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爆炸性氣體環(huán)境中防爆電氣設備的選型
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| 發(fā)布時間：
2020/3/6 |
爆炸性氣體環(huán)境中防爆電氣設備的選型，主要是指選擇防爆防爆電氣設備的防爆型式。因此，設計人員應該按照爆炸性氣體危險場所的危險區(qū)域、防爆電氣設備的防爆型式(和設備保護級別)和可性氣體的特征參數(shù)這三個條件的匹配性來確定可以用于爆炸性氣體環(huán)境中的防爆電氣設備。
這就是爆炸性氣體環(huán)境中防爆防爆電氣設備選型的基本原則。
1.根據(jù)危險區(qū)域選擇設備保護級別和防爆型式
(1)0區(qū)用防爆防爆電氣設備
在0區(qū)中安裝和運行的防爆電氣設備應該是設備保護級別為Ga級的，就防爆型式而言，應該是符合Ga級要求的防爆型式，例如“ia”級本質(zhì)安全型、“ma”級澆封型，以及專門設計用于0區(qū)的設備。
(2)1區(qū)用防爆防爆電氣設備
在1區(qū)中安裝和運行的防爆電氣設備應該是設備保護級別為舶級的，就防爆型式而言，應該是符合Gb級要求的防爆型式，例如“ib”級本質(zhì)安全型、“IIlb”級澆封型、“d”隔爆型、“e”增安型目、“pb”級正壓型、“o”油浸型、“q”充砂型和專門設計用于1區(qū)的“s”特殊型，以及0區(qū)用防爆防爆電氣設備。
(3)2區(qū)用防爆防爆電氣設備
在2區(qū)中安裝和運行的防爆電氣設備應該是設備保護級別為Gc級的，就防爆型式而言，應該是符合Gc級要求的防爆型式，例如“pc”級正壓型、“n”型和專門設計用于2區(qū)的“s”特殊型，以及0區(qū)用防爆防爆電氣設備、1區(qū)用防爆防爆電氣設備。
此外，還需特別指出的是，在進行2區(qū)用防爆電氣設備的防爆型式選擇時，人們還應該考慮預期使用的防爆電氣設備形成點燃源的頻度和周期。假若防爆電氣設備頻繁而且長期地產(chǎn)生放電火花和(或)危險溫度，根據(jù)守候定理，即使可燃性氣體偶爾出現(xiàn)，發(fā)生點燃的可能性也是相當大的。因而。在這種情況下，2區(qū)用防爆電氣設備也應該采用1區(qū)用防爆電氣設備的防爆型式(設備保護級別)，甚至0區(qū)用防爆電氣設備的防爆型式(設備保護級別)。
2.根據(jù)危險區(qū)域中可燃性氣體的溫度組別選擇防爆電氣設備的溫度組別
當防爆電氣設備的防爆型式確定之后，設計人員還應該根據(jù)危險區(qū)域中存在的可燃性氣體的溫度組別(點燃溫度)來確定防爆電氣設備的溫度組別。防爆電氣設備溫度組別的選擇原則如表1所示。
表1可燃性氣體溫度組別與防爆電氣設備溫度組別的選配關(guān)系
可燃性氣體 |
| 溫度組別 | 點燃溫度范圍t/℃ | 電氣設備適應的溫度組別 | Tl | T大于450 | Tl，T2，T3，T4，T4，T5,T6 | T2 | 450大于等于t大于300 | T2,T3,T4，T5，T6 | T3 | 30n大于等于t大于200 | T3，T4，T5，T6 | T4 | 200大于等于t大于135 | T4,T5,T6 | T5 | 135大于等于t大于100 | T5.T6 | T6 | 100大于等于t大于85 | T6 |
在正常運行條件下不產(chǎn)生防爆電氣火花，電弧或危險沮度的接線盒或接線箱，包括主體為“d”隔爆型或“m”澆封型而接線盒為…e增安型的防爆電氣設備。
配置適當熱保護裝置的“e”增安型低壓交流三相異步電動機[不得運行于頻繁起動的工況和(或)惡劣的工作場所]。
“e”增安型熒光燈。
由表11.1可知，假若在危險區(qū)域中存在著乙烯(分子式為c：H。，溫度組別為r12，點燃溫度為4250C)，那么，設計人員在確定防爆電氣設備的溫度組別時可以選擇他組，也可以選擇，13組、T4組、T5組和T6組。就防爆電氣設備而言，溫度組別的序號越大，防爆電氣設備的最高表面溫度越小，越不容易點燃相應的爆炸性氣體混合物(例如乙烯一空氣混合物)。
3.根據(jù)危險區(qū)域中可燃性氣體的分級選擇防爆電氣設備的防爆級別
在各種防爆型式中，只有“i”本質(zhì)安全型、“d”隔爆型和“n”型中的“nL”限制能量型
防爆電氣設備、“nA nL”自保護限制能量型防爆電氣設備、“nc”型封閉斷路器、“nc”型非點燃元件才細分為ⅡA級、ⅡB級和lI C級三個防爆級別。其他的防爆型式，如果需要，根據(jù)試驗也可以劃分防爆級別。
設計人員應該根據(jù)危險區(qū)域中存在的可燃性氣體的分級，按照表2中所示的相應關(guān)系選擇防爆電氣設備的防爆級別。
表2可燃性氣體分級與防爆電氣設備防爆級別的選配關(guān)系
可燃性氣體的分級 | 電氣設備適應的防爆級別 | ⅡA | ⅡA、ⅡB、IIc | ⅡB | ⅡB、ⅡC | ⅡC | ⅡC |
這里還需要指出的是：
①人們在進行移動式設備、便攜式設備和個人攜帶式用品的設備保護級別(防爆型式)選
擇時，不管危險場所區(qū)域如何，應該遵守“就高不就低”的原則，即對于移動式設備、便攜式設備，選擇設備保護級別為Gb級、Ga級的；對于個人攜帶式用品，選擇設備保護級別為Ga級的。因為這種設備是會“運動”的，它可能會從“2區(qū)”進入“1區(qū)”甚至“0區(qū)”。當然在選型時人們還應該考慮到相應的防爆級別和溫度組別。
②僅僅通過氫氣試驗(參見9節(jié))的Ⅱc級設備，能否使用于存在ⅡB級(ⅡA級)
可燃性氣體的場所?答案是肯定的，可以使用于這些場所。因為，Ⅱc級設備必須通過ⅡC級設備的耐爆性能試驗，而且又通過氫氣的隔爆性能試驗，因而無論是結(jié)構(gòu)強度還是隔爆結(jié)構(gòu)，都能夠滿足ⅡB級(ⅡA級)可燃性氣體的要求。但是，“ⅡB+H2”級設備不得使用于存在ⅡC級可燃性氣體的場所，因為無論結(jié)構(gòu)強度還是隔爆結(jié)構(gòu)都不能滿足Ⅱc級可燃性氣體的要求(參見第3章)。
?、蹖τ诖嬖诙喾N可燃性氣體形成的所謂混合型可燃性氣體的場所，人們在防爆防爆電氣設備選型時應該慎重考慮。設計人員應該首先根據(jù)式(1.1)和式(1.2)計算場所中存在的這種混合型可燃性氣體的爆炸極限，然后根據(jù)式(1.21)計算它的最大試驗安全間隙，確定它的防爆級別并分析它的溫度組別。以此來選擇合適的防爆級別和溫度組別的防爆電氣設備。
4.對特殊環(huán)境條件下防爆防爆電氣設備選型的思考
這里所說的特殊環(huán)境條件是指在爆炸性氣體環(huán)境中某些局部區(qū)域內(nèi)可能存在的高溫、高壓或(和)富氧的環(huán)境。我們已經(jīng)討論了可燃性氣體的最小點燃電流和最大試驗安全間隙隨著溫度增加、壓力升高或者混合物中氧氣含量增加而減小，致使有一些可燃性氣體會出現(xiàn)“跳級”現(xiàn)象，即從較低的危險級別跳到更高的危險級別。
因此，在這種情況下，人們在防爆防爆電氣設備選型時就必須進行慎重考慮，即使是同一種可燃性氣體，在正常情況下適用的設備防爆級別，在這里就不再適用，必須選用更高、更安全的防爆級別，盡管使用“間隙”和“電流”分級時已經(jīng)采用比較大的安全系數(shù)。
有文獻指出，某些可燃性氣體隨著溫度的增加可以“銚級”到更危險的級別，如表3
所示。
表3可燃性氣體“跳級”的示例
防爆級別 | 溫度 | 20℃ | 50℃ | 100℃ | 150℃ | ⅡA | 甲丙烷，丙烯，苯乙烯，苯，甲苯，甲醇，丙酮 | － | － | － | ⅡB | 乙烯，環(huán)氧乙烷 | 丙烯，甲醇 | 苯，苯乙烯，甲苯 | 甲烷，苯：苯乙烯，甲苯，丙酮 | ⅡC | － | 環(huán)氧乙烷 | 乙烯 | 丙烷，乙烯 |
表3僅僅列出了某些可燃性氣體隨著溫度的增加引起的“跳級”。至于壓力升高或(和)富氧引起的問題，以及其他可燃性氣體隨著溫度、壓力和富氧的變化而出現(xiàn)的“跳級”現(xiàn)象。
同樣值得人們思考。
在討論了爆炸性氣體環(huán)境中防爆防爆電氣設備選型的這些原則后，設計人員應該能夠很容易地進行這項工作。這里不再列舉綜合性的選型示例，請讀者自行分析。
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