防爆安全柵

TAGS: 防爆安全柵   日期:2021-12-10 / 人氣: 1633

爆炸性氣體環(huán)境0區、1區、2區的劃分

在網(wǎng)站上的產(chǎn)品信息上經(jīng)??吹椒辣a(chǎn)品的適用環(huán)境里這樣寫(xiě)的“適用于1區、2區危險場(chǎng)所; ⅡA 、ⅡB類(lèi)爆炸性氣體環(huán)境” 其中IIA、IIB類(lèi)爆炸性氣體混合物已經(jīng)介紹過(guò)了?,F在介紹一下爆炸性氣體環(huán)境0區、1區、2區的劃分。

我國對爆炸性危險場(chǎng)所的劃分采用與IEC等效的方法。國家標準GB 50058-92中規定,爆炸性氣體危險場(chǎng)所按其危險程度大小,劃分為0區、1區、2區三個(gè)級別,爆炸性粉塵危險場(chǎng)所劃分為0區、11區兩個(gè)級別。

0區:連續出現或長(cháng)期出現爆炸性氣體混合物的環(huán)境

1區:在正常運行時(shí)可能出現爆炸性氣體混合物的環(huán)境

2區:在正常運行時(shí)不可能出現爆炸性氣體混合物的環(huán)境,或即使出現也僅是短時(shí)存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境


10區:連續出現或長(cháng)期出現爆炸性粉塵環(huán)境

11區:有時(shí)會(huì )將積留下的粉塵揚起而偶然出現爆炸性粉塵混合物的環(huán)境

21區:具有閃點(diǎn)高于環(huán)境溫度的可燃液體,在數量和配置上能引起火災的環(huán)境

22區:具有懸浮狀、堆積狀的可燃粉塵或可燃纖維,雖不可能形成爆炸混合物,但在數量和配置上能引起火災危險的環(huán)境

23區:具有固定狀可燃物質(zhì),在數量和配置上能引起火災危險的環(huán)境


國際上對爆炸性危險場(chǎng)所的劃分

國際上各主要工業(yè)國家對爆炸性危險場(chǎng)所的劃分,基本上可分兩種意見(jiàn)。


一種以IEC(國際電工委員會(huì ))為代表,包括德國、英國、意大利、日本、澳大利亞等國,對氣體劃分為0區、1區、2區,對粉塵劃分為10區、11區。其定義與IEC基本相同(可參見(jiàn)我國對各區域的定義,我國等效采用IEC標準)。

另一種為美國、加拿大等北美國家的劃分,以NEC(美國國家電氣規程)的定義為代表,對氣體劃分為1區、2區(沒(méi)有0區),對粉塵也劃分為1區、2區。

  兩者之間的對應關(guān)系大致如下:


  氣體:IEC0區、1區——NEC

什什么是安全柵


 安全柵,(safety barrier):接在本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路之間,將供給本質(zhì)安全電路的電壓電流限制在一定安全范圍內的裝置。

 安全柵原理


本質(zhì)安全,是指通過(guò)設計等方法使系統本身具有安全性,即使在誤操作或發(fā)生故障的情況下也不會(huì )造成事故。而安全柵是本質(zhì)安全防爆系統中*常用的關(guān)聯(lián)設備。

安全柵是處于危險區(現場(chǎng)設備)和安全區(室內儀表)之間的一個(gè)限制能量的電路。

安全柵主要功能2個(gè):

1、使危險場(chǎng)所的本安設備能正常工作。

2、限制安全區供給危險區的電能量,使其不能產(chǎn)生足以引爆危險氣體的火花的范圍,也不能產(chǎn)生足以引爆危險氣體的儀表表面溫度的范圍。即使本安設備自身發(fā)生故障,只要安全柵工作正常,也不會(huì )產(chǎn)生任何足以引燃爆炸環(huán)境的火花或表面溫度。

因此無(wú)論安全場(chǎng)所的控制室設備還是危險場(chǎng)所的本安設備發(fā)生故障,整個(gè)系統在電路上都會(huì )處于本質(zhì)上的安全狀態(tài),不會(huì )產(chǎn)生爆炸。

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 安全柵分類(lèi)




安全柵作為安全區的非本安設備與危險區的本安設備之間的關(guān)聯(lián)設備,是本安防爆系統中的重要組成部分,安全柵按結構分可以分為齊納式安全柵和隔離式安全柵兩大類(lèi)。

 1、齊納式安全柵

齊納式安全柵采用快速熔斷器、限流電阻和限壓齊納二極管對輸入的能量進(jìn)行限制。

齊納式安全柵工作原理簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,但由于自身的缺陷,限制了應用范圍。

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 2、隔離式安全柵

隔離式安全柵采用了將輸入、輸出和電源三方之間相互電氣隔離的電路結構,主要有限能、隔離、信號處理三部分組成,符合本安型限制能量的要求。

與齊納式安全相比,雖然價(jià)格較貴,但性能上的優(yōu)點(diǎn)突出,為用戶(hù)應用帶來(lái)更大的受益,應用范圍廣泛。

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 隔離安全柵的優(yōu)點(diǎn)

齊納式安全柵

電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能量進(jìn)行限制,從而保證輸出到危險區的能量。

1、必須有非??煽康慕拥叵到y。

2、安全柵對電源影響較大,容易因電源波動(dòng)而造成安全柵損壞。

3、安全柵需要吸收輸入回路的能量,容易造成輸出不穩定。

隔離式安全柵

采用了將輸入、輸出和電源三者相互電氣隔離的電路結構,也符合本安型限制能量的要求。與齊納式安全柵相比,雖然價(jià)格較貴,但是性能上優(yōu)點(diǎn)突出,為用戶(hù)應用帶來(lái)了更大的受益。

1、采用了三方隔離方式,因此無(wú)需系統接地線(xiàn)路,給設計及現場(chǎng)施工帶來(lái)極大方便。

2、對危險區的儀表要求大幅度降低,現場(chǎng)無(wú)需采用隔離式的儀表。

3、由于信號線(xiàn)路無(wú)需共地,使得檢測和控制回路信號的穩定性和抗干擾能力大大增強,提高了整個(gè)系統可靠性。

4.具備更強的輸入信號處理能力,能夠處理模擬信號、開(kāi)關(guān)量信號、通訊量信號、熱電偶信號、熱電阻信號、頻率信號等。

5、可輸出兩路相互隔離的信號,以提供給使用同一信號源的兩臺設備使用,并保證兩設備信號不互相干擾,同時(shí)提高所連接設備相互之間的電氣安全絕緣性能。


 安全柵的選用

安全柵的選用一般有兩種方法:一種是回路認證,一種是參量認證。

一、回路認證

回路認證就是根據現場(chǎng)危險環(huán)境使用的儀表聯(lián)合取證情況,選擇與其聯(lián)合取證的安全柵,經(jīng)過(guò)聯(lián)合取證,現場(chǎng)儀表與安全柵便固定組合構成本安系統。

在實(shí)際使用過(guò)程中,這種回路認證方式對安全柵和現場(chǎng)儀表的選擇有很大的局限性。

一個(gè)工程可能用很多儀表,它們可能沒(méi)有和同一個(gè)安全柵廠(chǎng)家的安全柵聯(lián)合取證,這就需要選擇多個(gè)廠(chǎng)家的安全柵,不同的接線(xiàn),安裝、接地的要求,為安全柵的使用帶來(lái)了很多麻煩。

二、參量認證

參量認證方式,通過(guò)對認證的本安設備和關(guān)聯(lián)設備給出一組安全參數。只要本安現場(chǎng)設備和關(guān)聯(lián)設備的參數滿(mǎn)足一定的關(guān)系式,用戶(hù)就可以不經(jīng)防爆檢驗機構的認可而任意組合配套構成本安防爆系統。

(1)本安現場(chǎng)設備(現場(chǎng)儀表)

①Ui:在正常工作或故障條件下,能接受并能保持其本安性能的**電壓;

②Ii:在正常工作或故障條件下,能接受并能保持其本安性能的**電流;

③Ci:本安現場(chǎng)設備內部未被保護的電容;

④Li:本安現場(chǎng)設備內部未被保護的電感;

⑤Pi:本安現場(chǎng)設備允許輸入的**功率。

(2)關(guān)聯(lián)設備(安全柵)

①Uo:**開(kāi)路電壓,即在正常工作或故障條件下可能傳送到危險區的**電壓;

②Io:**短路電流,即在正常工作或故障條件下可能傳送到危險區的**電流;

③Co:關(guān)聯(lián)設備允許外接的**電容;

④Lo:關(guān)聯(lián)設備允許外接的**電感;

⑤Po:本安現場(chǎng)設備允許輸入的**功率。

(3)本安現場(chǎng)設備和關(guān)聯(lián)設備的連接電纜

①Cc:本安現場(chǎng)儀表與關(guān)聯(lián)設備之間連接電纜的分布電容;

②Lc:本安現場(chǎng)儀表與關(guān)聯(lián)設備之間連接電纜的分布電感;

只要本安現場(chǎng)設備和關(guān)聯(lián)設備的上述參數滿(mǎn)足下面關(guān)系式,用戶(hù)就可不經(jīng)防爆檢驗機構的認可而任意組合配套構成本安防爆系統。

Ui≥Uo,Ii≥Io,Pi≥Po,Ci+Cc≤Co,L+Lc≤Lo,

結合“參量認證”介紹安全柵的選用。

1、Ui≥Uo,Ii≥Io,Pi≥Po是指一旦本安關(guān)聯(lián)設備可能輸出的**電壓、電流和功率中任一個(gè)大于上述對應值,則本安設備就可能引爆危險氣體而不能夠正常工作,因此選用時(shí)應逐一對比。

2、Ci+Cc≤Co,Li+Lc≤Lo說(shuō)明在安全柵選用的基礎上除了考慮安全柵參數外,還要考慮控制電纜的選用問(wèn)題。本安系統設計中控制電纜的選用也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。

應用舉例:

本安現場(chǎng)設備的認證參數是:

Ui=30V,Ii=110mA,Ci=0.01μF,Li=0.02mH

現場(chǎng)設備和關(guān)聯(lián)設備的連接電纜(假設200m),其分布電容和分布電感參數是:

Cc=0.02μF,Lc=0.038mH

選配安全柵的認證參數【Uo=28V,Io=93m A,Co=0.083μF,Lo=4.2mH】看是否滿(mǎn)足要求。

計算如下:

Uo=28V≤Ui=30V,

Io=93mA≤Ii=110mA,

Co=0.083μF≥Ci+Cc=0.01+0.02=0.03μF,

Lo=4.2mH≥Li+Lc=0.02+0.038=0.058mH。

滿(mǎn)足要求。

安全柵是一種安裝在安全場(chǎng)所的本質(zhì)安全型防爆儀表的關(guān)聯(lián)設備,合理選用安全柵可以在本安防爆系統的本安儀表發(fā)生故障時(shí),將串入到故障儀表的能量限制在安全值以?xún)?,從而確?,F場(chǎng)設備、人員和生產(chǎn)的安全。因此合理選用安全柵是本安回路能夠正常運行的首要條件,必須基于有關(guān)的本質(zhì)安全原理及規范標準進(jìn)行。


 爆炸性氣體(蒸氣)混合物的分類(lèi)

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爆炸性氣體(蒸氣)混合物的分類(lèi)

分組1. 爆炸性氣體(蒸氣)混合物分類(lèi):

中國: Ⅰ類(lèi)(甲烷)、Ⅱ類(lèi)(爆炸性氣體混合物)、Ⅲ類(lèi)(爆炸性粉塵和纖維)

北美: ClassⅠ(爆炸性氣體);ClassⅡ(爆炸性粉塵);ClassⅢ(纖維)

對隔爆型及本質(zhì)安全型電氣設備又分成ⅡA、ⅡB、ⅡC類(lèi)三種。

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2. 爆炸性氣體(蒸氣)混合物分級:

爆炸性氣體(蒸氣)混合物分級我國和IEC一樣,與北美不同,見(jiàn)下表:

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3.爆炸性氣體分組總匯


4. 爆炸性氣體(蒸氣)環(huán)境的分區

世界各國對危險場(chǎng)所區域劃分不同,但大致分為兩大派系:我國和大多數歐洲國家采用國際電工委員會(huì )(IEC)的劃分方法,而以美國和加拿大為主要代表的其他國家則采用北美劃分方法。

我國對爆炸性危險場(chǎng)所劃分的依據:

GB3836.14-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第14部分危險場(chǎng)所分類(lèi)》

GB50058-1992 《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規范》

根據爆炸性氣體(蒸氣)環(huán)境出現的頻率和持續時(shí)間把危險場(chǎng)所分為以下區域。

0區:爆炸性氣體環(huán)境連續出現或長(cháng)時(shí)間存在的場(chǎng)所。

1區:在正常運行時(shí),可能出現爆炸性氣體環(huán)境的場(chǎng)所。

2區:在正常運行時(shí),不可能出現爆炸性氣體環(huán)境,如果出現也是偶爾發(fā)生并且僅是短時(shí)間存在的場(chǎng)所。

另外,按英國專(zhuān)家R.H卡恩迪根據持續時(shí)間的概念論述:

0區:每年至少出現1000h;

1區:每年在10—1000h;

2區:每年在10h以下。




防爆電器產(chǎn)品的分類(lèi)

1.按使用場(chǎng)所不同分為:

Ⅰ類(lèi):煤礦用防爆電器;

Ⅱ類(lèi):工廠(chǎng)用防爆電器;

2.按用途不同分為:

燈具:有內裝燈泡、燈管及LED三種;

電器:操作柱、開(kāi)關(guān)、按鈕、配電箱、起動(dòng)器、控制柜;

管件:接線(xiàn)盒(箱)、穿線(xiàn)盒、活接頭、撓性連接管;

儀表:安全柵、電表、電話(huà)機;

其它類(lèi):電鈴、風(fēng)機、風(fēng)扇、變壓器、插銷(xiāo)、鎮流器、加熱器、空調;

3.按**試驗安全間隙和*小點(diǎn)燃電流比例不同,Ⅱ類(lèi)防爆電器又可分為:

ⅡA類(lèi)防爆電器;

ⅡB類(lèi)防爆電器;

ⅡC類(lèi)防爆電器;

防爆級別:ⅡC>ⅡB>ⅡA

本質(zhì)安全型及隔爆型防爆電氣設備有ⅡA、ⅡB、ⅡC 分級外,其它類(lèi)型無(wú)級別規定。

4.按防爆類(lèi)型分為:

隔爆型(d);增安型(e);正壓型(P);充砂型(q);充油型(O);本質(zhì)安全型(i);無(wú)火花型(n);氣密型(h);澆封型(m);特殊型(s);粉塵防爆型(DIP);復合型(ed);

5. 按危險環(huán)境的區域選用防爆電氣設備類(lèi)型

0區:ia、S;

1區:ia、ib、d、e(部分)、m、p、O、q;

2區:ia、ib、d、e、m、p、O、q、n;

符號含義:ia、ib-本質(zhì)安全型;d-隔爆型;e-增安型;m-澆封型;p-正壓型;O-充油型;q-充沙型;n-無(wú)火花型;S-特殊型。

S型防爆電氣設備是指不符合上述防爆型式標準的電氣設備,但經(jīng)檢驗單位認可。一般由檢驗單位確認使用的危險區域。

1區環(huán)境使用的e型防爆電氣設備僅限于接線(xiàn)盒(箱)、三相鼠籠式異步電動(dòng)機、單插腳熒光燈產(chǎn)品。


作者:admin


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