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防爆电气设备的防爆原理、防护措施和接地规范

什么是防爆电气设备?想必大部分电气人员都不陌生了。但是如果说到防爆电气设备的防爆原理、防护措施和接地规范,可能不少电气人员都是只知其一就不知其二,甚至还有一些电气人员是一问三不知的。我们都知道防爆电气设备是按国家标准设计制造的不会引起周围爆炸性混合物爆炸的电气设备。简单的理解就是在易燃易爆的场所使用的经特殊处理的用电器具及设备为防爆电气设备,在煤炭、石油、化工及其他行业中,生产环境,爆炸物质不同,所采用的防爆措施也不同。防爆电气主要分为:防爆灯具 防爆电器 防爆管件 防爆防腐电器 、防爆控制按钮、防爆操作柱、防爆行程开关、防爆插销、防爆接线箱、防爆接线盒、防爆管件等。

防爆电气设备的防爆原理、防护措施和接地规范

在电气设计中,爆炸危险场所(环境)应不设置或尽可能少设置电气设备,以减少因电气设备或电气线路发生故障而成为引爆源引起的爆炸事故。必须设置电气设备时,应选用适用于该危险区中的防爆电气。那么防爆电气设备的防爆原理是什么?防护措施和接地规范又是怎样的呢?下面本文详细地给大家讲一讲,看完文章希望能给广大电气人员加深对防爆电气设备的了解。

防爆电气设备的防爆原理、防护措施和接地规范

防爆电气设备的原理及防护措施

1、用外壳限制爆炸和隔离引燃源

(1)用外壳限制爆炸

用外壳限制爆炸是传统的防爆方法。它是把设备的导电部分放在外壳内,外部可燃性气体通过外壳上各个部件的配合面间隙进入壳内,旦被内部电气装置上的导电部分发生的故障电火花点燃,这些配合面将使由外壳内向外排出的火焰和爆炸生成物冷却到安全温度,而不能点燃外壳外部周围的爆炸性混合物,亦即外壳阻止了爆炸向外传播的可能性。一般称间隙隔爆,这种防爆型式国外一般称为隔爆外壳,我国称为隔爆型电气设备。

用外壳限制爆炸

(2)用外壳隔离引燃源

1)采用熔化、挤压或胶粘的方法将外壳密封起来,阻止外部可燃性气气体进入壳内,而与引燃源隔离,达到防爆的目的。这种防爆型式的设备称为气密型电气设备。

2)当电气设备只用于爆炸性混合物在某个时候出现的场所,则可利用设备内部出现爆炸性混合物所需的时间,作为保护因素。

为此,采用密封性能良好的外壳来限制可燃性气体或蒸气进入,即相当于限制设备“呼吸”,使外壳内部聚积的可燃性气体或蒸气浓度达到下限值的时间比外部环境中可燃性气体或蒸气可能存在的时间要长。这样实际上就使进入壳内的气体和蒸气浓度达不到爆炸下限值,因而不会被点燃,达到防爆的目的。这种防爆型式称为限制呼吸外壳。

3)采用密封性能达到规定要求的外壳使可燃性粉尘不能或难于进入外壳内,而与引燃源隔离,达到防爆的目的。这种防爆型式设备称为粉尘防爆型电气设备。

用外壳隔离引燃源

2、用介质隔离引燃源

其原理是把电气设备的导电部件放置在安全介质内,使引燃源与外面的爆炸性混合物隔离来达到防爆的目的。

1)用气体介质隔离引燃源

2)当采用的介质是气体(一-般是新鲜空气或惰性气体)时,应使设备内部的气体相对于外面大气有一-定的正压,从而阻止外部大气进入,这种防爆型式的设备称为正压型电气设备(以前称为通风充气型电气设备)。

3)用液体介质隔离引燃

当采用的介质是液体(一般是变压器油)作为隔离介质时,这种防爆型式的设备称为充油型电气设备。

4)用固体介质隔离引燃源

当采用的介质是颗粒状的固体(一般是石英砂)作为隔离介质时,这种防爆型式的设备称为充砂型电气设备。

当采用的介质是固化物填料(一般是环氧树脂),把引燃源浇封在填料里面,而与外面爆炸性混合物隔离时,这种防爆型式的设备称为浇封型电气设备。

这种控制方法适用于两种类型的电气设备:正常运行时不产生火花、电弧的电气设备和弱电设备。

 

3、减少火花、电弧和高温

1)对于正常运行时不产生火花电弧和危险高温的电气设备,可以采取一些附加措施来提高设备的安全可靠性,如采用高质量绝缘材料、降低温升、增大电气间隙、爬电距离、提高导线连接质量等等,从而大大减少火花、电弧和危险高温现象出现的可能性,使之可以用于危险场所。这种防爆型式的设备称为增安型电气设备(以前称为安全型电气气设备)

还有一种与增安型防爆措施类似的防爆型式,按其定义,它是一种正常运行时不产生火花和危险高温,也不能产生弓|爆故障的电气设备。与增安型相比,只是没有规定再增加一-些附加措施来提高设备的安全可靠性。所以它的安全性比增安型要低,只能用于2区危险场所。这种防爆型的设备称为无火花型电气设备。

减少火花、电弧和高温

2)限制火花能量

对于弱电设备,如仪器仪表、通讯、报警装置等这类设备,把它们处于爆炸危险场所中的那部分电路所释放的能量限制到一-定的数值内,当电路发生故障,如断路、短路时产生的火花不能引燃爆炸性混合物,从而达到防爆目的。

防爆电气设备的接地要求

接地又常称为保护接地,就是将防爆设备的金属外壳与接地体连接,以防止因设备绝缘损坏而使外壳带电时,操作人员接触设备外壳而触电。

(1) 电气设备的金属外壳、金属构架、金属配,线管及其配件、电缆保护管、电缆的金属护套等非带电的裸露金属部分均应接地。

(2)爆炸危险场所除2区内照明灯具以外所有的电气设备,应采用专用接地线;宜采用多股软绞线,其铜芯截面积不得小于4mm?。金属管线、电缆的金属外壳等,可作为辅助接地线。中性点不接地系统,接地电阻值不大于10n;中性点接地系统,接地电阻值不大于4Ω

防爆电气设备的接地要求

(3)在爆炸气体危险环境2区内的照明灯具,可利用有可靠电气连接的金属管线系统作为接地线,但不得利用输送易燃物质的管道。

(4)接地干线应在爆炸危险区域不同方向不少于两处与接地体连接。

(5)进入爆炸危险场所的电源,如果使用TN型电源系统,应为危险场所中的TN-S型(具有单独的中性线N和保护线PE),即在危险场所中,中性线与保护线不应连在一起或合并成一根导线,从TN-C到TN-S型转换的任何部位,保护线应在非危险场所与等电位连接系统相连。

注:危险场所内中性线和PE保护线间的漏电监视应给予考虑。

(6)如果在1区使用TT型电源系统(电源接地与裸露导体部件接地分开),那么电源将使用(剩余)漏电电流动作保护装置进行保护。
注:接地电阻率高的地方,不允许使用该系统。

(7)如果使用IT型电源系统(中性线与地隔离或经阻抗接地),应提供一绝缘监视装置指示第1次接地故障。

注:局部等电位连接,通常称为附加等电位连接是必要的。

(8)铠装电缆引入电气设备时,其接地芯线应与设备内接地螺栓连接,其钢带或金属护套应与设备外接地螺栓连接。

(9)在电气安装的设计和运行中,应考虑静电、雷电作用、电磁辐射等所造成的影响。

(10)化工仪表接地问题

化工仪表接地分类有保护接地、工作接 地、本安系统接地、防静电接地、防雷接地。

1)保护接地

也称为安全接地,是为人身安全和电气设备安全而设置的接地。各种用电仪表的金属外壳及自控设备正常情况不带电的金属部分,由于非正常现象的出现(如绝缘破损等),而有可能使其带有危险电压,对这样的设备,均应实施保护接地。保护接地就是给危险电压提供一条通路,使之不经过人体。

保护接地

2)注意事项

①安装在配电屏、控制屏和配电装置,上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳,以及当发生绝缘损坏时,在支持物.上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等金属部分可不接地。

②安装在非防爆场合金属表盘.上的按钮、信号灯、继电器等小型低压电器的金属外壳,当与己做保护接地的金属表盘框架电气接触良好时,可不单作保护接地。

③低于36V供电的现场仪表、变送器、就地开关等,无特殊需要可不做保护接地。但有可能与高于36V电压设备接触的除外。

④己做了保护接地的自控设备即可认为己作了静电接地。在控制室内使用防静电活动地板时,应做静电接地。静电接地应与保护接地合用接地系统。

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