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防爆电气设备分类、分级与分组
阅读量:5212021-04-10
在我们了解了可燃性气体燃烧与爆炸的充分必要条件以后,为了保证石油、化工、纺织、粮食加工生产过程的安全,人们必须消除或避免这些生产工艺过程中因电气开关、静电积累、固体碰撞摩擦而产生的各式各样的“火花”和危险温度,消除或限制引起可燃性气体混合物的点燃条件,从而来避免因此发生的可燃性气体燃烧,甚至爆炸。
就电气设备而言,在存在可燃性气体的环境中,必须具有防爆功能。
防爆电气设备,是指结构和性能上采取一定的技术措施,从而不会引起周围爆炸性气体环境发生点燃、爆炸的电气设备。这种电气设备,根据所采用的技术措施的不同和使用的场所范围的不同,可以分为9种防爆型式:
(1)隔爆型“d”;
(2)增安型“e”;
(3)本质安全型“i”;
(4)正压型“p”;
(5)油浸型“o”;
(6)充砂型“q”;
(7)浇封型“m”;
(8)“n”型;
(9)特殊型“s”。
这九种防爆型式的电气设备就可以涵盖工业企业内爆炸性气体环境中使用的全部电气设备,就可能保证这些环境场所不会因电气设备引起点燃爆炸而威胁人员生命和社会财产的安全。
防爆电气设备不同于一般用途的工业和民用电气设备。从设备整体结构上讲,防爆电气设备应该有一个外壳,以保证内装的电气元器件、导线不受外界可能遇到的伤害,另外,还应该有一个与外部电源和用电器相连接的电缆接口单元,从而实现自身的相应功能;从设备整体性能上讲,防爆电气设备应该具有良好的基本的电气性能和机械性能,此外,还应该具有可靠的特殊的安全性能。这样,防爆电气设备就可以安全地运行在爆炸性气体环境中。
我们将在后续章节中陆续地介绍各种型式的防爆电气设备的不同和区别。不论防爆型式如何不同,作为防爆电气,为了表征其基本性能,便于选择和使用,统一地进行分类、分组是必须的。
一、防爆电气设备的分类及分级分组
1.分类和分级

防爆电气设备根据使用环境场所的不同,可以分为两大类:

(1)Ⅰ类电气设备
I类电气设备是指适于煤矿井下使用的电气设备。这类防爆电气设备实质上是指适用于甲烷和煤尘存在的场所的电气设备。
(2)Ⅱ类电气设备
Ⅱ类电气设备是指除煤矿以外的其他爆炸性气体环境中使用的电气设备。
Ⅱ类防爆电气设备,根据防爆型式的不同,又可以分为3个级别:ⅡA级电气设备;ⅡB级电气设备;ⅡC级电气设备。
这种分级通常只适用于隔爆型“d”和本质安全型“i”这两种防爆型式,对于其他的某种防爆型式,如果按照试验确定也可以分为ⅡA级、ⅡB级和ⅡC级三个级别。
我们已经简单地介绍了可燃性气体根据最大试验安全间隙和最小点燃电流比进行分级的原则,并且还介绍了一些可燃性气体的分级情况,这些都给我们对电气设备进行分级提供了依据。这里我们所说的电气设备分级:“ⅡA级”、“ⅡB级”和“ⅡC级”是和可燃性气体的分级相对应的,是一致的。
2.分组
(1)分组原则
人们把可燃性气体按照它们的点燃温度进行了分组,即分为T1、T2、T3、
T4、T5和T6组(各组的温度范围参见表2-4)。对于防爆电气设备来说,最高表面温度也分为6个温度组别,与可燃性气体的分组一一对应。
防爆电气设备的温度分组原则是,电气设备所产生的最高表面温度不得点燃可燃性气体,也就是说,最高表面温度不得高于可燃性气体的点燃温度。于是,可以得出防爆电气设备的温度组别与最高表面温度的关系。
所谓最高表面温度,是指防爆电气设备在正常工作条件和允许的最不利条件下运行时,它的表面或某一部分可能达到的,并且有可能点燃周围爆炸性气体混合物的最高温度。由于防爆型式的不同,最高表面温度,可能是电气设备外壳外表面的温度,如隔爆型电气设备;也可能是电气设备外壳外表面的温度和内部某个元器件表面的温度中较高的那个温度,如增安型电气设备、正压型电气设备。
(2)小元件的表面温度
在某些防爆型式的电气设备中,有一些表面积不大的元器件的最高表面温度允许适当地大于相应的温度组别的温度值。在第一章中,我们已经知道了固体热表面的点燃机理,因而适当地提高这些元器件最高表面温度的值,不会造成点燃危险。
通常认为,当这个元器件的总表面积不大于10cm?时,如果它的最高表面温度小于实测的可燃性气体的点燃温度50K(对于T1、T2、T3组电气设备)或25K(对于T4、T5、T6电气设备)的话,则它的表面温度允许超过这个防爆电气设备所标志的温度组别的温度值。
另外,对于一些小体积的元件,例如,晶体管或电阻元件,当它们满足以下任一要求时,它的允许最高表面温度可以超过相应温度组别的温度值。
二、防爆电气设备的运行环境湿度
大家知道,电气设备的运行环境条件对于安全使用电气设备是十分重要的,环境温度是电气设备在使用环境中安全运行的一个重要因素,但凡电气设备都必须规定它的使用环境温度。对于防爆电气设备来说,国家标准GB 3836.1《爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求》规定,使用环境温度为-20~+40℃。
在某处特殊情况下,如果防爆电气设备的使用环境温度超出了规定的温度范围,那么设备制造商就应该如实地将这个温度范围标志在产品铭牌上,而且还应该在这种产品的相关使用说明资料,例如使用说明书中,给以明确表述。
必须注意,设计人员在设计某个产品的一些性能指标时已考虑这个产品的实际运行环境SO条件,其中包括环境温度。当这个产品的实际运行环境与设计使用环境不一致的话,产品就不会充分实现它的性能指标,严重时可能会遭到破坏。作业人员必须注意:就防爆电气设备而言,如果运行环境温度超出规定的温度范围,这就有可能影响某些防爆形式的防爆安全性能。

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