防护等级和防爆等级.doc

一、电机、低压电器外壳防护等级 IP（International Protection）防护等级系统是由IEC（International Electro Technical Commission）所起草。将灯具依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。这里所指的外物包含工具、人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。 IP防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表示灯具防尘、防止外物侵入的等级；第二个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越大，表示其防护等级越高，两个标示数字所表示的防护等级如表一及表二。 第一个标示特性号码（数字）所指的防护程度 第一个标示数字 ： 0 无防护 对外界的人或物无特殊之防护 IP0- 1 防止大于50mm的固体物体侵入 ，防止人体（如手掌）因意外而接触到灯具内部之零件。防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入 IP1- 2 防止大于12mm的固体物体侵入，防止人的手指接触到灯具内部之零件。防止中等尺寸（直径大于12mm，长度大于80mm）的外物侵入 IP2- 3 防止大于2.5mm的固体物体侵入，防止直径或厚度大于2.5mm之工具、电线或类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部零件 IP3- 4 防止大于1.0mm的固体物体侵入，防止直径或厚度大于1.0mm之工具、电线或类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部零件 IP4- 5 防尘，完全防止外物侵入。虽不能完全防止灰尘侵入，但侵入的灰尘的量并不会影响灯具的正常操作 IP5- 6 尘密 完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘侵入 IP6- 第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度 第二个标示数字： 0 无防护 对外界的人或物无特殊之防护 IP-0 1 防止滴水侵入， 垂直滴下的水滴（如凝结水）对灯具不会造成有害影响 IP-1 2 倾斜15°时仍可防止滴水侵入 ，当灯具由垂直倾斜至15°时，滴水对灯具不会造成有害影响 IP-2 3 防止喷洒的水侵入，防雨或防上与垂直的夹角小于60°之方向所喷洒的水进入灯具造成损坏 IP-3 4 防止飞溅的水侵入 ，防止各方向飞溅而来的水进入灯具造成损坏 IP-4 5 防止喷射的水侵入 ，防止来自各方向由喷嘴喷射出的水进入灯具造成损坏 IP-5 6 防止海浪的侵入 ，装设于甲板上的灯具，防止因大浪的侵袭而浸水造成损坏 IP-6 7 防止浸水时的水侵入 ，灯具浸在水中一定的时间或水压在一定的标准以下能确保不因进水而造成损坏 IP-7 8 防止沉没时的水侵入 ，灯具无限期的沉没早指定水压的状况下，能确保不因进水而造成损坏 IP-8二、防爆等级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 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。1、防爆概念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。 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。 点燃源：在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花、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。 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。 2、危险区域的等级分类 危险区域和非危险区域 （爆炸性气体环境中的）危险区域和非危险区域: 危险区域：爆炸性气体环境大量出现 或预期可能大量出现，以致要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门措施的区域。 非危险区域：爆炸性气体环境中预期不会大量出现，以致不要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门措施的区域。例如：变送器B1不可安装在危险区域(本安关联设备不可用在危险场所) 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。 分类：爆炸危险环境按照爆炸性物质的形态分为气体爆炸危险环境和粉尘爆炸危险环境两类 国际电工委员会/欧洲电工委员会将爆炸性气体环境分为3个危险区： 标准：根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度、持续时间和危险程度划分的，也就是根据爆炸性气体混合物是连续出现或长期出现或是短期出现的不同情况进行分区： 0区： 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；即连续出现或者长期出现爆炸性气体混合物得环境 1区：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101000小时/每年的区域；即在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境 2区： 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0.110小时/每年的区域；即在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境3、电气设备的分类：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：类：煤矿井下电气设备 类：除煤矿、井下之外的所 有其他爆炸性气体境用电气设备 类又可分为A、B、C类,标志B的设备可适用于A设备的使用条件；C可适用于A、B的使用条件。 说明：C标志是较高的防爆等级，但并不表示该设备性能最好。 4、气体组别典型的危险性气体欧洲电工 标准化委员会 EN50014EC 中 国 GB-3836-1 最小点燃能量 （微 焦） 乙 炔 C C 20 氢 气 C C 20 乙 烯 B B 60 丙 烷 A A 180 注:中国GB3836标准规定C级最小点燃能量为19微焦耳,A级最小点燃能量为200微焦耳。 气体分组和点燃温度,在一定环境温度和压力下与可燃性气体和空气的混合浓度有关。 根据可能引爆的最小火花能量，我国和欧洲及世界上大部分国家和地区采用的国际电工委员会(IEC)标准将爆炸性气体分为四个危险等级: 工况类别 气体分类 代表性气体最小引爆火花能量矿井下 甲烷 0.280mJ 矿井外的工厂 A 丙烷 0.180mJ B 乙烯 0.060mJ C 氢气0.019mJ 详细说明温度组别 级别T1 T2 T3 T4 T5T6 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 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 C氢、水煤气乙炔二硫化碳硝酸乙酯5、防爆形式序号 防爆型式 代号 国家标准 防爆措施 适用区域1隔爆型 d GB3836.2 隔离存在的点火源 Zone1,Zone22增安型 e GB3836.3 设法防止产生点火源 Zone1,Zone23本安型 ia GB3836.4 限制点火源的能量 Zone0-2 本安型 ib GB3836.4 限制点火源的能量 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无火花型 n GB3836.8 设法防止产生点火源 Zone2 8浇封型 m GB3836.9 设法防止产生点火源 Zone1,Zone29气密型 h GB3836.10 设法防止产生点火源 Zone1,Zone2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 各防爆形式的防爆原理：隔爆型（D）：是指将设备可能点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内，该外壳能承受通过外壳粉盒结合面或者结构缝隙，渗透到外壳内部可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并能保证内部的火焰气体通过间隙传播时降低能量，不足以引爆外壳的气体。增安型（E）：正常运行条件下，不会产生电弧、火花的电气设备采取一些附加措施以提高其安全程度，防止其内部和外部可能出现危险温度、电弧和火花的可能性的防爆形式，并在结构上采取措施，提高其安全性能和可靠性能。正压型（P）：通过保持设备外壳内部保护气体的压力高于周围防爆性环境压力到安全的电气设备在系统内部保护静态正压或者保持持续的空气或惰性气体流动，以限制可燃性混合物进入外壳内部。带走设备内部飞正压状态时进入外壳内的可燃性气体，防止在外壳内形成可燃性混合物。本安型（I）： 设备内部的所有电路在正常运行或在标准试验条件下所产生的任何火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的本质安全电路。浇封型（M）：将可能产生引燃爆炸性胡何物爆炸的火花、电弧和危险温度部分的电气部件，浇封在浇封剂中，使他不能点燃周围爆炸性混合物采用浇封的措施，可防止电气元件短路、固化电气绝缘，避免了电路上的火花以及电弧和危险温度等引燃的产生，防止了爆炸性混合物的侵入，控制正常和故障状况下的表面温度。油浸型（O）：将整个设备或者设备的部件侵在油内（保护液），使之不能点燃油面以上或者外壳表面的防爆性气体环境。充砂型（Q）：在外壳内充填砂粒或其他规定特性的粉末材料，使之在规定的使用条件下，壳内产生的电弧或者高温均不能点燃周围爆炸性气体环境的电气保护形式。气密型（H）：该类防爆设备采用气密外壳，即环境中的爆炸性气体混合物不能进犯设备外壳内部。气密外壳采用溶化，挤压或胶粘的方法气密，这种外壳多半是不可拆卸的，以保证永久密封。隔爆型电气设备（d）：是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内，该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止和周围的爆炸性混合物传爆的电气设备。 增安型电气设备（e）：正常运行条件下，不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度，并在结构上采取措施，提高其安全程度， 以避免在正常和规 定过载条件下出现点燃现象的 电气设备。 本质安全型电气设备（i）：在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。 6、最高表面温度：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。 温度组别： 爆炸性环境用电气设备按其最高表面温度划分为T1-T6组别 温度级别设备的最高表面温度（）可燃性物质的点燃温度（）T1450 450T300T2300 300T200T3200 200T135T4135 135T100T5100 100T85T685 T85三、粉尘防爆凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘；浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘；沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。一般比较容易发生爆炸事故的粉尘大致有铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等。这些物料的粉尘易发生爆炸燃烧的原因是都有较强的还原剂H、C、N、S等元素存在，当它们与过氧化物和易爆粉尘共存时，便发生分解，由氧化反应产生大量的气体，或者气体量虽小，但释放出大量的燃烧热。例如，铝粉只要在二氧化碳气氛中就有爆炸的危险。 含义：粉尘是指分散的固体物质。粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。 条件：可燃粉尘爆炸应具备三个条件，即粉尘本身具有爆炸性，粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度，有足以引起粉尘爆炸的火源。 粉尘爆炸的过程：粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的：第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体；第二步是可燃气体与空气混合而燃烧；第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高，并呈跳跃式的发展。 影响粉尘爆炸的因素：粉尘的爆炸性能受粉尘的颗粒度、粉尘挥发性、粉尘水分、粉尘灰分和火源强度等影响。 粉尘爆炸的特点： （1）多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点； （2）粉尘爆炸所需的最小点火能量较高，一般在几十毫焦耳以上。 （3）与可燃性气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。 例如： DIP是粉尘防爆的意思粉尘防爆电气设备的类别、温度组别尘密外壳：粉尘防爆电气设备外壳按其限制粉尘进入设备的能力分为两类尘密外壳：外壳防护等级为IP6X，标志为DT。防尘外壳：外壳防护等级为IP5X，标志为DP。危险场所  10区11区爆炸性粉尘  DTDT可燃性粉尘导电性粉尘DTDT非导电性粉尘DTDP温度组别：温度组别点燃温度T11T270T12200T270T13150T270 电气设备分为A型或B型，如A22、B20可根据可燃性粉尘环境分为：A20、A21、A22、B20、B21、B22。爆炸性粉尘环境的防爆结构粉尘防爆电气设备是采用限制外壳最高表面温度和采用“尘密”或“防尘”外壳来限制粉尘进入，以防止可燃性粉尘点燃。该类设备将带电部件安装在有一定防护能力的外壳中，从而限制了粉尘进入，使引燃源与粉尘隔离来防止爆炸的产生。按设备采用外壳防尘结构的差别将设备分为A型设备或B型设备。 按设备外壳的防尘等级的高低将设备分为20、21和22级，分别适用于20、21或22区粉尘危险场所。两种保护型式可提供等效的保护效果。TA T6是设备的表面温度是T6爆炸性粉尘环境防爆设备标志I类防爆设备的标志按照防粉尘点燃公用标志、设备类型、设备等级、温度组别的顺序依次标记。防粉尘点燃公用标志“DIP”设备类型“A”、“B”设备等级“20”、“21”、“22”温度组别标志T11至T13如DIP A 21 T13，表示可用于21区A型设备，温度组别T13。几种流行的爆炸区域划分标准GB5008592GB1744098定义IEC1241定义爆炸危险区域 10区连续出现或长期出现爆炸性粉尘的环境 分级区域20区正常操作时大量、经常或频繁出现可燃性粉尘 11区偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境21区正常操作时可能产生足以爆炸的足够量的可燃性粉尘与空气混合物22区可燃性粉尘可能不经常地产生，持续时间较短，可能出现可燃性粉尘层或堆积物，并与空气混合形成危险非爆炸危险区域正常情况或非正常情况都不能产生爆炸性粉尘的环境非分级区域可燃性粉尘不会出现并达到形成值得注意的爆炸性粉尘环境四、安全用电电压分类 电压可分为高压电、低压电，低压电中又可分为强电压、弱电压（安全电压） 电力系统中一般将1KV及以上的电压称为高电压；1KV以下电压为低电压，直接供电给用户的线路称为配电线路，如用户电压为380/220v，则称为低压配电线路，也就是家庭装修中所说的强电（因它是家庭使用最高的电压），强电压电路一般是指交流电电压在36V以上低电压电路。如家庭中的电灯、插座、电热水器、取暖器、冰箱、电视机、空调、音响设备等用电器均为强电电气设备。 36V以下的低电压电路属于弱电压电路也叫安全电压电路，安全电压电路是指对人体不构成安全威胁的低压电路，如手机、电话机等。配电系统常识 工业配电及民用配电系统中都分有电力电和照明或生活用电。动力电主要为大型的动力设备如：天车、塔吊、电梯等提供电力。由于大型动力设备的负载特性常常会使供电线路中的电压产生较大的波动。 照明或生活用电主要为照明设备及民用设备提供电力，电压较为稳定。 低压配电中常采用三相五线制，即三根相线（火线）、一根零线及一根地线。 其中，任意一根火线与另两根火线之间的电压都为380V，任意一根火线与零线之间的电压都为220V。接入负载时应注意相应线路上的容量是否允许，一般可从配电电气箱内的断路器的铭牌上确定该线路的最大容量。防人体触电人是导体。当人体接触设备的带电部分，就有电流通过人体。根据一般经验，如大于10毫安的交流电，或大于50毫安的直流电通过人体时，就有可能危及生命。为了使电流不至于超过上述的数值，我国规定安全电压为36V、24V、12V三种（视场所潮湿程度而定）。电流通过心脏区域，触电伤害最为严重，所以双手触电，危险性最大；电流速度每秒30万公里。 触电形式可以分为单线触电和双线触电两种。双线触电比单线触电更加危险。若电机、电器的绝缘损坏（击穿）或绝缘性能不好（漏电）时，其外壳便会带电，如果人体与带电外壳接触，这就相当于单线触电。为了防止这种触电事故，电气设备常采用保护接地措施（固定照明灯具I类绝缘，必须有效接地）；保护接地就是把电气设备的金属外壳、框架等用接地装置与大地可靠的连接。如果电气设备的绝缘损坏，使设备的金属外壳带电，由于接地装置的接地电阻很小，则外壳对地电压大大降低。当人体与外壳接触时，则外壳与大地之间形成两条并联支路，电气设备的接地电阻越小，则通过人体的电流就越小，所以可以防止触电；