仪表防护及防爆知识

PROCESS AUTOMATION,仪表防护及防爆知识,第一位数防止固体进入,第二位数防止液体进入,0,没有保护,0,没有保护,1,大于,50,毫米的物体,1,垂直滴水,2,大于,12,毫米的物体,2,斜向滴水,7590,度,3,大于,2.5,毫米的物体,3,淋水,4,大于,1.0mm,的物体,4,溅水,5,防止粉尘,5,喷水,6,尘密,6,猛烈喷水,7,短时间浸水,1m/30min,8,连续浸水,5m/72h,外壳防护,IEC,外壳等级标准,-,国际电工委员会,E,Ex,d,C,T4,表示,CENELEC,（欧洲电工标准委员会）认证,表示危险区域认证,保护类型,ia ,本安（允许二次故障）,ib ,本安（允许,1,次故障）,d ,隔爆,e ,增安,n ,型（无火花）,组别,电气设备分成两组。,组包括用于矿井的电气设备，而,组包括所有其它电气设备。组别,进一步分成三个子组别：,A,B,和,C,。,ABC,越来越高,温度代码：设备表面最高温度,（,135,）,T1 450,T2 300,T3 200,T4 135,T5 100,T6 85,发展历史,随着石油及其衍生物的大量使用，世界各国兴建了众多炼油厂、化工厂,由于石油极其产物大多为易燃易爆物，所以必须采取措施防止该物质燃烧或爆炸。,电火花,或,温升,会导致该场所中危险物质的燃烧、爆炸，在现场危险区必须使用特殊的仪表：,- 它能直接安装在危险区,- 能处理危险区的信号,- 不能点燃或引爆危险物质,早期仪表内部使用电子管，限能困难，故在危险区生产过程中多使用气动仪表进行控制,随着半导体元器件（晶体管、集成电路）的产生，仪表工作电压和功耗可有效的限制，电动仪表的使用开始普及，从而引入防爆理论,防爆知识,点火、爆炸发生的三要素,燃 料：易燃气体、挥发物及粉尘,引爆源：火花、电弧、设备或机械高温表面,氧化剂：空气（21%氧），纯氧，释放氧气的化,合物（例如锰酸钾）,点火源,氧气,燃料,爆炸性物质的分类及分组体系,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,T1 T2 T3 T4 T5 T6,IIA,IIB,IIC,乙烷 乙醇 汽油 乙醛,乙酸乙酯 柴油 乙醚,苯 燃料油,CO,航空燃料,甲醇,丙烷,城市天然气,氢气,I,甲烷,所需点燃能量,多（难）,少（易）,危险场所的划分（气体环境）,根据爆炸性混合物出现的频率和持续的时间，把危险气体场所划分为不同的区域：,0,区,：爆炸性混合物以气体、蒸气或薄雾形式连续出现或长时间存在的场所 ，1000小时以上,1,区,：在正常运行时，环境中可能出现气体、蒸气或薄雾形式的爆炸性混合物 ，是防爆电气设备的典型应用场所， 可持续2-1000小时,2,区,：在正常运行时，环境中不可能出现气体、蒸气或薄雾形式的爆炸性混合物 ，或偶尔发生并且短时间（不超过,2,个小时）存在，,温度等级,温度等级规定了设备表面的最高允许值，,基于技术和经济上的考虑，防爆设备被分成不同的温度等级,温度级,设备的最高表面温度,易燃物的点燃温度,点燃难度,T1,450,450,易,T2,300,300,T3,200,200,T4,135,135,T5,100,100,T6,85,85,难,危险场所中电气设备采取的防爆方法:,防爆方法/遵循的标准,适用场所,充油型“,o”,EN50015、IEC60079-6,1,2,正压型“,p”,EN50016、IEC60079-2,1,2,充砂型“,q”,EN50017、IEC60079-5,1,2,隔爆型“,d”,EN50018、IEC60079-1,1,2,增安型“,e”,EN50019、IEC60079-7,1,2,本质安全型“,i”,EN50020、IEC60079-11,0,1,2,浇封型“,m”,EN50028、IEC60079-18,1,2,无火花型“,n”,EN50021、IEC60079-15,2,1.,定义 充油型,oil-inmersion (EN 50015),符号:,o,设备的某些部件被完全浸没在油里,油可阻止气体混合物形成点火源,应用: 变压器,不能带电维护,特殊油,2.正压型“,p,”,pressurised enclosure,(EN50016),将可能产生火花的电气设备（如小型断路器或接触器）装于一外壳内，采取相应的措施使得其,内部保持正压以防止可燃性气体进入壳体内,，,或利用保护气体（空气或惰性气体）,，在正常工作条件下将壳体内的可燃性气体或蒸汽稀释到气体爆炸极限以下,设计思想：消除外壳内部的任何爆炸性气体，保持其内部为一个安全区域，使得未经认证的电气设备几乎不受任何约束地在外壳内部使用，相对复杂（大型分析仪器）,在故障状态下，正压型电气设备要求能够自动切断电源,不能带电维护。,考虑因素：最小正压值、,最小换气量,价格昂贵,3,.,定义,充沙型,sand-filling (EN 50017),符号:,q,充沙以消除点火源,特别适用于高压,应用: 电源, 电容,不能带电维护,4.定义,隔爆型,Flameproof enclosure (EN 50018),符号:,d,用外壳限制爆炸，外壳不会因内部的爆炸而损坏，也不会点燃外部的可燃气体。,外壳较沉重,应用: 电磁阀,压力开关，马达,不能带电维护,安装简单,5. 定义,增安防爆,Increased safety (EN50019),符号:,e,采取措施： 避免火花和高温产生的可能性,应用: 连接件,电磁阀, 防爆机箱,正常工作时 - 不会产生点火源,不能带电维护,6,.,定义,浇封,Encapsulation (EN 50028),符号:,m,点火源被封装在特殊材料里（如陶瓷），混合物不能与点火源接近。,永远不能维护,应用 ： 传感器,探头等,7.定义,本安方法,Intrinsic saftey(EN 50020),标识:,i,在回路中减少能量, 以便防止火花点燃危险物,必须构成本安回路,Maintanance,during,operation!,可带电维护,The method at TURCK !,除本安方法外其他防爆方法用在危险0区都有可能发生爆炸,常用本安与隔爆仪表对比,本安仪表,ia,对外壳要求不高,允许在线维护,适用于0、1、2区,适用于低功率仪表,密封与附件简单,价格较低,必须加安全栅,隔爆仪表,特殊外壳，结构结实，体积大,不允许带电维护,适用于1、2区,适用于高功率仪表,密封与附件复杂，,价格高,不需加安全栅,什么是本质安全？,（,Intrinsic Safety,）,如果电流和电压在临界值之下，那麽就不会产生火花。,= 电流和电压必须,被限制,通过,电阻,限制电流,通过,齐纳二级管,（,Z-diode,）,限制电压,什么是本安设备,（,Intrinsic Safety apparatus,）,电流和电压被限制,=,回路允许在危险区,电阻和齐纳二极管不允许在危险区,R,安全区,危险区,2.,本安结论,本安回路将能量减少到安全水平,安全栅将安全区和危险区分开,本安设备直接工作在危险区，安全栅安装在安全区。,本安回路的特点,在设备正常工作或故障期间，不可能产生点燃危险场所中爆炸性气体的能量（火花、电弧或热能量），本安功率,4W,电压最大,30V,电容限制,0.1,F ,电感限制,500H,工作原理是利用安全栅技术，将提供给现场仪表的电能量限制在不能产生足以引爆的电火花，本安方法可对现场仪表带电拆装、检查、维修。显然 ，本安方法 是最安全的防爆方法，因此，被用在最危险的场合。,本安电气设备分类,EX,ia,、,EX,ib,类,按照本安电路使用场所和安全程度可分为,ia,、,ib,两个等级,ia,类安全系数：当最多产生两次故障时，仍然可以保持安全性 ，所以易受故障干扰的元件为三重化设计 ， 可用在 0、1、2区,ib,类安全系数：当最多产生一次故障时，仍然可以保持安全性 ，易受干扰影响的元件为双重化设计 可用在1、2区,故障可能是易受干扰影响的元件失灵造成的。,按允许的故障次数,EEx ibEEx ia,允许一次故障:,b,允许两次故障:,a,R,R,ib,ia,本安标识,设备标志,用于防爆区的的设备必须具有明显的标志,本安设备应当具有如下标志：,EEX ia II C T6,温度等级,C,子组,除煤矿以外的所有区域,I：,矿下,防爆分类,符合欧洲标准,关联设备应当具有下列标志,EEX ia IIC,方括号表示关联设备,无温度等级，因为安装在危险区之外,外壳保护等级（,IP）,代码,GB4208-1993；,等效采用,IEC529,粉尘防爆,1,、,DIP-,粉尘防爆标志,2,、,DT,或,DP-,外壳类别,DT-,尘密型,DP-,防尘型,3,、,T11T13-,点燃温度,T11-T270 T12-270 T 200 ,T13- 200 T 150 ,4,、允许最高表面温度,未过负荷时 过负荷时,T11 215 190 ,T12 160 145 ,T13 120 110 ,谢谢！,