爆炸性气体环境电气防爆知识讲座学习资料
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which was used for Safety Briefings,
Progress Meetings, and Consultation among Supervisors.
The temporary offices was
within 50 metres of the blast zone
13
2.最基本的技术是将所有可能产生点燃源(电火花和热表面)的电气设备安 装在不具有爆炸危险的场所。
3. 在实际应用中，有相当一部分过程测量与控制用电气设备必须安装在 爆炸性危险区域。 我们这里所指电气设备防爆炸是特定定义的。即存在于危险场所内使 用的电气设备采取一定的措施，防止它们由于故障等作为一个引爆源 而引起爆炸事故。它不包括明火点燃产生的爆炸、火灾事故。如加油 站吸烟造成的火灾。
检修的要求 二十一.爆炸性气体环境电气设备的检修 本质安全型电气设
备“i”检修的要求 二十二.爆炸性气体环境电气设备的检修
正压型电气设备“p”检修的要求 以及增安型电气设备“e”检修的要求
2020/6/12
3
一. GB/T2900.35-1998 电工术语 爆炸性环境用电气设备
1.爆炸性气体环境 在大气条件下，气体、蒸汽或薄雾状的可燃物质与空气形
Isomerisation unit when the blast occurred. They were not working on
th2e02Is0/o6m/1e2 risation unit.
8
Mo2s02t 0o/6f /t1h2e damage to the process unit was thermal (from the fire wh9ich ensued after the explosion).
爆炸性气体环境电气防爆 基础知识
2020/6/12
1
目录
一.电工术语 爆炸性环境用电气设备
二.爆炸
三.爆炸三要素
四.爆炸性混合物的分类、分级和分组
五.爆炸性气体危险场所的分类
六.防爆电气设备的类、级、组
七.电气设备的防爆 八.常见的几种防爆型式 九.防爆电气设备的安装 十.爆炸危险环境的电气线路 一般要求 十一.爆炸危险环境的电气线路 电缆线路 十二.爆炸危险环境的电气线路 钢管配线
21
爆炸性气体分类、分级、分组举例表
类和 级
最大试 验安全 间隙
MESG 毫米
Ⅰ
1.14
ⅡA 0.9＜ MESG＜ 1.14
最小点燃 电流比
MICR
T1 T＞450
引燃温度（℃）与组别
T2 450≥T＞300
T3
300≥T＞ 200
T4
200≥T＞ 135
1.0
甲烷
0.8＜MICR ＜1.0
乙烷、丙烷、 丁烷、乙醇、 丙酮、苯乙 丙烯、丁醇、 烯、氯乙烯、 乙酸丁酯、乙 氯苯、甲苯、 酸戊酯、乙酸 苯、氨、甲 酐、氯乙烯 醇、一氧化 碳、乙酸乙 酯、乙酸
➢ 产生爆炸的因素分析
防爆产品不合格 20％ 防爆安装不合格70％ 其它原因10％ 例如错误的操作
2020/6/12
6
2020/6/12
7
About 375 employees of contracting firms Jacobs and JE Merit were
doing shutdown maintenance work at an Ultracracker unit near the
北美：ClassⅠ有可燃性气体或蒸汽类场所 ClassⅡ有可燃性粉尘类场所 ClassⅢ有易燃纤维或飞絮类场所
2020/6/12
19
爆炸性气体分级
2020/6/12
20
爆炸性气体分组
引燃温度（AIT)：依据标准规定的方法进行试验时，能够引燃爆炸 性气体与空气混合物的热表面最低温度
2020/6/12
16
防止爆炸发生的基本方法
➢ 避免形成爆炸性环境－理想的方法（很难实现）
➢ 排除、消除可能的点火源－－实际的方法
➢ 限制其中一个或几个要素，都可以达到防爆要求。如制造 正压、爆炸气体浓度监控、限制点燃源(主要手段)
2020/6/12
17
爆炸极限
爆炸性混合物中的易燃物质与空气的比例，并不是什么比例都会点 燃引起爆炸的，只有在某一个范围内，如氢气的爆炸极限是4%~75%。 其中4%是氢气的爆炸下限，75%是氢气的爆炸上限可燃性物质的爆炸极 限范围各不相同，例如： 甲烷[5, 15 ] 乙烯[2.7, 34] 甲醇[5.5, 36] 丙烷[2, 9.5 ] 氢气[4, 75.6 ] …… 可燃性物质与空气的混合浓度介于爆炸极限范围内时，遇到点火源就会 产生爆炸 爆炸下限LEL 爆炸上限UEL
防锈措施：电镀、磷化、涂防锈油，不准涂油漆。 接合面结构形式：平面接合面、圆筒接合面、螺纹接合面
等。
“W”
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28
“L”
隔爆型常用电气设备
2020/6/12
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2.本安型：（0区和1区防爆技术）
限制电路能量。本安电路所产生的任何火花或任何热效应均 不能点燃爆炸性气体环境。 在本安型电路中需要用到安全栅，它是接在本安电路和非本 安电路之间，用于限制本安电路的电压和电流使其达不到引 起点燃程度的装置。 本质安全型仪表的防爆性能，不是采用通风、充气、充油、 隔爆等外部措施实现的，而是由电路本身实现的，因而是本 质安全的。它能适用于一切危险场所和一切爆炸性气体、蒸 气混合物，并可以在通电的情况下进行维修和调整。但是， 它不能单独使用，必须和本安关联设备（安全栅）、外部配 线一起组成本安电路，才能发挥防爆功能。
ia等级：正常工作和施加一个故障和任意组合的两个故障条件下，均不能 引起点燃的本质安全型电气设备；
0.5
0.45
二硫化碳 硝酸乙 酯
2020/6/12
22
五.爆炸性气体危险场所的分类
中国： 按爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分三个
区域 1）0级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物，连续
地或长时间存在的场所 (1000h/y) 2）1级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能
出现的场所 (10-1000h/y) 3）2级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出
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隔爆型技术要求
允许危险气体进入隔爆外壳，外壳内可能产生爆炸。要求 外壳必须具有足够的强度；外壳结合面必须有足够长的啮 合长度和足够小的间隙，通过间隙防爆以达到降温/熄火 效果，使内部爆炸不会穿过隔爆结合面而导致外部环境爆 炸。
强度设计：至少为参考压力的1.5倍。通常IIB/1MPa, IIC/1.5MPa
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31
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本安型罗斯蒙特3051压力传感器
32
安全栅
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33
根据GB3836.4—2000本质安全型电气设备的规定
本安电气设备可分为一般本安电气设备和简单电气设备
一般本安电气设备：具有储能元件，是需要防爆认证的本安 电气设备，如变送器、接近开关等。
简单电气设备：对于不超过1.2V，<0.1A,<25mW，<20uJ的电 气设备，它们无需防爆认证。可以自由地配 置在本安回路中。 如：电阻包括可变电阻、发光二极管、开关、 热电偶、热电阻、应变仪。
“20T2h0/e6/f1ir2e was extinguished by nightfall. A portion of the plant wa1s0 reduced to a pile of smouldering, gnarled metal” (L.A. Times)
2020/6/12
➢ LEL越低越危险，爆炸极限范围宽度越大越危险
2020/6/12
18
四.爆炸性混合物的分类、分级和分组
为了使采用的防爆措施更具有针对性，所以有必要对爆炸性 物质进行分类、分级和分组
分类：根据不同爆炸混合物的类型进行分类
中国：分三大类 Ⅰ类：煤矿井下甲烷 Ⅱ类：工厂用气体、蒸汽、薄雾 Ⅲ类：粉尘、纤维
成混合物，点燃后，燃烧传至全部未燃混合物的环境
在生产、加工、处理、转运或贮存的过程中会出现或可能 会出现气体、蒸汽的可燃物质。
2.危险区域 爆炸性气体环境大量出现或预期可能大量出现，以致要求
对电气设备的结构、安装和使用采取专门措施的区域
2020/6/12
4
二.爆炸
定义：由于氧化反应或者其他放热反应而引起压力和温度的 骤升现象
戊烷、己 乙醚、乙 烷、庚烷、 醛 葵烷、辛 烷、汽油、 硫化氢、 环己烷
T5
135≥T＞ 100
T6
100≥T＞ 85
亚硝酸 乙酯
ⅡB 0.5＜
0.45＜
MESG≤ MICR≤
0.9
0.8
二甲醚、民 用煤气、环 丙烷
环氧乙烷、环 异戊二烯、 二乙醚、 氧丙烷、丁二 四氢呋喃 四氯乙烯 烯、乙烯
ⅡC MESG≤ MICR≤ 水煤气、氢 乙炔
2020/6/12
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目录
十三.爆炸危险环境的电气线路 本安线路 十四.爆炸危险环境的电气线路 保护接地 十五.爆炸危险环境的电气线路 防静电接地 十六.接地电阻值的规定 十七.防爆电气设备工程交接验收 十八.防爆电气设备的日常维护检查 十九.防爆电气设备的检修 一般规定 二十.爆炸性气体环境电气设备的检修 隔爆型电气设备“d”
2020/6/12
34
本安设备及电路
1.本质安全型（简称本安型）电气设备基本有两种型式： ａ．由电池、蓄电池供电的独立的本安电气系统。 ｂ．由电网供电的包括本安和非本安电路混合的电气系统。本安电气系
统一般由本安设备、 本安关联设备和外部配线（包括本安电路和非本 安电路）三者构成。 2.本安型电气设备按安全程度和使用场所不同，分为ｉａ和ｉｂ两个等 级。
11
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12
2020/6/12
This photo shows the temporary offices at the bottom, and a storehouse near the top of the photo. Several people died in this “temporary office trailer”
4.电气设备的防爆技术措施都是基于设法排除上述爆炸三角形中的一个 或多个要素，使爆炸的危险减少到一个可接受的程度
2020/6/12
26
八.常见的几种防爆型式
1.隔爆型（d）：（1区防爆技术）
隔爆外壳，它能承受已进入外壳内部的可燃性混合物内部爆炸而不损 坏，并且不会引燃外部爆炸性环境的电气设备。 这是我们最常见的一种防爆型式，体积笨重，其他比较简单，不需要如 安全栅之类的关联设备。但是在打开表盖前，必须先把电源关掉，否则 万一产生火花，便会暴露在大气之中，从而出现危险。
(Houston Chronicle)
2020/6/12
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三.爆炸三要素：
易燃物质
空气
点火源
当这三个条件同时存在，而且当爆炸性物质与空气的 混合浓度处于爆炸极限范围内(即处于爆炸下限和爆炸 上限之间)时，将不可避免的产生爆炸
明火 电气火花 静电火花 雷电火花 机械火花 危险高温
2020/6/12
危险程度 高
低
➢ 从定义可知，0(20)区是最危险的，相对而言2(22) 区的危险程度最低
➢ 爆炸危险区域的划分属于设计院的职责范围
2020/6/12
24
六. 防爆电气设备的类、级、组
2020/6/12
25
七.电气设备的防爆
1.防止爆炸事故的发生，就是要避免上述三种条件同时存在，以达到防 爆的目的。
The decision “on where to place such trailers would be a 2b02ig0/6p/1a2rt of the investigation, I’m sure” – BP Spokesma1n4
Bill Stevens (NY Times)
Chemical Safety and Hazard Board Investigator John Bresland “noted two blast-proof control rooms at the site … suffered minimal damage”
现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现 (<10h/y) 北美：Division1（对应中国Zone0和Zone1）
Division2（对应中国Zone2）
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23
爆炸性危险区域划分标准对照表
中国百度文库IEC 欧洲标 准
0区(20区)
1区(21区)
2区(22区)
北美标准
Division 1 Division 2
Progress Meetings, and Consultation among Supervisors.
The temporary offices was
within 50 metres of the blast zone
13
2.最基本的技术是将所有可能产生点燃源(电火花和热表面)的电气设备安 装在不具有爆炸危险的场所。
3. 在实际应用中，有相当一部分过程测量与控制用电气设备必须安装在 爆炸性危险区域。 我们这里所指电气设备防爆炸是特定定义的。即存在于危险场所内使 用的电气设备采取一定的措施，防止它们由于故障等作为一个引爆源 而引起爆炸事故。它不包括明火点燃产生的爆炸、火灾事故。如加油 站吸烟造成的火灾。
检修的要求 二十一.爆炸性气体环境电气设备的检修 本质安全型电气设
备“i”检修的要求 二十二.爆炸性气体环境电气设备的检修
正压型电气设备“p”检修的要求 以及增安型电气设备“e”检修的要求
2020/6/12
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一. GB/T2900.35-1998 电工术语 爆炸性环境用电气设备
1.爆炸性气体环境 在大气条件下，气体、蒸汽或薄雾状的可燃物质与空气形
Isomerisation unit when the blast occurred. They were not working on
th2e02Is0/o6m/1e2 risation unit.
8
Mo2s02t 0o/6f /t1h2e damage to the process unit was thermal (from the fire wh9ich ensued after the explosion).
爆炸性气体环境电气防爆 基础知识
2020/6/12
1
目录
一.电工术语 爆炸性环境用电气设备
二.爆炸
三.爆炸三要素
四.爆炸性混合物的分类、分级和分组
五.爆炸性气体危险场所的分类
六.防爆电气设备的类、级、组
七.电气设备的防爆 八.常见的几种防爆型式 九.防爆电气设备的安装 十.爆炸危险环境的电气线路 一般要求 十一.爆炸危险环境的电气线路 电缆线路 十二.爆炸危险环境的电气线路 钢管配线
21
爆炸性气体分类、分级、分组举例表
类和 级
最大试 验安全 间隙
MESG 毫米
Ⅰ
1.14
ⅡA 0.9＜ MESG＜ 1.14
最小点燃 电流比
MICR
T1 T＞450
引燃温度（℃）与组别
T2 450≥T＞300
T3
300≥T＞ 200
T4
200≥T＞ 135
1.0
甲烷
0.8＜MICR ＜1.0
乙烷、丙烷、 丁烷、乙醇、 丙酮、苯乙 丙烯、丁醇、 烯、氯乙烯、 乙酸丁酯、乙 氯苯、甲苯、 酸戊酯、乙酸 苯、氨、甲 酐、氯乙烯 醇、一氧化 碳、乙酸乙 酯、乙酸
➢ 产生爆炸的因素分析
防爆产品不合格 20％ 防爆安装不合格70％ 其它原因10％ 例如错误的操作
2020/6/12
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7
About 375 employees of contracting firms Jacobs and JE Merit were
doing shutdown maintenance work at an Ultracracker unit near the
北美：ClassⅠ有可燃性气体或蒸汽类场所 ClassⅡ有可燃性粉尘类场所 ClassⅢ有易燃纤维或飞絮类场所
2020/6/12
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爆炸性气体分级
2020/6/12
20
爆炸性气体分组
引燃温度（AIT)：依据标准规定的方法进行试验时，能够引燃爆炸 性气体与空气混合物的热表面最低温度
2020/6/12
16
防止爆炸发生的基本方法
➢ 避免形成爆炸性环境－理想的方法（很难实现）
➢ 排除、消除可能的点火源－－实际的方法
➢ 限制其中一个或几个要素，都可以达到防爆要求。如制造 正压、爆炸气体浓度监控、限制点燃源(主要手段)
2020/6/12
17
爆炸极限
爆炸性混合物中的易燃物质与空气的比例，并不是什么比例都会点 燃引起爆炸的，只有在某一个范围内，如氢气的爆炸极限是4%~75%。 其中4%是氢气的爆炸下限，75%是氢气的爆炸上限可燃性物质的爆炸极 限范围各不相同，例如： 甲烷[5, 15 ] 乙烯[2.7, 34] 甲醇[5.5, 36] 丙烷[2, 9.5 ] 氢气[4, 75.6 ] …… 可燃性物质与空气的混合浓度介于爆炸极限范围内时，遇到点火源就会 产生爆炸 爆炸下限LEL 爆炸上限UEL
防锈措施：电镀、磷化、涂防锈油，不准涂油漆。 接合面结构形式：平面接合面、圆筒接合面、螺纹接合面
等。
“W”
2020/6/12
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“L”
隔爆型常用电气设备
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2.本安型：（0区和1区防爆技术）
限制电路能量。本安电路所产生的任何火花或任何热效应均 不能点燃爆炸性气体环境。 在本安型电路中需要用到安全栅，它是接在本安电路和非本 安电路之间，用于限制本安电路的电压和电流使其达不到引 起点燃程度的装置。 本质安全型仪表的防爆性能，不是采用通风、充气、充油、 隔爆等外部措施实现的，而是由电路本身实现的，因而是本 质安全的。它能适用于一切危险场所和一切爆炸性气体、蒸 气混合物，并可以在通电的情况下进行维修和调整。但是， 它不能单独使用，必须和本安关联设备（安全栅）、外部配 线一起组成本安电路，才能发挥防爆功能。
ia等级：正常工作和施加一个故障和任意组合的两个故障条件下，均不能 引起点燃的本质安全型电气设备；
0.5
0.45
二硫化碳 硝酸乙 酯
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五.爆炸性气体危险场所的分类
中国： 按爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分三个
区域 1）0级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物，连续
地或长时间存在的场所 (1000h/y) 2）1级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能
出现的场所 (10-1000h/y) 3）2级区域：在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出
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隔爆型技术要求
允许危险气体进入隔爆外壳，外壳内可能产生爆炸。要求 外壳必须具有足够的强度；外壳结合面必须有足够长的啮 合长度和足够小的间隙，通过间隙防爆以达到降温/熄火 效果，使内部爆炸不会穿过隔爆结合面而导致外部环境爆 炸。
强度设计：至少为参考压力的1.5倍。通常IIB/1MPa, IIC/1.5MPa
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2020/6/12
本安型罗斯蒙特3051压力传感器
32
安全栅
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33
根据GB3836.4—2000本质安全型电气设备的规定
本安电气设备可分为一般本安电气设备和简单电气设备
一般本安电气设备：具有储能元件，是需要防爆认证的本安 电气设备，如变送器、接近开关等。
简单电气设备：对于不超过1.2V，<0.1A,<25mW，<20uJ的电 气设备，它们无需防爆认证。可以自由地配 置在本安回路中。 如：电阻包括可变电阻、发光二极管、开关、 热电偶、热电阻、应变仪。
“20T2h0/e6/f1ir2e was extinguished by nightfall. A portion of the plant wa1s0 reduced to a pile of smouldering, gnarled metal” (L.A. Times)
2020/6/12
➢ LEL越低越危险，爆炸极限范围宽度越大越危险
2020/6/12
18
四.爆炸性混合物的分类、分级和分组
为了使采用的防爆措施更具有针对性，所以有必要对爆炸性 物质进行分类、分级和分组
分类：根据不同爆炸混合物的类型进行分类
中国：分三大类 Ⅰ类：煤矿井下甲烷 Ⅱ类：工厂用气体、蒸汽、薄雾 Ⅲ类：粉尘、纤维
成混合物，点燃后，燃烧传至全部未燃混合物的环境
在生产、加工、处理、转运或贮存的过程中会出现或可能 会出现气体、蒸汽的可燃物质。
2.危险区域 爆炸性气体环境大量出现或预期可能大量出现，以致要求
对电气设备的结构、安装和使用采取专门措施的区域
2020/6/12
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二.爆炸
定义：由于氧化反应或者其他放热反应而引起压力和温度的 骤升现象
戊烷、己 乙醚、乙 烷、庚烷、 醛 葵烷、辛 烷、汽油、 硫化氢、 环己烷
T5
135≥T＞ 100
T6
100≥T＞ 85
亚硝酸 乙酯
ⅡB 0.5＜
0.45＜
MESG≤ MICR≤
0.9
0.8
二甲醚、民 用煤气、环 丙烷
环氧乙烷、环 异戊二烯、 二乙醚、 氧丙烷、丁二 四氢呋喃 四氯乙烯 烯、乙烯
ⅡC MESG≤ MICR≤ 水煤气、氢 乙炔
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目录
十三.爆炸危险环境的电气线路 本安线路 十四.爆炸危险环境的电气线路 保护接地 十五.爆炸危险环境的电气线路 防静电接地 十六.接地电阻值的规定 十七.防爆电气设备工程交接验收 十八.防爆电气设备的日常维护检查 十九.防爆电气设备的检修 一般规定 二十.爆炸性气体环境电气设备的检修 隔爆型电气设备“d”
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本安设备及电路
1.本质安全型（简称本安型）电气设备基本有两种型式： ａ．由电池、蓄电池供电的独立的本安电气系统。 ｂ．由电网供电的包括本安和非本安电路混合的电气系统。本安电气系
统一般由本安设备、 本安关联设备和外部配线（包括本安电路和非本 安电路）三者构成。 2.本安型电气设备按安全程度和使用场所不同，分为ｉａ和ｉｂ两个等 级。
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This photo shows the temporary offices at the bottom, and a storehouse near the top of the photo. Several people died in this “temporary office trailer”
4.电气设备的防爆技术措施都是基于设法排除上述爆炸三角形中的一个 或多个要素，使爆炸的危险减少到一个可接受的程度
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八.常见的几种防爆型式
1.隔爆型（d）：（1区防爆技术）
隔爆外壳，它能承受已进入外壳内部的可燃性混合物内部爆炸而不损 坏，并且不会引燃外部爆炸性环境的电气设备。 这是我们最常见的一种防爆型式，体积笨重，其他比较简单，不需要如 安全栅之类的关联设备。但是在打开表盖前，必须先把电源关掉，否则 万一产生火花，便会暴露在大气之中，从而出现危险。
(Houston Chronicle)
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三.爆炸三要素：
易燃物质
空气
点火源
当这三个条件同时存在，而且当爆炸性物质与空气的 混合浓度处于爆炸极限范围内(即处于爆炸下限和爆炸 上限之间)时，将不可避免的产生爆炸
明火 电气火花 静电火花 雷电火花 机械火花 危险高温
2020/6/12
危险程度 高
低
➢ 从定义可知，0(20)区是最危险的，相对而言2(22) 区的危险程度最低
➢ 爆炸危险区域的划分属于设计院的职责范围
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六. 防爆电气设备的类、级、组
2020/6/12
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七.电气设备的防爆
1.防止爆炸事故的发生，就是要避免上述三种条件同时存在，以达到防 爆的目的。
The decision “on where to place such trailers would be a 2b02ig0/6p/1a2rt of the investigation, I’m sure” – BP Spokesma1n4
Bill Stevens (NY Times)
Chemical Safety and Hazard Board Investigator John Bresland “noted two blast-proof control rooms at the site … suffered minimal damage”
现，仅在不正常情况下偶尔短时间出现 (<10h/y) 北美：Division1（对应中国Zone0和Zone1）
Division2（对应中国Zone2）
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爆炸性危险区域划分标准对照表
中国百度文库IEC 欧洲标 准
0区(20区)
1区(21区)
2区(22区)
北美标准
Division 1 Division 2