防爆等级详述
来源： admin 发布时间： 2011-04-01
目前国际通行的防爆等级标准主要有两种：国际电工委员会IEC防爆标准Ex，和欧洲防爆指令指令ATEX。
ATEX 它是以法语" At mosphere Ex plosible "命名的，是欧盟的防爆标志.
由两个欧盟指令组成: 欧洲94/9/EC标准和99/92/EC标准。ATEX认证是防爆电气产品在欧洲市场的强制认证，这一法规严格规定了防爆产品的特性和使用操作规范，自2003年7月1日起，只有拥有ATEX认证的产品，才可以在欧盟国家内被生产、制造、销售、并应用于易燃易爆危险区域。
电气设备在使用时，可能发生爆炸的环境。(如：可燃性气体，粉尘环境，炼油、石化厂，加油站、加气站等) ， 爆炸性气体环境在大气条件下，气体、蒸汽或雾状的可燃物质与空气构成的混合物，在该混合物中点燃后，燃烧将传遍整个未燃混合物的环境。（如：CH4,C2H2,C2H4,NH3,CO,C2H5OH等防爆电气设备），选择合适的防爆产品对安全生产尤为重要，首先我们必须清楚国际标准中的防爆等级，以便选择合适的防爆产品。
※ 爆炸及防爆的概念
1、爆炸必须具备的三个条件：（1）爆炸性物质（flammable air flammable dust）：能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。（气体：氢气，乙炔，甲烷等；液体：酒精，汽油；固体：粉尘，纤维粉尘等。）
（2）空气或氧气（air or oxygen）。
（3）点燃源（source of ignition）：包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故障时。
易爆物质：很多生产场所都会产生某些可燃性物质。煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质；化学工业中，约有80%以上的生产车间区域存在爆炸性物质。
氧气：空气中的氧气是无处不在的。
在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花、客观上很多工业现场满足爆炸条件。当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。因此采取防爆就显得很必要了。
2、防爆：防止爆炸的产生必从三个必要条件来考虑，限制了其中的一个必要条件，就限制了爆炸的产生。在工业过程中，通常从下述三个方面着手对易燃易爆场合进行处理：
（1）预防或最大限度地降低易燃物质泄漏的可能性；
（2）不用或尽量少用易产生电火花的电器元件；
（3）采取充氮气之类的方法维持惰性状态。
※ 防爆等级概览
首先我们看一个常见的防爆等级标识：Ex ia IIB T4Ex - 防爆标志
ia - 防爆型式
II - 设备类别
B - 气体类别
T4 - 设备的表面最高温度级别
如电气设备采用一种以上的复合型式，则先标出主体防爆型式，后标出其它防爆型式，如主体采用增安型内装IIC类隔爆部件，温度组别为T4，标志为Exed II CT4。
如电气设备为粉尘防爆防尘型T11组。标志为：DIPDPT11
接下来立创工控对上述各项进行详尽解释。
◆ 防爆标志
Ex - 中国及国际电工委员会IECEx防爆标志；EEx - 表示欧共体ATEX ；
◆ 防爆型式
1. 本安型 "i"（本质安全型电气设备及其关联设备）本质安全电路: 在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体或蒸汽的电路。 本质安全型电气设备：全部电路为本质安全的电气设备。 本安型设备和关联设备的本质安全部分分为ia和ib：
ia：正常工作 + 一个故障 + 任意组合的两个故障均不能引起点燃的电气设备。 ¨
ib：正常工作 + 一个故障条件下不能引起点燃的本质安全型电气设备。 由此可见ia等级高于ib等级 关联设备：装有本质安全电路和非本质安全电路，且结构是非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电器设备。
2. 隔爆型 "d" 具有隔爆外壳的电气设备。 它能承受已进入外壳内部的可燃性混合物内部爆炸而不受损坏，并且通过外壳上的任何接合面或孔不会引燃由一种或多种气体或蒸汽所形成的外部爆炸性环境的电气设备外壳。
3．增安型 e
4．充油型 o
5．充砂型 q
6．浇封型 m
7. 正压型 p
8、气密保护 h 未统一
9、无火花保护 n 未统一
10、特殊措施 s 未统一
下面是对防爆型是的分项统计
| 序号 | 防爆型式 | 代号 | 国家标准 | 防爆措施 | 适用区域 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 本安型 | ia | GB3836.4 | 限制点火源的能量 | Zone0-2 |
| ib | GB3836.4 | 限制点火源的能量 | Zone1,Zone2 | ||
| 2 | 增安型 | e | GB3836.3 | 设法防止产生点火源 | Zone1,Zone2 |
| 3 | 隔爆型 | d | GB3836.2 | 隔离存在的点火源 | Zone1,Zone2 |
| 4 | 正压型 | p | GB3836.5 | 危险物质与点火源隔开 | Zone1,Zone2 |
| 5 | 充油型 | o | GB3836.6 | 危险物质与点火源隔开 | Zone1,Zone2 |
| 6 | 充砂型 | q | GB3836.7 | 危险物质与点火源隔开 | Zone1,Zone2 |
| 7 | 浇封型 | m | GB3836.9 | 设法防止产生点火源 | Zone1,Zone2 |
| 8 | 无火花型 | n | GB3836.8 | 设法防止产生点火源 | Zone2 |
| 9 | 气密型 | h | GB3836.10 | 设法防止产生点火源 | Zone1,Zone2 |
| 10 | 特殊型 | s | |||
| 11 | DIP 粉尘防爆型 用于爆炸性粉尘环境，其前面无需加EX或EEX等标志。 | ||||
在这里我们看到不同的防爆型式只适用于不同的区域，那么区域优势如何划分呢，待立创工控为您详细解释。
危险场所区域等级的划分
危险场所区域的含义，是对该地区实际存在危险可能性的量度，由此规定其可适用的防爆型式。
1、国际电工委员会/欧洲电工委员会划分的危险区域的等级分类
0区（Zone 0）：易爆气体始终或长时间存在；连续地存在危险性大于1000小时/每年的区域；
1区（Zone 1）：易燃气体在仪表的正当工作过程中有可能发生或存在；断续地存在危险性10~1000小时/每年的区域；
2区（Zone 2）：一般情形下，不存在易燃气体且即使偶尔发生，基存在时间亦很短；事故状态下存在的危险性0.1~10小时/每年的区域；
ATEX 94/9/EC指令根据安装设备的保护水平，可将设备划分为三个类别：
（1）1类（Category 1）－非常高的防护水平
（2）2类（Category 2）－高防护水平
（3）3类（Category 3）－正常的防护水平
| 爆炸性物质 | 区域定义 | 标准 |
|---|---|---|
| （Class I或G类） | 连续或长期存在爆炸性气体。 | Ex-Zone 0 |
| 可能出现爆炸性气体环境（< 1000小时/年） | Ex-Zone 1 | |
| 极偶然出现爆炸性气体环境，并且为短时间存在（< 10小时/年） | Ex-Zone 2 | |
|
粉尘或纤维 （Class II/III或D类） |
连续或长期存在爆炸性气体。 | Ex-Zone 20 |
| 可能出现爆炸性气体环境（< 1000小时/年） | Ex-Zone 21 | |
| 极偶然出现爆炸性气体环境，并且为短时间存在（< 10小时/年） | Ex-Zone 22 |
中国划分的有效区域和以上相同。
ATEX 1999/92/EC规定：
0区场所只能用1类设备；
1区场所只能用1、2类设备；
2区场所只能用1、2、3类设备。
如果设备被用于 0、1或2区，则类目数字后跟一字母G（气体、蒸气／薄雾）：
0区 1区 2区
1G类设备 2G 类设备 3G类设备
如果设备被用于 20、21或22区，则类目数字后跟一字母D（粉尘）：
20区 21区 22区
1D类设备 2D 类设备 3D类设备
ATEX II 1/3D ATEX指欧洲防爆指令 II高防护水平 1/3D 指用于20区或22区粉尘类。
2、易爆区域等级划分，国际标准与美国标准的对照比较
| I.E.C. | N.E.C. | ||
|---|---|---|---|
| 气体 | Zone 0 | Class I | Division I |
| Zone 1 | Class I | Division I | |
| Zone 2 | Class I | Division I | |
| 粉尘 | Zone 10 | Class II | Division I |
| Zone 11 | Class II | Division II |
I.E.C.： 国际电工技术委员会（Internaional Electrotechnical Commission）
N.E.C.： 美国电气规程（National Electrical Code, U.S.A.）
◆ 设备类别
在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点 燃的电气设备。 分为两类：
Ⅰ类：煤矿井下电气设备
Ⅱ类：除煤矿、井下之外的所 有其他爆炸性气体境用电气设备
Ⅱ类又可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC类,标志ⅡB的设备可适用于ⅡA设备的使用条件；(A
说明：ⅡC标志是较高的防爆等级，但并不表示该设备性能最好。
| 典型危险性气体 |
欧洲电工标准化委员会 EN50014EC |
北 美 NEC500条款 CLASS1表气 |
中 国 GB-3836-1 |
最小点燃能量 （微 焦） |
|---|---|---|---|---|
| 乙 炔 | ⅡC | A | ⅡC | 20 |
| 氢 气 | ⅡC | A | ⅡC | 20 |
| 乙 烯 | ⅡB | C | ⅡB | 60 |
| 丙 烷 | ⅡA | D | ⅡA | 180 |
|
温度组别 级别 |
T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ⅱ A | 甲烷、甲苯、甲酯、乙烷、丙烷、丙酮、丙烯酸、苯、苯乙烯、一氧化碳、醋酸乙酯、醋酸、氯苯、醋酸甲酯、氨 | 甲醇、乙醇、乙苯、丙醇、丙烯、丁醇、丁烷、醋酸丁酯 、醋酸戊酯、环戊烷、 | 戊烷、戊醇、己烷、己醇、庚烷、辛烷、环乙醇、松节油、石脑油、石油（包括汽油）、燃料油、戊醇四氯 | 乙醛、三甲胺 |
|
亚硝酸乙酯 |
| Ⅱ B | 丙烯酯、二甲醚、市用煤气 | 丁二烯、环氧丙烷、乙烯 | 二甲醚、丙烯醛、碳化氢 | 乙醚、二乙醚 |
|
|
| Ⅱ C | 氢、水煤气 | 乙炔 |
|
二硫化碳 | 硝酸乙酯 |
|
代表性气体或尘埃
A 乙炔 B 氢气 C 乙烯 D 丙烷 E 金属尘埃 F 煤炭尘埃 G 谷物尘埃
◆ 设备的表面最高温度级别
|
最高表面温度（℃） |
温度组别 | 常见爆炸性气体 | |
|---|---|---|---|
| IEC79-8 | GB3836-1 | ||
| 450℃ | T1 | T1 | 氢气、丙烯腈等46 种 |
| 300℃ | T2 | T2 | 乙炔、乙烯等47 种 |
| 200℃ | T3 | T3 | 汽油、丁烯醛等36 种 |
| 135℃ | T4 | T4 | 乙醛、四氟乙烯等6 种 |
| 100℃ | T5 | T5 | 二硫化碳 |
| 85℃ | T6 | T6 | 硝酸乙酯和亚硝酸乙酯 |
最高表面温度是指电气设备在规定范围内的最不利运行条件下工作时，可能引起周围爆炸性环境点燃的电气设备任何部件所达到的最高温度。最高表面温度应低于可燃温度。 例如：传感器使用环境的爆炸性气体的点燃温度为100℃，那么传感器在最恶劣的工作状态下，其任何部件的最高表面温度应低于100℃。因此温度组别应温度越低越好，即T6>T5>T4>T3>T2>T1
※ 防爆标准与选型
1、各种防爆型式的对应标准| 防爆型式 | 在英国允许使用的场所 | 中国标准 GB3836 |
防爆型式 符 号 |
IEC标准 79- |
CENELEC标准 EN50 |
|---|---|---|---|---|---|
| 增安型 | 1或2 | 3 | e | 7 | 019 |
| 本质安全型 | 0，1或2 | 4 | ia或ib | 11 | 020（设备） |
| 隔爆型 | d | 2 | d | 1 | 018 |
| 特殊型 | s | 无 | s | 无 | 无 |
2、气体爆炸危险场所用电气设备防爆类型选型表
| 爆炸危险区域 | 适用的防护型式电气设备类型 | 符 号 |
|---|---|---|
|
0区 |
本质安全型（ia级） | ia |
| 其他特别为0区设计的电气设备（特殊型） | s | |
| 1区 | 适用于0区的防护类型 |
|
| 隔爆型 | d | |
| 增安型 | e | |
| 本质安全型 | ib | |
| 充油型 | o | |
| 正压型 | p | |
| 充砂型 | q | |
|
2区 |
适用于0区或1区的防护类型 |
|
| 无火花型 | n |
※ 本安型传感电路的供电限制
供电限制主要体现在以下三个方面：1、将动力电与电子元件隔离。
2、采取措施杜绝外界干扰电磁场通过继电或电流输出端偶合至电子元件中。
3、限制传感电路的工作电源及电压本安型电路可分为两类：ia及ib。Ib本安电路必须保证正常工作状态下以及系统中存在一起故障时，电路元件不发生燃爆。Ia本安电路则要求正常工作状况下及存在两起故障时，元器件不发生燃爆。
※ 防爆等级标准术语
安全栅安全参数定义：最高允许电压： Um 保证安全栅本安端的本安性能，允许非本安端可能输入的最高电压
最高开路电压： Uoc 在最高允许电压范围内本安端开路时电压最大值
最大短路电流： Isc 在最高允许电压范围内本安端短路时的电流最大值
允许分布电容： Ca 保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电容
允许分布电感： La 保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电感