【正文】 ision）劃分的方法存在很大的差異，它們之間的近似對(duì)應(yīng)關(guān)系見下表： 中國、 IEC、歐洲標(biāo)準(zhǔn) 北美標(biāo)準(zhǔn) 危險(xiǎn)程度 0區(qū) (Zone0) Division 1 (1 區(qū) ) 高 低 1區(qū) (Zone1) 2區(qū) (Zone2) Division 2 (2 區(qū) ) 2. 釋放源 釋放源是指可能把可燃?xì)怏w、薄霧或液體釋放到大氣中以至形成爆炸性混合物的某個(gè)部位或某個(gè)點(diǎn)。 2區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)，不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時(shí)間存在的場所。 分 類 Ⅱ A Ⅱ B Ⅱ C 最大試驗(yàn)安全間隙 MESG（ mm） MESG≥ ＞ MESG＞ ≥ MESG 最小點(diǎn)燃電流比 MICR MICR＞ ≥ MICR≥ ＞ MICR 2. 爆炸性氣 體（蒸氣）混合物 分級(jí)的比較 爆炸性氣體（蒸氣）混合物 分級(jí)我國和 IEC一樣，與北美不同，見下表： 典型 典型氣體 中國、 IEC、歐洲標(biāo)準(zhǔn) 北美標(biāo)準(zhǔn) (NEC) 點(diǎn)燃特性 甲烷 Ⅰ Group D 難 易 丙烷 Ⅱ A 乙烯 Ⅱ B Group C 氫氣 Ⅱ C Group B 乙炔 Group A 3. 爆炸性氣體（蒸氣）分組我國和 IEC一樣，北美與 IEC基本相同，只是更細(xì)而已，對(duì)應(yīng)關(guān)系見下表： 中國、 IEC 歐洲標(biāo)準(zhǔn) 北美標(biāo)準(zhǔn)(NEC) 最高表面溫度（ ℃） 點(diǎn)燃特性 T1 T1 450 難 易 T2 T2 300 T2A 280 T2B 260 T2C 230 T2D 215 T3 T3 200 T3A 180 T3B 165 T3C 160 T4 T4 135 T4A 120 T5 T5 100 T6 T6 85 3 Ex d Ⅱ B T4 溫度組別 類別 防爆型式（隔爆型） 防爆總標(biāo)志 Ex e Ⅱ T3 溫度組別 類別 防爆型式（增安型） 防爆總標(biāo)志 Ex ia Ⅱ A T6 溫度組別 類別 防爆型式（本安型） 防爆總標(biāo)志 五 爆炸性氣體（蒸氣）環(huán)境的劃分 1. 爆炸性氣體（蒸氣）環(huán)境的分區(qū) 世界各國對(duì)危險(xiǎn)場所區(qū)域劃分不同，但大致分為兩大派系：我國和大多數(shù)歐洲國家采用國際電工委員會(huì)（ IEC）的劃分方法，而以美國和加拿大為主要代表的其他國家則采用北美劃分方法。相對(duì)密度是指可燃性氣體（蒸氣）與空氣密度的比值（空氣為 1）。但當(dāng)可燃性液體呈霧狀顆粒狀態(tài)及操作溫度高于液體閃點(diǎn)時(shí)同樣有爆炸危險(xiǎn)性。如環(huán)氧丙烷的閃點(diǎn)為 ℃，不僅在冬天戶外場所蒸發(fā)蒸氣，而且在常溫時(shí)會(huì)快速蒸發(fā)蒸氣。 爆炸分凝聚相爆炸和分散相爆炸兩類。燃燒現(xiàn)象的出現(xiàn)同時(shí)具備以下三個(gè)條件：即要有可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)和點(diǎn)燃源 ，三者缺一不可。 1 第一章 爆炸性氣體環(huán)境的基本知識(shí) 一 引言 隨著石油、化工、煤礦等工業(yè)的發(fā)展，防止爆炸性事故的發(fā)生，越來越引起人們的重視，但是在生產(chǎn)過程中又難免會(huì)產(chǎn)生爆炸性物質(zhì)的泄漏，形成爆炸性氣體危險(xiǎn)場所。 燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)。凝聚相爆炸指炸藥類的爆炸，分散相爆炸指爆炸性氣體環(huán)境中形成的爆炸。 液體周圍環(huán)境溫度是影響液體蒸發(fā)的主要依據(jù)。 爆炸極限是指可燃性氣體（蒸氣）與空氣形成的混合物，能引起爆炸的最低 濃度（爆炸下限）或最 高濃度（爆炸上限），介與爆炸下限和上限中間的濃度范圍稱爆炸范圍。 相對(duì)密度是研究爆炸性混合物擴(kuò)散范圍的重要依據(jù)。 1）我國對(duì)爆炸性危 險(xiǎn)場所劃分的依據(jù)： 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第 14部分 危險(xiǎn)場所分類》 GB500581992 《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 根據(jù)爆炸性氣體（蒸氣）環(huán)境出現(xiàn)的頻率和持續(xù)時(shí)間把危險(xiǎn)場所分為以下區(qū)域。 另外，按英國專 家 ： 4 0區(qū)：每年至少出現(xiàn) 1000h； 1區(qū)：每年在 10— 1000h； 2區(qū)：每年在 10h以下。 每一臺(tái)加工設(shè)備：如罐、泵、管道、容器等都應(yīng)視作潛在的可燃性物質(zhì)的釋放源。如：處理容器的內(nèi)部，與大氣相通的儲(chǔ)罐，在儲(chǔ)油（液）槽中油 (液 )上方的蒸氣空間和低于水平面的空間等。 4）多級(jí)釋放源 由上述兩種或多種級(jí)別組成的釋放源。 通風(fēng)有自然通風(fēng)、一般機(jī)械通風(fēng)、局部機(jī)械通風(fēng)、無通風(fēng)區(qū) 分。 （蒸氣）環(huán)境的范圍 影響區(qū)域范圍的因素有：可燃性氣體釋放量、釋放速度、釋放濃度、通風(fēng)、障礙物、易燃液體的沸點(diǎn)、爆炸下限、閃點(diǎn)、相對(duì)密度、液體濃度等。現(xiàn)對(duì)幾種主要的防爆電氣設(shè)備進(jìn)行介紹。 電氣設(shè)備外殼的內(nèi)部由于呼吸作用會(huì)進(jìn)入周圍的爆炸性氣體混合物，當(dāng)設(shè)備產(chǎn)生電火花及危險(xiǎn)高溫時(shí)，將引燃?xì)?nèi)的爆炸性氣體混合物，形成巨大的爆破力及沖擊波。在低于最大爆壓濃度 時(shí)，爆炸壓力與混合物的濃度成正比；當(dāng)外殼的容積增大時(shí)，其熱損失相對(duì)減小，爆炸壓力相對(duì)增高；就外殼的形狀而言，非球型容器比球型容器的爆炸壓力要低；點(diǎn)火位置偏離中心，其爆炸壓力會(huì)下降；接合面間隙增大，爆炸壓力將下降；爆炸性氣體混合物的初始?jí)毫皽囟忍岣?，爆炸壓力將增大。常用的有鋼板、鑄鋼、 鑄鋁合金、鑄鐵等材料。以鑄鋁殼體為例，容積不大于 ，殼壁厚度應(yīng)在 之間，法蘭厚度應(yīng)在 之間；壓鑄鋁外殼的壁厚由于致密度相對(duì)較高，其壁厚可設(shè)計(jì)得小一點(diǎn)。事實(shí)上，在同一空腔中，當(dāng)電氣部件安裝不合理時(shí)也會(huì)產(chǎn)生壓力重疊現(xiàn)象。 2. 隔爆外殼的隔爆性 由于制造、安裝、維護(hù)等原因，隔爆外殼不可能是天衣無縫的整體，而是由許多個(gè)零部件組成。隔爆接合面的結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證熄滅間隙中的火焰，損失至少 20%的熱量。 隔爆接合面的結(jié)構(gòu)形式有平面式、止口式、螺紋式。還有一種膠粘接合面結(jié)構(gòu)。緊固件應(yīng)有防銹、防松措施，以 7 保證平面式隔爆接合面的間隙。 不透螺孔的深度應(yīng)保證螺栓和螺孔緊固后，須留有大于 2倍防松墊圈厚度的螺紋余量。聯(lián)鎖裝置的機(jī)構(gòu)應(yīng)保證電源接通時(shí)殼蓋不能打開；殼蓋打開后，電源不能接通。以上均應(yīng)能承受規(guī)定的沖擊試驗(yàn)及耐壓試驗(yàn)。按其結(jié)構(gòu)分有橡膠密封圈式、填料密封式、帶螺紋的電纜引入方式之分。當(dāng)圓形電纜直徑大于 20mm時(shí)，壓緊件應(yīng)有防拔脫機(jī)構(gòu)。 5）襯墊 隔爆外殼上的襯墊有兩種形式：防爆用的襯墊，應(yīng)采用金屬或金屬包覆的可壓縮不燃材料；防護(hù) 8 用的襯墊，應(yīng)采用橡膠或塑料的可壓縮不燃材料，且不能計(jì)算在隔爆接合面內(nèi)。 7）接地連接件 為安裝方便，隔爆外殼上的接地連接件有內(nèi)、外之分，連接件的尺寸應(yīng)壓緊 ，并有防松、防腐措施。 隔爆型電氣 設(shè)備的外殼能保證內(nèi)部引燃爆炸后不會(huì)點(diǎn)燃周圍的爆炸性氣體混合物，其安全程度較高，可用于 1區(qū)、 2區(qū)爆炸性氣體危險(xiǎn)環(huán)境。 二 增安型電氣設(shè)備 增安型電氣設(shè)備是指對(duì)正常條件下不會(huì)產(chǎn)生電弧或電火花的電氣設(shè)備，進(jìn)一步采取措施，提高其安全程度，防止電氣設(shè)備產(chǎn)生電弧、電火花及危險(xiǎn)高溫的電氣設(shè)備 。 增安型電氣設(shè)備是依靠外殼的防護(hù)措施來保護(hù)內(nèi)部的電氣部件的。 增安型電氣設(shè)備的外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)符合以下規(guī)定： 內(nèi)裝裸露帶電零件的外殼（如接線連接件），至少應(yīng)有 IP54的外殼防護(hù)等級(jí)；內(nèi)裝絕緣帶電零件的外殼（如電磁閥線圈），至少應(yīng)有 IP44的外殼防護(hù)等級(jí)。無論連接件的結(jié)構(gòu)如何，均應(yīng)有可靠固定和防松措施，制造廠在說明書中應(yīng)規(guī)定連接導(dǎo)線的規(guī)格及數(shù)量。因此只允許采用以下導(dǎo)線的連接方法： a）能防止松動(dòng)的螺栓及螺釘連接； b）擠壓連接； c）導(dǎo)線用機(jī)械方法連接后，再用錫焊連接； d）硬焊連接； e）溶焊連接。 1） 電氣間隙 計(jì)算電氣間隙應(yīng)按零件的作用及所處的位置來考慮，并有以下兩種形式： a）帶電零件之間及帶電零件與接地零件之間； b） 帶電零件與易碰零件之間。如變送器的工作電壓為 DC12V36V，則連接接線端子應(yīng)按 DC36V計(jì)算。 2） 爬電距離 10 電氣設(shè)備電氣部件的絕緣材料如 選擇不恰當(dāng)，或?qū)щ娏慵g的距離設(shè)計(jì)得過小，當(dāng)絕緣材料表面存有灰塵、導(dǎo)電介質(zhì)時(shí)，在電場的作用下，會(huì)產(chǎn)生漏電、局部熱分解、絕緣材料表面碳化現(xiàn)象。它是以確定相比漏電起痕指數(shù)來劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ a三個(gè)等級(jí)的。 電氣設(shè)備內(nèi)的電路板，如工作電壓低于 60V時(shí)，與外部導(dǎo)線連接的接點(diǎn)其最小值應(yīng)為 。 所謂耐熱性是指固體絕緣材料在某一溫度下能長期運(yùn)行而不會(huì)損壞的工作溫度值。 B、 F 絕緣材料用得較多，如三聚腈胺石棉耐弧塑料， DMC 塑料，其極限溫度在130155℃之間。如果使用有機(jī)溶劑作為浸漬劑時(shí)，浸漬及干燥過程必須進(jìn)行二次。這樣，很難提高設(shè)備的 11 溫度組別，因此，須從限止極限溫度及進(jìn)行電氣保護(hù)兩個(gè)方面著手解決。 對(duì)于導(dǎo)線及所有安裝的金屬部件，還應(yīng)符合以下規(guī)定：不允許降低材料的機(jī)械強(qiáng)度；不允許因熱膨脹而超過材料的許用應(yīng)力；不允許損壞鄰近 的絕緣材料。 保護(hù)裝置一般有兩種形式： a） 電流保護(hù)方式 由熔斷器、斷路器、熱保護(hù)元件組成控制電路。由于熱敏元件直接反映溫度的變化，也稱直接控制方式。 最小徑向單邊間隙：增安型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子之間不應(yīng)在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生掃膛摩擦，引起高溫及摩擦火花。導(dǎo)條與鐵芯槽應(yīng)壓緊在一起，以防止電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生火花。高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈當(dāng)燈泡破裂后，其引燃極仍在點(diǎn)燃，極溫可達(dá)一千多度，無論何種爆炸氣體都會(huì)引燃。 燈管（泡）與透明罩之間應(yīng)有一定距離，以便降低燈具的溫升及熱破損。 如果燈泡裝在彈簧燈座中并與透明罩接觸，其接觸時(shí)彈簧行程至少為 。并應(yīng)經(jīng)得起短路電流的試驗(yàn)不損壞。單體蓄電池的極柱應(yīng)采用溶焊及釬焊等方式連接，連接的導(dǎo)線應(yīng)有足夠的載流量。前者為恒電阻加熱元件，如空間加熱器；后者為自限溫半導(dǎo)體元件，如加熱電纜。 13 電阻加熱器應(yīng)設(shè)置漏電保護(hù)器。 增安型電氣設(shè)備的外殼不能起到防爆作用，安全程度決定于安裝的可靠及維護(hù)的好壞，可在 1區(qū)（部分產(chǎn)品）、 2區(qū)爆炸性氣體環(huán)境使用。 4)最小點(diǎn)燃電流：用火花試驗(yàn)裝置，在電阻電路或電感電路中引起爆炸性試驗(yàn)混合物點(diǎn)燃的最小電流。 本質(zhì)安全型設(shè)備的特點(diǎn) 1）安全程度高， ia等級(jí)可用于 0區(qū)，其他防爆型式均不能用于 0區(qū)； 2）體積小，重量輕，造價(jià)低； 3）結(jié)構(gòu)簡單，易操作、維護(hù)。 查最小點(diǎn)燃曲線的方法 1) 確定電路類型（ R、 C、 L） ,并考慮最不利的因素 (電源的波動(dòng)、元件的容差 )，確定電氣參數(shù)（ U、 I、R、 C、 L）值； 2) 將相應(yīng)的安全系數(shù)加在電壓或電流上： ia等級(jí) :正常工作和一個(gè)故障，安全系數(shù) K＝ ；二個(gè)故障，安全系數(shù) K＝ ； ib等級(jí) :正常工作和一個(gè)故障，安全系數(shù) K＝ ； 3）對(duì)應(yīng)不同的電路類型，根據(jù)防爆級(jí)別 不同，查相應(yīng)的最小的點(diǎn)燃曲線，使考慮安全系數(shù)后的電壓 (Uk)或電流值（ Ik）小于最小點(diǎn)燃電壓 (Umin)或最小點(diǎn)燃電流 (Imin)值。 5%，限流電阻最小阻值至少為 。電路由一個(gè) 30V電池 組與可靠元件 10KΩ 電阻、 10uf電容器連接組成的。 該示例中， 300Ω和 1100Ω取為最小值， 100mH取為最大值，電池組的最高電壓假定為 22V。 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) :GB42081993 外殼防護(hù)等級(jí)（ IP代碼） 外殼材質(zhì) a 塑料外殼： 熱穩(wěn)定性：塑料外殼允許的工作溫度高于設(shè)備外殼最高表面溫 度。 各本安電路接線端子的裸露導(dǎo)體部件之間的電氣間隙應(yīng)等于或大于 4給出值。 插接件 1）用于連接外部本安與非本安電路的插頭和插座應(yīng)是分開的，而且不能互換。 同一外殼中的本安導(dǎo)線應(yīng)為淺藍(lán)色或加藍(lán) 色套管標(biāo)記。 ： 當(dāng)電路中某一