本質安全

本質安全電路“i”   正常工作或規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性混合物。
Ex ia 等級:在正常工作一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
Ex ib 等級:在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
按照國際電工委員會標準IEC60079-11：1991的規定，對危險場所的劃分如下： 
  0區：連續出現或長時間存在爆炸性氣體與空氣的混合物的場所。
  1區：正常運行時，偶然出現爆炸性氣體與空氣的混合物的場所。
  2區：正常運行時，幾乎不出現爆炸性氣體與空氣的混合物的場所。
對爆炸性氣體組份的定義如下：
  ⅡC組份：乙炔                   更
  ⅡC組份：氫氣                   易
  ⅡC組份：乙烯                   點
  ⅡC組份：丙烷                   燃
對溫度級別的定義如下：（在環境溫度40℃時，當電氣設備故障狀態下產生的最高表面溫度）
 T1            T2           T3            T4            T5            T6
450℃       300℃       200℃       135℃        100℃        85℃
本安防爆組合條件：
    安全柵和“貯能”儀表（如變送器等）連接時，這些儀表和連接導線都是安全柵的負載。必須依安全柵的防爆參數加以計算，其系統組合： 
 系統組合條件： 
   V_Z≤Vi
   Imax≤ Ii
    Lc≤La-Li
    Cc≤Ca-Ci
    Vz—最高開路電壓
    Vi—一次儀表允許的最高輸入電壓
   Imax—最大短路電流 
   Ii—一次儀表允許的最大輸入電流
   Cc—連接電纜允許的最大分布電容
   Ca—安全柵負載最大分布電容
   Ci—一次儀表內等效電容（防爆機構檢測儀表時給出）
   Lc—連接電纜允許的最大分布電感（防爆機構檢測儀表時給出）
   La—安全柵負載最大分布電感（防爆機構檢測儀表時給出）
   Li—一次儀表內等效電感（防爆機構檢測儀表時給出）
   降格氣氛的使用： 
    本手冊參數表所標該型號適用的等級氣氛，若降低使用的氣氛，如：氫氣（ⅡC）降為乙烯（ⅡB），其La、Ca為參數表數值的3倍，降為丙烷（ⅡA），其La、Ca為參數表數值的8倍。
   電纜長度的計算： 
    電纜本身的分布參數一般由電纜生產廠給出，對于沒有給出分布參數的儀表信號電纜可按Cc = 200 PF / m 和L / R = 250 μ H/Ω來計算電纜長度。
    本安能級限制：  
按照國家標準規定本安能級限制，KN9000系列齊納安全柵：
       ⅡC級：20 μJ
    ⅡB級：60μJ
    當一次儀表與安全柵的本安限制等級不同時，聯合組成防爆系統后只能降級使用。

防爆級別的高低循序：ⅡA＜ ⅡB ＜ ⅡC

T1    ＜ T2 ＜T3 ＜ T4  ＜T5   ＜ T6

 

 

一、 防爆概念 1 、 引起爆炸的三個必要條件，三個條件同時具備 —— 爆炸 點火所需能量 source of igrution ；空氣或氧氣 air or oxygen ； flammable air flammable dust 2 、 防止爆炸的產生必從三個必要條件來考慮，限制了其中的一個必要條件，就限制了爆炸的產生。 在工業過程中，通常從下述三個方面著手對易燃易爆場合進行處理。 1 ）預防或最大限度地降低易燃物質泄漏的可能性； 2 ）不用或盡量少用易產生電火花的電所元件； 3 ）采取充氮氣之類的方法維持惰性狀態。 二、 危險區域的等級分類及電氣元件防爆分類和允許溫度區域 1 、 危險區域的等級分類 0 區（ Zone 0 ）： 易爆氣體始終或長時間存在 1 區（ Zone 1 ）： 易燃氣體在儀表的政黨工作過程中有可能發生或存在 2 區（ Zone 2 ）： 一般情形下，不存在易燃氣體且即使偶爾發生，基存在時間亦很短 易爆區域等級劃分，國際標準與美國標準的對照比較 I.E.C.                      N.E.C. 氣體   Zone 0 Class I,       Division I       Zone 1 Class I,       Division I       Zone 2 Class I,       Division II 粉塵   Zone 10 Class II,     Division I       Zone 11 Class II,     Division II I.E.C. ： 國際電工技術委員會（ Internaional  Electrotechnical  Commission ） N.E.C. ： 美國電氣規程（ National Electrical Code, U.S.A. ） 2 、電氣元件防爆分類 1 、一般保護 EN50.014              2 、浸油保護 0 EN50.015 3 、充壓保護設施 p EN50.016        4 、加充粉末 q EN50.017 5 、阻燃殼體 d EN50.018            6 、提高安全系數 e EN50.019 7 、本安保護 i EN50.0120           8 、氣密保護 h 未統一 9 、壓力花保護 n 未統一            10 、特殊措施 s 未統一 3 、電氣設備允許溫度區域 電氣元件溫區等級號 元件表面溫度最大允許值（° C ） 氣體燃點（° C ）    T1                    200T450                  &nb

 

 

 

防爆等級的劃分標準，此文包含了防爆的概念、防爆的標準、防爆區域的劃分、防爆標志的含義以及一些防爆術語，

防爆的基本原理
爆炸的概念
     爆炸是物質從一種狀態，經過物理或化學變化，突然變成另一種狀態，并放出巨大的能量。急劇速度釋放的能量，將使周圍的物體遭受到猛烈的沖擊和破壞。
     爆炸必須具備的三個條件：
1 ）爆炸性物質：能與氧氣（空氣）反應的物質，包括氣體、液體和固體。（氣體：氫氣，乙炔，甲烷等；液體：酒精，汽油；固體：粉塵，纖維粉塵等。）2 ）氧氣：空氣。3 ）點燃源：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學反應、光能等。 
為什么要防爆
      易爆物質 : 很多生產場所都會產生某些可燃性物質。煤礦井下約有三分之二的場所有存在爆炸性物質；化學工業中，約有 80% 以上的生產車間區域存在爆炸性物質。氧氣 : 空氣中的氧氣是無處不在的。點燃源 : 在生產過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花 , 機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當儀表、電氣發生故障時。
    客觀上很多工業現場滿足爆炸條件。當爆炸性物質與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內時，若存在爆炸源，將會發生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。 
儀表防爆的原理
危險場所危險性劃分： 
   爆炸性物質 區域定義 中國標準 北美標準
0 區：Div.1 氣體(CLASS Ⅰ)  在正常情況下 , 爆炸性氣體混合物連續或長時間存在的場所
1 區：在正常情況下爆炸性氣體混合物有可能出現的場所 1 區
2 區：Div.2 在正常情況下爆炸性氣體混合物不可能出現 , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現的場所
10 區 Div.1：粉塵或纖維(CLASS Ⅱ/Ⅲ） 在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物可能連續 , 短時間頻繁地出現或長時間存在的場所
11 區 Div.2：在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物不能出現 , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現的場所  
防爆方法對危險場所的適用性： 
序號 防爆型式 代號 國家標準       防爆措施         適用區域
1     隔爆型   d    GB3836.2   隔離存在的點火源 Zone1,Zone2 
2      增安型   e   GB3836.3   設法防止產生點火源 Zone1,Zone2 
3     本安型   ia    GB3836.4  限制點火源的能量    Zone0-2 
      本安型   ib    GB3836.4  限制點火源的能量    Zone1,Zone2 
4     正壓型   p    GB3836.5  危險物質與點火源隔開 Zone1,Zone2 
5     充油型   o     GB3836.6  危險物質與點火源隔開 Zone1,Zone2 
6     充砂型   q     GB3836.7  危險物質與點火源隔開 Zone1,Zone2 
7    無火花型   n    GB3836.8  設法防止產生點火源   Zone2 
8    澆封型 m       GB3836.9    設法防止產生點火源  Zone1,Zone2 
9    氣密型 h       GB3836.10    設法防止產生點火源 Zone1,Zone2 
防爆對危險場所的適用性：
爆炸性危險氣體分類
   根據可能引爆的最小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區將爆炸性氣體分為四個危險等級 , 如下表 : 
工況類別 氣體分類 代表性氣體 最小引爆火花能量
礦井下   Ⅰ   甲烷   0.280mJ 
礦井外的工廠 ⅡA  丙烷 0.180mJ 
ⅡB     乙烯    0.060mJ 
ⅡC     氫氣   0.019mJ 
      美國和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成三個 CLASS( 類別 ):CLASS Ⅰ氣體和蒸氣 ; CLASS Ⅱ  塵埃 ; CLASS Ⅲ纖維 . 然后再將氣體和塵埃分成 Group( 組 ) ： 
組名 代表性氣體或塵埃
A  乙炔
B  氫氣
C  乙烯
D  丙烷
E  金屬塵埃
F  煤炭塵埃
G  谷物塵埃
     氣體溫度組別劃分： 
溫度組別 安全的物體表面溫度 常見爆炸性氣體
T1  ≤ 450℃ 氫氣、丙烯腈等 46 種
T2  ≤ 300℃ 乙炔、乙烯等 47 種
T3  ≤ 200℃ 汽油、丁烯醛等 36 種
T4  ≤ 135℃ 乙醛、四氟乙烯等 6 種
T5  ≤ 100℃ 二硫化碳
T6  ≤ 85℃ 硝酸乙酯和亞硝酸乙酯
儀表的防爆標志
  Ex(ia)ⅡC T6 的含義 : 
標志內容 符號 含義
防爆聲明 Ex  符合某種防爆標準，如我國的國家標準
防爆方式 ia  采用 ia 級本質安全防爆方法，可安裝在 0 區
氣體類別 ⅡC  被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體
溫度組別 T6  儀表表面溫度不超過 85℃
Ex(ia)ⅡC 的含義 
標志內容 符號 含義
防爆聲明 Ex  符合歐洲防爆標準
防爆方式 ia  采用 ia 級本質安全防爆方法，可安裝在 0 區
氣體類別 ⅡC  被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體
: 注 : 該標志中無溫度組別項 , 說明該儀表不與爆炸性氣體直接接觸 . 
防爆術語：
有關防爆術語及標準 
  安全柵安全參數定義： 
*8226; 安全柵最高允許電壓： Um 
       保證安全柵本安端的本安性能，允許非本安端可能輸入的最高電壓 
*8226; 安全柵最高開路電壓： Uoc 
       在最高允許電壓范圍內本安端開路時電壓最大值 
*8226; 安全柵最大短路電流： Isc 
       在最高允許電壓范圍內本安端短路時的電流最大值 
*8226; 安全柵允許分布電容： Ca 
       保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電容 
*8226; 安全柵允許分布電感： La 
       保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電感 
  防爆標志格式說明：
   將工廠或礦區的爆炸危險介質，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學分類分級，以確定現場防爆設備的防爆標志和防爆形式。
  防爆標志格式： 
               Ex      (ia)    ⅡC      T4   
   防爆標記防爆等級氣體組別溫度組別
  防爆等級說明：
 ia 等級：  在正常工作、一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
  正常工作時，安全系數為 2.0 ；
   一個故障時，安全系數為 1.5 ；
   二個故障時，安全系數為 1.0 。   
注：有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數。
 ib 等級 :
  在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
  正常工作時，安全系數為 2.0 ；  一個故障時，安全系數為 1.5 。
  正常工作時，有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護，并且有故障自顯示的措施，一個故障   時安全系數為 1.0 。

 

 

 

防爆等級的劃分標準
防爆的基本原理
爆炸的概念
     爆炸是物質從一種狀態，經過物理或化學變化，突然變成另一種狀態，并放出巨大的能量。急劇速度釋放的能量，將使周圍的物體遭受到猛烈的沖擊和破壞。
     爆炸必須具備的三個條件：
1 ）爆炸性物質：能與氧氣（空氣）反應的物質，包括氣體、液體和固體。（氣體：氫氣，乙炔，甲烷等；液體：酒精，汽油；固體：粉塵，纖維粉塵等。）2 ）氧氣：空氣。3 ）點燃源：包括明火、電氣火花、機械火花、靜電火花、高溫、化學反應、光能等。 
為什么要防爆
      易爆物質 : 很多生產場所都會產生某些可燃性物質。煤礦井下約有三分之二的場所有存在爆炸性物質；化學工業中，約有 80% 以上的生產車間區域存在爆炸性物質。氧氣 : 空氣中的氧氣是無處不在的。點燃源 : 在生產過程中大量使用電氣儀表，各種磨擦的電火花 , 機械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免，尤其當儀表、電氣發生故障時。
    客觀上很多工業現場滿足爆炸條件。當爆炸性物質與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內時，若存在爆炸源，將會發生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。 
儀表防爆的原理
危險場所危險性劃分： 
   爆炸性物質 區域定義 中國標準 北美標準
氣體(CLASS Ⅰ)  在正常情況下 , 爆炸性氣體混合物連續或長時間存在的場所 0 區 Div.1 
在正常情況下爆炸性氣體混合物有可能出現的場所 1 區
在正常情況下爆炸性氣體混合物不可能出現 , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現的場所 2 區 Div.2 
粉塵或纖維(CLASS Ⅱ/Ⅲ） 在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物可能連續 , 短時間頻繁地出現或長時間存在的場所 10 區 Div.1 
在正常情況下 , 爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物不能出現 , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現的場所 11 區 Div.2 
防爆方法對危險場所的適用性： 
序號 防爆型式 代號 國家標準 防爆措施 適用區域
1  隔爆型 d  GB3836.2  隔離存在的點火源 Zone1,Zone2 
2  增安型 e  GB3836.3  設法防止產生點火源 Zone1,Zone2 
3  本安型 ia  GB3836.4  限制點火源的能量 Zone0-2 
本安型 ib  GB3836.4  限制點火源的能量 Zone1,Zone2 
4  正壓型 p  GB3836.5  危險物質與點火源隔開 Zone1,Zone2 
5  充油型 o  GB3836.6  危險物質與點火源隔開 Zone1,Zone2 
6  充砂型 q  GB3836.7  危險物質與點火源隔開 Zone1,Zone2 
7  無火花型 n  GB3836.8  設法防止產生點火源 Zone2 
8  澆封型 m  GB3836.9  設法防止產生點火源 Zone1,Zone2 
9  氣密型 h  GB3836.10  設法防止產生點火源 Zone1,Zone2 
防爆對危險場所的適用性：
爆炸性危險氣體分類
   根據可能引爆的最小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區將爆炸性氣體分為四個危險等級 , 如下表 : 
工況類別 氣體分類 代表性氣體 最小引爆火花能量
礦井下 Ⅰ 甲烷 0.280mJ 
礦井外的工廠 ⅡA  丙烷 0.180mJ 
ⅡB  乙烯 0.060mJ 
ⅡC  氫氣 0.019mJ 
      美國和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成三個 CLASS( 類別 ):CLASS Ⅰ氣體和蒸氣 ; CLASS Ⅱ  塵埃 ; CLASS Ⅲ纖維 . 然后再將氣體和塵埃分成 Group( 組 ) ： 
組名 代表性氣體或塵埃
A  乙炔
B  氫氣
C  乙烯
D  丙烷
E  金屬塵埃
F  煤炭塵埃
G  谷物塵埃
     氣體溫度組別劃分： 
溫度組別 安全的物體表面溫度 常見爆炸性氣體
T1  ≤ 450℃ 氫氣、丙烯腈等 46 種
T2  ≤ 300℃ 乙炔、乙烯等 47 種
T3  ≤ 200℃ 汽油、丁烯醛等 36 種
T4  ≤ 135℃ 乙醛、四氟乙烯等 6 種
T5  ≤ 100℃ 二硫化碳
T6  ≤ 85℃ 硝酸乙酯和亞硝酸乙酯
儀表的防爆標志
  Ex(ia)ⅡC T6 的含義 : 
標志內容 符號 含義
防爆聲明 Ex  符合某種防爆標準，如我國的國家標準
防爆方式 Ia  采用 ia 級本質安全防爆方法，可安裝在 0 區
氣體類別 ⅡC  被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體
溫度組別 T6  儀表表面溫度不超過 85℃
Ex(ia)ⅡC 的含義 
標志內容 符號 含義
防爆聲明 Ex  符合歐洲防爆標準
防爆方式 ia  采用 ia 級本質安全防爆方法，可安裝在 0 區
氣體類別 ⅡC  被允許涉及ⅡC 類爆炸性氣體
: 注 : 該標志中無溫度組別項 , 說明該儀表不與爆炸性氣體直接接觸 . 
防爆術語：
有關防爆術語及標準 
  安全柵安全參數定義： 
*8226; 安全柵最高允許電壓： Um 
       保證安全柵本安端的本安性能，允許非本安端可能輸入的最高電壓 
*8226; 安全柵最高開路電壓： Uoc 
       在最高允許電壓范圍內本安端開路時電壓最大值 
*8226; 安全柵最大短路電流： Isc 
       在最高允許電壓范圍內本安端短路時的電流最大值 
*8226; 安全柵允許分布電容： Ca 
       保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電容 
*8226; 安全柵允許分布電感： La 
       保證本質安全性能情況下本安端最大允許外接電感 
  防爆標志格式說明：
   將工廠或礦區的爆炸危險介質，按其引燃能量，最小點燃溫度以及現場爆炸性危險氣體存在的時間周期進行科學分類分級，以確定現場防爆設備的防爆標志和防爆形式。
  防爆標志格式： 
               Ex      (I a)     ⅡC      T4   
   防爆標記防爆等級氣體組別溫度組別
  防爆等級說明：
 ia 等級：  在正常工作、一個故障和二個故障時均不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
  正常工作時，安全系數為 2.0 ；  
   一個故障時，安全系數為 1.5 ；  
   二個故障時，安全系數為 1.0 。  
注：有火花的觸點須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數。
 ib 等級 :
  在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。
  正常工作時，安全系數為 2.0 ；  一個故障時，安全系數為 1.5 。
  正常工作時，有火花的觸點須加隔爆外殼或氣密外殼保護，并且有故障自顯示的措施，一個故障   時安全系數為 1.0 。