防爆是指能夠抵抗爆炸的衝擊力和熱量而不受損失仍能正常工作稱為防爆， 防止爆炸的產生必從三個必要條件來考慮，限制了其中的一個必要條件，就限制了爆炸的產生。選擇相應的防爆型儀表和防爆型電氣設備，標準的結構有：隔爆型、增安型、正壓型、充沙型、本質安全型和充油型。
基本介紹
- 防爆含義：指防止爆炸
- 標準結構：隔爆型、增安型、正壓型、充沙型
- 防爆措施：選用適應的通風方法
- 防爆設備：用於爆炸性環境的電氣設備
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簡介
explosion protection
1、 引起爆炸的三個必要條件，三個條件同時具備 —— 爆炸
燃點ignite；助燃氣體comburant（特殊物質可以非O條件下燃燒爆炸，如Mg可在二氧化碳中劇烈燃燒）；可燃物 combustible
2、 防止爆炸的產生必從三個必要條件來考慮，限制了其中的一個必要條件，就限制了爆炸的產生。
防止化工廠、煉油廠中爆炸性和易燃性的物質可能引起的爆炸。
設備和管道因密封不良而引起爆炸性或易燃性物質外逸，遇到儀表的電氣接點和電氣設備短路時形成的火花，都可能引起爆炸或燃燒（見爆炸極限）。
防爆
防爆措施
（1）選擇相應的防爆型儀表和防爆型電氣設備，標準的結構有：隔爆型、增安型、正壓型、充沙型、本質安全型和充油型等。
（2）選用適應的通風方法。
（3）預防或最大限度地降低易燃物質泄漏的可能性。
（4） 不用或儘量少用易產生電火花的電氣元件。
（5）採取充氮氣之類的方法維持惰性狀態。
參見防爆膜。
防爆設計
在建築設計時，應合理確定建築物的各項要求：①建築層數。一般宜採用單層建築。對於必須採取自下而上或自上而下的生產工藝流程的建築物才可採用多層建築。在多層建築中，如果只有一部分為防爆房間，應儘可能把它安排在最上層，不能把它布置在地下室或半地下室。如果防爆的工藝流程是上下貫通直至頂層的，應在每層樓板上開設泄爆孔，其面積應不小於樓板面積的15%，樓頂採用輕質泄壓屋頂。②耐火等級。爆炸時往往釀成火災，防爆建築物應具有較高的耐火等級:單層建築不低於二級,多層建築應為一級。③結構類型。為避免爆炸造成房屋倒塌，建築物應選用耐爆承重結構，並採取泄壓措施。一般採用鋼筋混凝土結構；如果牆體較厚或防爆建築面積很小，可採用磚牆承重的混合結構，但必須設定輕質泄壓屋頂。④平面形狀。建築平面宜為矩形。建築物寬度愈小，外牆面積同容積之比愈大，愈有利於採光、通風和泄壓。多層建築的寬度不宜大於18米。⑤安全出入口。安全疏散用的出入口，一般應不少於兩個，並須滿足安全疏散距離和疏散寬度等要求。⑥防爆區段布置。建築物僅需局部防爆時，該防爆區段應靠外牆布置，要求至少有兩個外牆面；如果只有一個外牆面，其面積應占房間周長總面積的25%以上。生產有爆炸物的廠房，宜採用開敞式或半開敞式建築。
防爆設備
定義：在規定條件下不會引起周圍爆炸性環境點燃的電氣設備。
分為三類：
Ⅰ類：煤礦井下電氣設備；
Ⅱ類：除煤礦、井下之外的所有其他爆炸性氣體環境用電氣設備。
Ⅱ類又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類,標誌ⅡB的設備可適用於ⅡA設備的使用條件；ⅡC可適用於ⅡA、ⅡB的使用條件。
III類：電氣設備用於除煤礦以外的爆炸性粉塵環境
III類電氣電氣設備在分為：IIIA類：可燃性飛絮；IIIB類：非導電性粉塵；IIIC類：導電性粉塵。
說明：ⅡC標誌是較高的防爆等級，但並不表示該設備性能最好。
最高表面溫度：電氣設備在規定範圍內的最不利運行條件下工作時，可能引起周圍爆炸性環境點燃的電氣設備任何部件所達到的最高溫度。最高表面溫度應低於可燃溫度。
例如：防爆感測器環境的爆炸性氣體的點燃溫度為100℃，那么感測器在最惡劣的工作狀態下，其任何部件的最高表面溫度應低於100℃。
溫度組別：爆炸性環境用電氣設備按其最高表面溫度劃分為T1-T6組別
T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 |
450 ℃ | 300 ℃ | 200℃ | 135 ℃ | 100 ℃ | 85℃ |
防爆方式具體介紹
將工廠或礦區的爆炸危險介質，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學分類分級，以確定現場防爆設備的防爆標誌和防爆形式。
名詞解釋：
ia 等級：在正常工作、一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
正常工作時，安全係數為 2.0；一個故障時，安全係數為 1.5；二個故障時，安全係數為 1.0 。
註：有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全係數。
ib 等級：在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
正常工作時，安全係數為 2.0 ； 一個故障時，安全係數為 1.5 。
正常工作時，有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護，並且有故障自顯示的措施，一個故障 時安全係數為 1.0 。
EExd：是指將爆炸包起來的意思；
IIC：是指點燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:是指溫度組別，即電氣設備按其最大表面溫度被分在不同的溫度組別。氣體的溫度組別按不同的點燃溫度劃分。T6是85度。
隔爆型電氣設備（d）：是指把能點燃爆炸性混合物的部件封閉在一個外殼內，該外殼能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力並阻止和周圍的爆炸性混合物傳爆的電氣設備。
增安型電氣設備（e）：正常運行條件下，不會產生點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，並在結構上採取措施，提高其安全程度， 以避免在正常和規定過載條件下出現點燃現象的電氣設備。
本質安全型電氣設備（i）：在正常運行或在標準試驗條件下所產生的火花或熱效應均不能點燃爆炸性混合物的電氣設備。
無火花型電氣設備 （n）： 在正常運行條件下不產生電弧或火花，也不產生能夠點燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼熱點，且一般不會發生有點燃作用的故障的電氣設備。
防爆特殊型（s）： 電氣設備或部件採用GB3836-83未包括的防爆型式時，由主管部門制訂暫行規定。送勞動人事部備案，並經指定的鑑定單位檢驗後，按特殊電氣設備“s”型處置。
爆炸區域劃分
危險場所區域的含義，是對該地區實際存在危險可能性的量度，由此規定其可適用的防爆型式。
1、國際電工委員會/歐洲電工委員會劃分的危險區域等級分類：
0區（Zone 0）：易爆氣體始終或長時間存在；連續地存在危險性大於1000小時/每年的區域；
1區（Zone 1）：易燃氣體在儀表的正當工作過程中有可能發生或存在；斷續地存在危險性10~1000小時/每年的區域；
2區（Zone 2）：一般情形下，不存在易燃氣體且即使偶爾發生，基存在時間亦很短；事故狀態下存在的危險性0.1~10小時/每年的區域；
中國劃分的危險區域和以上相同。
2、易爆區域等級劃分，國際標準與美國標準的對照比較
I.E.C. N.E.C.
氣體 Zone 0 Class I, Division I
Zone 1 Class I, Division I
Zone 2 Class I, Division II
粉塵 Zone 10 Class II, Division I
Zone 11 Class II, Division II
I.E.C.： 國際電工技術委員會（Internaional Electrotechnical Commission）
N.E.C.： 美國電氣規程（National Electrical Code, U.S.A.）
防爆標示識別
防爆標誌
IEC 防爆等級標準格式:Ex(ia)ⅡC T4
E：按CENELEC標誌認可 | Ex：防爆公用標誌 |
ia：防爆型式（本質安全） | Ⅱ：設備組別 |
C：氣體組別 | T4：溫度組別 |
氣體組別
典型的危險性氣體 | 歐洲電工 標準化委員會 EN50014EC | 北 美 NEC500條款 CLASS1表氣 | 中 國 GB-3836-1 | 最小點燃能量 （微 焦） |
乙 炔 | ⅡC | A | ⅡC | 20 |
氫 氣 | ⅡC | A | ⅡC | 20 |
乙 烯 | ⅡB | C | ⅡB | 60 |
丙 烷 | ⅡA | D | ⅡA | 180 |
注:中國GB3836標準規定ⅡC級最小點燃能量為19微焦耳,ⅡA級最小點燃能量為200微焦耳。
氣體分組和點燃溫度,在一定環境溫度和壓力下與可燃性氣體和空氣的混合濃度有關。
根據可能引爆的最小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區採用的國際電工委員會(IEC)標準將爆炸性氣體分為四個危險等級:
溫度組別 級別 | 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、環戊烷、 | 戊烷、戊醇、己烷、己醇、庚烷、辛烷、環乙醇、松節油、石腦油、石油（包括汽油）、燃料油、戊醇四氯 | 乙醛、三甲胺 | 亞硝酸乙酯 | |
Ⅱ B | 丙烯酯、二甲醚、市用煤氣 | 丁二烯、環氧丙烷、乙烯 | 二甲醚、丙烯醛、碳化氫 | 乙醚、二乙醚 | ||
Ⅱ C | 氫、水煤氣 | 乙炔 | 二硫化碳 | 硝酸乙酯 |
美國和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成：
三個CLASS(類別)：CLASSⅠ氣體和蒸氣；CLASS Ⅱ塵埃；CLASS Ⅲ纖維。
然後再將氣體和塵埃分成 Group(組)：
組名 代表性氣體或塵埃
A 乙炔
B 氫氣
C 乙烯
D 丙烷
E 金屬塵埃
F 煤炭塵埃
G 穀物塵埃
2、溫度組別（T組）
這是與氣體點燃溫度有關的電氣設備（假定環境溫度為40℃時）的最高表面溫度，點燃能量與點燃溫度無關。在標準BS5345第一部分中列出了所有可燃性氣體和其組別。
最高表面溫度（℃） | 溫度組別 | 常見爆炸性氣體 | |
IEC79-8 | GB3836-1 | ||
450℃ | T1 | T1 | 氫氣、丙烯腈等46 種 |
300℃ | T2 | T2 | 乙炔、乙烯等47 種 |
200℃ | T3 | T3 | 汽油、丁烯醛等36 種 |
135℃ | T4 | T4 | 乙醛、四氟乙烯等6 種 |
100℃ | T5 | T5 | 二硫化碳 |
85℃ | T6 | T6 | 硝酸乙酯和亞硝酸乙酯 |
防爆設備的選型
1、各種防爆型式的對應標準
防爆型式 | 在英國允許 使用的場所 | 中國標準 GB3836 | 防爆型式 符 號 | IEC標準 79- | CENELEC標準 EN50 |
增安型 | 1或2 | 3 | e | 7 | 019 |
本質安全型 | 0，1或2 | 4 | ia,ib或ic | 11 | 020（設備） |
隔爆型 | d | 2 | d | 1 | 018 |
特殊型 | s | 無 | s | 無 | 無 |
2、氣體爆炸危險場所用電氣設備防爆類型選型表
爆炸危險區域 | 適用的防護型式 電氣設備類型 | 符 號 |
0區 | 1、本質安全型（ia級） | ia |
2、其他特別為0區設計的電氣設備（特殊型） | s | |
1區 | 1、適用於0區的防護類型 | |
2、隔爆型 | d | |
3、增安型 | e | |
4、本質安全型 | ib | |
5、充油型 | o | |
6、正壓型 | p | |
7、充砂型 | q | |
2區 | 1、適用於0區或1區的防護類型 | |
2、符合GB3836.4/8的設備 | nA,nC,ic |
3、防爆方法對危險場所的適用性：
序號 | 防爆型式 | 代號 | 國家標準 | 防爆措施 | 適用區域 |
1 | 隔爆型 | d | GB3836.2 | 隔離存在的點火源 | Zone1,Zone2 |
2 | 增安型 | e | GB3836.3 | 設法防止產生點火源 | Zone1,Zone2 |
3 | 本安型 | ia | GB3836.4 | 限制點火源的能量 | Zone0-2 |
4 | 本安型 | ib | GB3836.4 | Zone1,Zone2 | |
5 | 正壓型 | px,py,pz | GB3836.5 | 危險物質與點火源隔開 | Zone1,Zone2 |
6 | 充油型 | o | GB3836.6 | Zone1,Zone2 | |
7 | 充砂型 | q | GB3836.7 | Zone1,Zone2 | |
8 | 無火花型 | nA,nL,nC,nR,nZ | GB3836.8 | 設法防止產生點火源 | Zone2 |
9 | 澆封型 | ma,mb | GB3836.9 | Zone1,Zone2 | |
10 | 氣密型 | h | GB3836.10 | Zone1,Zone2 |
防護等級
（BS EN60529；1992）
作為套用於易爆危險區的儀表，對其外殼的保護等級亦應作出規定，賦予一定的代碼，即IP等級號。
IEC144規定的殼體保護等級由一個對應其抗外界物體衝擊與穿刺能力及防水能力的代碼表示。例如：本安型儀表測量電路板不應從其殼體中取出，否則會違反IP40所提出的最低要求。保護等級由兩位數字組成，在其前加上IP字樣。
第一位特徵數字防止固定導體異物進入
0 | 無防護 |
1 | 固定異物直徑大於50mm |
2 | 固定異物直徑大於12mm |
3 | 固定異物直徑大於2.5mm |
4 | 固定異物直徑大於1.0mm |
5 | 防塵 |
6 | 塵密 |
第二位特徵數字防止進水造成有害影響
0 | 無防護 |
1 | 垂直滴水 |
2 | 傾角75-90°滴水 |
3 | 淋水 |
4 | 濺水 |
5 | 噴水 |
6 | 猛烈噴水 |
7 | 短時間侵水 |
8 | 連續侵水 |
另註：
IP1 2
第一位數字 第二位數字
抗外界物體衝刺能力防水能力
0：無抗沖穿能力 0：無防水穿能力
1：外界物體尺寸大於50mm（特大） 1：水自落下滴
2：外界物體尺寸大於12mm（中） 2：水滴入角度為-15°
3：外界物體尺寸大於2.5mm（小） 3：水以60°角度噴射
4：顆粒狀外界物體，粒度大於1mm 4：從各方面噴射
5：危險性塵埃 5： 50升/分的水束
6：穿透性塵埃（僅適用於特殊殼體） 6： 100升/分的水束
7：以1米/分的速度浸入水中
8：以預先商定的方式浸入水中
爆炸特性
名稱 | 燃點（°C） | 溫度等級 | 爆炸等級組號 | 名稱 | 燃點（°C） | 溫度等級 | 爆炸等級組號 | |
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 | |
氫氣 | 560 | T1 | IIC | 硫化氫 | 270 | T3 | IIB | |
二硫化碳 | 102 | T5 | IIC |
供電限制
供電限制主要體現在以下三個方面： 1、將動力電與電子元件隔離。
2、採取措施杜絕外界干擾電磁場通過繼電或電流輸出端偶合至電子元件中。
3、限制感測電路的工作電源及電壓
本安型電路可分為兩類：ia及ib。Ib本安電路必須保證正常工作狀態下以及系統中存在一起故障時，電路元件不發生燃爆。Ia本安電路則要求正常工作狀況下及存在兩起故障時，元器件不發生燃爆。
全球各地防爆標準
1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM標準為經常選用，而CANADA / CSA標準幾乎在中國不使用。
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、新的歐洲防爆標準ATEX100a將取代原CENELEC標準（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
術語
安全柵安全參數定義：
*8226; 安全柵最高允許電壓： Um
保證安全柵本安端的本安性能，允許非本安端可能輸入的最高電壓
*8226; 安全柵最高開路電壓： Uoc
在最高允許電壓範圍內本安端開路時電壓最大值
*8226; 安全柵最大短路電流： Isc
在最高允許電壓範圍內本安端短路時的電流最大值
*8226; 安全柵允許分布電容： Ca
保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電容
*8226; 安全柵允許分布電感： La
保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電感
