防爆等級的劃分及定義
一、 防爆概念
1、 引起爆炸的三個必要條件，三個條件同時具備 —— 爆炸
1，點火所需能量 source of igrution；空氣或氧氣 air or oxygen；flammable air flammable dust
2、 防止爆炸的產(chǎn)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(chǎn)生。3，爆炸性物質(zhì)（flammable air flammable dust）：能與氧氣（空氣）反應(yīng)的物質(zhì)，包括氣體、液體和固體。（氣體：氫氣，乙炔，甲烷等；液體：酒精，汽油；固體：粉塵，纖維粉塵等。）
在工業(yè)過程中，通常從下述三個方面著手對易燃易爆場合進行處理。
1）預(yù)防或大限度地降低易燃物質(zhì)泄漏的可能性；
2）不用或盡量少用易產(chǎn)生電火花的電所元件；
3）采取充氮氣之類的方法維持惰性狀態(tài)。
二、 危險區(qū)域的等級分類及電氣元件防爆分類和允許溫度區(qū)域
1、 危險區(qū)域的等級分類
0區(qū)（Zone 0）： 易爆氣體始終或長時間存在
1區(qū)（Zone 1）： 易燃氣體在儀表的政黨工作過程中有可能發(fā)生或存在
2區(qū)（Zone 2）： 一般情形下，不存在易燃氣體且即使偶爾發(fā)生，基存在時間亦很短
易爆區(qū)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(shù)委員會（Internaional Electrotechnical Commission）
N.E.C.： 美國電氣規(guī)程（National Electrical Code, U.S.A.）
2、電氣元件防爆分類
1、一般保護 EN50.014
2、浸油保護 0 EN50.015
3、充壓保護設(shè)施 p EN50.016
4、加充粉末 q EN50.017
5、阻燃殼體 d EN50.018
6、提高安全系數(shù) e EN50.019
7、本安保護 i EN50.0120
8、氣密保護 h 未統(tǒng)一
9、壓力花保護 n 未統(tǒng)一
10、特殊措施 s 未統(tǒng)一
3、電氣設(shè)備允許溫度區(qū)域
電氣元件溫區(qū)等級號 元件表面溫度大允許值（°C） 氣體燃點（°C）
T1 200T450 450
T2 200T300 300
T3 135T200 200
T4 100T135 135
T5 85T100 100
T6 T85 85
三、 幾種常見物質(zhì)的爆炸特性
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
四、本安型傳感電路的供電限制
供電限制主要體現(xiàn)在以下三個方面：
1、將動力電與電子元件隔離。
2、采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、限制傳感電路的工作電源及電壓
本安型電路可分為兩類：ia及ib。Ib本安電路必須保證政黨工作狀態(tài)下以及系統(tǒng)中存在一起故障時，電路元件不發(fā)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(fā)生燃爆。
五、EH儀表所遵循的主要防爆標準
1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM標準為經(jīng)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
六、儀表殼體防護等級的劃分
作為應(yīng)用于易爆危險區(qū)的儀表，對其外殼的保護等級亦應(yīng)作出規(guī)定，賦予一定的代碼，即IP等級號。
IEC144規(guī)定的殼體保護等級由一個對應(yīng)其抗外界物體沖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(yīng)從其殼體中取出，否則會違反IP40所提出的低要求。保護等級由兩位數(shù)字組成，在其前加上IP字樣。
IP1 2
第一位數(shù)字 第二位數(shù)字
抗外界物體沖刺能力 防水能力
0無抗沖穿能力 0無防水穿能力
1外界物體尺寸大于50mm（特大） 1水自落下滴
2外界物體尺寸大于120mm（中） 2水滴入角度為-15°
3外界物體尺寸大于2.5mm（小） 3水以60°角度噴射
4顆粒狀外界物體，粒度大于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（僅適用于特殊殼體） 6 100升/分的水束
7以1米/分的速度浸入水中
8 以預(yù)先商定的方式浸入水中
防爆的基本原理
爆炸的概念
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。
爆炸必須具備的三個條件：
1）爆炸性物質(zhì)：能與氧氣（空氣）反應(yīng)的物質(zhì)，包括氣體、液體和固體。（氣體：氫氣，乙炔，甲烷等；液體：酒精，汽油；固體：粉塵，纖維粉塵等。）2 ）氧氣：空氣。3 ）點燃源：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。
為什么要防爆
易爆物質(zhì)：很多生產(chǎn)場所都會產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。煤礦井下約有三分之二的場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)。氧氣：空氣中的氧氣是無處不在的。點燃源：在生產(chǎn)過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花、機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當儀 表、電氣發(fā)生故障時。
客觀上很多工業(yè)現(xiàn)場滿足爆炸條件。當爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時，若存在爆炸源，將會發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。
儀表防爆的原理
危險場所危險性劃分：
爆炸性物質(zhì) 區(qū)域定義 中國標準 北美標準
0 區(qū)：Div.1 氣體(CLASS Ⅰ) 在正常情況下 , 爆炸性氣體混合物連續(xù)或長時間存在的場所
1 區(qū)：在正常情況下爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所 1 區(qū)
2 區(qū)：Div.2 在正常情況下爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn) , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現(xiàn)的場所
10 區(qū) Div.1：粉塵或纖維(CLASS Ⅱ/Ⅲ） 在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物可能連續(xù) , 短時間頻繁地出現(xiàn)或長時間存在的場所
11 區(qū) Div.2：在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物不能出現(xiàn) , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現(xiàn)的場所
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(qū)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(shè)法防止產(chǎn)生點火源 Zone1,Zone2
3 本安型 ia GB3836.4 限制點火源的能量 Zone0-2
本安型 ib GB3836.4 限制點火源的能量 Zone1,Zone2
4 正壓型 p GB3836.5 危險物質(zhì)與點火源隔開 Zone1,Zone2
5 充油型 o GB3836.6 危險物質(zhì)與點火源隔開 Zone1,Zone2
6 充砂型 q GB3836.7 危險物質(zhì)與點火源隔開 Zone1,Zone2
7 無火花型 n GB3836.8 設(shè)法防止產(chǎn)生點火源 Zone2
8 澆封型 m GB3836.9 設(shè)法防止產(chǎn)生點火源 Zone1,Zone2
9 氣密型 h GB3836.10 設(shè)法防止產(chǎn)生點火源 Zone1,Zone2
防爆對危險場所的適用性：
爆炸性危險氣體分類
根據(jù)可能引爆的小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區(qū)將爆炸性氣體分為四個危險等級，如下表：
工況類別 氣體分類 代表性氣體 小引爆火花能量
礦井下 Ⅰ 甲烷 0.280mJ
礦井外的工廠 ⅡA 丙烷 0.180mJ
ⅡB 乙烯 0.060mJ
ⅡC 氫氣 0.019mJ
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。 然后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 谷物塵埃
氣體溫度組別劃分：
溫度組別 安全的物體表面溫度 常見爆炸性氣體
T1 ≤ 450℃ 氫氣、丙烯腈等 46 種
T2 ≤ 300℃ 乙炔、乙烯等 47 種
T3 ≤ 200℃ 汽油、丁烯醛等 36 種
T4 ≤ 135℃ 乙醛、四氟乙烯等 6 種
T5 ≤ 100℃ 二硫化碳
T6 ≤ 85℃ 硝酸乙酯和亞硝酸乙酯
儀表的防爆標志
Ex(ia)ⅡC T6 的含義：
標志內(nèi)容 符號 含義
防爆聲明 Ex 符合某種防爆標準，如我國的國家標準
防爆方式 ia 采用 ia 級本質(zhì)安全防爆方法，可安裝在 0 區(qū)
氣體類別 ⅡC 被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體
溫度組別 T6 儀表表面溫度不超過 85℃
Ex(ia)ⅡC 的含義
標志內(nèi)容 符號 含義
防爆聲明 Ex 符合歐洲防爆標準
防爆方式 ia 采用 ia 級本質(zhì)安全防爆方法，可安裝在 0 區(qū)
氣體類別 ⅡC 被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體
注：該標志中無溫度組別項 , 說明該儀表不與爆炸性氣體直接接觸
防爆術(shù)語：
有關(guān)防爆術(shù)語及標準
安全柵安全參數(shù)定義：
*8226; 安全柵高允許電壓： 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高電壓
*8226; 安全柵高開路電壓： Uoc
在高允許電壓范圍內(nèi)本安端開路時電壓大值
*8226; 安全柵大短路電流： Isc
在高允許電壓范圍內(nèi)本安端短路時的電流大值
*8226; 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大允許外接電容
*8226; 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大允許外接電感
防爆標志格式說明：
將工廠或礦區(qū)的爆炸危險介質(zhì)，按其引燃能量，小點燃溫度以及現(xiàn)場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學(xué)分類分級，以確定現(xiàn)場防爆設(shè)備的防爆標志和防爆形式。
防爆標志格式：
Ex (ia) ⅡC T4
防爆標記防爆等級氣體組別溫度組別
防爆等級說明：
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(shè)備。
正常工作時，安全系數(shù)為 2.0 ；
一個故障時，安全系數(shù)為 1.5 ；
二個故障時，安全系數(shù)為 1.0 。
注：有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。
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(shè)備。
正常工作時，安全系數(shù)為2.0；一個故障時，安全系數(shù)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，并且有故障自顯示的措施，一個故障時安全系數(shù)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(shè)備按其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。
---
IEC 防爆等級標準格式:Ex(ia)ⅡC T4
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。
爆炸必須具備的三個條件：
1 ）爆炸性物質(zhì)：能與氧氣（空氣）反應(yīng)的物質(zhì)，包括氣體、液體和固體。（氣體：氫氣，乙炔，甲烷等；液體：酒精，汽油；固體：粉塵，纖維粉塵等。）2 ）氧氣：空氣。3 ）點燃源：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。
為什么要防爆
爆炸性危險氣體分類
根據(jù)可能引爆的小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區(qū)采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:
防爆級別
|
防爆級別 |
溫度組別 |
|||
|
T1 |
T2 |
T3 |
T4 |
|
|
Ⅱ A |
乙烷、丙烷、苯乙烯、二甲苯、苯、一氧化碳、丙酮、醋酸、氨、吡啶 |
乙醇、丁烷、丙烯、醋酸乙酯、二氧乙烷、氯乙烯、氯乙醇、噻吩、環(huán)戊烷、二甲胺 |
戊烷、癸烷、乙基環(huán)戊烷、松節(jié)油、石腦油、石油（包括汽油）、燃料油、戊醇四氯 |
乙醚、三甲胺 |
|
Ⅱ B |
丙炔、丙烯腈、氫化氨、焦爐煤氣 |
乙烯、環(huán)氧乙烷、丙烯酸甲酯、呋喃 |
二甲醚、丙烯醛、四氫呋喃、硫化氫 |
二乙醚、二丁醚、四氟乙烯等 |
|
Ⅱ C |
氫、水煤氣 |
乙炔 |
|
|
Ⅱ 類電氣設(shè)備的高表面溫度分組
|
溫度組別 |
高表面溫度℃ |
|
T1 |
450 |
|
T2 |
300 |
|
T3 |
200 |
|
T4 |
135 |
|
T5 |
100 |
|
T6 |
85 |
國家標準GB關(guān)于防爆等級標準的規(guī)定:
序號 防爆型式 代號 國家標準GB 防爆措施 適用區(qū)域
1 隔爆型 d GB3836.2 隔離存在的點火源
2 增安型 e GB3836.3 設(shè)法防止產(chǎn)生點火源
3 本安型 ia GB3836.4 限制點火源的能量
本安型 ib GB3836.4 限制點火源的能量
4 正壓型 p GB3836.5 危險物質(zhì)與點火源隔開
5 充油型 o GB3836.6 危險物質(zhì)與點火源隔開
6 充砂型 q GB3836.7 危險物質(zhì)與點火源隔開
7 無火花型 n GB3836.8 設(shè)法防止產(chǎn)生點火源
8 澆封型 m GB3836.9 設(shè)法防止產(chǎn)生點火源
9 氣密型 h GB3836.10 設(shè)法防止產(chǎn)生點火源
防爆等級標準術(shù)語：
有關(guān)防爆術(shù)語及標準
安全柵安全參數(shù)定義：
*8226; 安全柵高允許電壓： 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高電壓
*8226; 安全柵高開路電壓： Uoc
在高允許電壓范圍內(nèi)本安端開路時電壓大值
*8226; 安全柵大短路電流： Isc
在高允許電壓范圍內(nèi)本安端短路時的電流大值
*8226; 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大允許外接電容
*8226; 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大允許外接電感
防爆標志格式說明：
將工廠或礦區(qū)的爆炸危險介質(zhì)，按其引燃能量，小點燃溫度以及現(xiàn)場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學(xué)分類分級，以確定現(xiàn)場防爆設(shè)備的防爆標志和防爆形式。
防爆標志格式：
Ex(ia)ⅡC T4
防爆標記防爆等級氣體組別溫度組別
防爆等級說明：
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(shè)備。
正常工作時，安全系數(shù)為 2.0 ；
一個故障時，安全系數(shù)為 1.5 ；
二個故障時，安全系數(shù)為 1.0 。
注：有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。
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(shè)備。
正常工作時，安全系數(shù)為 2.0 ； 一個故障時，安全系數(shù)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，并且有故障自顯示的措施，一個故障 時安全系數(shù)為 1.0 。
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