IEC防爆知识入门

2类：用于Zone 1和Zone21; 在正常工作、一个故障时 均不能点燃爆炸性混合物的设备。
3类：用于Zone 2和Zone22; 在正常工作时不能点燃爆 炸性混合物的设备。
Introduction
ATEX防爆认证(2)
A24
设备分组 (Group) I (矿井用)
II (工厂用)
粉尘(无符号)
--- 两个独立的故障发生时,设备是安全的。
Introduction
ATEX防爆认证(1)
A23
M2: 当爆炸性环境出现时,设备能自动断电。
在正常工作条件下和极端的恶劣的环境下能保持有效 的防爆方式。
II组设备分类：
1类：用于Zone 0和Zone20; 在正常工作、一个故障和 二个单独的计数故障时均不能点燃爆炸性混合物的设备。
浇封型电气设备(EX m)
Introduction
A21
无火花型电气设备在正常工作条件下,不得产生火花及超过温度组别的 最高表面温度,但在特定外壳(限制呼吸外壳)内允许火花或热表面存在.
目前无火花型电气设备可分为以下五种类型:
1) Ex nA - 无火花型设备(传统技术) 2) Ex nR - 限制呼吸外壳 3) Ex nL - 限制能量设备 4) Ex nZ - 简单正压 5) Ex nC - 有火花设备
电气设备的防爆型式
Introduction
A14
本质安全设备是指其内部的所有电路都是本质安全 电路的电气设备, 即该电路在标准规定条件下,产生的任 何火花或热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境.
本质安全是基于限制电气线路中储能原理为基础的 防爆技术.按本安电路使用场所和安全程度分为ia和ib两 个等级.
典型应用为:感应电动机. 照明设备.接线盒及防冻加热器等 .
增安型电气设备(EX e)
Introduction
A17
具有正压外壳的电气设备称 为正压型电气设备,即该外壳能保持 内部气体的压力高于周围爆炸性环 境的压力,且能阻止外部混合物的进 入.
正压型是一种相对复杂的防 爆技术,但有时它是唯一的解决方法 ,它通过消除外壳内部的爆炸性气体 ,使其内部形成一个“安全区域”, 未经认可的电气设备可以不受约束 地在外壳内使用.
T1 T2 T2A T2B T2C T2D T3 T3A T3B T3C T4 T4A T5 T6
oC
450
300
设备应标记有温度级别
280
260
或者最高表面温度
230
215
200
用户有责任确保电气
180
165
设备的温度组别值低
160
于引燃温度值
135
120
100
85
环境温度 = 40oC
Introduction
况下, 短时间存在的场所
北美(美国及加拿大):
1区(Division 1): 在正常情况下, 可能出现危险环境的场所 2区(Division 2): 在正常情况下, 不可能出现危险环境的场所
危险场所的定义
Introduction
A7
常用数据 连续存在,危险性 断续地存在,危险性 事故状态下存在,危 大于1000小时/年 10 ~ 1000小时/年 险性0.1~10小时/年
地区
IEC/CENELEC 北美(美国及加拿大)
0区(气体) 20区(粉尘)
1区(气体) 21区(粉尘)
1区(气体,粉尘)
2区(气体) 22区(粉尘)
2区(气体,粉尘)
中
国
0区(气体)
1区(气体)
20区(粉尘)
21区(粉尘)
2区(气体) 22区(粉尘)
危险场所的区域划分
Introduction
A8
温度组别
基本结构参数为隔爆 接合面的长度和隔爆接合面 的间隙.
隔爆型电气设备(EX d)
Introduction
A16
增安型电气设备是一种在 正常条件下不会产生电弧,火花或 可能点燃爆炸性混合物的高温的 设备结构上,采取措施提高安全程 度,以避免在正常和认可的过载条 件下出现这些现象的电气设备,即 它是一种依靠高质量的材料,设计 和装配来消除电火花或局部过热 的结构技术.
难
Class III
爆炸性物质的分组体系
Introduction
A6
中国/IEC国家:
0区(Zone 0): 在正常情况下,爆炸性气体混合物连续地或长期地存在的场合 1区(Zone 1): 在正常情况下,爆炸性气体混合物有可能出现的场合 2区(Zone 2): 在正常情况下,爆炸性气体混合物不可能出现,仅仅在不正常情
充油型电气设备(EX o)
Introduction
A19
充沙型电气设备是一种外 壳内充填砂粒材料,使之在规定的 使用条件下,壳内产生的电弧、传 播的火焰、外壳壁或砂粒材料表面 的过热均不能点燃周围爆炸性混合 物的电气设备.
充沙型电气设备是基于阻 止点燃源与爆炸性混合物相接触的 防爆原理,其填充物通常是碎玻璃 或石英砂,常用于危险场所所用电 话和照明器中的电子组件.
T1 T2 T3 T4 T5 T6
最高表面温度
450 o C 300 o C 200 o C 135 o C 100 o C
o
85 C
环境温度 = 40oC
除非不同的状态 在高于此环境温 度下运行,会降低
其温度组别
安全性更 好的设备
Introduction
爆炸性气体的温度组别(中国/IEC) A9
温度组别
设备分类 Category M1 M2 1G 2G 3G 1D 2D 3D
设备适用的危险区域 (IEC Zone) 0 1 0 1 2 20 21 22
Introduction
ATEX规定设备的分组/分类
A25
ATEX设备标志
Introduction
A26
第一位特征数字 防止固体异体异物进入
第二位特征数字 防止进水造成有害影响
A11
对于固定罐顶的 区域分类且有比
空气重的蒸气
罐通气孔 液体表面
Zone 0 Zone 1 Zone 2
隔离墙
区域分类示例
Introduction
A12
管道的外部
Zone 2
Zone 1
Zone 0
管道或过程 容器的内部
Division 2
Division 1
热电偶在危险区域示例
Introduction
点燃特性
Group IIC Group IIC Group IIB Group IIA
Class I, Group A
Class I, Group B
Class I, Group C
易
Class I, Group D
Group I (煤矿)
(无分组)
(待定)
Class II, Group E Class II, Group F Class II, Group G
正压型电气设备(EX p)
Introduction
A18
充油型电气设备是一种将全 部或部分部件浸在油内,使设备不 能点燃油面以上或外壳以外的爆炸 性混合物的电气设备.
它是借助浸油的方法,阻止可 能的点燃源与爆炸性混合物相接触 ,通常用于开关装置和变压器等.
在充油型电气设备中,允许接 点动作和产生断开火花.其充入的 油品,只允许使用矿物绝缘油,不允 许使用硅油.
丙烷--空气 (1 个大气压)
乙烯--空气 (1 个大气压)
0.1
氢气--空气 (1 个大气压)
最小点燃能量 MIE
0.01 0
10 20
爆炸下限 LEL
可燃范围
30 40 50 体积浓度 %
60 70 80 90 100
UEL 爆炸上限
Introduction
火花点燃特性
A3
可燃性气体/空气混合物的整个可点燃的浓度范围称为
Ex ia ---- 出现两个元件故障时仍具有安全特性, 可用于0区,1区,2区, 它是唯一能用于0区的防爆方式.
Ex ib ----出现一个元件故障时仍具有安全特性, 可用于1区,2区.
Introduction
本质安全型电气设备(EX i)
A15
具有隔爆外壳的电气设 备称为隔爆型电气设备.
其隔爆外壳能承受内 部爆炸性气体混合物的爆炸 压力,并阻止内部的爆炸向外 壳周围爆炸性混合物的传播.
外壳保护等级(IP)
Introduction
A27
NEMA外壳
1
2
3 3R
3S 4
4X 6
12 13
IP23 IP66
IP30 IP67
IP32
IP64
NEMA: 美国全国电气制造厂商协会
NEMA外壳与IP代码对比
IP65
Introduction
A28
NEPSI: 中国国家级仪器仪表防爆安全监督检验站 ATEX: 欧洲防爆新指令,2003年7月1日起实施 IEC: 国际电工技术委员会 CENELEC: 欧洲电工技术委员会 BASEEFA: 英国防爆检验机构 FM: 美国工厂联合会 UL: 美国保险商实验室 NEC: 美国国家电气规范 NEMA: 美国电气制造商协会 CSA: 加拿大防爆检验机构 PTB: 德国防爆检验机构
0 无防护 1 固体异物直径大于50mm 2 固体异物直径大于12.5mm 3 固体异物直径大于2.5mm 4 固体异物直径大于1.0mm 5 防尘 6 尘密
例如: IP65(Ingress protection)即 要求具有尘密及对喷水的外壳防护功 能.
0 无防护 1 垂直滴水 2 倾斜15度滴水 3 淋水 4 溅水 5 喷水 6 猛烈喷水 7 短时间浸水 8 连续浸水
ATEX分组：I组为矿井用设备，II组为除矿井以外其 它爆炸性环境用设备。 II组设备需标明设备使用环境种类： “G”指用于气体、蒸汽或薄雾环境；“D”指用于粉尘环境。
I组设备分类:
M1: 爆炸性环境用设备在极少发生的设备故障情况 下,仍具有一定的安全等级,它必须具有以下安全等级:
--- 一个故障发生时,至少应有两个相互独立的保护 措施。
“可燃范围”
物质
丙烷 乙烯 氢气
爆炸下限LEL 爆炸上限UEL 最小点燃能量 uJ
2% 2.7%
4%
9.5% 34% 76%
180uJ 60uJ 20uJ
点燃特性 难
易
可燃物质的爆炸极限Hale Waihona Puke Baidu
Introduction
A4
在中国和IEC国家, 爆炸性物质分为三类:
I 类: 矿井甲烷 II 类: 爆炸性气体混合物(含蒸气、薄雾） III 类: 爆炸性粉尘和纤维
防爆认证机构
Introduction
A29
谢谢 !
Introduction
A30
充砂型电气设备(EX q)
Introduction
A20
浇封型电气设备是一种将 整台设备或其中部分浇封在浇封剂 中,在正常运行和认可的过载或认 可的故障下不能点燃周围的爆炸性 混合物的电气设备.
浇封型电气设备采用的是 典型的阻止点燃源与爆炸性混合物 相接触的防爆方法,浇封设备以前 被认证为Exs特殊型防爆电气设备, 通常可和Exi一起使用,用来处理储 能或功率耗散元件.
爆炸性气体的温度组别(北美) A10
气体点 燃温度
700
氨
气 630
甲
烷 595
600
电气设备 温度组别
氢
气 560
丙
烷 470
乙
烯 425
500 T1
400
丁
烷 365
环 己 烷 259
300
T2
乙
醚 170
二 硫 化 碳 95
200
T3
T4
100
T5 T6
气体/设备相容性
Introduction
防爆知识入门
2012年5月9日星期三
Introduction
A1
具有潜在爆炸危险的环境产生爆炸必须具备下列三个条件：
• 点燃源(点燃能量） ---- 电火花、热表面等； • 爆炸性物质 ---- 可燃性物质或粉尘等； • 助燃剂 ---- 空气（氧气）
爆炸三角形原理
Introduction
A2
1.0 点燃能量
无火花型电气设备只适用2区危险场所.
在2区使用时,只考虑正常工作情况,不必考虑短时存在的故障情况;
在2区使用可有效地降低成本和费用.
Introduction
无火花型电气设备(EX n)
A22
ATEX防爆新指令是欧共体国家于2003年7月1日起强 制执行的防爆新标准,ATEX认证对仪表制造厂的生产条件和 生产质量评估设置了更严格的标准。
在北美(美国及加拿大),爆炸性物质分为三类(称为Class)
Class I: 爆炸性气体 Class II: 爆炸性粉尘 Class III: 纤维
爆炸性物质的分类
Introduction
A5
代表性气体
乙
炔
氢
气
乙
烯
丙
烷
甲
烷
金属粉尘
煤
尘
农业粉尘
纤维(毛,棉屑)
物质分组体系
中国/IEC国家
美国及加拿大
A13
Zone 0 Category 1
Ex ia
Zone 1
Category 2
Ex ia, ib Ex d , Ex p Ex e, Ex o Ex m, Ex q
Zone 2
Category 3
Ex ia, ib， Ex d , Ex p Ex e, Ex o Ex m, Ex q， Ex nL，Ex nA