电气防爆原理课件

一一、基本概念基本概念二、燃爆条件及防爆措施二、燃爆条件及防爆措施三、三、电气气设备的防爆途径的防爆途径四、防爆四、防爆电气气设备的的类型与型与标志志五、隔爆防爆原理五、隔爆防爆原理六、本六、本质安全型防爆原理安全型防爆原理6-1 电气防爆原理电气防爆原理 一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念6-1 6-1 电电电电气防爆原理气防爆原理气防爆原理气防爆原理1一、基本概念一、基本概念1、爆炸性危、爆炸性危险环境境：含有爆炸性混合含有爆炸性混合物物的的环境。境。(1)(1)爆炸性混合物爆炸性混合物：(2)(2)爆炸性气体混合物：爆炸性气体混合物：(3)(3)爆炸性粉爆炸性粉尘混合物：混合物：是指在大气条件下，气体、蒸气、薄是指在大气条件下，气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状的易燃物质与空气雾、粉尘或纤维状的易燃物质与空气混合，点燃后，燃烧将在整个范围内混合，点燃后，燃烧将在整个范围内迅速传播的混合物。迅速传播的混合物。对可燃气体、易燃气体或可燃液体的对可燃气体、易燃气体或可燃液体的对可燃气体、易燃气体或可燃液体的对可燃气体、易燃气体或可燃液体的 蒸蒸蒸蒸气与气与气与气与 空气混合物形成的爆炸性混合物。空气混合物形成的爆炸性混合物。空气混合物形成的爆炸性混合物。空气混合物形成的爆炸性混合物。悬浮状可燃粉尘或可燃纤维与空气悬浮状可燃粉尘或可燃纤维与空气混混 合形成的爆炸性混合物。合形成的爆炸性混合物。2、火灾危险环境、火灾危险环境一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念1 1、爆炸性危、爆炸性危、爆炸性危、爆炸性危险环险环险环险环境：境：境：境：含有爆炸性混合物的含有爆炸性混合物的含有爆炸性混合物的含有爆炸性混合物的环环环环境境境境22、火灾危火灾危险环境：它是指生境：它是指生产、使用、使用、储存后存后输送火灾危送火灾危险物物质的的过程中，能程中，能引起火灾危引起火灾危险的区域。的区域。(1)(1)可燃液体可燃液体 (2)(2)可燃粉可燃粉尘或可燃或可燃纤维 (3)(3)固体状可燃物固体状可燃物质。闪点高于场所环境温度的可燃液体，闪点高于场所环境温度的可燃液体，在物料操作温度高于可燃液体闪点的在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下，虽然能泄漏但不致于形成爆情况下，虽然能泄漏但不致于形成爆炸性混合物。炸性混合物。虽能燃烧，但不可能形成爆炸性混虽能燃烧，但不可能形成爆炸性混合物的悬浮状或堆积状的可燃粉尘合物的悬浮状或堆积状的可燃粉尘或可燃纤维。或可燃纤维。2 2、火灾危、火灾危、火灾危、火灾危险环险环险环险环境：它是指生境：它是指生境：它是指生境：它是指生产产产产、使用、使用、使用、使用、储储储储存后存后存后存后输输输输送火灾危送火灾危送火灾危送火灾危险险险险物物物物质质质质3二、燃爆条件与防爆基本措施二、燃爆条件与防爆基本措施(一一)易燃易爆物质的燃爆条件易燃易爆物质的燃爆条件 1、电气设备周围存在有一定数量的、电气设备周围存在有一定数量的易燃易燃易爆物质易爆物质。2、这些易燃易爆物质与空气混合，其浓、这些易燃易爆物质与空气混合，其浓度在度在爆炸极限以内爆炸极限以内，并具有与电气设备的，并具有与电气设备的危险因素相接触的可能性。危险因素相接触的可能性。3、电气设备产生的火花、电弧或高温热、电气设备产生的火花、电弧或高温热量足以量足以点燃点燃爆炸性混合物。爆炸性混合物。二、燃爆条件与防爆基本措施二、燃爆条件与防爆基本措施二、燃爆条件与防爆基本措施二、燃爆条件与防爆基本措施(一一一一)易燃易爆物易燃易爆物易燃易爆物易燃易爆物质质质质的燃爆条件的燃爆条件的燃爆条件的燃爆条件 1 14（二）防爆基本措施（二）防爆基本措施1 1、要把燃爆的三个条件同时出现的可、要把燃爆的三个条件同时出现的可能性减到最小程度。能性减到最小程度。（1 1）消除或减少易燃易爆物质消除或减少易燃易爆物质（2 2）限制易燃易爆物质在空气中的含）限制易燃易爆物质在空气中的含量，减少其达到爆炸极限的概率。量，减少其达到爆炸极限的概率。（3 3）消除或控制电气设备产生火花、）消除或控制电气设备产生火花、电弧或高温的可能性，并使其与易燃易电弧或高温的可能性，并使其与易燃易爆物隔离，并在低于引燃温度下运行。爆物隔离，并在低于引燃温度下运行。通过生产工艺设计来消除或减少可燃通过生产工艺设计来消除或减少可燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾、爆炸气体、易燃液体的蒸气或薄雾、爆炸或可燃粉尘的产生及积累。或可燃粉尘的产生及积累。定期清除沉积粉尘，给物料增湿，防定期清除沉积粉尘，给物料增湿，防止沉积和悬浮。止沉积和悬浮。（二）防爆基本措施（二）防爆基本措施（二）防爆基本措施（二）防爆基本措施1 1、要把燃爆的三个条件同、要把燃爆的三个条件同、要把燃爆的三个条件同、要把燃爆的三个条件同时时时时出出出出现现现现的可能性减到的可能性减到的可能性减到的可能性减到5三、三、电气气设备的防爆途径的防爆途径1、电气气设备的防爆的基本思路的防爆的基本思路(1)隔爆防爆：采用隔爆防爆：采用结构防爆措施，使构防爆措施，使设备 外部呈安全特性。外部呈安全特性。(2)本本质安全防爆：从安全防爆：从电路角度限制路角度限制进入危入危 险场所的所的电能，并防止出能，并防止出现 火花和高温表面。火花和高温表面。2 2、电气设备防爆措施、电气设备防爆措施三、三、三、三、电电电电气气气气设备设备设备设备的防爆途径的防爆途径的防爆途径的防爆途径1 1、电电电电气气气气设备设备设备设备的防爆的基本思路的防爆的基本思路的防爆的基本思路的防爆的基本思路2 2、电电电电气气气气设设设设62 2、电气气设备防爆措施防爆措施(1)(1)采用隔爆外壳。采用隔爆外壳。(2)(2)采用本采用本质安全安全电路。路。(3)(3)采用超前切断采用超前切断电源。源。(4)(4)隔离法。隔离法。(5)(5)限制正常工作的温度。限制正常工作的温度。2 2、电电电电气气气气设备设备设备设备防爆措施防爆措施防爆措施防爆措施(1)(1)采用隔爆外壳。采用隔爆外壳。采用隔爆外壳。采用隔爆外壳。72、按按电气防爆特性：电气防爆特性：（1）隔爆型）隔爆型(Ex d)（2）增安型）增安型(Ex e)（3）本质安全型）本质安全型(Ex ia,Ex ib)（4）正压型）正压型(Ex p)（5）充油型）充油型(Ex o)（6）充砂型）充砂型(Ex q)（7）无火花型）无火花型(Ex n)（8）特殊型）特殊型(Ex s)（9）气密型）气密型(Ex h)（10）浇封型）浇封型(Ex m)四、防爆四、防爆设备的的类型与型与标志志1、按其使用、按其使用环境境 I I类类 煤矿井下用电气设煤矿井下用电气设备备IIII类类 工厂用电气设备工厂用电气设备2 2、按、按、按、按电电电电气防爆特性：四、防爆气防爆特性：四、防爆气防爆特性：四、防爆气防爆特性：四、防爆设备设备设备设备的的的的类类类类型与型与型与型与标标标标志志志志I I类类类类 煤煤煤煤矿矿矿矿井井井井8防爆防爆电气气设备防爆配电设备防爆电机防爆电机ExdExdBT4BT4防爆荧光灯防爆荧光灯EXDEXD防爆电铃Exd IIT6防爆防爆防爆防爆电电电电气气气气设备设备设备设备防爆配防爆配防爆配防爆配电设备电设备电设备电设备防爆防爆防爆防爆电电电电机机机机ExdExdBT4BT4防爆防爆防爆防爆荧荧荧荧光灯光灯光灯光灯EX EX9五、隔爆防爆原理五、隔爆防爆原理（一）（一）基本概念基本概念隔爆性隔爆性 耐爆性耐爆性（二）要求（二）要求v耐爆性要求耐爆性要求 v隔爆性要求隔爆性要求（三）隔爆外壳的材料（三）隔爆外壳的材料五、隔爆防爆原理（一）基本概念隔爆性五、隔爆防爆原理（一）基本概念隔爆性五、隔爆防爆原理（一）基本概念隔爆性五、隔爆防爆原理（一）基本概念隔爆性 耐爆性耐爆性耐爆性耐爆性10（一）、基本概念（一）、基本概念 1 1、耐爆性、耐爆性 耐爆性是指外壳耐爆性是指外壳强度度。当外壳内。当外壳内发生生最最严重的爆炸性混合物爆炸重的爆炸性混合物爆炸时，或因高温引，或因高温引起壳内有机起壳内有机绝缘分解，生成可燃性高分解，生成可燃性高压气体气体时，其，其压力都不致于使外壳力都不致于使外壳变形和形和损坏，其坏，其高温也不致使外壳高温也不致使外壳损伤。2 2、隔爆性、隔爆性 隔爆性是指外壳各部件的隔爆性是指外壳各部件的接合面接合面，要符，要符合一定要求，使壳内爆炸时向外喷出的火焰合一定要求，使壳内爆炸时向外喷出的火焰或灼热金属颗粒不会引起壳外的爆炸性混合或灼热金属颗粒不会引起壳外的爆炸性混合物的爆炸。物的爆炸。（一）、基本概念（一）、基本概念（一）、基本概念（一）、基本概念 1 1、耐爆性、耐爆性、耐爆性、耐爆性2 2、隔爆性、隔爆性、隔爆性、隔爆性 隔爆性隔爆性隔爆性隔爆性11 耐爆性要求耐爆性要求1、爆炸性混合物的爆炸压力与温度、爆炸性混合物的爆炸压力与温度2、外壳内绝缘油及有机物分解产生的压力、外壳内绝缘油及有机物分解产生的压力3、多空腔的过压现象、多空腔的过压现象4、隔爆外壳的机械强度、隔爆外壳的机械强度 耐爆性要求耐爆性要求耐爆性要求耐爆性要求1 1、爆炸性混合物的爆炸、爆炸性混合物的爆炸、爆炸性混合物的爆炸、爆炸性混合物的爆炸压压压压力力力力121、爆炸性混合物的爆炸、爆炸性混合物的爆炸压力与温度力与温度爆炸爆炸压力：力：一般一般T=2100-2200，爆炸压力理论值为，爆炸压力理论值为 0.830.85MPa。实际值：温度。实际值：温度1850，压力，压力为为0.74MPa，形状：形状：圆球形的爆炸压力大，长方形最小圆球形的爆炸压力大，长方形最小容积容积:容积在容积在0.564L时，压力相差不大；容时，压力相差不大；容积小于积小于0.5L时，爆炸压力显著降低；到时，爆炸压力显著降低；到0.01L时时,其压力为其压力为0.4MPa.间隙间隙:爆炸压力随间隙的增加而降低爆炸压力随间隙的增加而降低,间隙相同间隙相同时时,随容积增大而增大。随容积增大而增大。1 1、爆炸性混合物的爆炸、爆炸性混合物的爆炸、爆炸性混合物的爆炸、爆炸性混合物的爆炸压压压压力与温度爆炸力与温度爆炸力与温度爆炸力与温度爆炸压压压压力：一般力：一般力：一般力：一般T=2100-T=2100-132、外壳内、外壳内绝缘油及有机物分油及有机物分解解产生的生的压力力电弧作用下，弧作用下，绝缘油油及有机物分解及有机物分解产生大生大量气体，从而使外壳量气体，从而使外壳受到受到较高的高的压力力过压要比瓦斯爆炸压力还大；例如：塑料过压要比瓦斯爆炸压力还大；例如：塑料K21-22在电弧持续在电弧持续1S所产生的压力可达所产生的压力可达1.1MPA，高压油高压油开关箱内进行三相短路试验，当切断线路的电压开关箱内进行三相短路试验，当切断线路的电压为为6KV，短路电流可达，短路电流可达9.6KA时时，虽法兰盘有，虽法兰盘有0.10.15mm2间隙间隙,而箱内压力仍达到而箱内压力仍达到2MPA。2 2、外壳内、外壳内、外壳内、外壳内绝缘绝缘绝缘绝缘油及有机物分解油及有机物分解油及有机物分解油及有机物分解产产产产生的生的生的生的压压压压力力力力电电电电弧作用下，弧作用下，弧作用下，弧作用下，绝缘绝缘绝缘绝缘油及有油及有油及有油及有143、多空腔的、多空腔的过压现象象爆炸爆炸压力与初力与初压成正比。成正比。初初压为0.1MPA,爆炸爆炸压力力约0.8MPA,初初压为0.2MPA,爆炸爆炸压力力约1.6MPA.为避免避免产生生过压现象，在象，在设计隔爆外壳隔爆外壳时，应尽量尽量缩小二腔容小二腔容积之差，一般之差，一般应小于小于4：1联通孔断面通孔断面积应大于大于750mm2。3 3、多空腔的、多空腔的、多空腔的、多空腔的过压现过压现过压现过压现象爆炸象爆炸象爆炸象爆炸压压压压力与初力与初力与初力与初压压压压成正比。初成正比。初成正比。初成正比。初压为压为压为压为0.1MPA0.1MPA154、隔爆外壳的机械、隔爆外壳的机械强度度材料：材料：钢板、板、铸钢、铸铁 考考虑1.5倍的安全系数的基倍的安全系数的基础上，能承受上，能承受0.8MPA设备的外壳的外壳,若采用若采用钢板其最小厚板其最小厚度度应不小于不小于3-4,铸铁应为6。对于有于有衬垫密封的空腔，由于爆炸后气体密封的空腔，由于爆炸后气体不能泄出，不能泄出，压力不能增高，此力不能增高，此时，不，不论空空腔腔净容容积大小，外壳均要求承受大小，外壳均要求承受0.8MPA4 4、隔爆外壳的机械、隔爆外壳的机械、隔爆外壳的机械、隔爆外壳的机械强强强强度材料：度材料：度材料：度材料：钢钢钢钢板、板、板、板、铸钢铸钢铸钢铸钢、铸铁铸铁铸铁铸铁16隔爆性要求隔爆性要求1、最大、最大试验安全安全间隙隙它是介于传爆与不传爆之间的间隙。间隙它是介于传爆与不传爆之间的间隙。间隙值的大小与结合面宽度及爆炸性混合物的值的大小与结合面宽度及爆炸性混合物的种类等因素有关，它可以通过实验来确定。种类等因素有关，它可以通过实验来确定。2 2、隔爆外壳接合面的要求、隔爆外壳接合面的要求对结合面的间隙宽度和光洁度的要求也对结合面的间隙宽度和光洁度的要求也不一样。通常对以法兰结合的法兰盘强不一样。通常对以法兰结合的法兰盘强度要求比外壳更高。度要求比外壳更高。隔爆性要求隔爆性要求隔爆性要求隔爆性要求1 1、最大、最大、最大、最大试验试验试验试验安全安全安全安全间间间间隙它是介于隙它是介于隙它是介于隙它是介于传传传传爆与不爆与不爆与不爆与不传传传传爆之爆之爆之爆之间间间间的的的的间间间间隙隙隙隙17隔爆外壳的材料要求隔爆外壳的材料要求隔爆型隔爆型电气气设备外壳材外壳材质应以以钢和和高高级铸铁为主，在某些条件下也可主，在某些条件下也可用用铝合金或塑料。合金或塑料。隔爆外壳的材料要求隔爆型隔爆外壳的材料要求隔爆型隔爆外壳的材料要求隔爆型隔爆外壳的材料要求隔爆型电电电电气气气气设备设备设备设备外壳材外壳材外壳材外壳材质应质应质应质应以以以以钢钢钢钢和高和高和高和高级铸铁为级铸铁为级铸铁为级铸铁为主主主主18六、六、本本质安全防爆原理安全防爆原理 本本本本质质安全防爆是根据安全火花原理，通安全防爆是根据安全火花原理，通安全防爆是根据安全火花原理，通安全防爆是根据安全火花原理，通过过合合合合理地理地理地理地选择电选择电气参数，使系气参数，使系气参数，使系气参数，使系统统在正常或故障状在正常或故障状在正常或故障状在正常或故障状态态下，下，下，下，产产生的生的生的生的电电火花火花火花火花变变得相当小，不能点燃周得相当小，不能点燃周得相当小，不能点燃周得相当小，不能点燃周围围的爆炸性的爆炸性的爆炸性的爆炸性混合物。混合物。混合物。混合物。本质安全电路的安全措施：本质安全电路的安全措施：1、电源限流措施、电源限流措施2、电感元件的消能措施、电感元件的消能措施3、安全栅、安全栅六、本六、本六、本六、本质质质质安全防爆原理安全防爆原理安全防爆原理安全防爆原理 本本本本质质质质安全防爆安全防爆安全防爆安全防爆19电电电电气防爆原理气防爆原理气防爆原理气防爆原理课课课课件件件件20