防爆仪表工作原理课件

大家好大家好2一、防爆基础理论概述二、电气设备防爆技术简介三、防爆电气设备选型、安装与使用四、常见问题实例目目 录录3产生爆炸的条件爆炸性物质；空气(氧气);点火源(电火花、炽热表面)。能量源（火花、热表面等）能量源（火花、热表面等）能量源（火花、热表面等）能量源（火花、热表面等）空气（氧气）空气（氧气）空气（氧气）空气（氧气）可燃物可燃物可燃物可燃物防爆基本原理防爆基本原理在我国，爆炸性物质可分为三类：类：矿井甲烷类：爆炸性气体混合物（含蒸气、薄雾）类：爆炸性粉尘和纤维少（易）爆炸性危险物质分类爆炸性危险物质分类爆炸性气体混合物的引燃温度组别爆炸性气体混合物的引燃温度组别爆炸性气体混合物的引燃温度组别爆炸性气体混合物的引燃温度组别 注：爆炸性气体混合物的引燃温度组别与电气设备的最高允许表面温度组别一注：爆炸性气体混合物的引燃温度组别与电气设备的最高允许表面温度组别一一对应一对应。5国标对爆炸性危险场所的划分国标对爆炸性危险场所的划分国标对爆炸性危险场所的划分国标对爆炸性危险场所的划分(GB 50058-2014)爆炸性危险场所爆炸性危险场所67危险区分级实例堤坝堤坝可燃液体可燃液体危险源持续危险源持续存在的地区存在的地区 0 0区区通风口通风口通风不良的通风不良的储油槽区储油槽区1 1区区2 2区区爆炸性危险场所爆炸性危险场所爆炸性气体混合物的传爆级别爆炸性气体混合物的传爆级别爆炸性气体混合物的传爆级别爆炸性气体混合物的传爆级别 注：爆炸性气体混合物的传爆级别也是电气设备的防爆级别，两者是一致的，均注：爆炸性气体混合物的传爆级别也是电气设备的防爆级别，两者是一致的，均分为分为AA、BB、CC三级。三级。仪表防爆基础知识仪表防爆基础知识8最大试验安全间隙最大试验安全间隙(MESG)(MESG)在规定的试验条件下，电气设备外壳在规定的试验条件下，电气设备外壳内各种浓度的被试验气体内各种浓度的被试验气体(或蒸气或蒸气)与空气的混合物点燃后，能阻止火与空气的混合物点燃后，能阻止火焰通过壳体两部分之间焰通过壳体两部分之间25mm25mm长接合面点燃外部气体混合物的接合面最长接合面点燃外部气体混合物的接合面最大间隙大间隙最小点燃电流最小点燃电流(MIC)(MIC)在规定的试验装置上，用直流在规定的试验装置上，用直流24V24V、95mH95mH电电感的火花进行感的火花进行30003000次点燃试验时，能够点燃可燃性气体混合物的最小次点燃试验时，能够点燃可燃性气体混合物的最小电流。此电流降低电流。此电流降低5 5即不能点燃即不能点燃最小点燃电流比最小点燃电流比(MICR)(MICR)各种可燃性气体各种可燃性气体(或蒸气或蒸气)与空气的混合与空气的混合物的最小点燃电流对甲烷与空气混合物的最小点燃电流的比值物的最小点燃电流对甲烷与空气混合物的最小点燃电流的比值仪表防爆基础知识仪表防爆基础知识相关参数说明相关参数说明相关参数说明相关参数说明10一、防爆基础理论概述二、电气设备防爆技术简介三、防爆电气设备选型、安装与使用四、常见问题实例目目 录录 防爆电气设备分为两大类：防爆电气设备分为两大类：防爆电气设备分为两大类：防爆电气设备分为两大类：类为煤矿用电气设备；类为煤矿用电气设备；类为煤矿用电气设备；类为煤矿用电气设备；类为除煤矿外类为除煤矿外类为除煤矿外类为除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备，也称为工厂用电气设备。的其他爆炸性气体环境用电气设备，也称为工厂用电气设备。的其他爆炸性气体环境用电气设备，也称为工厂用电气设备。的其他爆炸性气体环境用电气设备，也称为工厂用电气设备。类隔爆型类隔爆型类隔爆型类隔爆型“d”“d”“d”“d”和本质安全型和本质安全型和本质安全型和本质安全型“i”“i”“i”“i”电气设备又分为电气设备又分为电气设备又分为电气设备又分为AAAA、BBBB、CCCC三级。对于隔爆型电气设备，按最大试验安全间隙三级。对于隔爆型电气设备，按最大试验安全间隙三级。对于隔爆型电气设备，按最大试验安全间隙三级。对于隔爆型电气设备，按最大试验安全间隙(MESG)(MESG)(MESG)(MESG)分级；对于分级；对于分级；对于分级；对于本质安全型电气设备，按最小点燃电流本质安全型电气设备，按最小点燃电流本质安全型电气设备，按最小点燃电流本质安全型电气设备，按最小点燃电流(MIC)(MIC)(MIC)(MIC)分级。分级。分级。分级。所有所有所有所有类防爆电气设备按最高表面温度分为类防爆电气设备按最高表面温度分为类防爆电气设备按最高表面温度分为类防爆电气设备按最高表面温度分为T1 T1 T1 T1 T6T6T6T6六组。最高表面六组。最高表面六组。最高表面六组。最高表面温度是指电气设备在允许的最不利条件下运行时，其表面或任一部分温度是指电气设备在允许的最不利条件下运行时，其表面或任一部分温度是指电气设备在允许的最不利条件下运行时，其表面或任一部分温度是指电气设备在允许的最不利条件下运行时，其表面或任一部分可能达到的并有可能引燃周围爆炸性气体环境的最高温度。可能达到的并有可能引燃周围爆炸性气体环境的最高温度。可能达到的并有可能引燃周围爆炸性气体环境的最高温度。可能达到的并有可能引燃周围爆炸性气体环境的最高温度。防爆电气设备防爆电气设备电气防爆标志的构成电气防爆标志的构成电气防爆标志的构成电气防爆标志的构成(GB 3836-2000)(1)(1)防爆总标志防爆总标志ExEx 表示该设备为防爆电气设备。表示该设备为防爆电气设备。(2)(2)防爆结构型式防爆结构型式 表明该设备采用何种措施进行防爆，如表明该设备采用何种措施进行防爆，如d d为隔爆型，为隔爆型，p p为正压型，为正压型，i i为本安型等。为本安型等。(3)(3)防爆设备类别防爆设备类别 分为分为、类两大类，说明其适用场所。类两大类，说明其适用场所。(4)(4)防爆级别防爆级别 分为分为A A、B B、C C三级，说明其防爆能力的强弱。三级，说明其防爆能力的强弱。(5)(5)最高表面温度组别最高表面温度组别 分为分为T1T1T6T6六组，说明该设备的最高表面温度六组，说明该设备的最高表面温度允许值。允许值。电气设备的防爆型式电气设备的防爆型式(GB 3836.1-2000)(GB 3836.1-2000)电气防爆标志的构成电气防爆标志的构成例如：一台仪表的防爆标志为例如：一台仪表的防爆标志为Ex dBT4Ex dBT4，其含义为：，其含义为：ExEx防爆总标志；防爆总标志；dd结构型式，隔爆型；结构型式，隔爆型；类别，工厂用；类别，工厂用；BB防爆级别，防爆级别，B B级；级；T4T4温度组别，温度组别，T4T4组，最高表面温度组，最高表面温度135135。电气防爆标志的构成电气防爆标志的构成主要防爆技术隔爆型Exd设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.2-2000隔爆外壳定义：能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，并能阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播的电气设备外壳(I区防爆技术)。“W”“L”允许危险气体进入隔爆外壳，外壳内可能产生爆炸。但要求外壳必须具有足够的强度；且各外壳接合面必须具有足够长的啮合长度和足够小的间隙，以确保内部爆炸不会穿过隔爆接合面而导致外部环境爆炸。主要防爆技术主要防爆技术16隔爆型Exd基本原则：“包容型封装 必须能承受爆炸的压力塑料材料只允许小容积(3 dm3)连接和开口要做得很精密并且根据气体组分而定缺点 封装大而重，对电缆也有特殊要求(导管,衬垫,封装等)不允许带电开盖操作打开封装需要特殊工具安装和维护的错误会导致危险的情况不允许在不允许在不允许在不允许在0 0 0 0区使用区使用区使用区使用开口开口主要防爆技术主要防爆技术常用隔爆型电气设备常用隔爆型电气设备主要防爆技术增安型Exe设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.3-2000定义：对在正常运行条件不会产生电弧或火花的电气设备采取进一步措施，提高其安全程度，防止电气设备产生危险温度、电弧和电火花的可能性的型式(I区防爆技术)。要求设备在正常工作和认可的过载条件下不会产生危险温度、电弧和危险温度。典型应用：接线盒、电磁线圈(阀)、照明灯具、变压器和无刷电机等。自动化仪表通常存在调零/调满度的电位器或选择开关，即认为正常情况下会产生电火花，因此一般不设计为Exe。主要防爆技术主要防爆技术主要防爆技术本质安全型Exi设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.4-2000定义：在标准规定的条件(包括正常工作和规定的故障条件)下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路(0/I区防爆技术)。是一种以抑止点火源能量为防爆手段的“安全”技术。要求设备在正常工作和故障状态下可能产生的电火花或热效应分别小于爆炸性危险气体的最小点燃能量和自燃温度。主要防爆技术主要防爆技术本安型本安型ExiExiV VR RL LC CUoUoIoIo基本原则基本原则 “限制型限制型 特性特性 低功率技术限制了电压、电流，把功率低功率技术限制了电压、电流，把功率限制在点燃危险气体的最低要求之下限制在点燃危险气体的最低要求之下元件可靠性、距离和隔离元件可靠性、距离和隔离两类两类:“ia”“ia”允许两个故障允许两个故障 “ib”“ib”允许一个故障允许一个故障应用应用应用应用 现场和控制室电子仪表现场和控制室电子仪表现场和控制室电子仪表现场和控制室电子仪表优点优点 不需特殊电缆不需特殊电缆对操作工也安全对操作工也安全允许带电开盖操作允许带电开盖操作缺点缺点 不适用于大功率设备不适用于大功率设备允许工作条件允许工作条件:“ia”“ia”型工作于型工作于0 0区区.“ib”“ib”型工作于型工作于1 1区区主要防爆技术主要防爆技术主要防爆技术正压型Exp设备依据标准：GB3836.1-2000/GB3836.5-2004主要技术措施：用空气或惰性气体换气。换气时间满足试验测定时间；用压力检测控制器监控内部压力，当压力高于设计规定值(50Pa)时，外壳内部电气设备自动得电；主电源与压力互锁联动，当压力低于规定值时就切断主电源；监控设备通常需要采用其他防爆技术。典型应用：控制柜、仪表盘、分析仪器、正压小屋等。主要防爆技术主要防爆技术正压型正压型ExpExpQ QP P基本原则基本原则 “分离型分离型 封装封装 内部充有比外部气压略高的内部充有比外部气压略高的洁净空气或惰性气体洁净空气或惰性气体充电之前要清洁内部气体充电之前要清洁内部气体连锁系统预防仪表在达到设连锁系统预防仪表在达到设计压力之前上电，或者在正计压力之前上电，或者在正压充气失败时断电压充气失败时断电应用应用应用应用 操作台、仪表盘或控制室操作台、仪表盘或控制室操作台、仪表盘或控制室操作台、仪表盘或控制室优点优点 其它方法都不适用时的解决其它方法都不适用时的解决方案方案缺点缺点 安装和维护工作复杂而昂贵安装和维护工作复杂而昂贵仪表如果将接触可燃混合物，必须采取其它防护措施仪表如果将接触可燃混合物，必须采取其它防护措施不许带电开盖操作不许带电开盖操作允许使用区域允许使用区域:带自动上电功能的仪表可在带自动上电功能的仪表可在1 1区工作区工作带声光报警的仪表可在带声光报警的仪表可在2 2区工作区工作主要防爆技术主要防爆技术一、防爆基础理论概述二、电气设备防爆技术简介三、外壳防护等级四、常见问题实例目目 录录仪表的外壳防护等级仪表的外壳防护等级 在在IECIEC标准标准IEC 60529IEC 60529和国标和国标GB 4208GB 4208中，使用中，使用IPIP代码来表示外壳的防代码来表示外壳的防护等级。护等级。IPIP代码由特征字母代码由特征字母IPIP（International ProtectionInternational Protection国际防护）国际防护）、第一位特征数字、第、第一位特征数字、第2 2位特征数字、附加字母和补充字母组成。位特征数字、附加字母和补充字母组成。第一位特征数字表示防尘，第二位特征数字表示防水第一位特征数字表示防尘，第二位特征数字表示防水。不要求规定特。不要求规定特征数字时，该处由字母征数字时，该处由字母X X代替，例如：代替，例如：IP34IP34、IPX5IPX5、IP2XIP2X。IPIP代码的组成及含义代码的组成及含义代码的组成及含义代码的组成及含义 25第一位特征数字的简要说明第一位特征数字的简要说明第一位特征数字的简要说明第一位特征数字的简要说明 26对第二位特征数字的简要说明对第二位特征数字的简要说明对第二位特征数字的简要说明对第二位特征数字的简要说明 27仪表设备外壳防护等级的选择仪表设备外壳防护等级的选择 安装在现场室外的仪表设备安装在现场室外的仪表设备，其防护等级要求一般如下：，其防护等级要求一般如下：露天安装：露天安装：IP 55IP 55带防雨遮沿时：带防雨遮沿时：IP 54IP 54对安装在现场分析小屋内的分析仪和设备对安装在现场分析小屋内的分析仪和设备，其防护等级，其防护等级要求一般如下：要求一般如下：垂直方向有倾斜面：垂直方向有倾斜面：IP 52IP 52垂直方向无倾斜面：垂直方向无倾斜面：IP 51IP 51防爆型仪表的选型、安装、维护和检修防爆型仪表的选型、安装、维护和检修 选型选型选型选型(1)(1)根据仪表安装、使用场所的危险区域来选择仪表的防爆型式：根据仪表安装、使用场所的危险区域来选择仪表的防爆型式：0 0区区只能选只能选iaia型、型、s s型型(指专为指专为0 0区设计的型区设计的型)；1 1区区可选除可选除n n型以外的其他型式；型以外的其他型式；2 2区区所有防爆型式均可选。所有防爆型式均可选。(2)(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，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，选择仪表的防爆等级和最高表面温度组别。选择仪表的防爆等级和最高表面温度组别。爆炸危险场所的仪表安装要求爆炸危险场所的仪表安装要求安装在爆炸危险场所的仪表和安装材料应有铭牌和防爆安装在爆炸危险场所的仪表和安装材料应有铭牌和防爆标志，安装前应检查其型号、规格是否符合设计要求，其标志，安装前应检查其型号、规格是否符合设计要求，其外部应无损伤、裂纹。外部应无损伤、裂纹。爆炸危险场所爆炸危险场所1 1区内的仪表配线，电缆、电线必须用镀锌区内的仪表配线，电缆、电线必须用镀锌钢管穿管敷设。穿线保护管之间，保护管与接线箱、拉线钢管穿管敷设。穿线保护管之间，保护管与接线箱、拉线盒之间，均应采用圆柱管螺纹连接。盒之间，均应采用圆柱管螺纹连接。防爆型仪表的选型、安装、维护和检修防爆型仪表的选型、安装、维护和检修保护管、汇线槽、电缆沟穿过不同等级的爆炸危险区域分界处时，保护管、汇线槽、电缆沟穿过不同等级的爆炸危险区域分界处时，应采取密封措施应采取密封措施(如用防爆阻火器、密封组件隔离，充填密封等如用防爆阻火器、密封组件隔离，充填密封等)，以，以防止爆炸性气体从一个危险场所串入另一个危险场所。防止爆炸性气体从一个危险场所串入另一个危险场所。保护管与现场仪表、检测元件、电气设备、仪表箱、接线盒及拉线保护管与现场仪表、检测元件、电气设备、仪表箱、接线盒及拉线盒连接时，应在连接处盒连接时，应在连接处0.45m0.45m以内安装隔爆密封管件，必要时做充填以内安装隔爆密封管件，必要时做充填密封。密封管件与现场仪表、检测元件、电气设备之间可采用挠性管密封。密封管件与现场仪表、检测元件、电气设备之间可采用挠性管连接。连接。防爆型仪表的选型、安装、维护和检修防爆型仪表的选型、安装、维护和检修关于充填密封关于充填密封充填密封又称灌胶密封或胶泥密封，即灌入胶泥进行的密充填密封又称灌胶密封或胶泥密封，即灌入胶泥进行的密封。封。下属场合须对防爆型电缆密封接头做充填密封：下属场合须对防爆型电缆密封接头做充填密封：由于电缆直径和密封接头直径不配套，小于密封接头直径由于电缆直径和密封接头直径不配套，小于密封接头直径而出现松动、缝隙时；而出现松动、缝隙时；2 23 3根电缆同时经一个密封接头接根电缆同时经一个密封接头接入时。入时。在爆炸危险场所进行仪表维护时的注意事项在爆炸危险场所进行仪表维护时的注意事项在爆炸危险场所进行仪表维护时的注意事项在爆炸危险场所进行仪表维护时的注意事项应经常进行检查维护，检查时应察看仪表外观、环境应经常进行检查维护，检查时应察看仪表外观、环境(温度、湿温度、湿度、粉尘、腐蚀度、粉尘、腐蚀)、振动、安装是否牢固等情况。、振动、安装是否牢固等情况。在通电情况下对隔爆型仪表进行维护时，切不可打开接线盒和观在通电情况下对隔爆型仪表进行维护时，切不可打开接线盒和观察窗，需开盖维护时必须先切断电源，绝不允许带电开盖维护。察窗，需开盖维护时必须先切断电源，绝不允许带电开盖维护。维护时不得产生冲出火花，所使用的测试仪表应是隔爆型或本安维护时不得产生冲出火花，所使用的测试仪表应是隔爆型或本安型仪表，以避免测试仪表引起诱发性火花或把过高的电压引向不适型仪表，以避免测试仪表引起诱发性火花或把过高的电压引向不适当部位。当部位。防爆型仪表的选型、安装、维护和检修防爆型仪表的选型、安装、维护和检修拆卸时应注意保护隔爆螺纹及隔爆平面，不得损伤及划伤，特别拆卸时应注意保护隔爆螺纹及隔爆平面，不得损伤及划伤，特别是隔爆平面不允许有纵向划痕。是隔爆平面不允许有纵向划痕。在拆卸橡胶密封元件时，不得用尖锐器械硬撬、硬砸，不得在其在拆卸橡胶密封元件时，不得用尖锐器械硬撬、硬砸，不得在其密封面上有任何纵向划痕。密封面上有任何纵向划痕。装配时，应按装配顺序进行，各防松件、紧固件不得漏装。装配时，应按装配顺序进行，各防松件、紧固件不得漏装。锈蚀及损坏的元件应及时更换，老化、损伤及不起密封作用的橡锈蚀及损坏的元件应及时更换，老化、损伤及不起密封作用的橡胶密封元件也要及时更换。胶密封元件也要及时更换。仪表定期检修后，需经确认防爆性能已得到复原后，方可重新投仪表定期检修后，需经确认防爆性能已得到复原后，方可重新投入使用。入使用。防爆型仪表的选型、安装、维护和检修防爆型仪表的选型、安装、维护和检修在爆炸危险场所进行仪表维护时的注意事项（续）在爆炸危险场所进行仪表维护时的注意事项（续）在爆炸危险场所进行仪表维护时的注意事项（续）在爆炸危险场所进行仪表维护时的注意事项（续）一、防爆基础理论概述二、电气设备防爆技术简介三、外壳防护等级四、常见问题实例目目 录录常见问题实例常见问题实例防爆扰性管未固定、未做保护，防爆扰性管未固定、未做保护，若仪表拆除应封堵若仪表拆除应封堵常见问题实例常见问题实例穿线管处应封堵穿线管处应封堵常见问题实例常见问题实例危险场所的电缆应穿管保护危险场所的电缆应穿管保护常见问题实例常见问题实例电缆直径与穿线孔尺寸大小不一致，应用防爆胶泥封堵电缆直径与穿线孔尺寸大小不一致，应用防爆胶泥封堵常见问题实例常见问题实例接线孔封堵，接线孔封堵，保温棉？保温棉？常见问题实例常见问题实例隔爆密封圈老化隔爆密封圈老化常见问题实例常见问题实例 未使用防爆引入装置，隔爆作用失效未使用防爆引入装置，隔爆作用失效常见问题实例常见问题实例防爆引入装置松动防爆引入装置松动常见问题实例常见问题实例GB 50058第5.5.3 在干燥环境，直流电压为110V及以下的设备正常不带电的金属外壳，在爆炸环境内应接地常见问题实例常见问题实例不同区域界面没有有效隔离；不同区域界面没有有效隔离；不同爆炸危险区域隔离墙上的穿线管或通孔没有有效封堵不同爆炸危险区域隔离墙上的穿线管或通孔没有有效封堵