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1、第六章第六章 爆炸和火灾危险环境爆炸和火灾危险环境电气设备的选择电气设备的选择 内内 容：容：v基本概念基本概念基本概念基本概念及及及及电气防爆电气防爆电气防爆电气防爆v爆炸和火灾危险环境区域划分爆炸和火灾危险环境区域划分爆炸和火灾危险环境区域划分爆炸和火灾危险环境区域划分v爆炸性混合物的分类、分级和分组爆炸性混合物的分类、分级和分组爆炸性混合物的分类、分级和分组爆炸性混合物的分类、分级和分组v防爆电气设备选择应用防爆电气设备选择应用防爆电气设备选择应用防爆电气设备选择应用 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、电气设备的防爆途径三、电气设备的防爆途径四、防爆电
2、气设备的类型与标志四、防爆电气设备的类型与标志五、隔爆防爆原理五、隔爆防爆原理六、本质安全型防爆原理六、本质安全型防爆原理6-1 电气防爆原理电气防爆原理一、基本概念一、基本概念1、爆炸性危险环境、爆炸性危险环境：含有爆炸性混合物含有爆炸性混合物的环境。的环境。(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)爆炸性粉尘混合物：爆炸性粉尘混合物：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
3、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2、火灾危险环境：它是指生产、使用、火灾危险环境：它是指生产、使用、储存后输送火灾危险物质的过程中，能储存后输送火灾危险物质的过程中，能引起火灾危险的区域。引起
4、火灾危险的区域。(1)(1)可燃液体可燃液体 (2)(2)可燃粉尘或可燃纤维可燃粉尘或可燃纤维 (3)(3)固体状可燃物质。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。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
5、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）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（
6、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。三
7、、电气设备的防爆途径三、电气设备的防爆途径1、电气设备的防爆的基本思路、电气设备的防爆的基本思路(1)隔爆防爆：采用结构防爆措施，使设备隔爆防爆：采用结构防爆措施，使设备(2)外部呈安全特性。外部呈安全特性。(2)本质安全防爆：从电路角度限制进入危本质安全防爆：从电路角度限制进入危(3)险场所的电能，并防止出险场所的电能，并防止出现现(4)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2 2、电气设备防爆措施、电气设备防爆措施(1)(1)采用隔爆外壳。采用隔爆外壳。(2)(2)采用本质安全电路。采用本质安全电路。(3)(3)采用超前切断电源。采用超前切断电源。(4)
8、(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、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、防爆设备的类型与标志四、防爆设备的类型与标志1、按其使用环境、按其使用环境 I I类类 煤矿井下用电气设备煤矿井下用电气设备IIII类类
9、工厂用电气设备工厂用电气设备防爆电气设备防爆电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（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强度。当外壳内发生。当外壳内发生最严重的爆炸性混合物爆炸时，或因高温引最严重的爆炸性混合物爆炸时，或因高温引起壳内有机绝缘分解，生成可燃性高压气体起壳内有机绝
10、缘分解，生成可燃性高压气体时，其时，其压力都不致于使外壳变形和损坏，其压力都不致于使外壳变形和损坏，其高温也不致使外壳损伤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。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
11、象4、隔爆外壳的机械强度、隔爆外壳的机械强度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爆炸压力：爆炸压力：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
12、,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。2、外壳内绝缘油及有机物分、外壳内绝缘油及有机物分解产生的压力解产生的压力电弧作用下，绝缘油电弧作用下，绝缘油及有机物分解产生大及有机物分解产生大量气体，从而使外壳量气体，从而使外壳受到较高的压力受到较高的压力过压要比过压要比瓦斯爆炸压力还大；例如：塑料瓦斯爆炸压力还大；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0.1
13、0.15mm2间隙间隙,而箱内压力仍达到而箱内压力仍达到2MPA。3、多空腔的过压现象、多空腔的过压现象爆炸压力与初压成正比。爆炸压力与初压成正比。初压为初压为0.1MPA,爆炸压力爆炸压力约约0.8MPA,初压为初压为0.2MPA,爆炸压力约爆炸压力约1.6MPA.为避免产生过压现象，在为避免产生过压现象，在设计隔爆外壳时，应尽量设计隔爆外壳时，应尽量缩小二腔容积之差，一般缩小二腔容积之差，一般应应小于小于4：1联通孔断面积联通孔断面积应大于应大于750mm2。4、隔爆外壳的机械强度、隔爆外壳的机械强度材料：钢板、铸钢、铸铁材料：钢板、铸钢、铸铁 考虑考虑1.5倍的安全系数的基础上，能承受倍
14、的安全系数的基础上，能承受0.8MPA设备的外壳设备的外壳,若采用钢板其最小厚若采用钢板其最小厚度应不小于度应不小于3-4,铸铁应为铸铁应为6。对于有衬垫密封的空腔，由于爆炸后气体对于有衬垫密封的空腔，由于爆炸后气体不能泄出，压力不能增高，此时，不论空不能泄出，压力不能增高，此时，不论空腔净容积大小，外壳均要求承受腔净容积大小，外壳均要求承受0.8MPA隔爆性要求隔爆性要求1、最大试验安全间隙、最大试验安全间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
15、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。隔爆外壳的材料要求隔爆外壳的材料要求隔爆型电气设备外壳材质应以钢和隔爆型电气设备外壳材质应以钢和高级铸铁为主，在某些条件下也可高级铸铁为主，在某些条件下也可用铝合金或塑料。用铝合金或塑料。六、六、本本质质安全防爆原理安全防爆原理 本质安全防爆是根据安全火花原理，通过合本质安全防爆是根据安全火花原理，通过合本质安全防爆是根据安全火花原理，通过合本质安全防爆是根据安全火花原理，通过合理地选择电气参数，使系统在正常或故障状态下，理地选择电气参数，使系统在正常或故障状态下，理地选择电气参数，使系统在正常或故障状态下，理地选择电气参数，使系统在正常或故障状态下，产生的电火花变得相当小，不能点燃周围的爆炸性产生的电火花变得相当小，不能点燃周围的爆炸性产生的电火花变得相当小，不能点燃周围的爆炸性产生的电火花变得相当小，不能点燃周围的爆炸性混合物。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