防爆电气基础知识

IEC
0区 爆炸性气体环境连续 出现或长时间存在的 场所。 1区 在正常情况下 , 可能 出现爆炸性气体环境 的场所 2区 在正常情况下,不可 能出现爆炸性气体环 境,如果出现也是偶 然发生并且仅是短时 间存在的场所
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C L A S S Ⅰ
Division 1
Division 2
三、IEC与NEC标准基础理论 温度组别的划分
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四、电气设备防爆技术 防爆电气设备的防爆原理
一、间隙防爆原理（隔爆型 d） 一个外壳能承受内部爆炸性气体混合物的 爆炸压力，并有一个或几个金属面缝隙可以阻 止内部爆炸向外壳周围爆炸性气体混合物传播， 达到防爆要求。 二、小于点燃能量防爆原理（本安型 ia/ib） 有效降低电气电路的电压、电流、储能元 件的数值，保证电路正常工作或规定的故障状 态下产生的电火花和热效应能量，都低于规定 的爆炸性气体混合物最小点燃能量，达到防爆 要求。
适用区域 (IEC Zone)
0 1 2 0 1 2 20 21 22
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II类（工厂 G-Gas） III类（粉尘或纤维 D-Dust）
四、电气设备防爆技术
主要电气防爆技术（防爆型式）
目前主要电气防爆技术有： 1、隔爆型(Exd) 2、本安型（Exia/Exib) 3、增安型(Exe) 4、正压型(Exp) 5、充油型(Exo) 6、充砂型(Exq) 7、浇封型(Exm) 8、气密型(Exh） 解决主要点火源：由电气因素引起的电火花和热 效应。
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四、电气设备防爆技术 防爆电气设备的防爆原理
三、阻止点火源与爆炸性混合物相接触防爆原 理（正压p、充油o、充砂q、胶封m、气密h） 采取有效可靠措施（如通风、充油、充砂、 浇封、气密），使点火源与周围爆炸性气体混 合物隔离，达到防爆要求。 四、在特定的条件下提高电气设备的电气安全 措施防爆原理（增安型 e） 正常正常运行条件下，不会产生点燃爆炸性混 合物的火花或危险温度的电气设备，在结构上 采取附加措施(如密封等)，提高其安全程度， 以避免在正常和规定过载条件下点燃现场的可 燃性气体。
Ex de IIB T4
温度组别 设备类别（气体组别） 防爆方法 防爆认证设备
II 2 G D E Ex ia IIC T100℃
与中国的相同 符合欧洲EN标准
粉尘防爆
气体防爆 设备类别 ATEX认证符号
解读：隔爆增安型的，适用于II 类B组气体的T4组防爆型设备。
解读：欧洲ATEX认证的，工厂用的， 可用于Zone 1的，气体防爆和粉尘防 爆的，符合欧洲EN标准的，本质安全 型防爆的，可用于II类C组气体的T6组 防爆现场仪表。
防爆电器基础知识
一、关于防爆电气的几个定义
1.爆炸
爆炸是某一物质在发生迅速的物理变化或化学反应时，系统 本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械 功，通常同时伴随有强烈放热、发光和声响的效应。
2.爆炸上限（UEL）与爆炸下限（LEL）
爆炸上限：可燃性气体在空气中遇明火种产生爆炸的最高浓 度。 爆炸下限：可燃性气体在空气中遇明火种产生爆炸的最低浓 度。 可燃气体在空气中的浓度只有在爆炸下限与爆炸上限之间才 会发生爆炸，高于爆炸上限或者低于爆炸下限都不会发生爆炸。
IP 表示Ingress Protection（进入防护），防护 等级多以IP后跟随两个数字来表述，数字用来明确防护 的等级。IPxx 防尘防水等级：
【防尘等级】 (第一个X表示) 【防水等级】 (第二个X表示) 0 ：无需防护 0 ：无需防护 1 ：大于50mm固体的防护 1 ：垂直坠落水滴的防护 2 ：大于12.5mm固体的防护 2 ：垂直偏15°坠落水滴的防护 3 ：大于2.5mm固体的防护 3 ：垂直偏60°坠落水滴的防护 4 ：大于1mm固体的防护 4 ：各个方向溅出水滴的防护 5 ：粉尘防护（无危害性堆积）5 ：各个方向喷射水滴的防护 6 ：粉尘的完全防护 6 ：大量水花喷射的完全防护 7 ：浸池效应的防护 8 ：特定环境下持续浸泡效应的 例：IP55 防护
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三、IEC与NEC标准基础理论 下面从以下几个方面对NEC与IEC标 准的基础理论进行介绍： 1、爆炸性危险物质的分类 2、防爆区域的划分 3、温度组别的划分
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三、IEC与NEC标准基础理论 爆炸性危险物质的分类
IEC将爆炸性危险物质分为三类： I类：矿井甲烷； II类：工厂爆炸性气体混合物(含蒸汽、 薄雾)； III类：爆炸性粉尘和纤维。 NEC将爆炸性危险物质分为三类(级)： CLASS I：爆炸性气体； CLASS II：爆炸性粉尘； CLASS III：纤维。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱT4
T4B T4C
T5
T5 T6 T5A T6
135≧t>120
120≧t>100 100≧t>85 易
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三、IEC与NEC标准基础理论 IEC与欧洲防爆电气设备分类与危险区域 关系表
设 备
IEC （Group) I类（煤矿 M-Mine）
分
类
欧洲ATEX M1 M2 --1G 2G 3G 1D 2D 3D
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一、关于防爆电气的几个定义
常见气体的爆炸上限和下限
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一、关于防爆电气的几个定义
3.防爆电气定义. 在有爆炸性危险气体、蒸汽和粉尘的场所所用一类电气 设备。 4. 防爆电气标志 防爆标志是指用于描述防爆电气设备的防爆等级、温度 组别、防爆型式以及所适用区域的标识。一般由以下几个 部分构成： ①防爆标志EX表示该设备为防爆电气设备； ②防爆结构形式表明该设备采用何种措施进行防爆，如 d隔爆型，p正压型；i为本安型等； ③防爆设备类别两类，I煤矿井用电气设备，II工厂用电 气设备； ④防爆级别分为A、B、C三级说明其防爆能力的强弱； ⑤温度组别T1~T6六组说明该设备的最高表面温度允许 值；
北美认证的防爆标志符号案例（NEC 500 ）： 解读：符合美国标准的， 气体防爆的，可用于 Class I, Zone 1, A Ex ib IIC T5
与中国相同 符合美国标准
Zone 1的，本质安全防爆 的，可用于II类C组气体 的T5组防爆现场仪表。
危险场所类别
危险场所级别
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六、防护等级
IEC 欧洲标准 T1 T2 NEC标准 T1 T2 T3 T3A 气体易燃温度t(℃) >450 450≧t>300 300≧t>280 280≧t>250 260≧t>230 215≧t>200 200≧t>180 180≧t>165 165≧t>160 160≧t>135 点燃特性* 难
T3
T3B T3C T4 T4A
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二、防爆电气标准
NEC适用区
JIS适用区
CEC适用区
允许标准: IEC, CENELEC, NEC和地方标准
CENELEC 适用区
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二 、防爆电气标准
国际上，爆炸危险场所区域的划分主要是依 据国际电工委员会IEC标准、欧洲电工标准化 委员会CENELEC标准和美国NEC标准。其中IEC 与CENELEC基本相同。 欧洲等大多数国家标准基本上与IEC系列标准 等同或等效或直接采用。 IEC与NEC500有较大地差异，与NEC505却有相 似之处。 中国实施的GB3836-2000系列标准完全等同或 等效于IEC系列标准。
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四、电气设备防爆技术 防爆电气设备的选择
在选择防爆电气设备前，我们必须首先了解设备使 用场所的危险介质及其所处的区域。然后，依次确 定设备的防爆型式、类别、级别和温度组别。 1、依据区域选择防爆型式 0区：Exia 1区：Exia/ib,Exd,Exp,Exq,Exo,Exe,Exm 2区：适用于1区的设备 2、依据存在危险气体所属的类别与级别选择设备 的类别与级别。 假如介质属于IIA，选IIA、IIB或IIC类设备； 假如介质属于IIB，选IIB或IIC类设备; 假如介质属于IIC，选IIC类设备。
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四、电气设备防爆技术
Ia与Ib的区别
Ia等级—在正常工作状态下，以及电路中存在一 个故障或两个故障时，均不能点燃爆炸性气体 混合物。在ia型电路中， 工作电流被限制在 100mA以下。 Ib等级—在正常工作状态下，以及电路中存在一 个故障时，不能点燃爆炸性气体混合物。在ib电 路中，工作电流被限制在150mA以下。
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四、电气设备防爆技术 防爆电气设备的选择
3、依据危险气体温度组别确定设备温度组别。
气体组别 T1 T2 T3 T4 T5 T6 设备温度组别 T1~T6 T2~T6 T3~T6 T4~T6 T5~T6 T6
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五、防爆标志
IEC认证的防爆标志符号案例：
欧洲ATEX(Atmosphere Explosion)认 证的防爆标志符号案例：
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五、防爆标志
北美认证的防爆标志符号案例（NEC 505）： Class I, Division I, Group B,C,D, T6
温度组别 气体组别
危险场所类别
危险场所级别
解读：北美认证的，气体 防爆的，可用于Division 1的，可用于存在除乙炔 外所有易燃气体或蒸汽的 危险场所的T6组防爆现场 仪表。
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二、防爆电气标准
NEC: 美国国家电气标准委员会标准 IEC: 国际电工委员会标准 ������ CENELEC: 欧洲电工标准化委员会标准
– ATEX(Atmosphere Explosion) 是具体证书 – 只适用于制造业的标准 – 与IEC 标准里的概念相通 CEC: 加拿大电气标准委员会标准 ������ JIS: 日本工业标准
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三、IEC与NEC标准基础理论 爆炸性气体的分类
典型气体
甲烷 丙烷 乙烯
IEC