1、美國NEC（1996年起）和加拿大CEC都已接受Zone劃分方法。2、加拿大已要求新工程基于Zone劃分方法實施安裝。危險區域定義

8、中國、IEC、EN標準（Zone）北 美 標 準（Division） 危險程度正常情況連續出現0區Division 1高低正常情況間斷出現1區僅在異常時出現2區Division 211主要氣體防爆技術主要氣體防爆技術 防爆型式防爆型式 目前，世界范圍內普遍接受的主要氣體防爆技術有： 1. 隔爆型 (Ex d) 2. 本安型 (Ex ia/ib) 3. 增安型 (Ex e) 4. 正壓型 (Ex px, py, pz)5. 油浸型 (Ex o) 6. 充砂型 (Ex q)7. n型 (Ex nA, nC, nL, nR, nZ)8. 澆封型 (Ex ma, mb)解決主要點燃源：由電氣因素引起的

9、電火花和熱效應。為什么要有這么多種防爆技術？12中國標準化成果與國際對照中國標準化成果與國際對照防爆型式中國標準GB3836-IEC標準IEC60079-歐洲標準CENELECEN 60079-北美標準FM防爆型式符號中國/IEC/歐洲 Ex 北美國家通用要求100FM3810FM3600-隔爆型211FM3615dXP增安型377-e-本質安全型411 (設備)25 (系統)27 (FISCO)11 (設備)25 (系統)27 (FISCO)FM3610ia, ib, icia,ib,ic ISAIS正壓型5223620px, py, pzPX, PY,PZAPX,APY,APZ充油型666

10、-o-充砂型755-q-n型81515FM3611nA, nC, nL, nR, nZNI澆封型91818-ma, mb-中國防爆標準GB基本等同或等效采用IEC標準。 由于IEC標準和EN標準基本一致，所以中國標準GB也與EN標準等同或等效。13防爆電氣設備的類、級、組防爆電氣設備的類、級、組按設備適用的環境，分為三類： I類： 礦井用 - Mining Industry II類：工廠用 Surface Industry III類：爆炸性粉塵和纖維環境用II類設備分級分組：同氣體分級、分組 分級：分為A, B, C三級。 分組：分為 T1T6六組。它與氣體溫度組別不同，是指設備最高表面溫度，

11、且它的確定與防爆型式有關。I類和III類設備不分級分組，但III類設備分為A、B型設備。設備溫度組別氣體引燃溫度允許最高表面溫度T1450 450 T2300 300 T3200 200 T4135 135 T5100 100 T685 85 14防爆電氣設備標志舉例防爆電氣設備標志舉例 中國、中國、IECIEC、歐洲、歐洲 Ex ia IIC T4 - 表示該本安設備可適用于0區工廠爆炸性氣體環境。（采用ia本安技術，適用于IIC級、溫度組別不高于T4的爆炸性氣體場所）Ex de IIC T6 - 表示該隔爆增安設備可適用于1區工廠爆炸性氣體環境。Ex dib IIC T6 - 表示該隔爆設

12、備可適用于1區工廠爆炸性氣體環境，并含有可與1區氣體危險場所用本安設備相連的關聯電路（安全柵）。 (注：溫度組別可直接標志最高表面溫度)15防爆產品安全應用環節防爆產品安全應用環節全生命周期內整全生命周期內整體防爆安全體防爆安全設備檢修設備檢修采購驗收采購驗收工程驗收工程驗收設備選型設備選型正確安裝正確安裝檢查維護檢查維護人員培訓人員培訓區域劃分區域劃分16防爆產品安全應用職責防爆產品安全應用職責區域劃分區域劃分 一般為設計院一般為設計院設備選型設備選型 設計院、工程公司或最終用戶設計院、工程公司或最終用戶采購驗收采購驗收 工程公司或其它采購單位工程公司或其它采購單位正確安裝正確安裝 工程公司

13、或其它安裝單位工程公司或其它安裝單位檢查維護檢查維護 用戶、業主用戶、業主設備檢修設備檢修 用戶、業主、專業修理單位用戶、業主、專業修理單位人員培訓人員培訓 用戶、業主用戶、業主17爆炸危險區域劃分實踐爆炸危險區域劃分實踐 基于出現危險物質的持續時間和頻繁程度，主要考慮以下因素： 1）存在危險物質的可能性 2）危險物質的釋放量 3）危險物質的特性（如比重：氫氣0.07；環氧乙烷1.52） 4）環境條件（如氣壓、溫濕度及通風情況、風向等） 5）遠離釋放源的距離 6）危險物質泄漏監控設施配置情況 7）爆炸后果的嚴重性18油罐區爆炸性危險區域劃分舉例油罐區爆炸性危險區域劃分舉例 典型的帶有呼吸閥的露

14、天油罐的危險區域劃分示例 r一呼吸閥閥口半徑（m ） R2一油罐半徑（m） 19汽車灌裝區爆炸性危險區域劃分舉例汽車灌裝區爆炸性危險區域劃分舉例油罐車灌裝裝置，戶外，在頂部注入汽油 (GB3836.14-2000示例9) 考慮到相關參數，從本例中可得出下列典型數值： a=1.5 m，距釋放源水平距離； b=1.5 m，水平到島際(橋式)邊界； c=1.5 m，釋放源上方距離； d=1m，高于地面； e=4.5 m，距排水槽水平距離； f=1.5 m，距1區的水平距離； g=1.0 m，高于1區的距離。注：若系統帶有蒸氣回收裝置，則上述標注距離可縮小，例如：1區范圍可縮小到忽略不計，2區也明顯縮

15、小。20油泵區爆炸性危險區域劃分舉例油泵區爆炸性危險區域劃分舉例一般工業用泵，安裝在戶內地面，抽吸可燃性液體。 (GB3836.14-2000示例2) 考慮到相關參數，對泵工作容量為50 m3/h，在低壓下工作時，可得出下面典型的數值： a=1.5m，從釋放源計其水平距離； b=1m，從地面到釋放源上方1m； c=3m，從釋放源計其水平距離。21油品碼頭危險區域劃分舉例油品碼頭危險區域劃分舉例0區 1區 2區碼頭罐裝區區域劃分22油品碼頭危險區域劃分舉例油品碼頭危險區域劃分舉例船體周邊區域劃分0區 1區 2區23碼頭泊位區域劃分0區 1區 2區油品碼頭危險區域劃分舉例油品碼頭危險區域劃分舉例2

16、4儲運自動化中最常用的防爆技術儲運自動化中最常用的防爆技術隔爆技術隔爆技術Exd 是一種間隙防爆技術，利用間隙來達到降溫熄火效果。 歐洲用“Flameproof”；美國用“Explosion-proof”。 允許危險氣體進入隔爆外殼，但可能產生的內部爆炸將不會穿過隔爆接合面而導致外部環境爆炸。 外殼必須具有足夠的的強度；各外殼接合面必須具有足夠長的有效嚙合長度和足夠小的間隙。25本安防爆技術本安防爆技術Exi(a/b)Exi(a/b) 是一種從限制能量入手，可靠地將電路中的電壓和電流限制在一個允許的范圍內，以保證電氣設備在正常工作或發生短接和元器件損壞等故障情況下產生的電火花和熱效應不致于引起

17、其周圍可能存在的危險氣體的爆炸 設備結構簡單、體積小、重量輕 可帶電維護、標定和更換零件 不會因為外結構件損壞等原因降低電氣設備的安全可靠性 它是一種“弱電”技術，現場的應用不會引起觸電傷亡等事故的發生 是唯一可適用于0 區危險場所的防爆技術 簡單設備（如熱電阻、二極管、觸點等）不需特別認證即可接入本安防爆回路系統26本質安全防爆系統的構成本質安全防爆系統的構成 ：現場本安電氣設備、關聯設備（安全柵）、連接電纜 現場本安電氣設備：現場本安電氣設備： 簡單設備根據制造商的技術條件，電氣參數值均不超過1.2V,0.1A,25mW, 450 T1 - T6 T2 300 T2 - T6 T3 200

18、 T3 - T6 T4 135 T4 T6 T5 100 T5 T6 T6 85 T6例如：汽油 T？；環氧乙烷 T？特別注意：特別注意：涉及多種爆炸危險氣體時，應按較高的等級選擇電氣設備。 例如，對于同時存在氫氣(IIC，T1)和乙醛(IIA，T4)的爆炸危險場所，至少應選擇IICT4的設備。 37防爆電氣設備的采購驗收防爆電氣設備的采購驗收采購設備質量的好壞，將直接影響安裝質量和工程項目的總體防爆安全技術水平。為了確保建設項目安全運行，有必要從源頭上把好防爆電氣設備采購驗收關。實施采購設備的驗收應至少應包括以下活動： a）核查防爆合格證書的有效性和產品適用性 b）核對產品銘牌信息與證書的一

19、致性 c）依據防爆標準和設備的外觀特征和部分可觀察到的結構特征，判斷是否滿足防爆要求 d）設備連接界面（必要的附件、配件）是否齊全注：注：1) 該項工作通常邀請或直接委托專業檢查機構實施驗收工作，也可由具備一定防爆專業技能的企業設備管理技術人員獨立進行。 2) 常見問題：無證或證書失效，不符合使用環境，產品質量、缺少附件，錯誤選型等。38防爆電氣設備安裝防爆電氣設備安裝 基本要求基本要求1) 電氣設備的配電 a) 進入爆炸危險場所的電源應采用3相5線制，即零線和地線分開； b) 如果是3相4線制，則應在安全場所首先轉化為3相5線制； c) 保護地線的接地電阻應滿足有關標準要求。 2) 電氣設備

20、的接地 a) 處于爆炸危險場所的電氣設備外殼應與接地系統可靠連接； b) 電氣設備的內接地端子應與電纜中專門配置的地線相連； c) 如果設備是安裝在接地的金屬構架上，或者設備采用接地良好的導管布線方式安裝，則可視作已有外接地。 注意注意：不能用輸送可燃氣或液體的管道作為接地線。 3) 其它要求 - 電氣設備的供電應設置適當的保護裝置，以免設備因過載、短路、斷路或接地故障產生有害影響。如，增安型鼠籠電機應配反時限保護裝置。 - 應關注設備防爆合格證書，是否涉及部件“U”及特殊使用條件“X”。39防爆電氣系統的配線要求防爆電氣系統的配線要求0區：只允許鋪設本質安全電纜系統，并應考慮浪涌保護和防雷措

21、施。1區和2區：可采用電纜配線系統，也可采用導管配線系統。1) 電纜配線系統 a) 對固定式設備允許使用塑料護套、橡膠護套或礦物絕緣護套電纜； b) 對移動式設備須使用重型(加厚)橡膠護套電纜，導線截面最小1mm2。2) 導管(保護的)配線系統 必須防止直接將導管用作壓緊螺母 a) 導管中允許使用絕緣單芯電纜線或多芯電纜 b) 導管中電纜的總面積(含絕緣層)應不超過導管截面的40%; c) 導管進入或離開爆炸危險區域交界的地方應按要求配置密封附件，并作堵封處理。注意：注意：采用地溝或橋棧敷設的電纜或導管應靠危險性較低的一側或遠離釋放源。即當危險介質比重比空氣重時，電氣布線應在上側，否則應在下側

22、。40電纜引入裝置結構電纜引入裝置結構 - 機械強度試驗：1.5倍上述試驗力矩不產生任何影響防爆型式的損壞。 - 對隔爆型還需進行3MPa水壓試驗。 - 對增安型、n型至少滿足IP54。電纜引入是防爆電氣設備使用中最薄弱的環節，是安裝中存在問題最多的部位。通用規定的試驗要求（密封圈式） - 拉力試驗：20倍電纜直徑(mm)或6倍電纜周長 (mm)拉力（N）作用6h，試驗芯棒或電纜產生 的位移應小于6mm。41恒通電纜引入裝置42常用防爆電氣設備的安裝要求常用防爆電氣設備的安裝要求(1) 隔爆型電氣設備安裝要求 隔爆面應涂防銹油不允許涂油漆或膠； 隔爆型電氣設備電纜引入裝置的橡膠密封圈內徑應與引

23、入電纜外徑相適應，并用原配壓緊螺母或壓盤充分壓緊；不能直接用鋼管或撓性管壓緊密封圈。 冗余電纜引入口應用符合標準規定的盲墊進行堵封； 隔爆面緊固件應設彈墊，并充分擰緊。 用于外部導線或電纜接線的接線盒的電氣間隙和爬電距離應滿足標準規定要求。 特別注意北美進口的防爆電氣設備電纜引入口的處理。43常用防爆電氣設備的安裝要求常用防爆電氣設備的安裝要求(2) 本安型電氣設備安裝要求 沒有特別保護措施的關聯電氣設備必須安裝在安全場所； 關聯設備的供電電源不應超過銘牌規定的最高允許電壓Um; 關聯設備與本安設備間連接電纜的分布電容和電感應滿足產品說明書規定的要求； 關聯設備應按規定要求接地(如齊納安全柵接

24、地應設兩根接地線，且接地電阻應小于1歐姆)； 本安電路的電纜應與其它電路分開走線； 連接電纜或導線截面應滿足規定要求，并滿足500V絕緣要求； 不同本安回路的連接電纜或導線應采取屏蔽隔離措施，屏蔽層應在安全場所接地； 本安儀表系統的安全參數必需滿足評定準則要求。44常見的防爆安裝問題常見的防爆安裝問題1）電纜引入不裝密封圈、平墊和壓緊螺母，直接用鋼管旋入2）一個電纜引入口穿多根電纜或電纜和導線的混合，或電纜護套外徑尺寸于密封圈不匹配（1mm要求滿足）3）冗余電纜引入口沒有按規定使用金屬堵板堵封；有的密封圈堵板和平墊圈的相對位置不對4）進口電氣設備未經國內認證，且由于規范和標準差異導致安裝不能符

25、合中國安裝規范要求5）接線盒內部電氣間隙和爬電距離不滿足產品規定的使用要求。有的丟棄原配的接線端子，直接采用絞接6) 本安與非本安電路沒有分開走線；本安設備沒有配安全柵；組成本安系統的設備安全參數不匹配；有的安全柵布置不能滿足本安與非本安電路分開走線的要求；或配置的齊納安全柵沒有可靠接地7) 危險區電源系統的中線N與地線PE沒有分開45常見的防爆安裝問題常見的防爆安裝問題8) 防爆電氣設備/部件額定參數與認證條件或證書規定參數不符。9) 爆炸危險區域內使用非防爆電氣設備，如電子鐘、鏟車、消防風門電控裝置、通風設施等沒有使用不發火工具等10) 部分電氣設備不具備整機防爆合格證書。如風機、排風扇、

26、正壓柜等11) 不帶電的金屬裸露導體（如電纜布線的電氣設備外殼）沒有可靠接地，或接地芯線截面不滿足要求 12) 戶外用設備不滿足IP54要求，設備有進水現象13) 沒有采取有效的防靜電措施（如輸送高阻物料的管道等）14) 防雷措施落實不到位（0區）15) 老項目設備老化、腐蝕嚴重。如隔爆面銹蝕、緊固件缺少彈墊、密封圈失去彈性、電纜龜裂等46電氣整體防爆電氣整體防爆1) “電氣整體防爆” 是指對設備制造、工程設計、安裝使用、維護和修理等方面安全工作的全面要求。2) 在我國爆炸危險場所中的電氣設備和線路存在諸多不防爆環節：例如，有的主機防爆，附件不防爆；有的設備防爆，儀表不防爆；有的同類設備一部分防爆，而另一部分不防爆；有的防爆設備型號不全，系統配置不符合要求，備件不配套及施工存在問題等等，都是不滿足“電氣整體防爆”要求的表現。3) 這