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電氣防火防爆技術(shù)知識手冊

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電氣防火防爆技術(shù)知識手冊

一、電氣引燃源

電氣裝置的危險(xiǎn)溫度和發(fā)生在可燃物上的電火花和電弧。

......

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電氣防火防爆技術(shù)知識手冊
一、電氣引燃源
電氣裝置的危險(xiǎn)溫度和發(fā)生在可燃物上的電火花和電弧。
（一）危險(xiǎn)溫度
短路	發(fā)生短路時(shí)，線路中電流增大為正常時(shí)的數(shù)倍乃至數(shù)十倍，而產(chǎn)生的熱量又與電流的平方成正比，使得溫度急劇上升
接觸不良	接觸部位是電路的薄弱環(huán)節(jié)，是產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度的重點(diǎn)部位。不可拆卸的接頭連接不牢、焊接不良或接頭處夾有雜物，會增加接觸電阻導(dǎo)致危險(xiǎn)溫度；可拆卸的接頭連接不緊密或由于振動而松動也會導(dǎo)致危險(xiǎn)溫度
過載	嚴(yán)重過載或長時(shí)間過載都會產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度
鐵芯過熱	鐵芯短路，或線圈電壓過高，或通電后鐵芯不能吸合
散熱不良	電氣設(shè)備的散熱或通風(fēng)措施遭到破壞，如散熱油管堵塞、通風(fēng)道堵塞、安裝位置不當(dāng)、環(huán)境溫度過高或距離外界熱源太近
漏電	漏電電流集中在某一點(diǎn)時(shí)引起嚴(yán)重的局部發(fā)熱，產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度
機(jī)械故障	電動機(jī)被卡死或軸承損壞、缺油，造成堵轉(zhuǎn)或負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大
電壓過高或過低	電壓過高，除使鐵芯發(fā)熱增加外，對于恒定電阻的負(fù)載，還會使電流增大，增加發(fā)熱；電壓過低，除使電磁鐵吸合不牢或吸合不上外，對于恒定功率負(fù)載，還會使電流增大，增加發(fā)熱
電熱器具和照明燈具	電爐、電烘箱、電熨斗、電烙鐵、電褥子等電熱器具和照明器具的工作溫度較高，可能導(dǎo)致產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度。
例如，白熾燈泡燈絲溫度高達(dá)2000~3000℃,當(dāng)燈泡爆碎時(shí)，熾熱的鎢絲落到可燃物上，也會引起可燃物質(zhì)燃燒；燈座內(nèi)接觸不良會造成過熱， 日光燈(又稱熒光燈)鎮(zhèn)流器散熱不良也會造成過熱，都可能引燃成災(zāi)
（二 ）電火花和電弧電火花是電極間的擊穿放電，能引起可燃物燃燒，導(dǎo)致金屬熔化、飛濺，構(gòu)成二次引燃源 。
工作火花：是指電氣設(shè)備正常工作或正常操作過程中產(chǎn)生的電火花
關(guān)鍵詞：通斷、電刷	控制開關(guān)、斷路器、接觸器接通和斷開線路時(shí)產(chǎn)生的火花
	插銷拔出或插入時(shí)產(chǎn)生的火花
	直流電動機(jī)的電刷與換向器的滑動接觸處、繞線式異步電動機(jī)的電 刷與滑環(huán)的滑動接觸處產(chǎn)生的火花等
事故火花：是指線路或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的火花
關(guān)鍵詞：故障	電路發(fā)生短路或接地時(shí)產(chǎn)生的火花
	熔絲熔斷時(shí)產(chǎn)生的火花
	連接點(diǎn)松動或線路斷開時(shí)產(chǎn)生的火花
	變壓器、斷路器等高壓電氣設(shè)備由于絕緣質(zhì)量降低發(fā)生的閃絡(luò)
	由外部原因產(chǎn)生的火花，如雷電火花、靜電火花和電磁感應(yīng)火花
	電動機(jī)的轉(zhuǎn)動部件與其他部件相碰也會產(chǎn)生機(jī)械碰撞火花

(1)電壓過高或電壓過低，都會導(dǎo)致電動機(jī)過熱。
(2)	電氣設(shè)備散熱不良會導(dǎo)致過熱，但長時(shí)間正常作業(yè)不會導(dǎo)致過熱。
(3)	機(jī)械故障——卡死、扭矩過大會導(dǎo)致過熱，但電動機(jī)空轉(zhuǎn)不一定會導(dǎo)致過熱。
(4)	漏電不能促使線路熔斷器動作，但漏電電流集中在某點(diǎn)可能引起嚴(yán)重的局部發(fā)熱 。
(5)特別注意，電弧和電火花考點(diǎn)中外部原因的故障火花也屬于事故火花，類似機(jī)械設(shè)備的機(jī)械碰撞火花、摩擦火花、靜電火花或電磁感應(yīng)火花。
二、危險(xiǎn)物質(zhì)和爆炸危險(xiǎn)環(huán)境
（一 ）危險(xiǎn)物質(zhì)的性能參數(shù)和分級分組
定義	適用范圍
I類：礦井甲烷	I類防爆型設(shè)備
Ⅱ類：爆炸性氣體、蒸氣、薄霧	Ⅱ類防爆型設(shè)備
Ⅲ類：爆炸性粉塵、纖維	Ⅲ類防爆型設(shè)備

（二）危險(xiǎn)物質(zhì)的主要性能參數(shù)
閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、引燃溫度、爆炸極限、最小點(diǎn)燃電流比、最大試驗(yàn)安全間隙是判斷危險(xiǎn)物質(zhì)危險(xiǎn)特性的主要性能參數(shù)。
閃點(diǎn)
(越低越危險(xiǎn))	規(guī)定試驗(yàn)條件下發(fā)生閃燃的最低溫度，閃點(diǎn)越低者危險(xiǎn)性越大
燃點(diǎn)
(越低越危險(xiǎn))	物質(zhì)在空氣中點(diǎn)火發(fā)生燃燒，移開火源仍能繼續(xù)燃燒的最低溫度
引燃溫度
(越低越危險(xiǎn))	在規(guī)定試驗(yàn)條件下，不需外來火源即發(fā)生燃燒的最低溫度
爆炸極限	 
補(bǔ)充	(1)爆炸性氣體按照危險(xiǎn)物質(zhì)的性能參數(shù)和分級分組可分為ⅡA、ⅡB和ⅡC 類爆炸性氣體，依照爆炸危險(xiǎn)性而言ⅡA<ⅡB<ⅡC。
(2)爆炸性粉塵按照危險(xiǎn)物質(zhì)的性能參數(shù)和分級分組可分為ⅢA、ⅢB和ⅢC 類爆炸性粉塵，依照爆炸危險(xiǎn)性而言ⅢA<ⅢB<ⅢC。
(3)ⅢA類爆炸性粉塵定義為可燃性飛絮，類似棉花纖維和人造纖維。
(4)ⅢB類爆炸性粉塵定義為非導(dǎo)電性粉塵，類似木質(zhì)粉塵和糧食粉塵。
(5)ⅢC類爆炸性粉塵定義為導(dǎo)電性粉塵，類似石墨粉塵和金屬顆粒物

(1)	礦井甲烷屬于I類，但是甲烷屬于Ⅱ類。
(2)	液化石油氣、液氨等液化氣泄漏后迅速汽化， 一定屬于爆炸性氣體。
(3)	易發(fā)生粉塵爆炸的Ⅲ類一定是可燃性粉塵，水泥、砂石子等揚(yáng)塵不屬于爆炸性介質(zhì)。

三：爆炸危險(xiǎn)區(qū)域
爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，按照存在的爆炸性介質(zhì)分為礦下甲烷環(huán)境、爆炸性氣體環(huán)境和爆炸性粉塵環(huán)境。其中，礦下甲烷環(huán)境因?yàn)橥L(fēng)對流條件限制不再劃分等級。但是，爆炸性氣體環(huán)境和爆炸性粉塵環(huán)境要結(jié)合實(shí)際作業(yè)面的設(shè)備設(shè)施狀況和通風(fēng)對流條件，再次作詳細(xì)劃分。
類別	分區(qū)	特征	釋放源級別	適用場景

爆炸性氣體環(huán)境	0區(qū)	連續(xù)出現(xiàn)或長時(shí)間存在	連續(xù)級釋放源	密閉的容器、儲油罐等內(nèi)部氣體空間
	1區(qū)	正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物	一級釋放源	閥門、油泵等周期性開啟的設(shè)備
	
2區(qū)	正常運(yùn)行時(shí)不太可能出現(xiàn)爆 炸性混合物，即使出現(xiàn)也僅是短時(shí)間存在	
二級釋放源	爆炸性氣體儲罐外壁、石油石化非封閉區(qū)域

通風(fēng)情況	通風(fēng)情況是劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的重要因素，通風(fēng)分為自然通風(fēng)、一般機(jī)械通風(fēng)和局部機(jī)械通風(fēng)等類型。危險(xiǎn)區(qū)域劃分應(yīng)遵循的原則：
(1)存在連續(xù)級釋放源的區(qū)域可劃為0區(qū)，存在一級釋放源的區(qū)域可劃為1區(qū)，存在二級釋放源的區(qū)域可劃為2區(qū)。
(2)通風(fēng)良好，降低爆炸危險(xiǎn)等級；通風(fēng)不良，提高爆炸危險(xiǎn)等級。
(3)局部機(jī)械通風(fēng)在降低爆炸性氣體混合物濃度方面比自然通風(fēng)和一般機(jī)械通風(fēng)更為有效時(shí)，可采用局部機(jī)械通風(fēng)降低爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級。
(4)在障礙物、凹坑和死角處，應(yīng)局部提高爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(不是整體提高)。
(5)利用堤或墻等障礙物，限制比空氣重的爆炸性氣體混合物的擴(kuò)散，可縮小爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的范圍

可燃粉塵、纖維爆炸危險(xiǎn)的場所	20區(qū)	可燃性粉塵持續(xù)地或長期地或頻繁地出現(xiàn)	連續(xù)級釋放源	粉塵容器、旋風(fēng)除塵器、攪拌器等設(shè)備內(nèi)部
	21區(qū)	正常運(yùn)行時(shí)，空氣中的可燃性粉塵可能偶爾出現(xiàn)	一級釋放源	頻繁打開的容器出口
	
22區(qū)	正常運(yùn)行時(shí)，空氣中的可燃性粉塵一般不可能出現(xiàn)，即使出現(xiàn)，持續(xù)時(shí)間也是短暫的	
二級釋放源	
粉塵袋、取樣點(diǎn)
(1)	爆炸性氣體環(huán)境的0區(qū)和爆炸性粉塵環(huán)境的20區(qū)，對應(yīng)的都是連續(xù)級釋放源， 特征都是爆炸性介質(zhì)連續(xù)、持續(xù)和長時(shí)間出現(xiàn)，出現(xiàn)的場景基本都是設(shè)備容器內(nèi)。唯一的區(qū)別在于爆炸性介質(zhì)不同，分別屬于爆炸性氣體和爆炸性粉塵。
(2)	爆炸性氣體環(huán)境的1區(qū)和爆炸性粉塵環(huán)境的21區(qū)，對應(yīng)的都是一級釋放源，特征都是爆炸性介質(zhì)周期、偶爾和可能出現(xiàn)，出現(xiàn)的場景基本都是閥門、容器設(shè)備或油泵出口。唯一的區(qū)別在于爆炸性介質(zhì)不同，分別屬于爆炸性氣體和爆炸性粉塵。
(3)	爆炸性氣體環(huán)境的2區(qū)和爆炸性粉塵環(huán)境的22區(qū)，對應(yīng)的都是二級釋放源，特征都是爆炸性介質(zhì)短時(shí)間、短暫出現(xiàn)，出現(xiàn)的場景基本都是取樣點(diǎn)、粉塵袋等正常條件沒有介質(zhì)釋放的場景。 唯一的區(qū)別在于爆炸性介質(zhì)不同，分別屬于爆炸性氣體和爆炸性粉塵。
提醒：(1)0區(qū)和20區(qū)對應(yīng)的是連續(xù)級釋放源，定義中沒有0級釋放源的定義。
(2)在障礙物、凹坑和死角處提高爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級，這里一定要考慮介質(zhì)的相對密度。類似氫氣壓縮機(jī)房，因氫氣相對密度較輕，所以在空間頂部積蓄，應(yīng)提高頂部儲煙倉的區(qū)域等級。
四：防爆電氣設(shè)備和防爆電氣線路
（一）防爆電氣設(shè)備類型
防爆電氣設(shè)備的類型	隔爆型(d)	具有能承受內(nèi)部的爆炸性混合物爆炸而不受破壞，不致由內(nèi)部爆 炸引起外部爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備。爆炸性氣體環(huán)境中隔爆型標(biāo)識為d,但是爆炸性粉塵環(huán)境中隔爆型標(biāo)識為t(新規(guī))
	增安型(e)	在正常時(shí)不產(chǎn)生火花、電弧或高溫的設(shè)備上采取加強(qiáng)措施
	本質(zhì)安全型(i)	正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)下產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃爆炸性混合物的電氣設(shè)備
	正壓型(p)	向外殼內(nèi)充人帶正壓的清潔空氣、惰性氣體或連續(xù)通入清潔空氣的電氣設(shè)備
	充油型	將可能產(chǎn)生電火花、電弧或危險(xiǎn)溫度的帶電零部件浸在絕緣油里，使之不能點(diǎn)燃油面上方爆炸性混合物的電氣設(shè)備
	充砂型	將細(xì)粒狀物料充入設(shè)備外殼內(nèi)，令殼內(nèi)出現(xiàn)的電弧、火焰?zhèn)鞑ァ?殼壁溫度及粒料表面溫度不能點(diǎn)燃周圍爆炸性混合物的電氣設(shè)備
	無火花型	在正常條件下不會點(diǎn)燃周圍爆炸性混合物，而且一般不會發(fā)生有點(diǎn)燃作用的故障
	澆封型	將可能產(chǎn)生能點(diǎn)燃混合物的電弧、火花及高溫部件澆封在環(huán)氧樹脂等澆封劑里面，使其不能點(diǎn)燃周圍爆炸性混合物的設(shè)備
	氣密型	用熔化、擠壓或膠粘的方法制成氣密外殼，防止外部氣體進(jìn)入殼內(nèi)
保護(hù)級別	用于煤礦甲烷環(huán)境中的I類設(shè)備的EPL	Ma、Mb兩級
	用于爆炸性氣體環(huán)境的Ⅱ類設(shè)備的EPL	Ga、Gb、GC三級
	用于爆炸性粉塵環(huán)境的Ⅲ類設(shè)備的EPL	Da、Db、DC三級
	Ma、Ga、Da級的設(shè)備具有“很高”的保護(hù)級別，使設(shè)備在正常運(yùn)行過程中、在預(yù)期的故障條件下或者在罕見的故障條件下不會成為點(diǎn)燃源。
Mb、Gb、Db級的設(shè)備具有“高”的保護(hù)級別，在正常運(yùn)行過程中、在預(yù)期的故障條件下不會成為點(diǎn)燃源。
Gc、DC級的設(shè)備具有“加強(qiáng)”的保護(hù)級別，在正常運(yùn)行過程中不會成為點(diǎn)燃源，也可采取附加保護(hù)
補(bǔ)充	防爆電氣設(shè)備的防爆型式屬于安全技術(shù)和案例分析類高頻考點(diǎn)，要求考生依據(jù)防爆標(biāo)識依次說明標(biāo)識含義、適用場景并判定是否符合設(shè)置要求。 以下圖所示的防爆標(biāo)識為例，標(biāo)識顯示ExdeⅡB T5 Gb。Ex標(biāo)識設(shè)備屬于防爆型設(shè)備、d標(biāo)識設(shè)備按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)屬于隔爆型、ⅡB t5標(biāo)識設(shè)備適用于爆炸性氣體環(huán)境(ⅡB類T5組爆炸性氣體)、Gb標(biāo)識設(shè)備的保護(hù)級別是B級，具有高的保護(hù)級別。綜上所述，防爆標(biāo)識代表設(shè)備屬于隔爆型防爆設(shè)備，適用于爆炸性氣體環(huán)境，具有很高的保護(hù)級別。防爆標(biāo)識模板：設(shè)備屬于(i、d、e、p)型防爆設(shè)備，適用于(ⅡA、ⅡB、ⅡC或ⅢA、ⅢB、ⅢC)類、(T1~T6)組的爆炸性氣體(粉塵、井下)環(huán)境

(1) 以防爆型設(shè)備的防護(hù)級別而言，a 級設(shè)備具有很高的防護(hù)級別、 b 級設(shè)備具有高的防護(hù)級別、C級設(shè)備具有加強(qiáng)的防護(hù)級別，因此防護(hù)等級 “a”    的設(shè)備向下兼容 “b”  和“c”  防護(hù)級別的設(shè)備。同理防護(hù)等級 “b”  的設(shè)備向下兼容 “c”  防護(hù)級別的設(shè)備。
(2) 以爆炸性介質(zhì)的危險(xiǎn)特性而言，適用于ⅡC 類介質(zhì)的設(shè)備適用于ⅡA 和ⅡB 類介質(zhì)；適用于ⅡB 類介質(zhì)的設(shè)備適用于ⅡA 類介質(zhì)。同理，爆炸性粉塵要求一致。高頻陷阱——非同類型設(shè)備不能相互代替。I 類設(shè)備適用于礦下甲烷環(huán)境、Ⅱ類設(shè)備適用于爆炸性氣體環(huán)境、Ⅲ類設(shè)備適用于爆炸性粉塵環(huán)境，上述防爆型設(shè)備的適用范圍一定不能混用，沒有任何兼容的說法。
（二）防爆電氣線路
線路敷設(shè)
方式	電氣線路宜在爆炸危險(xiǎn)性較小的環(huán)境或遠(yuǎn)離釋放源的地方敷設(shè)。當(dāng)可燃物質(zhì)比空氣重時(shí)，電氣線路宜在較高處敷設(shè)或直接埋地；架空敷設(shè)時(shí)宜采用電纜橋架；電纜溝敷設(shè)時(shí)，溝內(nèi)應(yīng)充砂，并宜設(shè)置排水措施。電氣線路宜在有爆炸危險(xiǎn)的建筑物、構(gòu)筑物的墻外敷設(shè)。在爆炸性粉塵環(huán)境，電纜應(yīng)沿粉塵不易堆積并且易于粉塵清除的位置敷設(shè)
	敷設(shè)電氣線路的溝道、電纜橋架或?qū)Ч?，所穿過的不同區(qū)域之間墻或樓板處的孔洞應(yīng)采用非燃性材料嚴(yán)密堵塞
	敷設(shè)電氣線路時(shí)宜避開可能受到機(jī)械損傷、振動、腐蝕、紫外線照射以及可能受熱的地方，不能避開時(shí)，應(yīng)采取預(yù)防措施
	爆炸危險(xiǎn)環(huán)境應(yīng)采用鋼管配線或電纜配線，鋼管配線可采用無護(hù)套的絕緣單芯或多芯導(dǎo)線
	在1區(qū)內(nèi)電纜線路嚴(yán)禁有中間接頭，在2區(qū)、20區(qū)、21區(qū)內(nèi)不應(yīng)有中間接頭
導(dǎo)線材料	爆炸危險(xiǎn)環(huán)境應(yīng)優(yōu)先使用銅線
	1區(qū)和21區(qū)	電力及照明線路應(yīng)采用截面面積不小于2.5mm²的銅芯導(dǎo)線
	2區(qū)和22區(qū)	電力線路應(yīng)采用截面面積不小于1.5mm²的銅芯導(dǎo)線或截面面積不小于16mm²的鋁芯導(dǎo)線
		照明線路應(yīng)采用截面面積不小于1.5mm²的銅芯導(dǎo)線

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