防爆的基本原理

爆炸的概念：爆炸是物質從一種狀態(tài)，經過物理或化學變化，突然變成另一種狀態(tài)，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(yè)中，約有 80% 以上的生產車間區(qū)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(fā)生故障時。

客觀上很多工業(yè)現(xiàn)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(fā)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(qū)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(xù)或長時間存在的場所 0 區(qū) Div.1

在正常情況下爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所 1 區(qū)

在正常情況下爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn) , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現(xiàn)的場所 2 區(qū) 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(xù) , 短時間頻繁地出現(xiàn)或長時間存在的場所 10 區(qū) 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(xiàn) , 僅僅在不正常情況下 , 偶爾或短時間出現(xiàn)的場所 11 區(qū) 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(qū)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zui小火花能量，我國和歐洲及世界上大部分國家和地區(qū)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 zui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(qū)
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(qū)
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：

• 安全柵zui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zui高電壓

• 安全柵zui高開路電壓： Uoc
在zui高允許電壓范圍內本安端開路時電壓zui大值

• 安全柵zui大短路電流： Isc
在zui高允許電壓范圍內本安端短路時的電流zui大值

• 安全柵允許分布電容： Ca
保證本質安全性能情況下本安端zui大允許外接電容

• 安全柵允許分布電感： La
保證本質安全性能情況下本安端zui大允許外接電感

安全標志格式說明：

將工廠或礦區(qū)的爆炸危險介質，按其引燃能量，zui小點燃溫度以及現(xiàn)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(xiàn)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 。