電機(jī)選型知識(shí) 防爆電氣知識(shí).docx

防爆電氣知識(shí)（電機(jī)選型）一. 燃燒與爆炸三要素：形成燃燒和爆炸的三要素：下述條件在時(shí)間和空間上相遇，才會(huì)產(chǎn)生燃燒或爆炸：燃燒劑，例如氫氣，汽油等；氧化劑，例如氧氣，空氣等；點(diǎn)燃源，例如明火，火花，電弧，高溫表面等。因此，同時(shí)同地存在可燃性物質(zhì)、空氣和點(diǎn)燃源是燃燒和爆炸發(fā)生的充分必要件。二. 防爆原理為了防止產(chǎn)生爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)，應(yīng)該在上述場(chǎng)所中采取防爆措施。防爆措施在工程上分為兩大類：1. 一次(primary)防爆措施-避免場(chǎng)所環(huán)境中存在爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境。由前述的產(chǎn)生爆炸或燃燒條件三要素可以知道，如果能夠在環(huán)境中避免可燃性物質(zhì)，或者在環(huán)境中避免氧化劑氧氣，就可以從根本上避免火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)?？諝庵械难鯕馐请y避免的，可行的辦法是避免可燃性物質(zhì)?；S常常采用有房頂無(wú)墻壁的廠房，改善自然通風(fēng)效果，或者采用強(qiáng)制通風(fēng)（機(jī)械通風(fēng)），使環(huán)境中的可燃性物質(zhì)的濃度低于爆炸下限，達(dá)到避免爆炸危險(xiǎn)的目的。2. 二次(secondary)防爆措施-在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境避免點(diǎn)燃源。如果爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境不可避免，則在環(huán)境中消除點(diǎn)燃源。我們常常在油庫(kù)、加油站中看到“嚴(yán)禁煙火”的牌子，就屬于二次防爆措施。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所必須使用防爆電氣產(chǎn)品，這也屬于二次防爆措施。根據(jù)燃燒和爆炸條件三要素，可以采取不同的防爆措施，避免電氣設(shè)備成為點(diǎn)燃源。實(shí)現(xiàn)防爆的原理就是消除三要素中的任一要素，從而實(shí)現(xiàn)防止爆炸。1、 隔爆型：如果爆炸性氣體和空氣必然存在，對(duì)于設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，把能產(chǎn)生電弧、火花的部件放在具有足夠強(qiáng)度的隔爆外殼內(nèi)，就可達(dá)到防爆目的，這就是隔爆型。隔爆型電氣設(shè)備就是：具有能承受內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內(nèi)部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播的電氣設(shè)備外殼的電氣設(shè)備，其標(biāo)志為d。2、 增安型：如果爆炸性氣體和空氣必然存在，增安型設(shè)備就是消除點(diǎn)燃源。對(duì)于普通電動(dòng)機(jī)，如果在其結(jié)構(gòu)上再采取一些保護(hù)措施，盡力使設(shè)備在正常運(yùn)行或認(rèn)可的過載條件下不會(huì)發(fā)生電弧、火花和危險(xiǎn)高溫現(xiàn)象，就可進(jìn)一步提高設(shè)備的安全性和可靠性。因此這種設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)就沒有引燃源，而可用于爆炸危險(xiǎn)環(huán)境。以字解義就是“增加安全型”。其標(biāo)志為e。3、正壓外殼（通風(fēng)、充氣型）“p”：在設(shè)備的外殼內(nèi)通入一定壓力的新鮮空氣或惰性氣體，使周圍的可燃性氣體不能進(jìn)入外殼內(nèi)部，從而阻止點(diǎn)燃源與爆炸性氣體接觸，達(dá)到防止爆炸的目的。這一措施就是消除三要素中的爆炸性氣體。正壓型電氣設(shè)備的的關(guān)鍵措施是設(shè)備外殼內(nèi)部保護(hù)性氣體（新鮮空氣或惰性氣體）的壓力高于環(huán)境的壓力至少50pa。因此，設(shè)備需要配置鼓風(fēng)機(jī)、管道和風(fēng)壓繼電器等，它一般用于大型電動(dòng)機(jī)和控制開關(guān)設(shè)備。正壓型防爆型式按照保護(hù)水平可以分為3個(gè)等級(jí)：px將正壓型電氣設(shè)備外殼內(nèi)的危險(xiǎn)區(qū)域從1區(qū)降低到非危險(xiǎn)區(qū)。py將正壓型電氣設(shè)備外殼內(nèi)的危險(xiǎn)區(qū)域從1區(qū)降低到2區(qū)。pz將正壓型電氣設(shè)備外殼內(nèi)的危險(xiǎn)區(qū)域從2區(qū)降低到非危險(xiǎn)區(qū)。4、無(wú)火花型 ”n”：電氣設(shè)備的一種防爆形式，這種形式的電氣設(shè)備，在正常運(yùn)行時(shí)和本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一些條件下（僅指燈具的光源故障條件），不能點(diǎn)燃周圍的爆炸性環(huán)境。無(wú)火花型原來(lái)僅指正常工作中不產(chǎn)生火花或電弧的電氣設(shè)備，例如交流異步電動(dòng)機(jī)，在其基礎(chǔ)上采取一些安全措施，例如風(fēng)扇葉片采用無(wú)火花材料，外殼防護(hù)等級(jí)ip44或ip54，電氣間隙和爬電距離適當(dāng)加大等。無(wú)火花型設(shè)備與前述的防爆類型相比，其安全程度稍低一些，它的使用范圍受到一定的限制。以下幾種防爆形式主要適合于儀表，不適合于電動(dòng)機(jī)機(jī)，詳細(xì)介紹從略：5. 充油外殼 “o”-將設(shè)備全部或部分浸在外殼中的油內(nèi)，使設(shè)備不能點(diǎn)燃油面以上或外殼以外的爆炸性氣體。6. 充砂外殼”q”-外殼內(nèi)填充砂粒材料，使其在規(guī)定的使用條件下，殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧、火焰以及外殼壁和砂粒表面均不能點(diǎn)燃周圍的爆炸性混合物。7. 澆封型 “m”-將設(shè)備可能產(chǎn)生火花或高溫的部分澆封在澆封劑（樹脂）中，使它們不能點(diǎn)燃周圍的爆炸性混合物。8. 本質(zhì)安全型“i”-在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，（設(shè)備的電路）正常工作或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性混合物。本質(zhì)安全的主要防爆措施是限制電路中的能量，使產(chǎn)生的火花的能量小于相應(yīng)的最小點(diǎn)燃能量。三. 爆炸性氣體環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域的劃分0區(qū)：連續(xù)出現(xiàn)或長(zhǎng)期出現(xiàn)爆炸性氣體混和物的環(huán)境。1區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體混和物的環(huán)境。2區(qū)：在正常運(yùn)行時(shí)不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混和物的環(huán)境。或即使出現(xiàn)也僅是短時(shí)存在的爆炸性氣體混和物的環(huán)境。0區(qū)一般只存在于密閉的容器，貯罐等內(nèi)部氣體空間，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中1區(qū)也很少存在，大多數(shù)情況屬于2區(qū) 四.防爆電氣設(shè)備分為兩類：i類 煤礦井下用電氣設(shè)備ii類 除礦井以外的場(chǎng)所使用的電氣設(shè)備五.ii類電氣設(shè)備：防爆電氣設(shè)備的類別、級(jí)別與溫度組別按適用于爆炸性氣體混合物最大試驗(yàn)安全間隙或最小點(diǎn)燃電流比，分為iia、iib、iic三類；并按其最高表面溫度分為t1t6六組。爆炸性氣體混合物按引燃溫度分組，見下表溫度組別體或蒸氣的引燃溫度 電氣設(shè)備的最高表面溫度氣 t1t450450t2450t300300t3300t200200t4200t135135t5135t100100t6100t8585六. 防爆標(biāo)志舉例煤礦用設(shè)備只有：exdi工廠用電氣設(shè)備分為：隔爆型：ex diiat（14）；ex diibt（14）；ex diict（14）ex：防爆標(biāo)志；d：隔爆型；ii：工廠用電氣設(shè)備；a、b、c：按最大試驗(yàn)安全間隙分類t（14）：按爆炸性氣體點(diǎn)燃溫度分類如電氣設(shè)備為iib類隔爆型t3組，標(biāo)志為exd ii bt3。如電氣設(shè)備為ii類增安型，溫度組別為t2組，標(biāo)志為exe ii t2。無(wú)火花型：ex niit（13）正壓通風(fēng)型：ex piit（14）七. 防爆電機(jī)的選型1i類危險(xiǎn)場(chǎng)所選用的防爆電機(jī) 2氣體爆炸、粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所用防爆電機(jī)選型表：表中符號(hào)：為適用；為慎用；為不適用3不同標(biāo)準(zhǔn)所要求的爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣設(shè)備選型要求不同注：gb-3836.15-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第15部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝（煤礦除外）gb50058-92爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范八. 隔爆型電機(jī)的選型和制造 按照有關(guān)國(guó)家老標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于隔爆型電機(jī)，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面考慮，一般選用功率為2000kw以下，但由于技術(shù)的進(jìn)步和采用水冷技術(shù)，目前，隔爆型電機(jī)功率可以做得更大些：如采用空空冷可做到2500kw-4； （yb）如采用空水冷可做到4000kw-4 （ybs） 但是，由于滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)不能用于exdiic四級(jí)隔爆型防爆類別，因此，對(duì)于1000kw以上2極，以及其它低轉(zhuǎn)速大功率需采用滑動(dòng)軸承的電動(dòng)機(jī)，就不能制成exdiic防爆類別，需用增安型（ya、yakk）類代替。九. 增安型電機(jī)的選型和制造 通常認(rèn)為，當(dāng)供電的額定電壓不超過11kv(交流有效值或直流值)時(shí)，在正常運(yùn)行條件下和（或）認(rèn)可的過載條件下不會(huì)產(chǎn)生火花電弧和（或）危險(xiǎn)溫度的電氣設(shè)備，才允許設(shè)計(jì)和制造成增安型電氣設(shè)備。顯然，不符合這些條件的電氣設(shè)備是不允許制成增安型防爆型式的。增安型電機(jī)的最小功率是按照定子繞組線規(guī)不小于0.75mm。根據(jù)增安型電氣設(shè)備的防爆原理，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)電氣設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)，外殼防護(hù)，電氣絕緣，導(dǎo)線連接，電氣間隙和爬電距離，極限溫升等方面提出必要而充分的特殊要求，以保證增安型電氣設(shè)備具有可靠的防爆安全性能。新標(biāo)準(zhǔn)增加了對(duì)增安型電機(jī)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)：1、籠型電動(dòng)機(jī)定子-轉(zhuǎn)子之間氣隙放電危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)指數(shù)如果按照下表計(jì)算得出評(píng)價(jià)指數(shù)大于6的話，則根據(jù)守候定理，電動(dòng)機(jī)（試驗(yàn)樣機(jī)）應(yīng)該進(jìn)行轉(zhuǎn)子鼠籠的相應(yīng)試驗(yàn)（高壓電機(jī)：鼠籠轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)）；或者，在電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該采取一些特殊的措施，保證電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)外殼內(nèi)沒有可燃性氣體，例如，在電動(dòng)機(jī)即將啟動(dòng)時(shí)用新鮮空氣或惰性氣體對(duì)外殼內(nèi)進(jìn)行吹掃，還可以在外殼內(nèi)安裝可燃性氣體檢測(cè)裝置，檢測(cè)外殼內(nèi)的可燃性氣體的存在狀態(tài)。備注：引自gb3836.3爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第3部分：增安型“e”試驗(yàn)驗(yàn)證表明，在臨近鐵心端部的通道內(nèi)出現(xiàn)了火花。轉(zhuǎn)子突出部分應(yīng)該設(shè)計(jì)成能消除斷續(xù)接觸的結(jié)構(gòu)，而且運(yùn)行溫度在溫度組別范圍內(nèi)。如果符合這個(gè)規(guī)定，評(píng)價(jià)指數(shù)為0，否則為2。2、對(duì)于電動(dòng)機(jī)定子繞組的評(píng)價(jià)指數(shù)對(duì)于電動(dòng)機(jī)（額定電壓為1kv及以上）定子繞組，如果按照下表計(jì)算得出評(píng)價(jià)指數(shù)大于6的話，則電動(dòng)機(jī)應(yīng)該配置防凝露空間加熱器，一邊驅(qū)散電動(dòng)機(jī)外殼內(nèi)可能存在的濕氣和凝露；而且還應(yīng)該設(shè)置一些特殊防護(hù)措施，保證在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)外殼內(nèi)不存在可燃性氣體。如果必要，根據(jù)守候定理，這樣的電動(dòng)機(jī)還應(yīng)該承受高壓電動(dòng)機(jī)定子繞組的相應(yīng)試驗(yàn)（高壓電機(jī)：定子繞組的絕緣性能試驗(yàn)）。電動(dòng)機(jī)定子繞組點(diǎn)燃危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指數(shù)備注：引自gb3836.3爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第3部分：增安型“e”參見gb3836.17爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第17部分：爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備的檢查和維護(hù)（煤礦除外）。只有在清潔的環(huán)境中由經(jīng)過專門培訓(xùn)的檢修人員進(jìn)行維護(hù)?！拔廴緡?yán)重且非常潮濕”的場(chǎng)所，主要包括存在積水的環(huán)境或近海區(qū)域的露天甲板等場(chǎng)所。3、按照gb3836新標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于電動(dòng)機(jī)以上兩部分危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)大于6者，都建議安裝防爆型預(yù)起動(dòng)正壓吹掃換氣裝置。正壓吹掃換氣裝置分為自動(dòng)型和手動(dòng)型，使用氣源可以是儀表風(fēng)，也可是壓縮氮?dú)?。? 增安型電機(jī)與正壓通風(fēng)型電機(jī)之間的區(qū)別增安型電機(jī)的正壓吹掃只是在起動(dòng)時(shí)使用，而正壓通風(fēng)型電機(jī)要保證電機(jī)內(nèi)部時(shí)該具有一定的壓力，并且要具有失連鎖保護(hù)功能，要對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等，一起進(jìn)行取證。十一、常用防爆標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)防爆電氣方面的防爆標(biāo)準(zhǔn)目錄：1、gb3836.1-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 通用要求2、gb3836.2-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 隔爆型電氣設(shè)備“d”3、gb3836.3-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 增安型電氣設(shè)備“e”4、gb3836.4-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第4部分：本質(zhì)安全型“i”5、gb3836.5-87 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 正壓型電氣設(shè)備“” 6、gb3836.6-87 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 充油型電氣設(shè)備“” 7、gb3836.7-87 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 充砂型電氣設(shè)備“” 8、gb3836.8-87 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 無(wú)火花型電氣設(shè)備“” 9、gb3836.9-90 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 澆封型電氣設(shè)備“”10、gb3836.10-91 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 氣密型電氣設(shè)備“”11、gb3836.11-91 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 最大試驗(yàn)安全間隙測(cè)定方法12、gb3836