第四节　爆炸危险环境电气防爆

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      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、充油型或正压型等其他防爆形式，以达到防爆目的。

　　(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：爆炸性混合物的分类、分级和分组

　　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。

　　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，不太可能出现爆炸性气体环境，如果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
	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

　　(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

　　《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB 50058-2014)4.1.2。

　　爆炸性粉尘混合物级组根据粉尘特性和引燃温度高低分为ⅢA、ⅢB、 ⅢC三级，T11、T12、T13三组(ⅢA可燃性飞絮、ⅢB非导电性粉尘、ⅢC导电性粉尘)。(新规范取消了粉尘混合物引燃温度的分组)

　知识点：防爆电气设备

　　(一)电气设备的基本防爆形式

　　(1)隔爆型(d)。

　　(2)增安型(e)。

　　(3)本质安全型(i)。

　　(4)正压型(p)。

　　(5)油浸型(o)。

　　(6)充砂型(q)。

　　(7)无火花型(n)。

　　(8)浇封型(m)。

　　(9)特殊型(s)。

　　(10)粉尘防爆型(f)。

　　(二)防爆电气设备类别

　　爆炸性气体环境用电气设备分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类三种。

　　1)Ⅰ类：煤矿用电气设备。

　　2)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，并按下表选型。

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

　　(三)防爆电气设备温度组别

　　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I/℃
T1	450	450<I
T2	300	300<I≤450
T3	200	200<I≤300
T4	135	135<I≤200
T5	100	100<I≤135
T6	85	85<I≤100

　　(四)防爆标志

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

　　Ⅰ类隔爆型：Ex d Ⅰ。

　　Ⅰ类特殊型：Ex s Ⅰ。

　　ⅡB类隔爆型T3组：Ex d Ⅱ BT3。

　　ⅡA类本质安全型ia等级T5组：Ex ia Ⅱ AT5。

　　ⅡC类本质安全型ib等级关联设备T5组：E x (ib)Ⅱ CT5。

　　(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。

　　【真题·单选】

　　某地上4层乙类厂房，其有爆炸危险的生产部位宜设置在第(　)层靠外墙泄压设施附近。

　　A.四　　B.三　　C.二　　D.一

　　『正确答案』A

　　『答案解析』有爆炸危险的甲、乙类生产部位，宜设置在单层厂房靠外墙的泄压设施或多层厂房顶层靠外墙的泄压设施附近。有爆炸危险的设备宜避开厂房的梁、柱等主要承重构件布置。易产生爆炸的设备应尽量放在靠近外墙靠窗的位置或设置在露天，减弱其破坏力。

　　【真题·多选】

　　某设计院对有爆炸危险的甲类厂房进行设计。下列防爆设计方案中，符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有(　)。

　　A.厂房承重结构采用钢筋混凝土结构

　　B.厂房的总控制室独立设置

　　C.厂房地面采用不发火花地面

　　D.厂房的分控制室贴邻厂房外墙设置，并采用耐火极限不低于3.00h的防火隔墙与其他部位分隔

　　E.厂房利用门窗作为泄压设施，窗玻璃采用普通玻璃

　　『正确答案』ABCD

　　『答案解析』爆炸危险性厂房、库房的布置

　　现行国家标准《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)将生产的火灾危险性和储存物品的火灾危险性分为甲、乙、丙、丁、戊类。

　　总平面布局

　　1)有爆炸危险的甲、乙类厂房、库房宜独立设置，并宜采用敞开或半敞开式，其承重结构宜采用钢筋混凝土或钢框架、排架结构。

　　2)有爆炸危险的厂房、库房与周围建筑物、构筑物应保持一定的防火间距。如甲类厂房与民用建筑的防火间距不应小于25m，与高层建筑、重要公共建筑的防火间距不应小于50m，与明火或散发火花地点的防火间距不应小于30m。甲类库房与高层建筑、重要公共建筑物的防火间距不应小于50m，与其他民用建筑(裙房，单、多层)和明火或散发火花地点的防火间距按其储存物品性质不同为25m～40m。

　　3)有爆炸危险的厂房平面布置最好采用矩形，与主导风向垂直或夹角不小于45℃，以有效利用穿堂风吹散爆炸性气体，在山区宜布置在迎风山坡一面且通风良好的地方。

　　4)防爆厂房宜单独设置，如必须与非防爆厂房贴邻时，只能一面贴邻，并在两者之间用防火墙或防爆墙隔开。相邻两个厂房之间不应直接有门相通，以避免爆炸冲击波的影响。

　　在对易燃易爆危险环境进行防火检查时，应注意检查电气设备和电缆电线的选型及其安装情况，下列做法中，符合现行国家消防技术标准要求的有(　)。

　　A.在爆炸性气体混合体级别为IIA级的爆炸性气体环境，选用IIB级别的防爆电器设备

　　B.在爆炸危险区域为I区的爆炸性环境采用截面积为2.0mm2的铜芯照明电缆

　　C.安装的正压型电器设备与通风系统连锁

　　D.电气设备房间与爆炸性环境相通，采取对爆炸性环境保持相对正压的措施

　　E.在爆炸危险区域不同的方向，接地干线有1处与接地体连接

　　『正确答案』ACD

　　『答案解析』ⅡA级危险性低于ⅡB级，故A正确;铜芯导线或电缆的截面面积在I区截面积应在2.5m㎡以上，Ⅱ区在1.5m㎡以上，故B错误;安装的正压型电器设备与通风系统连锁，符合要求，故C正确;相对正压有助于防止爆炸性气体与通风系统连锁，符合要求，故D正确;接地干线应不少于两处与接地体相连，故E错误。
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