电气设备防爆技术设计与选型分析探讨

电气设备防爆技术设计与选型分析探讨

吴永波

南宁嘉通置业有限责任公司广西南宁530000）

摘要：防爆电气设备是指按规定条件设计制造而不会引起周围爆炸性混合物（爆炸危险场所）爆炸的电气设备。在生产生活中存在爆炸性环境，如可燃性气体，粉尘环境，炼油、石化厂，加油站、加气站等。爆炸性气体环境即指大气条件下，气体、蒸汽或雾状的可燃物质与空气构成的混合物，在该混合物中点燃后，燃烧将传遍整个未燃混合物的环境。本文针对目前电气设备防爆领域的认知误区，以防爆的概念为基准点，以防爆电气设备为分析对象，剖析了电力客户应用环境下，电气设备的防爆形式，防爆区域划定，设备防爆等级辨别等内容，提供一套电气设备选型基本方案。

关键词：爆炸性环境；防爆等级；防爆温度；防爆形式；防爆标志

引言：爆炸性环境中必须启用防爆电气设备，此类电气设备在规定条件下运行，不会引起周围爆炸性环境点燃。防爆电气设备主要分两类：Ⅰ类为在煤矿井下运行的电气设备；Ⅱ类为运行煤矿、井下环境之外的其他全部爆炸性气体境中运行的电气设备。Ⅱ类根据国家标准又可进一步细分为ⅡA、ⅡB、ⅡC总共三类，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。同时需要知道“Ex”标志不是防爆标志是英文“Explosion”的简写，是一个“警示标志”它包含①质量②安装③使用④维修保养⑤检修从这里我们可以总结出，ⅡC标志是防爆等级较高的形式，但防爆等级高不代表设备性能好，两者之间没有必然联系。

1电气设备的防爆形式

1.1防爆温度形式

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：传感器使用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℃。爆炸性环境用电气设备按其最高表面温度划分为T1-T6组别。

1.2防爆危险区域和非危险区域（爆炸性气体环境）

危险区域指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。非危险区域指爆炸性气体环境中预期不会大量出现，以致不要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门措施的区域。例如：变送器B1不可安装在危险区域（本安关联设备不可用在危险场所）

2电气设备防爆形式

2.1本质安全电路

顾名思义，为本质安全型电气设备及其关联设备。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。

本安型设备和关联设备的本质安全部分分为“ia”和“ib”。“ia”指正常工作+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”指正常工作+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

关联设备指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。

2.2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。此类设备的驱动部分为隔爆型、增安型、充油型、充砂型、浇封型、复合型。

3防爆标志及铭牌

3.1防爆标志的含义

[Exib]ⅡCT6为本安型关联设备，ⅡC等级T1-T6组别。ExdⅡCT6隔爆型电器设备，ⅡC等级T1-T6组别。ExibⅡCT3～T6本安型电器设备，ⅡC等级T3-T6组别。

3.2防爆标志的要求

防爆电器设备应在主体部分的明显地方设置标志，该标志必须考虑到在可能存在化学腐蚀情况下，仍能清晰和耐久。防爆标志的内容应符合有关标准的规定。我公司的质量流量计在传感器和变送器上均贴有铭牌，并且在变送器的壳体上有明显的防爆标记。

3.3铭牌

传感器及变送器的铭牌位置及内容。

4防爆设计

4.1防爆设计的原则

满足用户端使用要求，符合国家防爆电器标准的相关规定并能取得专门机构的防爆证书。取防爆证的试验内容：静压试验、爆炸试验、密封试验、冲击试验等。

4.2本质安全型电器设备的设计

传感器（3～150型）本质安全型电路的电器部分驱动的功率较小，线圈的电感、电阻、驱动电压、电流等符合防爆标准。变送器（B1）本质安全型关联设备，有带安全栅的本质安全电路，壳体只做防护用，不防爆。

隔爆型（重点介绍防爆外客的设计）传感器：360、600（复合型）线圈、布线、密封及功放外壳设计。变送器：B5（满足现场使用）防爆壳体设计出线防爆设计。

5防爆技术的应用

5.1防爆等级要求

在面向电力客户时，客户可能提出具体防爆设备的要求。供电公司目前的权力及职责权限不能负责产品选型。但应当向客户提出防爆要求与建议，我们帮助选型并征得客户认可。客户没有提出或不知道，我们根据其使用场所及测量介质帮助选型征得客户认可。目前市场质量流量计传感器和变送器所能组合的防爆等级的适合应用的场所列表等材料，如流量计防爆性能一览表等，应当尽可能提供给客户参考，介绍其搭配使用情况和举例说明。

5.2防爆等级选用的一般原则

爆电气设备有各种型式，共11种型式，必须根据不同的防爆原理决定，而适用于不同的爆炸危险场所区域。常用的防爆电气设备型式（如隔爆型）是不密封的，一般不能在户外使用。我国石油、化工行业，现场电气布线电缆或导线窜钢管保护。钢管不是防爆钢管，仅仅起机械损伤保护。爆炸危险场所电气一定要达到整体防爆概念。

防爆形式的选用为爆炸性气体环境中使用的设备优先选用本安型（ib），其次为隔爆型。防爆等级的选用为除爆炸性环境中有氢气，乙炔，二硫化碳时需选用ⅡC级，其余均可选用ⅡB级。温度组的选用为根据环境温度根据爆炸性气体的点燃温度；根据测量介质温度。例如：被测介质为原油，环境温度为-20℃～+40℃，介质温度为80℃，那么传感器可选用本安ⅡB等级，温度组别为T6组，变送器选用ⅡB类，根据安装条件及功能要求可选B1或B5，如果选用ⅡC类变送器，就造成防爆等级的浪费。

6结束语

总之，随着国家在有关领域立法的逐步确立，各行业安全生产意识的进一步加强。电气设备防爆技术作为特殊领域与行业的应用技术，正在也必然将得到更加全面而深入的应用。在防爆技术领域应当首先避免防火、防爆概念混淆。其次破除只要选用了防爆电气设备就直接解决了防爆问题的错误理念。爆炸场所的电气设备的整个采购设计安装使用过程，必须严格按照有关国家标准进行选型和配用。

参考文献：

[1]蔡碧峰.建筑电气安装及低压开关柜选型问题研究[J].四川建材，2015（4）.

[2]戴杰.浅议低压配电柜选型[J].科技信息，2014（10）.

[3]刘效松.低压配电柜的技术创新及发展[J].建筑电气，2016（5）.