仪表防爆

第十二节仪表防爆
一、爆炸的概念
爆炸是物质从一种状态，经过物理或化学变化，突然变成另一种状态，并放出巨大的能量。

急剧速度释放的能量，将使周围的物体遭受到猛烈的冲击和破坏。

爆炸必须具备的三个条件：
1 ）爆炸性物质：能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。

（气体：氢气，乙炔，甲烷等；液体：酒精，汽油；固体：粉尘，纤维粉尘等。

）
2 ）氧气：空气。

3 ）点燃源：包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。

二、为什么要防爆
易爆物质: 很多生产场所都会产生某些可燃性物质。

煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质；化学工业中，约有80% 以上的生产车间区域存在爆炸性物质。

氧气: 空气中的氧气是无处不在的。

点燃源: 在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花, 机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故障时。

客观上很多工业现场满足爆炸条件。

当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。

因此采取防爆就显得很必要了。

三、仪表防爆的原理
防止爆炸，就是要避免爆炸发生的三个条件同时存在。

由于氧气（空气）无处不在，难以控制。

因此，控制易爆气体和引爆源为两种最常见的防爆原理。

而在仪表行业中还有另外一种防爆原理：控制爆炸范围。

仪表中常见的三种防爆原理：
控制易爆气体
人为地在危险场所（我们把同时具备发生爆炸所需的三个条件的工业现场称着危险场所）营造出一个没有易爆气体的空间，将仪表安装在其中,典型代表为正压型防爆方法Exp。

工作原理是：在一个密封的箱体内，充满不含易爆气体的洁净气体或惰性气体，并保持箱内气压略高于箱外气压，将仪表安装在箱内。

常用于再线分析仪表的防爆和将计算机、PLC、操作站或其它仪表置于现场的正压型防爆仪表柜。

控制爆炸范围
人为地将爆炸限制在一个有限的局部范围内，使该范围内的爆炸不致于引起更大范围的爆炸。

典型代表为隔爆型防爆方法Exd。

工作原理是：为仪表设计一个足够坚固的壳体，按标准严格地设计、制造和安装所有的界面，使在壳体内发生的爆炸不致于引发壳体外危险性气体（易爆气体）的爆炸。

隔爆防爆方法的设计与制造规范极其严格而且安装、接线和维修的操作规程也非常严格。

该方法决定了隔爆的电气设备、仪表往往非常笨重，操作须断电等，但许多情况下也是最有效的办法。

控制引爆源
人为地消除引爆源，既消除足以引爆的火花，又消除足以引爆的表面温升，典型代表为本质安全型防爆方法Exi。

工作原理是：利用安全栅技术，将提供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花，又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内。

按照国际标准和我国的国家标准，当安全栅安全区一侧所接设备发生任何故障（不超过250V电压）时，本质安全防爆方法确保危险现场的防爆安全。

Ex ia级本质安全设备在正常工作、发生一个故障、发生
二个故障时均不会使爆炸性气体混合物发生爆炸。

因此该方法是最安全可靠的防爆方法。

四、危险场所危险性划分：
防爆方法对危险场所的适用性：
防爆对危险场所的适用性：
爆炸性危险气体分类
根据可能引爆的最小火花能量，我国和欧洲及世界上大部分国家和地区将爆炸性气体分为四个危险等级, 如下表
美国和加拿大首先将散布在空气中的爆炸性物体分成三个CLASS(类别):CLASS Ⅰ气体和蒸气; CLASS Ⅱ尘埃; CLASS Ⅲ纤维. 然后再将气体和尘埃分成Group( 组)：
气体温度组别划分：
五、仪表的防爆标志
Ex(ia)ⅡC T6 的含义 :
Ex(ia)ⅡC 的含义
注: 该标志中无温度组别项, 说明该仪表不与爆炸性气体直接接触.
六、防爆术语：
1、安全栅安全参数定义：
1.1安全栅最高允许电压：Um
保证安全栅本安端的本安性能，允许非本安端可能输入的最高电压1.2安全栅最高开路电压：Uoc
在最高允许电压范围内本安端开路时电压最大值
1.3安全栅最大短路电流：Isc
在最高允许电压范围内本安端短路时的电流最大值
1.4安全栅允许分布电容：Ca
保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电容
1.5安全栅允许分布电感：La
保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电感
七、防爆和火灾危险环境的仪表装置施工要求
1 爆炸和火灾危险环境的仪表装置施工，除应符合本规范规定外，还应符合国家现行的有关标准、规范的规定。

2 安装在爆炸危险环境的仪表、仪表线路、电气设备及材料，其规格型号必须符合设计文件规定。

防爆设备应有铭牌和防爆标志，产品标识应规范、清晰、耐久。

并在铭牌上标明国家授权的部门所发给的防爆合格证编号。

3 防爆仪表和电气设备引入电缆时，应采用防爆密封剂紧或用密封填料进行封固，外客上多余孔应做防爆密封，弹性密封圈的一个孔应密封一根电缆。

4 防爆仪表和电气设备，除本质安全外，应有“电源未切断不得打开”的标志。

5 采用正压通风的防爆仪表箱的通风管必须保持畅通，且不宜安装切断阀；安装后应保证箱内能维持不低于设计文件规定的压力；当有低压力联锁或报警装置时，其动作应准确、可靠。

.6 本质安全型仪表的安装和线路敷设，还应符合下列规定：
（1）本质安全电路和非本质安全电路不应共用一根电缆或穿同一根保护管。

（2）当采用芯线无分别屏蔽的电缆或无屏蔽的导线时，两个及其以上不同回路的本质安全电路，不应共用同一根电缆或穿同一根保护管。

（3）本质安全电路及其附件，应有兰色标记。

（4）本质安全电路与非本质安全电路在同一电缆槽或同一电缆沟内敷设时，应用接地的金属隔板或具有足够耐压强度的绝缘板隔离，或分开排列敷
设，其间距应大于５０mm，并分别固定牢固。

（5）本质安全电路与非本质安全电路共用一个接线箱时，本质安全电路与非本质安全电路接线端子之间，应用接地的金属板隔开。

（6）仪表盘、柜、箱内的本质安全电路与关联电路或其他电路的接线端子
之间的距离不应小于５０mm；当间距不能满足要求时，应用高于端子
的绝缘板隔离。

（7）仪表盘、柜、箱内的本质安全电路敷设的配线时，应非本质安全电路分开，采用有盖汇线槽或绑扎固定，配线从接线端子到线束固定点的距
离应尽可能短。

（8）本质安全电路中的安全栅、隔离器等关联设备的安装位置，应在安全区域一侧或置于另一与环境相适应的防爆设备防护内，需接地的关联设
备，应可靠接地。

（9）采用屏蔽电缆电线时，屏蔽层不应接到安全栅的接地端子上。

（10）本质安全电路内的接地线和屏蔽连接线，应有绝缘层。

(11) 本质安全电路不应受到其他线路的强电磁感应和强静电感应，线路的长
度和敷设方式应符合设计文件规定。

(12)本质安全型仪表及本质安全关联设备，必须有国家授权机构发给的产品
防爆合格证，其型号、规格的替代，必须经原设计单位确认。

7 当电缆槽或电缆沟道通过不同等级的爆炸危险区域的分隔间壁时，在分隔间壁处必须做充填密封。

8 安装在爆炸危险区域的电缆、电线保护管，应符合下列规定：
(1)保护管之间及保护管与接线箱、拉线盒之间，应采用圆柱管螺纹连接，螺
纹有效啮合部分不应少于5扣，螺纹处宜涂导电性防锈脂，并用锁紧螺
母锁紧，连接处应保证良好的电气连续性；
(2)保护管穿过不同等级爆炸危险区域的分隔间壁时，分界处必须用防爆阻火
器件和密封组件隔离，并做好充填密封；
(3)保护管与仪表、检测元件、电气设备、接线箱、拉线盒连接时，或进入仪
表盘、柜、箱时，应安装防爆密封管件，并做好充填密封。

密封管件与
仪表箱、接线箱、拉线盒之间的距离不应超过０.４５m。

密封管件与仪
表、检测元件、电气设备间之间饶性软管连接。

(4)全部保护管系统必须密封。

9 对爆炸危险区域的线路进行接线时，必须在设计文件规定采用的防爆接线箱内接线。

接线必须牢固可靠，接触良好，并应加防松和防拔脱装置。

10 火灾危险环境所采用的仪表及电气设备，应符合设计文件要求。

11 用于火灾危险环境的装有仪表及电气设备的箱、盒等，应采用金属制品。