儀表防護及防爆培訓FINAL

1、儀表防爆及防護知識儀表防爆及防護知識 發(fā)展歷史發(fā)展歷史 隨著石油及其衍生物的大量使用，世界各國興建隨著石油及其衍生物的大量使用，世界各國興建了眾多煉油廠、化工廠了眾多煉油廠、化工廠由于石油極其產物大多為易燃易爆物，所以必須由于石油極其產物大多為易燃易爆物，所以必須采取措施防止該物質燃燒或爆炸。采取措施防止該物質燃燒或爆炸。電火花電火花或或溫升溫升會導致該場所中危險物質的燃燒、會導致該場所中危險物質的燃燒、爆炸，在現場危險區(qū)必須使用特殊的儀表：爆炸，在現場危險區(qū)必須使用特殊的儀表：- 它能直接安裝在危險區(qū)它能直接安裝在危險區(qū)- 能處理危險區(qū)的信號能處理危險區(qū)的信號- 不能點燃或引爆危險物質不能點

2、燃或引爆危險物質早期儀表內部使用電子管，限能困難，故在危險早期儀表內部使用電子管，限能困難，故在危險區(qū)生產過程中多使用氣動儀表進行控制區(qū)生產過程中多使用氣動儀表進行控制隨著半導體元器件（晶體管、集成電路）的產生，隨著半導體元器件（晶體管、集成電路）的產生，儀表工作電壓和功耗可有效的限制，電動儀表的使用儀表工作電壓和功耗可有效的限制，電動儀表的使用開始普及，從而引入防爆理論開始普及，從而引入防爆理論防爆知識防爆知識點火、爆炸發(fā)生的三要素點火、爆炸發(fā)生的三要素 燃燃 料：易燃氣體、揮發(fā)物及粉塵料：易燃氣體、揮發(fā)物及粉塵 引爆源：火花、電弧、設備或機械高溫表面引爆源：火花、電弧、設備或機械高溫表面

3、氧化劑：空氣（氧化劑：空氣（21%氧），純氧，釋放氧氣的化氧），純氧，釋放氧氣的化 合物（例如錳酸鉀）合物（例如錳酸鉀）點火源點火源氧氣氧氣燃料燃料1. 1. 危險場所中電氣儀表采取的防爆方法危險場所中電氣儀表采取的防爆方法: :防爆方法防爆方法/遵循的標準遵循的標準適用場所適用場所充油型充油型“o” 12正壓型正壓型“p” 12充砂型充砂型“q” 12隔爆型隔爆型“d” 12增安型增安型“e” 12本質安全型本質安全型“I”012澆封型澆封型“m” 12無火花型無火花型“n” 2GB3836-83GB3836-83v 符號符號: ov 設備的某些部件被完全浸沒在油里設備的某些部件被完全浸沒在

4、油里v 油可阻止氣體混合物形成點火源油可阻止氣體混合物形成點火源v 應用應用: 變壓器變壓器v 不能帶電維護不能帶電維護v 特殊油特殊油1.1 充油型充油型 oil-inmersion 1.2 正壓型正壓型“p” pressurised enclosurev 將可能產生火花的電氣設備（如小型斷路器或將可能產生火花的電氣設備（如小型斷路器或接觸器）裝于一外殼內，采取相應的措施使得接觸器）裝于一外殼內，采取相應的措施使得其其內部保持正壓以防止可燃性氣體進入殼體內內部保持正壓以防止可燃性氣體進入殼體內，或利用保護氣體（空氣或惰性氣體）或利用保護氣體（空氣或惰性氣體），在正常，在正常工作條件下將殼體內

5、的可燃性氣體或蒸汽稀釋工作條件下將殼體內的可燃性氣體或蒸汽稀釋到氣體爆炸極限以下到氣體爆炸極限以下v 設計思想：消除外殼內部的任何爆炸性氣體，設計思想：消除外殼內部的任何爆炸性氣體，保持其內部為一個保持其內部為一個安全區(qū)域安全區(qū)域，使得未經認證，使得未經認證的電氣設備幾乎不受任何約束地在外殼內部使的電氣設備幾乎不受任何約束地在外殼內部使用，相對復雜（大型分析儀器）用，相對復雜（大型分析儀器）v 在故障狀態(tài)下，正壓型電氣設備要求能夠自動在故障狀態(tài)下，正壓型電氣設備要求能夠自動切斷電源切斷電源,不能帶電維護。不能帶電維護。v 考慮因素：最小正壓值、考慮因素：最小正壓值、 最小換氣量最小換氣量v 價

6、格昂貴價格昂貴P P1.3 充沙型充沙型 sand-filling v 符號符號: qv 充沙以消除點火源充沙以消除點火源v 特別適用于高壓特別適用于高壓v 應用應用: 電源電源, 電容電容v 不能帶電維護不能帶電維護 1.4 隔爆型隔爆型 Flameproof enclosurev 符號符號: dv 用外殼限制爆炸，外殼不會因內部的用外殼限制爆炸，外殼不會因內部的爆炸而損壞，也不會點燃外部的可燃爆炸而損壞，也不會點燃外部的可燃氣體。氣體。v 外殼較沉重外殼較沉重v 應用應用: 電磁閥電磁閥,壓力開關，馬達壓力開關，馬達v 不能帶電維護不能帶電維護v 安裝簡單安裝簡單S S1.5 增安防爆增安

7、防爆 Increased safetyv 符號符號: ev 采取措施：采取措施： 避免火花和高溫產生的可避免火花和高溫產生的可能性能性v 應用應用: 連接件連接件,電磁閥電磁閥, 防爆機箱防爆機箱v 正常工作時正常工作時 - 不會產生點火源不會產生點火源v 不能帶電維護不能帶電維護 1.6 澆封澆封 Encapsulationv 符號符號: mv 點火源被封裝在特殊材料里（如陶瓷），點火源被封裝在特殊材料里（如陶瓷），混合物不能與點火源接近?；旌衔锊荒芘c點火源接近。v 永遠不能維護永遠不能維護v 應用應用 ： 傳感器傳感器,探頭等探頭等 1.7 本質安全本質安全 Intrinsic safte

8、yv 標識標識: iv 在回路中減少能量在回路中減少能量, 以便防止火花點燃以便防止火花點燃危險物危險物v 必須構成本安回路必須構成本安回路v Maintanance during operation!可帶電維護可帶電維護2.1什么是本質安全？什么是本質安全？q 如果電流和電壓在臨界值之下，那麼就如果電流和電壓在臨界值之下，那麼就不會產生火花。不會產生火花。= 電流和電壓必須電流和電壓必須 被限制被限制q 通過通過電阻電阻限制電流限制電流q 通過通過齊納二級管齊納二級管 （Z-diode）限制電壓限制電壓2. 本質安全本質安全 （Intrinsic Safety）2.2 什么是本安設備什么是本

9、安設備 q 電流和電壓被限制電流和電壓被限制q = 回路允許在危險區(qū)回路允許在危險區(qū)q 電阻和齊納二極管不允許在危險區(qū)電阻和齊納二極管不允許在危險區(qū)R安全區(qū)安全區(qū)危險區(qū)危險區(qū)2.3 本安回路的特點本安回路的特點在設備正常工作或故障期間，不可能產生點燃在設備正常工作或故障期間，不可能產生點燃危險場所中爆炸性氣體的能量（火花、電弧或熱危險場所中爆炸性氣體的能量（火花、電弧或熱能量），本安功率能量），本安功率4W 電壓最大電壓最大30V 電容限制電容限制0.1F , 電感限制電感限制 500H工作原理是利用安全柵技術，將提供給現場儀工作原理是利用安全柵技術，將提供給現場儀表的電能量限制在不能產生足以

10、引爆的電火花，表的電能量限制在不能產生足以引爆的電火花，本安方法可對現場儀表帶電拆裝、檢查、維修。本安方法可對現場儀表帶電拆裝、檢查、維修。顯然顯然 ，本安方法，本安方法 是最安全的防爆方法，因此，是最安全的防爆方法，因此，被用在最危險的場合。被用在最危險的場合。按允許的故障次數按允許的故障次數 EEx ibEEx ia允許一次故障允許一次故障:b允許兩次故障允許兩次故障: aRRibia2.4 本安標識本安標識 3.危險場所的劃分（氣體環(huán)境）危險場所的劃分（氣體環(huán)境）根據爆炸性混合物出現的頻率和持續(xù)的時間，根據爆炸性混合物出現的頻率和持續(xù)的時間，把危險氣體場所劃分為不同的區(qū)域：把危險氣體場所

11、劃分為不同的區(qū)域： 0 0區(qū)區(qū)：爆炸性混合物以氣體、蒸氣或薄霧形式：爆炸性混合物以氣體、蒸氣或薄霧形式連續(xù)出現或長時間存在的場所連續(xù)出現或長時間存在的場所 ，10001000小時以上小時以上 1 1區(qū)區(qū)：在正常運行時，環(huán)境中可能出現氣體、：在正常運行時，環(huán)境中可能出現氣體、蒸氣或薄霧形式的爆炸性混合物蒸氣或薄霧形式的爆炸性混合物 ，是防爆電氣設，是防爆電氣設備的典型應用場所，備的典型應用場所， 可持續(xù)可持續(xù)2-10002-1000小時小時 2 2區(qū)區(qū)：在正常運行時，環(huán)境中不可能出現氣體、：在正常運行時，環(huán)境中不可能出現氣體、蒸氣或薄霧形式的爆炸性混合物蒸氣或薄霧形式的爆炸性混合物 ，或偶爾發(fā)生

12、并，或偶爾發(fā)生并且短時間（不超過且短時間（不超過2 2個小時）存在，個小時）存在，GB50058-92與與IEC.NEC的區(qū)別的區(qū)別4.4.防爆電氣設備的劃分防爆電氣設備的劃分（一）危險等級劃分（一）危險等級劃分I類：有甲烷氣體的煤礦井下電氣設備；類：有甲烷氣體的煤礦井下電氣設備；II類：除礦井以外場合使用的電氣設備；類：除礦井以外場合使用的電氣設備；（二）（二） II類電氣設備分級類電氣設備分級對于對于II類，按爆炸性氣體混合物最大實驗安全間隙或最小點燃電流比，類，按爆炸性氣體混合物最大實驗安全間隙或最小點燃電流比，分為分為A、B、C三級。三級。MICR：爆炸性混合物最小點燃電流與甲烷最小點

13、燃電流的比值。：爆炸性混合物最小點燃電流與甲烷最小點燃電流的比值。 級別級別最大試驗安全間隙最大試驗安全間隙(MESG) (mm)(MESG) (mm)最小點燃電流比最小點燃電流比(MESG)(MESG)IIAIIA0.90.90.80.8IIBIIB0.50.5MESGMESG0.90.90.450.45MESGMESG0.80.8IICIIC0.50.50.450.45MESG：殼內一定濃度實驗氣體與空氣混合點燃后，通過：殼內一定濃度實驗氣體與空氣混合點燃后，通過25mm長結合長結合面不能點燃殼外爆炸性氣體混合物的殼外和空腔內的最大間隙。面不能點燃殼外爆炸性氣體混合物的殼外和空腔內的最大間

14、隙。 （三）（三） II類電氣設備表面溫度分組類電氣設備表面溫度分組對于對于II類各級，考慮自燃的危險性，類各級，考慮自燃的危險性，把各種氣體混合物按允許最高表面溫度分為把各種氣體混合物按允許最高表面溫度分為T1T6組。組。對于粉塵類溫度分級，則分為對于粉塵類溫度分級，則分為T1-1T1-3三組。三組。4.4.防爆電氣設備的劃分防爆電氣設備的劃分(四四) 防爆設備危險場所總的分類、分級、分組防爆設備危險場所總的分類、分級、分組4.4.防爆電氣設備的劃分防爆電氣設備的劃分(五五) 粉塵類電氣設備危險場所的分類、分級、分組粉塵類電氣設備危險場所的分類、分級、分組4.4.防爆電氣設備的劃分防爆電氣設

15、備的劃分EExdCT4表示表示CENELEC（歐洲電（歐洲電工標準委工標準委員會）認員會）認證證表示危險區(qū)域表示危險區(qū)域認證認證保護類型保護類型ia 本安（允本安（允許二次許二次故障）故障）ib 本安（本安（允許允許1次故障次故障）d 隔爆隔爆e 增安增安n 型（無火型（無火花）花）組別組別電氣設備分成電氣設備分成兩組。兩組。組包括用組包括用于礦井的于礦井的電氣設備電氣設備，而，而組組包括所有包括所有其它電氣其它電氣設備。組設備。組別別進一進一步分成三步分成三個子組別個子組別：A,B和和C。ABC越來越高越來越高溫度代碼：設溫度代碼：設備表面最備表面最高溫度高溫度（135）T1 450T2 3

16、00T3 200T4 135T5 100T6 854.4.防爆電氣設備的劃分防爆電氣設備的劃分防爆電氣設備的辨識防爆電氣設備的辨識5.粉塵防爆粉塵防爆q 1、DIP-粉塵防爆標志粉塵防爆標志q 2、DT或或DP-外殼類別外殼類別 DT-塵密型塵密型 DP-防塵型防塵型p 3、T11T13-點燃溫度點燃溫度 T11-T270 T12-270 T 200 T13- 200 T 150 p 4、允許最高表面溫度、允許最高表面溫度 未過負荷時未過負荷時 過負荷時過負荷時 T11 215 190 T12 160 145 T13 120 110 1. 電氣設備的防護包括兩種防護，第一種防護是對固體異電氣設

17、備的防護包括兩種防護，第一種防護是對固體異物進入內部以及對人體觸及內部帶電部分或運動部分的物進入內部以及對人體觸及內部帶電部分或運動部分的防護；第二種防護是對水進入內部的防護。防護；第二種防護是對水進入內部的防護。 2. IP 其中，第一位數字表示第一種防護形式等級；其中，第一位數字表示第一種防護形式等級；第二位數字表示第二種防護形式等級，僅考慮一種防護第二位數字表示第二種防護形式等級，僅考慮一種防護時，另一位數字用時，另一位數字用“X”代替。代替。3. 第一種防護分為第一種防護分為7級，各級防護性能見表級，各級防護性能見表1。 第二種防護分為第二種防護分為9級，各級防護性能見表級，各級防護性

18、能見表2。 6.儀表電氣設備外殼防護儀表電氣設備外殼防護表表1 電氣設備第一種防護性能電氣設備第一種防護性能防護等級防護等級簡簡 稱稱防防 護護 性性 能能0 0無防護無防護沒有專門的防護沒有專門的防護1 1防護大于防護大于50mm50mm的固體的固體能防護直徑大于能防護直徑大于50mm50mm的固體異物進入殼內；能防止人體的某一的固體異物進入殼內；能防止人體的某一大面積部分（如手）偶然或意外觸及殼內帶電或運動部分，但大面積部分（如手）偶然或意外觸及殼內帶電或運動部分，但不能防止有意識的接近這些部分。不能防止有意識的接近這些部分。2 2防護大于防護大于12mm12mm的固體的固體能防護直徑大于

19、能防護直徑大于12mm12mm的固體異物進入殼內；能防止手指觸及殼的固體異物進入殼內；能防止手指觸及殼內帶電或運動部分內帶電或運動部分3 3防護大于防護大于2.5mm2.5mm的固的固體體能防護直徑大于能防護直徑大于2.5mm2.5mm的固體異物進入殼內；能防止厚度（或的固體異物進入殼內；能防止厚度（或直徑）大于直徑）大于2.5mm2.5mm的工具、金屬線等觸及殼內帶電或運動部分的工具、金屬線等觸及殼內帶電或運動部分4 4防護大于防護大于1mm1mm的固體的固體能防護直徑大于能防護直徑大于1mm1mm的固體異物進入殼內；能防止厚度（或直的固體異物進入殼內；能防止厚度（或直徑）大于徑）大于1mm

20、1mm的工具、金屬線等觸及殼內帶電或運動部分的工具、金屬線等觸及殼內帶電或運動部分5 5防塵防塵能防止灰塵進入達到影響產品正常運行的程度；能完全防止觸能防止灰塵進入達到影響產品正常運行的程度；能完全防止觸及殼內帶電或運動部分及殼內帶電或運動部分6 6塵密塵密能完全防止灰塵進入殼內；能完全防止觸及殼內帶電或運動部能完全防止灰塵進入殼內；能完全防止觸及殼內帶電或運動部分分表表2 電氣設備第二種防護性能電氣設備第二種防護性能防護等級防護等級簡簡 稱稱防防 護護 性性 能能0 0無防護無防護沒有專門的防護沒有專門的防護1 1防滴防滴垂直的滴水不能直接進入產品的內部垂直的滴水不能直接進入產品的內部2 2

21、1515防滴防滴與垂線成與垂線成1515角范圍內的滴水不能直接進入產品內部角范圍內的滴水不能直接進入產品內部3 3防淋水防淋水與垂線成與垂線成6060角范圍內的淋水不能直接進入產品內部角范圍內的淋水不能直接進入產品內部4 4防濺防濺任何方向的濺水對產品應無有害的影響任何方向的濺水對產品應無有害的影響5 5防噴水防噴水任何方向的噴水對產品應無有害的影響任何方向的噴水對產品應無有害的影響6 6防海浪或強力噴水防海浪或強力噴水強烈的海浪或強力噴水對產品應無有害的影響強烈的海浪或強力噴水對產品應無有害的影響7 7浸水浸水產品在規(guī)定的壓力和時間下浸在水中，進水量應無有害影響產品在規(guī)定的壓力和時間下浸在水

22、中，進水量應無有害影響8 8潛水潛水產品在規(guī)定的壓力下長時間浸在水中，進水量應無有害影響產品在規(guī)定的壓力下長時間浸在水中，進水量應無有害影響除本安方法外其他防爆方法用在危險除本安方法外其他防爆方法用在危險0區(qū)都有可能發(fā)生爆炸區(qū)都有可能發(fā)生爆炸謝謝！謝謝！學習小問題學習小問題用于防爆區(qū)的的設備必須具有明顯的標志用于防爆區(qū)的的設備必須具有明顯的標志EEX ia II C T6問題一問題一:代碼表示什么意思代碼表示什么意思問題二問題二:我們工廠甲裂區(qū)從危險氣體場所分，應該是幾區(qū)？我們工廠甲裂區(qū)從危險氣體場所分，應該是幾區(qū)？問題三問題三:我們熱油爐房南面注油泵防護等級是我們熱油爐房南面注油泵防護等級是

23、IP44,它能防水它能防水嗎？為什么？嗎？為什么？7.17.1安全柵安全柵一、安全柵的作用一、安全柵的作用1、傳遞信號傳遞信號（1：1）。）。2、限制能量。限制能量。 對控制室來的高電壓和大電流起阻擋作用，確保系統(tǒng)的安全火花性能。對控制室來的高電壓和大電流起阻擋作用，確保系統(tǒng)的安全火花性能。7.2 7.2 安全柵安全柵二、安全柵的種類二、安全柵的種類電阻式、電阻式、齊納式齊納式、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。1、電阻式安全柵、電阻式安全柵兩線制兩線制變送器變送器接收接收儀表儀表危險側危險側安全側安全側RR特點：采用特點：采用R限流，結構簡單。

24、限流，結構簡單。 但在正常工作狀況下，電源電壓也受衰減，但在正常工作狀況下，電源電壓也受衰減， 且防爆等級低，不同變送器的且防爆等級低，不同變送器的R值要單獨算。值要單獨算。7.3 7.3 安全柵安全柵二、安全柵的種類二、安全柵的種類電阻式、電阻式、齊納式齊納式、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。2、齊納式安全柵、齊納式安全柵7.4 7.4 安全柵安全柵二、安全柵的種類二、安全柵的種類電阻式、電阻式、齊納式齊納式、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。2、齊納式安全柵、齊納式安全柵V1、V2為齊納二極管

25、，為齊納二極管，R為限流電阻，為限流電阻，F1、F2為快速熔斷絲，為快速熔斷絲，Ar為氣體放電管。為氣體放電管。工作過程：工作過程：（1）短路）短路:限流電阻限流電阻R將電流限制將電流限制 在允許值以下，防止發(fā)生事故。在允許值以下，防止發(fā)生事故。 （2）輸入電壓在正常范圍（）輸入電壓在正常范圍（24V）內時，）內時， V1、V2不動作。不動作。 若控制室電源電壓超過若控制室電源電壓超過V1、V2的的 擊穿電壓（一般為擊穿電壓（一般為28V），）， 則則V1或或V2擊穿，擊穿，F1、F2熔斷，熔斷， 隔離開高電壓。隔離開高電壓。 （3）若電源電壓超過）若電源電壓超過Ar的放電電壓（的放電電壓（9

26、0V），）， Ar放電，放電，Ar兩端電壓下降兩端電壓下降20V以下，以下， F2熔斷，切斷電源通路。熔斷，切斷電源通路。 危險現場危險現場安全場所安全場所7.5 7.5 安全柵安全柵二、安全柵的種類二、安全柵的種類電阻式、電阻式、齊納式齊納式、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。、中繼放大器式、光電隔離式、變壓器隔離式。2、齊納式安全柵、齊納式安全柵V1、V2為齊納二極管，為齊納二極管，R為限流電阻，為限流電阻，F1、F2為快速熔斷絲，為快速熔斷絲，Ar為氣體放電管。為氣體放電管。危險現場危險現場安全場所安全場所優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：（1）結構簡單、價格便宜、）結構簡單、價格便宜、 防爆等級較高、可靠性較好。防爆等級較高、可靠性較好。（2）由于齊納二極管過載能力低，）由于齊納二極管過載能力低， 因此，要求有因此，要求有特殊的快速熔斷絲特殊的快速熔斷絲 （熔斷時間和可靠性要求很高），（熔斷時間和可靠性要求很高）， 這種熔斷絲的這種熔斷絲的制造有一定的難度制造有一定的難度， 選材和制造工藝選材和制造工藝 要求高。要求高。7.6 7.