防爆,防爆,儀表防爆知識(shí)
1、我國對(duì)爆炸性危險(xiǎn)場所是如何劃分的?
答 我國對(duì)爆炸性危險(xiǎn)場所的劃分采用與IEC等效的方法。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50058-92中規(guī)定,爆炸性氣體危險(xiǎn)場所按其危險(xiǎn)程度大小,劃分為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)三個(gè)級(jí)別,爆炸性粉塵危險(xiǎn)場所劃分為0區(qū)、11區(qū)兩個(gè)級(jí)別,詳見表4-1。
表4-1 中國對(duì)危險(xiǎn)場所劃分表
爆炸性物質(zhì) 區(qū)域劃分 區(qū)域定義
氣 體 0區(qū) 連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境
1區(qū) 在正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境
2區(qū) 在正常運(yùn)行時(shí)不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境,或即使出現(xiàn)也僅是短時(shí)存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境
粉塵 10區(qū) 連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性粉塵的環(huán)境
11區(qū) 有時(shí)會(huì)將積留下的粉塵揚(yáng)起而偶然出現(xiàn)爆炸性粉塵混合物的環(huán)境
2、國際上對(duì)爆炸性危險(xiǎn)場所是如何劃分的?
答 國際上各主要工業(yè)國家對(duì)爆炸性危險(xiǎn)場所的劃分,基本上可分兩種意見。
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(duì)氣體劃分為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū),對(duì)粉塵劃分為10區(qū)、11區(qū)。其定義與IEC基本相同(可參見我國對(duì)各區(qū)域的定義,我國等效采用IEC標(biāo)準(zhǔn))。
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(guī)程)的定義為代表,對(duì)氣體劃分為1區(qū)、2區(qū)(沒有0區(qū)),對(duì)粉塵也劃分為1區(qū)、2區(qū)。
兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系大致如下:
氣體:IEC0區(qū)、1區(qū)——NEC 1區(qū)
IEC 2 區(qū) ——NEC2區(qū)
粉塵:IEC 10區(qū)——NEC 1區(qū)
IEC 11區(qū)——NEC 2區(qū)
IEC“區(qū)”的英文為Zone;
NEC“區(qū)”的英文為Division。
3、 我國的防爆電氣設(shè)備,其防爆結(jié)構(gòu)形式有幾種?列出其名稱和標(biāo)志。
答 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836—83,我國的防爆電氣設(shè)備其防爆結(jié)構(gòu)形式有8種,列舉如下。
結(jié)構(gòu)形式 標(biāo)志 結(jié)構(gòu)形式 標(biāo)志
隔爆型 d 充油型 o
增安型 e 充砂型 q
本質(zhì)安全型 i 無火花型 n
正壓型 p 特殊型 s
4、 什么是隔爆型儀表?它有什么特點(diǎn)?
答 隔爆又稱耐壓防爆,它把能點(diǎn)燃爆炸混合物的儀表部件封閉在一個(gè)外殼內(nèi),該外殼特別牢固,能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力,并阻止向殼外的爆炸性混合物傳爆。這就是說,隔爆型儀表的殼體內(nèi)部是可能發(fā)生爆炸的,但不會(huì)傳到殼體外面來,因此這種儀表的各部件的接合面,如儀表蓋的螺紋圈數(shù),螺紋精度,零點(diǎn),量程調(diào)整螺釘和表殼之間,變送器的檢測部件和轉(zhuǎn)換部件之間的間隙,以及導(dǎo)線口等,都有嚴(yán)格的防爆要求。
隔爆型儀表除了較笨重外,其他比較簡單,不需要如安全柵之類的關(guān)聯(lián)設(shè)備。但是在打開表蓋前,必須先把電源關(guān)掉,否則萬一產(chǎn)生火花,便會(huì)暴露在大氣之中,從而出現(xiàn)危險(xiǎn)。
5、什么是本質(zhì)安全型(intrinsic safety)儀表?它有什么特點(diǎn)?
答 本質(zhì)安全型儀表又叫安全火花型儀表。它的特點(diǎn)是儀表在正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)下,電路、系統(tǒng)產(chǎn)生的火花和達(dá)到的溫度都不會(huì)引燃爆炸性混合物。它的防爆主要由以下措施來實(shí)現(xiàn):
?、俨捎眯滦图呻娐吩冉M成儀表電路,在較低的工作電壓和較小的工作電流下工作;
②用安全柵把危險(xiǎn)場所和非危險(xiǎn)場所的電路分隔開,限制由非危險(xiǎn)場所傳遞到危險(xiǎn)場所去的能量;
?、蹆x表的連接導(dǎo)線不得形成過大的分布電感和分布電容,以減少電路中的儲(chǔ)能。
本制安全型儀表的防爆性能,不是采用通風(fēng)、充氣、充油、隔爆等外部措施實(shí)現(xiàn)的,而是由電路本身實(shí)現(xiàn)的,因而是本質(zhì)安全的。它能適用于一切危險(xiǎn)場所和一切爆炸性氣體、蒸氣混合物,并可以在通電的情況下進(jìn)行維修和調(diào)整。但是,它不能單獨(dú)使用必須和本安關(guān)聯(lián)設(shè)備(安全柵)、外部配線一起組成本安電路,才能發(fā)揮防爆功能。
6、本安型儀表有ia、ib兩種,請說明它們之間的區(qū)別。
答 ia等級(jí)—在正常工作狀態(tài)下,以及電路中存在一個(gè)故障或兩個(gè)故障時(shí),均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。在ia型電路中, 工作電流被限制在100mA以下。
ib等級(jí)—在正常工作狀態(tài)下,以及電路中存在一個(gè)故障時(shí),不能點(diǎn)烯爆炸性氣體混合物。在ib電路中,工作電流被限帛在150mA以下。
ia型儀表適用于0區(qū)和1區(qū), ib型儀表僅適用于1區(qū)?;蛘哒f,從本質(zhì)安全角度講,ib型儀表適用于煤礦井下,ia型儀表適用于工廠。
7、什么是正壓型(p型)儀表?
答 向儀表外殼內(nèi)充入正壓的潔凈空氣、惰性氣體,或連續(xù)通入潔凈空氣、不燃性氣體,保持外殼內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于周圍危險(xiǎn)性環(huán)境的壓力,阻止外部爆炸性氣體混合物進(jìn)入殼內(nèi),而使電氣部件的危險(xiǎn)源與之隔離的儀表設(shè)備。
8、 什么是增安型(e型)儀表?
答 正常運(yùn)行條件下不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)燃爆炸性混合物的火花或危險(xiǎn)溫度,并在結(jié)構(gòu)上采取措施(如密封等),提高其安全程度,以避免在正常和規(guī)定的過載條件下出現(xiàn)點(diǎn)燃現(xiàn)象的儀表設(shè)備。
9、什么是特殊型(s型)儀表?
答 是除d、e、i、p、n之外的特殊形式,或者是上述幾種形式的組合,采用這種結(jié)構(gòu)形式的防爆儀表稱為特殊型儀表。
10、 防爆電氣設(shè)備分為幾大類?
答 分為兩大類:I類:煤礦井下用電氣設(shè)備;II類:工廠用電氣設(shè)備。
11、 II類防爆電氣設(shè)備劃分為幾級(jí)?標(biāo)志是什么?
答 按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 3836—83,II類防爆電氣設(shè)備劃分為三級(jí),標(biāo)志分別為A、B、C。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表8-2。
表8-2 II類防爆電氣設(shè)備分類標(biāo)準(zhǔn)
級(jí)別 MESG/mm MICR
II A 1.14>MESG≥0.9 1.0>MICR>0.8
II B 0.9>MESG>0.5 0.8≥MICR≥0.45
II C 0.5≥MESG 0.45>MICR
注:MESG—可燃性氣體混合物最大試驗(yàn)安全間隙,mm。
MICR—可燃性氣體混合物最小點(diǎn)燃電流與甲烷最小點(diǎn)燃電流的比值。
II A、II B、II C也是可燃性氣體混合物的傳爆等級(jí)。
12、解釋下列名詞:
最大試驗(yàn)安全間隙 MESG;
最小點(diǎn)燃電流MIC;
最小點(diǎn)燃電流比MICR。
答 最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)——指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,一個(gè)殼體充有一定濃度的被試驗(yàn)氣體與空氣的混合物,點(diǎn)燃后,通過25mm長的接合面均不能引燃?xì)んw爆炸性氣體混合物的外殼接合面之間的最大間隙。
最小點(diǎn)燃電流(MIC)——在規(guī)定的試驗(yàn)裝置上,用直流24V、95mH電感的火花進(jìn)行3000次點(diǎn)燃試驗(yàn)時(shí),能夠點(diǎn)燃可燃性氣體混合物的最小電流。此電流降低5%即不能點(diǎn)燃。
最小點(diǎn)燃電流比(MICR)——各種可燃性氣體(或蒸氣)與空氣的混合物的最小點(diǎn)燃電流對(duì)甲烷與空氣混合物的最小點(diǎn)燃電流的比值。
13、 II類防爆電氣設(shè)備劃分為幾個(gè)溫度組別?標(biāo)志是什么?
答 按國家標(biāo)準(zhǔn)GB3836—83,II類防爆電氣設(shè)備根據(jù)其最高表面溫度劃分為6組,標(biāo)志為T1~T6。分組標(biāo)準(zhǔn)如下:
溫度組別 允許最高表面溫度/℃ 溫度組別 允許最高表面溫度/℃
T1T2T3 450200200 T4T5T6 13510085
T1-T6對(duì)應(yīng)于爆炸氣體混合物的引燃溫度分組。
14、 如何選 用防爆型儀表?
答 一般說來,可根據(jù)以下兩點(diǎn)來選用。
?、俑鶕?jù)儀表安裝、使用場所的危險(xiǎn)區(qū)域來選擇儀表的防爆型式:
0區(qū)——只能選ia型、S型(指專為0區(qū)設(shè)計(jì)的S型);
I區(qū)——可能除n型以外的其他型式;
2區(qū)——所有防爆型式均可選;
?、诟鶕?jù)可能出現(xiàn)的可燃性氣體、蒸氣的傳爆級(jí)別和引燃溫度組別,選擇儀表的防爆等級(jí)和最高允許表面溫度組別??蓞⒁姳?-3,該表是根據(jù)GB3836-1983歸納整理的。
表8-3 可燃性氣體、蒸氣傳爆級(jí)別、引燃溫度組別舉例
組別級(jí)別 T1(T>450℃) T2(450℃≥T>300℃ T3(300℃≥T>200℃T4(200℃≥T<135℃ T5(135℃≥T<100℃ T6(100℃≥T<85℃)
II A 甲烷、乙烷、丙烷、苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、萘、一氣化碳、苯酚、甲酚、丙酮、醋酸甲酯,醋酸,氯乙烷,氯苯,氨,乙腈,苯胺丁烷、環(huán)戊烷,丙烯,乙苯,異丙苯,甲醇,乙醇,丙醇,丁醇,甲酸甲酯,甲酸乙酯,醋酸乙酯,甲基丙烯酸甲酯,醋酸乙烯酯,二氯乙烷,氯乙烯,甲胺,二甲胺戊烷,乙烷,庚烷,辛烷,壬烷,癸烷,環(huán)已烷,松節(jié)油,石腦油,石油,汽油,燃料油,煤油,柴油,戊醇,已醇,環(huán)已醇乙醛,三甲胺 亞硝酸乙酯
II B 丙炔,環(huán)丙烷,丙烯臘,氰化氫,民用煤氣 乙烯,丁二烯,環(huán)氧乙烷,環(huán)氧丙烷,丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,呋喃二甲醚,丁烯醛,丙烯醛,四氫呋喃,硫化氫乙基甲基醚,二乙醚,二柄醚,四氟乙烯
II C 氯,水煤氣 乙炔 二硫化碳 硝酸乙酯
說明:a、可燃性氣體,蒸氣的傳爆級(jí)別也是電氣設(shè)備的防爆級(jí)別,兩者是一致的,均分為IIA、IIB、IIC三級(jí)。
b、可燃性氣體、蒸氣的引燃溫度組別與電氣設(shè)備最高表面溫度組別一一對(duì)應(yīng),如T4組氣體,引燃溫度為200℃≥T>135℃。
15、我國的防爆標(biāo)志由哪幾部分構(gòu)成?分別說明其含義?
答 防爆標(biāo)志一般由以下5個(gè)部分構(gòu)成:
①防爆標(biāo)志EX—表示該設(shè)備為防爆電氣設(shè)備;
?、诜辣Y(jié)構(gòu)形式—表明該設(shè)備采用何種措施進(jìn)行防爆,如d為隔爆型,p為正壓型;i為本安型等;
?、鄯辣O(shè)備類別—分為兩大類,I為煤礦井下用電設(shè)備,II為工廠用電氣設(shè)備;
?、芊辣?jí)別—分為A、B、C三級(jí),說明其防爆能力的強(qiáng)弱;
⑤溫度組別—分為T1~T6六組,說明該設(shè)備的最高表面溫度允許值。
16、一臺(tái)儀表的防爆標(biāo)志為EXdIIBT4,請說明其含義。
答 EX——防爆總標(biāo)志;
d——結(jié)構(gòu)形式,隔爆型;
II——類別,工廠用;
B——防爆級(jí)別,B級(jí)
T4——溫度組別,T4組,最高表面溫度≤135℃。
17、 一聚酯電源接線箱的防爆標(biāo)志為EXedIICT4,請說明其含義。
答 EX——防爆總標(biāo)志;
ed——結(jié)構(gòu)形式,e:增安型,d:隔爆型;
II——類別,工廠用;
C——防爆級(jí)別,C級(jí)
T4——溫度組別,T4組,最高表面溫度≤135℃。
18、一臺(tái)進(jìn)口氣相色譜儀的防爆標(biāo)志為EEXdpsIIB+H2T4,請說明其含義。
答 EEX——?dú)W洲共同體防爆總標(biāo)志;
dps——該儀表采用隔爆、正壓、特殊三種防爆措施;
II——工廠用電氣設(shè)備;
B——防爆級(jí)別,B級(jí)
+ H2——也適用于H2場所(B級(jí)防爆不適用于H2,該儀表由于采取多種防爆措施,也可用于H2場所);
T4——表面最高溫升≤135℃。
19、 一臺(tái)日本產(chǎn)儀表的防爆標(biāo)志為JISia3Ng4,請說明其含義。
答 JIS——日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào);
ia——本質(zhì)安全防爆,ia級(jí);
3n——防爆等級(jí)為3n,防所有3級(jí)爆炸性氣體,相當(dāng)于我國的IIC;
G4——溫度組別,相當(dāng)于我國的T4。
說明 JISia3nG4為日本原采用的防爆標(biāo)志,現(xiàn)在日本已采用IEC標(biāo)準(zhǔn),上述防爆標(biāo)志現(xiàn)已標(biāo)示為JISEXiaIICT4。
20、 一臺(tái)進(jìn)口儀表的防爆標(biāo)志為Class1,Division1,GroupB、C、D,T4A,請說明其含義。
答 Class1—1級(jí),可燃性氣體或蒸氣場所;
Division1—1區(qū),存在或可能形成爆炸或燃燒的場所;
GroupB、C、D—適用于B、C、D組危險(xiǎn)氣體存在的場所;
T4A—最高表面溫度≤120℃。
上述防爆標(biāo)志對(duì)應(yīng)于我國的EXIIA、IIB、IICT4,可用于0區(qū)、1區(qū)危險(xiǎn)場所。但應(yīng)注意,該表不能用于乙炔場所。
21、一臺(tái)進(jìn)口儀表的防爆標(biāo)志如下,請說明其含義。
UL/FM/CSA Class1,GroupB、C、D,T5
Class3,GroupE、F,T5
CENELEC EEXedIICT5
答 UL——美國保險(xiǎn)高試驗(yàn)室;
FM——美國工廠聯(lián)合研究會(huì);
CSA——加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì);
CENELEC——?dú)W洲電工技術(shù)委員會(huì)。
說明該儀表的防爆性能已經(jīng)UL、FM、CSA、CENELEC測試認(rèn)可。
Class1,GroupB、C、D,T5 —適用于NEC規(guī)定的B、C、D組可燃?xì)怏w,表面溫度≤100℃。
Class2,GroupE、F,T5適用于NEC規(guī)定的E、F組粉塵,表面溫度≤100℃。
EEXedIICT5—符合EN標(biāo)準(zhǔn)(EN為歐共體標(biāo)準(zhǔn)代號(hào),其防爆標(biāo)準(zhǔn)與IEC等效)、工廠用防爆儀表,增安、隔爆型,防爆等級(jí)C級(jí),最高表面溫度≤100℃。
22、 變送器輸出信號(hào)的傳輸距離有無限定?
答 現(xiàn)在生產(chǎn)的電容式變送器,供電都是24VDC,按儀表最大輸出22.5mA,最小工作電壓10.5VDV算,其負(fù)載電阻為600Ω。對(duì)于隔爆變送器來說,只要導(dǎo)線電組和變送器帶的設(shè)備電阻之和不超過600Ω,導(dǎo)線的傳輸距離沒有限定。但是對(duì)本安型變送器來說,導(dǎo)線的長度是有規(guī)定的。因?yàn)楸景彩且粋€(gè)系統(tǒng),不單是一臺(tái)本安儀表,還包括關(guān)聯(lián)設(shè)備和外部配線在內(nèi)。關(guān)聯(lián)設(shè)備一般都是安全柵,它對(duì)導(dǎo)線的長度是有要求的,每種安全柵上都注有最大允許電感和最大允許電容。如果導(dǎo)線的分布電容和電感加上變送器未經(jīng)保護(hù)的電容和電感超過了規(guī)定范圍,儀表系統(tǒng)便是不本安的了。
23、在爆炸危險(xiǎn)場所安裝儀表時(shí)有哪些要求?
答 ①爆炸危險(xiǎn)場所使用的儀表、電氣設(shè)備和安裝材料如接線盒、分線盒、端子箱等,必須具有經(jīng)本國授權(quán)機(jī)構(gòu)簽發(fā)的防爆合格證,安裝前應(yīng)檢查其規(guī)格、型號(hào)是否符合設(shè)計(jì)要求,其外部應(yīng)無損傷、裂紋。
?、谠诒ㄎkU(xiǎn)場所也可設(shè)置正壓防爆的儀表箱,內(nèi)裝非防爆型儀表及其他電氣設(shè)備,儀表箱的通風(fēng)管必須保持暢通,在送電以前,應(yīng)通入箱體積5倍以上的氣體進(jìn)行置換。
?、郾ㄎkU(xiǎn)場所1區(qū)內(nèi)的儀表配線,必須保證在萬一發(fā)生接地、短路、斷線等事故時(shí),也不致形成點(diǎn)火源。因而電纜、電線必須穿管敷設(shè),采用耐壓防爆的金屬管,穿線保護(hù)管之間以及保護(hù)管與接線盒、分線箱、拉線盒之間,均應(yīng)采用圓柱管螺紋連接,螺紋有效嚙合部分應(yīng)在5~6扣以上。需撓性連接時(shí)應(yīng)采用防爆撓性連接管。
在2區(qū)內(nèi)的儀表配線,一般也應(yīng)穿管,但只是為了保護(hù)電纜、電線的絕緣層不受外傷。
④匯線槽、電纜溝、保護(hù)管穿過不同等級(jí)的爆炸危險(xiǎn)場所分界線時(shí),應(yīng)采取密封措施,以防止爆炸性氣體從一個(gè)危險(xiǎn)場所串入另一個(gè)危險(xiǎn)場所。
?、荼Wo(hù)管與現(xiàn)場儀表、檢測元件、電氣設(shè)備、儀表箱、分線箱、接線盒、拉線盒等連接時(shí),應(yīng)在連接處0.45m以內(nèi)安裝隔爆密封管件,對(duì)2in以上的保護(hù)管每隔15m應(yīng)設(shè)置一個(gè)密封管件。
24、 安裝本質(zhì)安全型儀表時(shí),有哪些要求?
答 ①不同系列的本質(zhì)安全型儀表及安全柵等關(guān)聯(lián)設(shè)備不應(yīng)隨便混用,必須經(jīng)有關(guān)部門鑒定,確認(rèn)其技術(shù)性能具有兼容性后方可互相替換。
?、诒景碴P(guān)聯(lián)設(shè)備如安全柵、電流隔離器、緩沖放大器等,應(yīng)安裝在安全場所一側(cè),并可靠接地。
?、蹫榉乐贡景蚕到y(tǒng)的配線與本安關(guān)聯(lián)回路、一般回路的配線間發(fā)生混觸、靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)而引起危險(xiǎn),應(yīng)采用穿管敷設(shè)。本安線路和非本安線路不應(yīng)共同一根電纜或保護(hù)管。兩個(gè)以上不同系統(tǒng)的本安回路,也不應(yīng)共同一根電纜(芯線分別屏蔽者除外)或共用同一根保護(hù)管(用屏蔽導(dǎo)線者除外)。
?、鼙景簿€路與非本安線路在同一匯線槽、電纜溝內(nèi)敷設(shè)時(shí),應(yīng)用接地的金屬板或絕緣隔離,否則應(yīng)分開排列,間距大于50mm,并分別固定。
⑤儀表盤內(nèi)本安和非本安線路的端子板應(yīng)互相分開,間距大于50mm,否則應(yīng)用絕緣板隔離,兩類線路應(yīng)分開敷設(shè),綁扎牢固。
⑥本安線路的長度應(yīng)使其分布電容和分布電感不超過儀表制造廠規(guī)定的最大允許值。
?、弑景蚕到y(tǒng)的配線一般應(yīng)設(shè)置藍(lán)色標(biāo)志。
?、啾景簿€路一般不應(yīng)接地,但當(dāng)需要設(shè)置信號(hào)接地基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)則接地,此接地點(diǎn)應(yīng)是所有本安儀表系統(tǒng)接地導(dǎo)體的單一接地點(diǎn),并與電源接地系統(tǒng)分開。