爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài),經(jīng)過物理或化學(xué)變化,突然變成另一種狀態(tài),并放出巨大的能量。急劇速度釋放的能量,將使周圍的物體遭受到猛烈的沖擊和破壞。
易爆物質(zhì):很多生產(chǎn)場(chǎng)所都會(huì)產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。煤礦井下約有三分之二的場(chǎng)所有存在爆炸性物質(zhì);化學(xué)工業(yè)中,約有 80% 以上的生產(chǎn)車間區(qū)域存在爆炸性物質(zhì)。點(diǎn)燃源:在生產(chǎn)過程中大量使用電氣儀表,各種磨擦的電火花,機(jī)械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免,尤其當(dāng)儀表、電氣發(fā)生故障時(shí)。客觀上很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)滿足爆炸條件。當(dāng)爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時(shí),若存在激發(fā)能源,將會(huì)發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。 防爆設(shè)備:在規(guī)定條件下不會(huì)引起周圍爆炸性環(huán)境點(diǎn)燃的電氣設(shè)備。Ⅱ類:除煤礦、井下之外的所有其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備。Ⅱ類又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類,標(biāo)志ⅡB的設(shè)備可適用于ⅡA設(shè)備的使用條件;ⅡC可適用于ⅡA、ⅡB的使用條件。Ⅲ類:除煤礦以外的爆炸性粉塵環(huán)境電氣設(shè)備。ⅢA類:可燃性飛絮; ⅢB類:非導(dǎo)電性粉塵; ⅢC類: 導(dǎo)電性粉塵。最高表面溫度:電氣設(shè)備在規(guī)定范圍內(nèi)的最不利運(yùn)行條件下工作時(shí),可能引起周圍爆炸性環(huán)境點(diǎn)燃的電氣設(shè)備任何部件所達(dá)到的最高溫度。最高表面溫度應(yīng)低于可燃溫度。例如:防爆傳感器環(huán)境的爆炸性氣體的點(diǎn)燃溫度為100℃,那么傳感器在最惡劣的工作狀態(tài)下,其任何部件的最高表面溫度應(yīng)低于100℃。T1 450℃ T2 300℃ T3 200℃ T4 135℃ T5 100℃ T6 85℃ 1、本安型 "i"(本質(zhì)安全型電氣設(shè)備及其關(guān)聯(lián)設(shè)備) 本質(zhì)安全電路:在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體或蒸汽的電路。本質(zhì)安全型電氣設(shè)備:全部電路為本質(zhì)安全的電氣設(shè)備。本安型設(shè)備和關(guān)聯(lián)設(shè)備的本質(zhì)安全部分分為ia和ib:¨ ia:正常工作 + 一個(gè)故障 + 任意組合的兩個(gè)故障均不能引起點(diǎn)燃的電氣設(shè)備。¨ ib:正常工作 + 一個(gè)故障條件下不能引起點(diǎn)燃的本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。關(guān)聯(lián)設(shè)備:裝有本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路,且結(jié)構(gòu)是非本質(zhì)安全電路不能對(duì)本質(zhì)安全電路產(chǎn)生不利影響的電器設(shè)備。2、隔爆型 "d" 具有隔爆外殼的電氣設(shè)備:它能承受已進(jìn)入外殼內(nèi)部的可燃性混合物內(nèi)部爆炸而不受損壞,并且通過外殼上的任何接合面或孔不會(huì)引燃由一種或多種氣體或蒸汽所形成的外部爆炸性環(huán)境的電氣設(shè)備外殼。隔爆又稱耐壓防爆,它把能點(diǎn)燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個(gè)外殼內(nèi),該外殼特別牢固,能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力,并阻止向殼外的爆炸性混合物傳爆。這就是說,隔爆型儀表的殼體內(nèi)部是可能發(fā)生爆炸的,但不會(huì)傳到殼體外面來(lái),因此這種儀表的各部件的接合面,如儀表蓋的螺紋圈數(shù),螺紋精度,零點(diǎn),量程調(diào)整螺釘和表殼之間,變送器的檢測(cè)部件和轉(zhuǎn)換部件之間的間隙,以及導(dǎo)線口等,都有嚴(yán)格的防爆要求。隔爆型儀表除了較笨重外,其他比較簡(jiǎn)單,不需要如安全柵之類的關(guān)聯(lián)設(shè)備。但是在打開表蓋前,必須先把電源關(guān)掉,否則萬(wàn)一產(chǎn)生火花,便會(huì)暴露在大氣之中,從而出現(xiàn)危險(xiǎn)。 本質(zhì)安全型儀表又叫安全火花型儀表。它的特點(diǎn)是儀表在正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)下,電路、系統(tǒng)產(chǎn)生的火花和達(dá)到的溫度都不會(huì)引燃爆炸性混合物。它的防爆主要由以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn):① 采用新型集成電路元件等組成儀表電路,在較低的工作電壓和較小的工作電流下工作;② 用安全柵把危險(xiǎn)場(chǎng)所和非危險(xiǎn)場(chǎng)所的電路分隔開,限制由非危險(xiǎn)場(chǎng)所傳遞到危險(xiǎn)場(chǎng)所去的能量;③ 儀表的連接導(dǎo)線不得形成過大的分布電感和分布電容,以減少電路中的儲(chǔ)能。本質(zhì)安全型儀表的防爆性能,不是采用通風(fēng)、充氣、充油、隔爆等外部措施實(shí)現(xiàn)的,而是由電路本身實(shí)現(xiàn)的,因而是本質(zhì)安全的。它能適用于一切危險(xiǎn)場(chǎng)所和一切爆炸性氣體、蒸氣混合物,并可以在通電的情況下進(jìn)行維修和調(diào)整。但是,它不能單獨(dú)使用,必須和本安關(guān)聯(lián)設(shè)備(安全柵)、外部配線一起組成本安電路,才能發(fā)揮防爆功能。① ia等級(jí),在正常工作狀態(tài)下,以及電路中存在一個(gè)故障或兩個(gè)故障時(shí),均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。在ia型電路中,工作電流被限制在 100mA 以下。② ib等級(jí),在正常工作狀態(tài)下,以及電路中存在一個(gè)故障時(shí),不能點(diǎn)烯爆炸性氣體混合物。在ib電路中,工作電流被限制在150mA 以下。本質(zhì)安全型電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、制造和維護(hù)方便,具有可靠的安全性,能直接應(yīng)用在最危險(xiǎn)的0區(qū)場(chǎng)所。因此,此類電器設(shè)備被廣泛地應(yīng)用在石油、化工等大型工程上,并逐漸地替代笨重的隔爆型結(jié)構(gòu) 1、根據(jù)儀表安裝、使用場(chǎng)所的危險(xiǎn)區(qū)域來(lái)選擇儀表的防爆型式:0區(qū):只能選ia型、S型(指專為0區(qū)設(shè)計(jì)的S型);1區(qū):可能除n型(本安型)以外的其他型式;表1 危險(xiǎn)區(qū)域劃分
2、根據(jù)可能出現(xiàn)的可燃性氣體、蒸氣的傳爆級(jí)別和引燃溫度組別,選擇儀表的防爆等級(jí)和最高允許表面溫度組別。表2可燃性氣體、蒸氣的引燃傳爆級(jí)別
表3可燃性氣體、蒸氣的引燃溫度組別
說明:
a、可燃性氣體、蒸氣的傳爆級(jí)別也是電氣設(shè)備的防爆級(jí)別,兩者是一致的。
b、可燃性氣體、蒸氣的引燃溫度組別與電氣設(shè)備最高表面溫度組別一一對(duì)應(yīng)。
3.防爆類型在危險(xiǎn)場(chǎng)所的適用性表4防爆類型在危險(xiǎn)場(chǎng)所的適用性
Ex(ia)ⅡC T6的含義:
注 : 該標(biāo)志中無(wú)溫度組別項(xiàng) , 說明該儀表不與爆炸性氣體直接接觸 術(shù)語(yǔ) | 縮寫 | 含義 |
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 |
安全柵最高開路電壓 | Uoc | 在最高允許電壓范圍內(nèi)本安端開路時(shí)電壓最大值 |
安全柵最大短路電流 | Isc | 在最高允許電壓范圍內(nèi)本安端短路時(shí)的電流最大值 |
安全柵允許分布電容 | Ca | 保證本質(zhì)安全性能情況下本安端最大允許外接電容 |
安全柵允許分布電感 | La | 保證本質(zhì)安全性能情況下本安端最大允許外接電感 |
在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所安裝儀表時(shí)的要求
①爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所使用的儀表、電氣設(shè)備和安裝材料如接線盒、分線盒、端子箱等,必須具有經(jīng)本國(guó)授權(quán)機(jī)構(gòu)簽發(fā)的防爆合格證,安裝前應(yīng)檢查其規(guī)格、型號(hào)是否符合設(shè)計(jì)要求,其外部應(yīng)無(wú)損傷、裂紋。②在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所也可設(shè)置正壓防爆的儀表箱,內(nèi)裝非防爆型儀表及其他電氣設(shè)備,儀表箱的通風(fēng)管必須保持暢通,在送電以前,應(yīng)通入箱體積 5倍以上的氣體進(jìn)行置換。③爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所1區(qū)內(nèi)的儀表配線,必須保證在萬(wàn)一發(fā)生接地、短路、斷線等事故時(shí),也不致形成點(diǎn)火源。因而電纜、電線必須穿管敷設(shè),采用耐壓防爆的金屬管,穿線保護(hù)管之間以及保護(hù)管與接線盒、分線箱、拉線盒之間,均應(yīng)采用圓柱管螺紋連接,螺紋有效嚙合部分應(yīng)在5~6扣以上。需撓性連接時(shí)應(yīng)采用防爆撓性連接管。在2區(qū)內(nèi)的儀表配線,一般也應(yīng)穿管,但只是為了保護(hù)電纜、電線的絕緣層不受外傷。④匯線槽、電纜溝、保護(hù)管穿過不同等級(jí)的爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所分界線時(shí),應(yīng)采取密封措施,以防止爆炸性氣體從一個(gè)危險(xiǎn)場(chǎng)所串入另一個(gè)危險(xiǎn)場(chǎng)所。