2018年一级消防工程师《技术实务》教材精讲：第二篇第八章第四节

第四节　爆炸危险环境电气防爆

　　在爆炸危险性环境中使用的电气设备，为了防止和减少引爆因素，必须在设备本体防爆和运行防爆两个方面采取必要措施。

　　知识点：电气防爆原理与措施

　　(一)电气防爆基本原理

　　电气设备引燃爆炸混合物有两方面原因：一是电气设备产生的火花、电弧，二是电气设备表面发热。电气防爆是将设备在正常运行时产生电弧、火花的部件放在隔爆外壳内，或采取浇封型、充砂型、油浸型、或正压型等其他防爆形式，以达到防爆目的。

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　　(二)电气防爆基本措施

　　1.宜将正常运行时产生火花、电弧和危险温度的电气设备和线路，布置在爆炸危险性较小或没有爆炸危险的环境内。

　　2.采用防爆的电气设备。

　　3.电气设备的金属外壳应可靠接地。

　　4.设置漏电火灾报警和紧急断电装置。

　　5.安全使用防爆设备。

　　6.散发较空气重的可燃气体，可燃蒸气的甲类厂房以及有粉尘，纤维爆炸危险的乙类厂房，应采用不发火花的地面。采用绝缘材料作整体面层时，应采取防静电措施。散发可燃粉尘，纤维的厂房内表面应平整、光滑，并易于清扫。

　　知识点：爆炸危险环境区域划分

　　爆炸危险环境按场所中存在物质的物态不同，分为爆炸性气体环境和可燃性粉尘环境。爆炸性气体环境是指大气条件下气体、蒸气或雾状的可燃物质与空气混合物点燃后，燃烧将传至全部未燃烧混合物的环境。可燃性粉尘环境是指大气条件下粉尘或纤维状的可燃物质与空气的混合物点燃后，燃烧传至全部未燃混合物的环境。

　　现行国家标准《爆炸性气体环境用电气设备 第14部分：危险场所分类》(GB 3836.14-2014)根据爆炸性气体环境出现的频率和持续时间，将爆炸性气体环境分为三个区，即0区、1区、2区，这与现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB 50058-2014)的分区基本一致。

　　《爆炸危险环境电力装置设计规范》根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，将爆炸性粉尘环境分为三个区，即20区、21区、22区;而《可燃性粉尘环境用电气设备第1部分：通用要求》(GB12476.1-2013)，根据可燃性粉尘/空气混合物出现的频率和持续时间及粉尘层厚度，也将可燃性粉尘环境分为三个区，即20区、21区、22区。爆炸危险环境类别及区域等级见表2-8-4。

　　知识点：爆炸性混合物的分类、分级和分组

　　爆炸性气体、易燃液体和闪点低于或等于环境温度的可燃液体、爆炸性粉尘或易燃纤维等统称为爆炸性物质。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混合，点燃后，燃烧将在整个范围内迅速传播的混合物，称为爆炸性混合物。

　　(一)爆炸性物质的分类

　　爆炸性物质可分为以下3类。

　　1)Ⅰ类：矿井甲烷。爆炸危险环境类别及区域等级如下表所示。

　　2)Ⅱ类：爆炸性气体混合物(含蒸气、薄雾)。

　　3)Ⅲ类：爆炸性粉尘(含纤维)。

爆炸危险环境类别	区域等级	场所特征
爆炸性气体环境	0区	爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所
	1区	正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所
	2区	在正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物环境，即使出现也是偶尔发生并且是短时间存在的场所
可燃性粉尘环境	20区	在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物／或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部
可燃性粉尘环境	21区	在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物，但未划入20区的场所。该区域包括：与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘层和正常操作情况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气混合物的场所
	22区	在异常条件下，可燃性粉尘偶尔出现并且只是短时间存在、可燃性粉尘偶尔出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时，则应划分为21区

　　(二)爆炸性混合物的分级和分组

　　爆炸性混合物的危险性是由它的爆炸极限、传爆能力、引燃温度和最小点燃电流决定的。各种爆炸性混合物可按最大试验安全间隙、最小点燃电流分级和引燃温度分组，主要是为了配置相应的电气设备，以达到安全生产的目的。

　　1.爆炸性气体混合物的分级分组(了解)

　　(1)按最大试验安全间隙(MESG)分级。

　　(2)按最小点燃电流(MIC)分级。

　　(3)按引燃温度分组。分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六组。T6引燃温度最低，T1引燃温度最高。

　　2.爆炸性粉尘混合物的分级分组(了解)

　　爆炸性粉尘混合物级组根据粉尘特性(导电或非导)分为ⅢA、ⅢB、ⅢC三级。

　　知识点：防爆电气设备

　　(一)电气设备的基本防爆类别

　　(1)隔爆型(d)1、2区。　　　　(2)增安型(e)2区少部分1区。

　　(3)本质安全型(i)。　　　　　(4)正压型(p) 1、2区。

　　(5)油浸型(o) 1、2区。　 　　(6)充砂型(q) 1、2区。

　　(7)无火花型(n)2区。 　　　　(8)浇封型(m) 1、2区。

　　(9)特殊型(S)。 　　　　 　　(10)粉尘防爆型(F)20、21、22区。

　　(3)本质安全型(ia、ib、ic、iD)。在设备内部的所有电路都是标准规定条件(包括正常工作或规定的故障条件)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本质安全电路。该类型设备只能用于弱电设备中，ia适用于0区、1区、2区危险环境， ib适用于1区、2区危险环境，ic适用于2区危险环境，iD适用于20区、21区和22区危险环境。

　　(9)特殊型(S)。特殊型设备是指国家标准未包括的防爆形式。采用该类型的电气设备，由主管部门制定暂行规定，并经指定的防爆检验单位检验认可，方可按防爆特殊型电气设备使用。该类型设备根据实际使用开发研制，可适用于相应的危险环境。

　　(二)防爆电气设备类别 (了解)

　　爆炸性气体环境用电气设备分为I类、Ⅱ类和III类三种。

　　Ⅰ类：煤矿用电气设备。

　　Ⅱ类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。其中，Ⅱ类隔爆型“d”和本质安全型“i”电气设备又分为ⅡA、ⅡB、ⅡC类。Ⅱ类无火花型“n”电气设备如果包括密封断路装置、非故障元件或限能设备或电路，该设备应是ⅡA、ⅡB、ⅡC类。

　　3)Ⅲ类：可燃性粉尘环境用电气设备为第Ⅲ类。Ⅲ类又分为ⅢA、ⅢB 、ⅢC三种。ⅢA类：可燃性飞絮;ⅢB类：非导电性粉尘;ⅢC类：导电性粉尘。

　　(三)防爆电气设备温度组别(了解)

　　Ⅱ类爆炸性气体环境用电气设备，按其最高表面温度分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六组，应按对应的T1～T6组的电气设备的最高表面温度不超过可能出现的任何气体或蒸气的引燃温度选型。温度组别、表面温度和引燃温度之间的关系见下表。

电气设备的温度组别	电气设备的最高表面温度t／°C	气体或蒸气的引燃温度／℃
T1	450	450<t
T2	300	300<t≤450
T3	200	200<t≤300
T4	135	135<t≤200
T5	100	100<t≤135
T6	85	85<t≤100

　　(四)防爆标志(了解)

　　防爆电气设备的防爆标志内容包括：防爆型式+设备类别+温度。防爆标志示例如下。

　　Ⅰ类隔爆型：Exd Ⅰ。

　　Ⅰ类特殊型：Exs Ⅰ。

　　ⅡB类隔爆型T3组：ExdⅡBT3。

　　ⅡA类本质安全型ia等级T5组：ExiaⅡAT5。

　　ⅡC类本质安全型ib等级关联设备T5组：Ex(ib)ⅡCT5。

　　(五)防爆电气设备选用原则

　　1)电气设备的防爆型式应与爆炸危险区域相适应。

　　2)电气设备的防爆性能应与爆炸危险环境物质的危险性相适应;当区域存在两种以上爆炸危险物质时，电气设备的防爆性能应满足危险程度较高的物质要求。爆炸性气体环境内，防爆电气设备的类别和温度组别，应与爆炸性气体的分类、分级和分组相对应;可燃性粉尘环境内，防爆电气设备的最高表面温度应符合规范规定。

　　3)应与环境条件相适应。电气设备的选择应符合周围环境内化学的、机械的、热、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求，电气设备结构应满足电气设备在规定的运行条件下不降低防爆性能的要求。

　　4)应符合整体防爆的原则，安全可靠、经济合理、使用维修方便。

　　【真题·单选】某金属部件加工厂的滤芯抛光车间厂房内设有一地沟，该厂房采取的下列措施中，不符合要求的是(　)。

　　A.用盖板将车间内的地沟严密封闭

　　B.采用不发火花的地面

　　C.设置除尘设施

　　D.采用粗糙的防滑地板

　　『正确答案』D

　　『答案解析』散发较空气重的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房以及有粉尘、纤维爆炸危险的乙类厂房，应采用不发火花的地面。采用绝缘材料作整体面层时，应采取防静电措施。散发可燃粉尘、纤维的厂房内表面应平整、光滑，并易于清扫。

　　【真题·单选】下列建筑电气防爆基本措施中，错误的是(　)。

　　A.选用与爆炸危险区域和范围相适应的防爆电气设备

　　B.在同时存在爆炸性气体和粉尘的区域，按照爆炸性气体的防爆要求选用电气设备

　　C.设置防爆型剩余电流式电气火灾监控报警系统和紧急断电装置

　　D.在正常运行时会产生火花，电弧的电气设备和线路布置在爆炸危险性小或没有爆炸危险性的环境内

　　『正确答案』B

　　『答案解析』防爆电气设备选用原则。

　　1.电气设备的防爆型式应与爆炸危险区域相适应。

　　2.电气设备的防爆性能应与爆炸危险环境物质的危险性相适应;当区域存在两种以上爆炸危险物质时，电气设备的防爆性能应满足危险程度较高的物质要求。爆炸性气体环境内，防爆电气设备的类别和温度组别，应与爆炸性气体的分类、分级和分组相对应;可燃性粉尘环境内，防爆电气设备的最高表面温度应符合规范规定。

　　3.应与环境条件相适应。电气设备的选择应符合周围环境内化学的、机械的、热、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求，电气设备结构应满足电气设备在规定的运行条件下不降低防爆性能的要求。

　　4.应符合整体防爆的原则，安全可靠、经济合理、使用维修方便。