防爆方法以及对危险场合的适用性
依照中国和欧洲的标准规范,各等级危险场合所适用的防爆方法如下: Zone 0 Ex ia 本质安全型防爆方法(ia级) Ex s 经特别认证批准的特殊防爆方法(特殊型) Zone 1 适用于 Zone 0 的防爆方法 Ex ib 本质安全型防爆方法(ib级) Ex p 正压型防爆方法 Ex d 隔爆型防爆方法 Ex e 增安型防爆方法 Ex m 浇封型防爆方法 Ex q 充砂型防爆方法 Ex o 充油型防爆方法 Ex h 气密型防爆方法 Zone 2 适用于 Zone 0 和 Zone 1 的防爆方法 Ex n 无火花型防爆方法 依照美、加标准规范,每款防爆仪表均会标明适用于 Division 1或 Division 2。而本质安全型防爆方法适用于所有的危险场合。 可以看出,允许选用何种防爆方法完全取决于仪表被安装在哪个等级的危险场合下。本质安全型防爆方法被允许用在任何危险场合。 还可以看出,允许选用何种防爆方法并不直接取决于现场存在的爆炸性混合物的危险性。例如,如果需要将仪表安装在 Zone 0,则即便所涉及的爆炸性气体并不是最危险的,也必须选用本质安全型防爆方法。 仪表的防爆标志 根据中国国家标准GB3836.1-2000、GB3836.4-2000对本质安全设备的定义如下: 本质安全设备(intrinsicailly safe apparatus): 在其内部的所有电路部是本质安全电路的电气设备; 关联设备 (associated apparatus): 装有本质安全电路和非本质安全电路,且结构使非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电气设备。(注:关联设备可以是下列两者中的任何一个:a)使用在相适应的爆炸性气体环境中并且有GB3836.1规定的另一个防爆型式的电气设备。b)非防爆型式,不能在爆炸性气体环境中使用的电气设备:例如记录仪,它本身不再爆炸性气体环境中,但是,它与处在爆炸性气体环境中的热电偶连接,这时只有记录仪的输入电路是本质安全的。) 本质安全设备和关联设备在防爆型仪表的铭牌和样本或产品说明书中必须标注防爆标志。而了解上述防爆基本知识的实用意义正在于识别仪表的防爆标志,从而对仪表的可安装区域和可涉及的爆炸性气体一目了然。 例一: Ex ia llC T6 这例防爆标志的含义为: 标志内容 符号 含义 防爆声明 EX 符合某种防爆标准,如中国国家标准 防爆方法 ia 采用ia级本质安全防爆方法。可安装在Zone 0区 气体类别 IIC 被允许涉及IIC类爆炸性气体 温度组别 T6 仪表表面温度不超过85°C 例二: [Ex ia] llC 这例防爆标志为本质安全关联设备的标志,其含义为: 标志内容 符号 含义 防爆声明 EX 符合某种防爆标准,如中国国家标准 防爆方法 ia 采用ia级本质安全防爆方法。可安装在Zone 0区的设备 气体类别 IIC 可连接的设备被允许涉及IIC类爆炸性气体 例三: EEx ia IIC 这例防爆标志的含义为符合欧洲标准、采用 ia级本安防爆、可涉及 llC 类爆炸性气体的仪表。没有温度组别说明该仪表不与爆炸性气体直接接触。如安全栅多为此防爆标志。上述两例的现场仪表和安全栅相配,可安装在最危险的场合,可涉及最危险的气体。 例四: Ex de ( ib ) llC T4~6 该仪表符合某种防爆标准,并同时采用了隔爆、增安和 ib 级本质安全防爆方法,可涉及IIC 类气体,且仪表表面温度不超过 85 ~135 ℃ 。如某款电磁流量变送器采用隔爆供电、增安接线盒,而信号为 ib 级本安。当使用环境温度范围高限为 40~80 ℃ 时,仪表表面温度不超过 85~135 ℃ 。 例五: Division 1 ; Class I Group A ; T6 该仪表符合美国或加拿大防爆标准,可安装在Division 1 ,可涉及 Group A 气体,仪表表面温度不超过 85 ℃ 。这是美加标准认证的最高级的防爆仪表。通常用文字说明其具体防爆方法。 本质安全防爆方法 本质安全防爆方法是利用安全栅技术将提供给现场仪表的电能量限制在既不能产生足以引爆的火花,又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内,从而消除引爆源的防爆方法。 对于仪表检测和控制回路而言,限制能量首先意味着限制电压和电流。又由于电容和电感能够储存和释放电能量,因此电容和电感也须限制。 实践中,人们利用火花试验装置,通过实验确定对不同危险类别气体的电能量限制参数。国际标准和中国国家标准中给出的常用电能量引爆曲线有电压电流引爆曲线、电压电容引爆曲线和电流电感引爆曲线等。根据这些曲线,再考虑 1 . 5 倍的保险系数,人们便可以确定在涉及某类气体时,对指定回路的电能量限制参数。 例如,涉及IIC 类气体(如氢气)时,对标称24VDC 供电的回路(如变送器,电气转换器,电磁阀等)通常设定限压值为 28V 。依此限压值查电压电流引爆曲线,并考虑 1.5 倍的保险系数,可确定此时的限流值应为 119mA 。依 28V 限压值并考虑1.5 倍的保险系数后查电压电容引爆曲线,可确定回路电容值应限制在 0 .13μF 。依119mA 限流值并考虑1.5 倍的保险系数后查电流电感引爆曲线,可确定回路电感值应限制在2.55mH 。 为限制仪表的表面温度,除需限制回路的开路电压和短路电流外,还要限制回路的最大功率。 因此,这种通过限制处于危险场合的电路电子能量和热效应为防爆手段的本安防爆已被越来越多的仪表制造商和用户接受。本质安全防爆技术也是目前为止世界上最安全、最可靠、最理想的防爆技术。
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