防爆电气设备中的隔爆与本安

爆炸条件

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:

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，若存在激发能源，将会发生爆炸。因此采取防爆就显得很必要了。

防爆设备

防爆设备：在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点燃的电气设备。

防爆设备分类：

Ⅰ类:煤矿井下电气设备;

Ⅱ类:除煤矿、井下之外的所有其他爆炸性气体环境用电气设备。

Ⅱ类又可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC类,标志ⅡB的设备可适用于ⅡA设备的使用条件;ⅡC可适用于ⅡA、ⅡB的使用条件。

Ⅲ类:除煤矿以外的爆炸性粉尘环境电气设备。

ⅢA类:可燃性飞絮;

ⅢB类:非导电性粉尘;

ⅢC类: 导电性粉尘。

最高表面温度:电气设备在规定范围内的最不利运行条件下工作时，可能引起周围爆炸性环境点燃的电气设备任何部件所达到的最高温度。最高表面温度应低于可燃温度。

例如:防爆传感器环境的爆炸性气体的点燃温度为100℃，那么传感器在最恶劣的工作状态下，其任何部件的最高表面温度应低于100℃。

温度组别：

防爆形式

1.本安型 "i"(本质安全型电气设备及其关联设备) 本质安全电路:

在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体或蒸汽的电路。

本质安全型电气设备:全部电路为本质安全的电气设备。

本安型设备和关联设备的本质安全部分分为ia和ib:

ia:正常工作 + 一个故障 + 任意组合的两个故障均不能引起点燃的电气设备。

ib:正常工作 + 一个故障条件下不能引起点燃的本质安全型电气设备。

由此可见ia等级高于ib等级

关联设备:装有本质安全电路和非本质安全电路，且结构是非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电器设备。

2. 隔爆型 "d" 具有隔爆外壳的电气设备。

它能承受已进入外壳内部的可燃性混合物内部爆炸而不受损坏，并且通过外壳上的任何接合面或孔不会引燃由一种或多种气体或蒸汽所形成的外部爆炸性环境的电气设备外壳。

3.增安型 e

4.充油型 o

5.充砂型 q

6.浇封型 m

7.复合型

定义

01

间隙防爆（隔爆EXd）

隔爆又称耐压防爆，它把能点燃爆炸混合物的仪表部件封闭在一个外壳内，该外壳特别牢固，能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力，并阻止向壳外的爆炸性混合物传爆。这就是说，隔爆型仪表的壳体内部是可能发生爆炸的，但不会传到壳体外面来，因此这种仪表的各部件的接合面，如仪表盖的螺纹圈数，螺纹精度，零点，量程调整螺钉和表壳之间，变送器的检测部件和转换部件之间的间隙，以及导线口等，都有严格的防爆要求。

隔爆型仪表除了较笨重外，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。

02

减小点燃能量防爆（本安防爆EXi）

本质安全型仪表又叫安全火花型仪表。它的特点是仪表在正常状态下和故障状态下，电路、系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸性混合物。它的防爆主要由以下措施来实现：

①采用新型集成电路元件等组成仪表电路，在较低的工作电压和较小的工作电流下工作；

②用安全栅把危险场所和非危险场所的电路分隔开，限制由非危险场所传递到危险场所去的能量；

③仪表的连接导线不得形成过大的分布电感和分布电容，以减少电路中的储能。

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。

本安型仪表有ia、ib两种：

①ia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。

②ib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。

本质安全型电气设备结构简单、体积小、重量轻、制造和维护方便，具有可靠的安全性，能直接应用在最危险的0区场所。因此，此类电器设备被广泛地应用在石油、化工等大型工程上，并逐渐地替代笨重的隔爆型结构。

防爆设备的合理选用

1.根据设备安装、使用场所的危险区域来选择设备的防爆型式:

0区：只能选ia型、S型(指专为0区设计的S型)；

1区：可能除n型（本安型）以外的其他型式；

2区：所有防爆型式均可选；

表1 危险区域划分

2.根据可能出现的可燃性气体、蒸气的传爆级别和引燃温度组别，选择设备的防爆等级和最高允许表面温度组别。

表2可燃性气体、蒸气的引燃传爆级别

表3可燃性气体、蒸气的引燃温度组别

说明:a、可燃性气体、蒸气的传爆级别也是电气设备的防爆级别，两者是一致的。b、可燃性气体、蒸气的引燃温度组别与电气设备最高表面温度组别一一对应。

3.防爆类型在危险场所的适用性

表4防爆类型在危险场所的适用性

防爆标志含义

Ex（ia）ⅡC T6的含义：

Ex（ia）ⅡC 的含义：

注:该标志中无温度组别项,说明该设备不与爆炸性气体直接接触

防爆术语

行程

缩写

含义

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

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

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

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

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

爆炸危险场所安装要求

①爆炸危险场所使用的仪表、电气设备和安装材料如接线盒、分线盒、端子箱等，必须具有经本国授权机构签发的防爆合格证，安装前应检查其规格、型号是否符合设计要求，其外部应无损伤、裂纹。

②在爆炸危险场所也可设置正压防爆的仪表箱，内装非防爆型仪表及其他电气设备，设备箱的通风管必须保持畅通，在送电以前，应通入箱体积 5倍以上的气体进行置换。

③爆炸危险场所1区内的仪表配线，必须保证在万一发生接地、短路、断线等事故时，也不致形成点火源。因而电缆、电线必须穿管敷设，采用耐压防爆的金属管，穿线保护管之间以及保护管与接线盒、分线箱、拉线盒之间，均应采用圆柱管螺纹连接，螺纹有效啮合部分应在5~6扣以上。需挠性连接时应采用防爆挠性连接管。

在2区内的设备配线，一般也应穿管，但只是为了保护电缆、电线的绝缘层不受外伤。

④汇线槽、电缆沟、保护管穿过不同等级的爆炸危险场所分界线时，应采取密封措施，以防止爆炸性气体从一个危险场所串入另一个危险场所。

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