爆炸危险环境电力装置设计规范.pdf

《爆炸危险环境电力装置设计规范.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《爆炸危险环境电力装置设计规范.pdf（30页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 爆炸危险环境电力装置设计规范GB50058授课内容本规范修定的掖据：爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范G B5 0 0 5 8-9 2 已实施二十多年，当时编制该规范主要依据国际电工委员会标准IE C 7 9 T 0、美国石油学会APIR P5 0 0 A及美国国家防火协会N F PA4 9 7 标准，并参考了日本防爆指南。近年来，国际标准IE C 6 0 0 7 9 和IE C 6 1 2 4 1,美国标准API R P5 0 5 及N F PA4 9 7 都已修订，并已发布施实，而且与国际标准IE C 6 0 0 7 9 和IE C 6 1 2 4 1 等同的国家标准G B3 8 3 6

2、、G B1 2 4 7 6已完成修订正在报批。为了适应市场的迫切需要并同国际技术接轨，必须将本标准进行修订。根据最新版的国际标准IE C 6 0 0 7 9 和IE C 6 1 2 4 1,以及最新的国家标准 爆炸性环境第一部分设备通用要求 G B3 8 3 6.1-2 0 1 0 及 可燃性粉尘环境用电气设备 G B1 2 4 7 6的相关规定，在此基础上对原规范 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范G B5 0 0 5 8 9 2 进行了增补和修订.本规范与GB50058-92相比,有以下改变：1 .规范名称的修订，即 将 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范改 为 爆炸危险环境电力装置设计规

3、范；2 .将 名词解释改 为 术语，做了部分修订并放入正文；3 .将原第四章 火灾危险环境删除；4 .将例图从原规范正文中删除,改为附录并增加了部分内容；5 .增加了增安型设备在1区中使用的规定；6 .爆炸性粉尘危险场所的划分有由原来的两种区域“1 0 区、1 1 区”改为三种区域”2 0 区、2 1 区、2 2 区”；7 .增加了爆炸性粉尘的分组：HIA、IIIB和H I C组；8 .将原规范正文中“爆炸性气体环境的电力装置”和“爆炸性粉尘环境的电力装置”合并为第5章“爆炸性环境的电力装置”；9 .增加了设备保护级别（E PL）的概念；1 0 .增加了光辐射式设备和传输系统防爆结构类型；1

4、1 .将原规范正文中易燃气体、易燃液体改为可燃气体、可燃液体；1 2.将原规范正文中第一级释放源、第二级释放源改为一级释放源、二级释放源。一.总 则总则中本规范不适用于下列环境增加了以下内容：（与国际标准IE C 6 0 0 7 9 等同）6以加味天然气作燃料进行采暖、空调、烹饪、洗衣以及类似的管线系统；（这部分内容设计可见城镇燃气设计规范）7医疗室内；8灾难性事故；注：灾难性事故例如：加工容器破碎或管线破裂等。（本标准中取消了原规范中不适用的蓄电池室环境。蓄电池室的危险险区域划分在实际工程中经常遇到，本标准在附录B 中根据AP I-5 0 5 的建议增加了相应的划分建议。）总则中增加了下列条

5、款：爆炸危险区域划分应由懂得生产工艺加工介质性能、设备和工艺性能的专业人员和安全、电气等工程技术人员共同商议完成。二.爆炸性气体环境1.什么情况下进行爆炸性气体环境的电力装置设计符合下列条件之一就应进行爆炸性气体环境的电力装置设计：（1）在大气条件下，可燃气体与空气混合形成爆炸性气体混合物；（2）闪点低于或等于环境温度（此温度根据可燃物质所在地点的环境温度，环境温度可选用最热月平均最高温度，亦可利用采暖通风专业的“工作地带温度”或根据相似地区同类型的生产环境的实测数据加以确定。除特殊情况外，一般可取45。）的可燃液体的蒸气或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物；(3)在物料操作温度高于可燃液体闪

6、点(2 6 0 C)的情况下，可燃液体有可能泄漏时，其蒸气与空气混合形成爆炸性气体混合物。以上条件对可燃液体而言，闪点是一个重要的物料特性。闪点就是在标准条件下，使液体变成蒸气的数量能够形成可燃性气体上气混合物的最低液体温度。2 .产生爆炸必须同时存在两个条件：(1)存在可燃气体、可燃液体的蒸气或薄雾，其浓度在爆炸极限以内；(2)存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧及高温。3 .防止爆炸的措施：为防止爆炸，在采取电气预防以前首先提出了诸如工艺流程及布置等措施，即称之为：“第一次预防措施”。(1 )首先应使产生爆炸的条件同时出现的可能性减到最小程度。(2 )工艺设计中应采取消除或减少可燃物质

7、的释放及积聚的措施：1)工艺流程中宜采取较低的压力和温度，将可燃物质限制在密闭容器内；2)工艺布置应限制和缩小爆炸危险区域的范围，并宜将不同等级的爆炸危险区，或爆炸危险区与非爆炸危险区分隔在各自的厂房或界区内；3)在设备内可采用以氮气或其它惰性气体覆盖的措施；4)宜采取安全联锁或事故时加入聚合反应阻聚剂等化学药品的措施。(3)防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间，宜采取下列措施：1)工艺装置宜采取露天或开敞式布置；2)设置机械通风装置；3)在爆炸危险环境内设置正压室；4)对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点应设置自动测量仪器装置，当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值的5

8、0%时，应能可靠地发出信号或切断电源。(4)在区域内应采取消除或控制设备线路产生火花、电弧或高温的措施。4.危险区域划分的目的危险区域划分是对可能出现爆炸性气体环境进行分析和分区，以便正确选择和安装危险环境中的电气设备，达到安全经济使用的目的。危险区域划分是根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间进行分区，分 为。区、1区、2区，实际上应通过设计或适当的操作方法，也就是采取措施将0区 或1区所在的数量上或范围上减至最小，换句话说，工厂设计中大部分场所为2区或非危险区。5.爆炸性气体环境危险区域划分程序(1)危险区域划分危险区域划分应由懂得可燃物质性能的工艺、设备和管道专业人员进行，还要与安

9、全、电气等其它专业人员商议。危险区域划分的根本因素就是鉴别释放源和确定释放源的等级。释放源是指可释放出能形成爆炸性混合物的物质所在的位置或地点。对每台工艺设备如罐、泵、管道、容器、阀门等都视作可燃物质的潜在释放源。如果该类设备不可能含有可燃物质，那么很明显它的周围就不会形成危险环境。如果该类设备含有可燃物质，但不向大气中释放，如全部焊接管道不视为释放源，则同样不会形成危险环境。如果已确认设备会向大气中释放可燃物质，必须首先按可燃物质的释放频繁程度和持续时间长短分级，分为连续级释放源、一级释放源、二级释放源，再根据释放源的级别和通风条件划分区域。爆炸危险区域内的通风，其空气流量能使可燃物质很快稀

10、释到爆炸下限值的2 5%以下时，可定为通风良好。以下场所可定为通风良好场所：1）露天场所；2）敞开式建筑物。在建筑物的壁和/或屋顶开口，其尺寸和位置保证建筑物内部通风效果等效于露天场所；3）非敞开建筑物，建有永久性的开口，使其具有自然通风的条件；4）对于封闭区域、每平方米地板面积每分钟至少提供0.3 m 3的空气或至少l h换气6次，则可认为是良好通风场所。这种通风速率可由自然通风或机械通风来实现。原则上是存在连续级释放源的区域可划为。区；存在一级释放源的区域可划为1区；存在二级释放源的区域可划为2区。按以上规定划分区域等级后再根据通风条件调整区域划分。当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级；当

11、通风不良时应提高爆炸危险区域等级。在实际中，应采取通风措施尽量减少1区，0区是极个别情况，例如密闭容器、贮罐等内部气体空间。危险区域范围的确定。爆炸危险区域的范围根据释放源的等级和位置、可燃物质的特性、通风条件、障碍物及生产条件、运行经验，经技术经济比较综合确定。爆炸危险区域的范围主要取决以下化学和物理参数：（-）释放速率：（单位时间从释放源中散发出可燃气体或可燃液体的蒸气或薄雾的数量）。释放速率越大，区域范围就越大。释放速率与释放源的几何形状、释放速度、浓度、可燃液体的挥发性、液体温度有关。（二）可燃液体的沸点：沸点越低，爆炸危险区域的范围就越大。（三）释放的爆炸性气体混合物的浓度：随着释放

12、源处可燃物质浓度的增加，爆炸危险区域的范围可能扩大。（四）爆炸下限：爆炸下限越低，爆炸危险区域的范围就越大。（五）闪点：闪点越低，区域的范围可能越大。（六）相对密度：如果气体或蒸气明显的轻于空气，则它就趋于向上漂移，且释放源上方垂直方向范围将随着相对密度的减小而扩大。如果明显的重于空气，它就趋于沉积于地面，在地面上，区域水平范围将随着相对密度的增大而增大。为了划分范围，本规范将相对密度大于 1.2 的气体或蒸气视为比空气重的物质；将相对密度小于0.8的气体或蒸气视为比空气轻的物质。对于相对密度在0.8至 1.2 之间的气体或蒸气，例如：一氧化碳、乙烯、甲醇、甲胺、乙烷、乙焕等在工程设计中相对密

13、度视为比空气重的物质。（七）液体温度：蒸气压力随温度的增加而升高，因此由于蒸发作用，释放速率增加，危险区域的范围将扩大。（A）通风：随着通风量的加大，危险区域范围可以缩小。（九）障碍：障碍物能阻碍通风，因此可能扩大危险区域范围，另一方面某些障碍物如堤坝、围墙或天花板都能限制危险区域范围。因此，在场所分类及范围确定时都应列出工厂用的所有加工材料的特性，包括闪点、沸点、引燃温度、蒸气压力、蒸气密度、爆炸极限、操作温度、爆炸性混合物级别和温度组别。对于爆炸危险区域范围的确定是一个比较复杂的问题，实际操作如果没有例图更加难以实施，为了便于执行规范，在规范中引用了一些典型例图，规范中大部分采用了美国石油

14、学会AP I R P 50 5及美国国家防火协会N F P A4 9 7标准中的例图。由于实际装置的工艺、设备、仪表、通风及布置等条件不同，在具体设计中均需结合实际情况、运行经验等综合判断，采取较大或较小的距离。在很多国家及I E C 标准中，将一些危险区域范围例图放在标准的附录或图集中，不是硬性规定，仅是作为指导的范例。对于各种行业的特殊性，往往在危险区域范围的确定上，可采用与行业有关的国家标准，如对新建、扩建和改建的汽车加油站、液化石油气加气站、压缩天然气加气站和汽车加油加气站工程的设计和施工，应 采 用 汽车加油加气站设计与施工规范GB5 0 1 5 6。对油气田及其管道工程、石油库的爆

15、炸危险区域范围可见其它规范，例 如 石油设施电气装置场所分类S Y 0 0 2 5,石油库设计规范GB5 0 0 7 4o危险区域范围的确定应考虑以下几点：（一）对炼油装置、石油化工厂，在加工过程中，化工设备连续处理高速、高温、高压的液体或蒸气。则以释放源起1 5 m划分范围。（二）对高挥发性物质（具有低沸点，当散发到大气后，它们迅速地吸收热量，从而形成在一般情况下密度高于空气的大量冷气体）如乙烯、丙烯、乙烷、丙烷、丁烷等有可能大量释放处时，爆炸危险区域范围应划分附加2区，即在2区外再划出1 5 m,附加2区距离地面标高0.6 m o（三）在物料操作温度高于可燃液体闪点（2 6 0 ）的情况下

16、，可燃液体可能泄漏时，其爆炸危险区域的范围可适当缩小，但不宜小于4.5 m。（四）对符合国标GB3 8 3 6.1 4（等 同I EC6 0 0 7 9 T 0）附录C条件的内容，可按附录C危险场所划分举例进行划分。（五）当可燃物质轻于空气时，爆炸危险区域的范围尺寸，按4.5 m划分。6.爆炸性气体温合物的分级分组为了选择适用于爆炸性气体环境的电气设备,将爆炸性气体温合物按其最大试验安全间隙或最小点燃电流分级，分为H A、HB、HC,最大试验安全间隙是制造电气设备隔爆外壳的基础数据，在隔爆外壳中是以隔爆间隙喷射出的爆炸产物所具有的能量点燃周围爆炸性的气体温合物，因此隔爆型防爆结构的定义为当可燃

17、气体或蒸气进入外壳内部发生爆炸时，该外壳能承受爆炸压力且爆炸的火焰不会引燃该外壳外部的可燃气体或蒸气的全封闭结构。最小点燃电流比是设计本质安全型电路的依据，在本质安全电路中，是用电火花点燃爆炸性气体温合物。因此本安型防爆结构的定义为电气设备产生的火花、电弧或高温不会引燃可燃气体或蒸气的结构。通过大量试验，通过两种标准装置分别测定的几种爆炸性气体温合物的最大试验安全间隙及最小点燃电流比取得的分级数据相同，即最大试验安全间隙小的气体温合物，其最小点燃电流比小。最大试验安全间隙（ME S G）或最小点燃电流比（M I C R）分级注：分级的级别应符合现行国家标准 爆炸性环境用防爆电气设备通用要求。最

18、小点燃电流比(M I C R)为各种可燃物质按照它们最小点燃电流值与实验室的甲烷的最小电流值之比。级 别最大试验安全间隙(MESG)mm)最小点燃电流比 0.9 tt8HB0.5M ESG0.90.45MICRH 8IC 0.50.45爆炸性气体温合物按可燃物质的引燃温度分组，分为Tl、T2、T3、T4、T5、T6,要求防爆电气设备允许的最高表面温度不超过爆炸性气体温合物的引燃温度。温度组别可燃物质的引燃温度()T1t 4 5 0T23 0 0 t W4 5 0T32 0 0 t W3 0 0T41 3 5 t W2 0 0T51 0 0 t 450T2300450t300T3200300t2

19、00T4135200t135T5100135t100T685 100t85电气设备温度组别电气设备允许最高表面温度气体/蒸气的引燃温度适用的设备温度级别T14 5 0 4 5 0 T1-T6T23 0 0 3 0 0 T2-T6T32 0 0 2 0 0 T3-T6T41 3 5 1 3 5 T4-T6T51 0 0 1 0 0 T5-T6T68 5 8 5 T6（7）选用的防爆电气设备的级别和组别，不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当存在有两种以上可燃性物质形成的爆炸性气体混合物时，应按照混合后的爆炸性混合物的级别组别选用防爆电气设备，无据可查又不可能进行试验时，可按危

20、险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。对于混合气体的分级，一直以来比较难以确定。根据A PI-RP-5 0 5,NF PA 4 9 7,I E C 6 0 0 7 9-2 0以及G B 3 8 3 6.1 2的相关规定，本规范提出一种多组分爆炸性气体或蒸气混合物的最大试验安全间隙（ME SG）的计算方法，并利用此计算结果判断多组分爆炸性气体的分级原则，进一步应用于工程实践中指导用电设备的选型问题。见条文说明。在 石油设施电气装置场所分类SY 0 0 2 5规范中，规定了在人工制气的混合物中，如果气体含有超过3 0%（体积）的氢，可将混合物划分为I I C 级。(8)防爆电气设备标志示例例如增

21、安型“e”(E PLG b)和正压外壳“p x (E PLG b)的电气设备，最高表面温度1 2 5 C,引燃温度高于1 2 5 c 的爆炸性气体环境：E x e p x I I 1 2 5(T4)G b 或者 E x e b p x b I I 1 2 5(T4)例如隔爆型“d (E PLG b)和增安型“e”(E PL和G b)防爆型式的电气设备，用于B 级气体引燃温度大于2 0 0 C 的爆炸性气体环境：E x d e I I B T3 G b 或者E x d b e b I I B T3例如有H I C 导电性粉尘的爆炸性粉尘环境，用浇封型“m a”(E PLD a)电气设备，最高表面

22、温度低于1 2 0：E x m a I I I C T1 2 0 D a或者E x m a I I I C T1 2 0 例如有H I C 导电性粉尘的爆炸性粉尘环境，用外壳保护“t”(E PLD b)电气设备，最高表面温度低于2 2 5：E x t I I I C T2 2 5 D b I P6 5或者E x t b I I I C T2 2 5 例如某工厂加工大麦谷物粉，在加工过程中存在可燃性非导电粉尘，引燃温度为2 7 0 C,根据可燃性粉尘出现的频繁程度和持续时间划为2 2 区，电气设备选择为：E x t D A 2 2 I P5 4 T1 9 5 。对于爆炸性气体和粉尘同时存在的区域

23、，其防爆电气设备的选择应该即满足爆炸性气体的防爆要求，又要满足爆炸性粉尘的防爆要求,其防爆标志同时包括气体和粉尘的防爆标识。目前已有这种防爆电气产品。3.爆炸性环境电气设备的安装除本质安全电路外，爆炸性环境的电气线路和设备应装设过载、短路和接地保护，不可能产生过载的电气设备可不装设过载保护。爆炸性环境的电动机除按照相关规范要求装设必要的保护之外，均应装设断相保护。如果电气设备的自动断电可能引起比引燃危险造成的危险更大时，应采用报警装置代替自动断电装置。(2)紧急断电措施为处理紧急情况，在危险场所外合适的地点或位置应采取一种或多种措施对危险场所设备断电。为防止附加危险产生，必须连续运行的设备不应

24、包括在紧急断电回路中，而应安装在单独的回路上。(3)变、配电所和控制室的设计应符合下列要求：1)变电所、配电所(包括配电室，下同)和控制室应布置在爆炸危险区域范围以外，当为正压室时，可布置在1区、2区内。2)对于可燃物质比空气重的爆炸性气体环境，位于爆炸危险区附加2区的变电所、配电所和控制室的电气和仪表的设备层地面，应高出室外地面0.6m。4.爆炸性环境电气线路的设计(1)引向电压为1000V以下鼠笼型感应电动机支线的长期允许载流量，不应小于电动机额定电流的1.2 5倍。此条中的允许载流量是指在敷设处的环境温度下(未考虑敷设方式所引起的修正量)的载流量。应考虑按照敷设方式修正后的电缆载流量不小

25、于电动机的额定电流的1.2 5倍即可。(2)在爆炸性气体环境内钢管配线的电气线路必须作好隔离密封，且应符合下列要求。1)在正常运行时，所有点燃源外壳的450mm范围内必须作隔离密封；2)直径50mm以上钢管距引入的接线箱450nlm以内处必须作隔离密封。3)相邻的爆炸性环境之间以及爆炸性环境与相邻的其它危险环境或非危进行密封时，密封内部应用纤维作填充层的底层或隔层，以防止密封混合物流出，填充层的有效厚度不应小于钢管的内径且不得小于16mm。4)供隔离密封用的连接部件，不应作为导线的连接或分线用。条文中的钢管配线不是通常的保护钢管，而是从配电箱一直到用电设备采用的是钢管配线。保护用钢管不受此条文

26、限制。为将爆炸性气体或火焰隔离切断，防止传播到管子的其它部位，故钢管配线需设置隔离密封。(3)在1区内电缆线路严禁有中间接头，在2区、2 0区、2 1区内不应有中间接头。是指一般的没有特殊防护的中间接头。(4)电缆或导线的终端连接：电缆内部的导线如果为绞线，其终端应采用定型端子或接线鼻子进行连接。(5)铝芯绝缘导线或电缆的连接与封端应采用压接、熔焊或钎焊，当与设备(照明灯具除外)连接时，应采用铜一铝过渡接头。(6)架空电力线路严禁跨越爆炸性气体环境，架空线路与爆炸性气体环境的水平距离，不应小于杆塔高度的L 5 倍。在特殊情况下，采取有效措施后，可适当减少距离。在确保如发生倒杆时架空线路不进入爆

27、炸危险区的范围内，可根据实际情况采取必要的措施后，可适当减少架空线路与爆炸性气体环境的水平距离。5.爆炸性环境接地设计(D1000V交流/1500V直流以下的电源系统的接地应满足下列要求：1)TN系统：爆炸性环境中的TN系统应采用TN-S型。2)T T 系统：危险区中的T T 型电源系统应采用剩余电流动作的保护电器。3)I T 系统：爆炸性环境中的I T 型电源系统，应设置绝缘监测装置。本条为强制性条文。爆炸性环境中的TN系统应采用TN-S型是指在危险场所中，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联结系统相连接。如果在

28、爆炸性环境中引入TN-C系统，正常运行情况下，中性线存在电流，可能会产生火花引起爆炸，因此在爆炸危险区中只允许采用TN-S系统。对于T T 系统，由于单相接地时阻抗较大，过流、速断保护的灵敏度难以保证，所以必须采用剩余电流动作的保护电器。对于I T 系统通常首次接地故障时，保护装置不直接动作于跳闸，但必须设置故障报警，及时消除隐患，否则如果发生异相接地，就很可能导致短路，使事故扩大。(2)等电位联结爆炸性环境中应设置等电位联结，所有裸露的装置外部可导电部件应接入等电位系统。本质安全型设备的金属外壳可不与等电位系统连接，但制造厂有特殊要求的除外。具有阴极保护的设备不应与等电位系统连接，专门为阴极

29、保护设计的接地系统除外。(3)按有关电力设备接地设计技术规程规定不需要接地的下列部分，在爆炸性环境内仍应进行接地：1)在不良导电地面处，交流额定电压为3 8 0 V及以下和直流额定电压为4 4 0 V及以下的电气设备正常不带电的金属外壳；2)在干燥环境，交流额定电压为1 2 7 V及以下，直流电压为1 10 V及以下的电气设备正常不带电的金属外壳；3)安装在已接地的金属结构上的电气设备。(4)在爆炸危险环境内，电气设备的金属外壳应可靠接地。爆炸性气体环境1区内的所有电气设备以及爆炸性气体环境2区内除照明灯具以外的其它电气设备，应采用专门的接地线。该接地线若与相线敷设在同一保护管内时，应具有与相线相等的绝缘。此时爆炸性气体环境的金属管线，电缆的金属包皮等，只能作为辅助接地线。爆炸性气体环境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。(5)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。(6)电气设备的接地装置与防止直接雷击的独立避雷针的接地装置应分开设置，与装设在建筑物上防止直接雷击的避雷针的接地装置可合并设置；与防雷电感应的接地装置亦可合并设置。接地电阻值应取其中最低值。防 雷 接 地、静电接地的设计应符合现行有关标准、规范的规定。