防爆基础知识及设计要求

                             余秀玉

一、防爆基础知识

1、防爆等级分为三类：

I类：煤矿井下电气设备。

II类：除煤矿、井下之外的所有其它爆炸性气体环境用电气设备，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；标志IIC类的设备可适用于IIB和IIA类设备的使用条件（即IIC > IIB > IIA)。

III类：除煤矿以外的爆炸性粉尘环境电气设备。IIIA类：可燃性飞絮；IIIB类：非导电性粉尘；IIIC类：导电性粉尘。

2、防爆的型式：隔爆型（间隔防爆）、增安型、本质安全型、正压外壳型、浇封型、液浸型、充砂型、“n”型、外壳保护型。

3、防爆仪表常用到的防爆标志符号：

① Ex:防爆标记

② da:仅适用于可燃气体检测的触媒传感器，隔爆外壳对应于EPL Ca或Ma；db:比较常见，是标准版本前的隔爆型，隔爆外壳对应于EPL Gb或Mb；dc:适用于电气设备的开关触点和EX元件。

③ II:代表产品的使用区域，一般分为“I”,“II”和“III”，分级只针对隔爆型和本质安全型。IIA类：代表性气体是丙烷；IIB类：代表性气体是乙烯；IIC类：代表性气体是氢气，防爆等级最高。即：IIC > IIB > IIA 。

④ T1～T6：电气设备的最高表面温度组别符号，共6组，从≧450℃～≧85℃。

⑤ Ma:安装在煤矿瓦斯爆炸性环境中的设备，具有“很高”的保护等级；Mb:安装在煤矿瓦斯爆炸性环境中的设备，具有“高”的保护等级。

Ga：爆炸性气体环境用设备，具有“很高”的保护等级，在正常运行、出现故障或罕见故障时不是点燃源，对应0区；Gb：爆炸性气体环境用设备，具有“高”的保护等级，在正常运行或预期故障条件下不是点燃源；Gc：爆炸性气体环境用设备，具有“一般”的保护等级，在正常运行中不是点燃源，也可采取一些附加条件下不是点燃源。

Da: 爆炸性粉尘环境用设备，具有“很高”的保护等级，在正常运行、出现预期故障或罕见故障条件下不是点燃源；Db:爆炸性粉尘环境用设备，具有“高”的保护等级，在正常运行、出现预期故障或罕见故障条件下不是点燃源；Dc：爆炸性粉尘环境用设备，具有“一般”的保护等级，在正常运行、出现预期故障或罕见故障条件下不是点燃源，也可以采取一些附加保护措施，保证在点燃源预期经常出现的情况下不会形成有效点燃。

⑥ ia：在正常工作状态下，电路中存在两个故障时，均不能点燃爆炸性气体混合物,本质安全型保护等级（EPL“ Ca或Ma”）；ib：在正常工作状态下，电路中存在一个故障时，均不能点燃爆炸性气体混合物，本质安全型保护等级(EPL“ Gｂ、Mｂ”）；ic：不考虑故障条件，所以测试中允许带电池保护测试。

⑦ ma：浇封型保护等级（EPL“ Ma、Ga、Da”）；mb：浇封型保护等级（EPL“ Mb、Gb、Db”）；mc: 浇封型保护等级（EPL“ Gc、Dc”）。

4、爆炸性气体环境区域标示与设备保护级别之间的关系：

举例说明：

5、外壳防护等级：工业仪表常用代码有IP65、IP66、IP67、IP68。“IP”：国际防护代码字母；第一位数字“6”：防止灰尘进入壳体；第二位数字“5”：向外壳各方向喷水无有害影响；第二位数字“6”：向外壳各个方向强烈喷水无有害影响；第二位数字“7”：持续浸水，无有害影响；第二位数字“8”：连续潜水，无有害影响。

二、防爆仪表设计的通用要求

1、设计总原则：强度特性（即具有足够的机械强度，能承受内部的爆炸压力而不损坏，也不产生防爆性能的永久性变形）、不传爆特性（即外壳壁上所有与外界相通的接缝和孔隙小于相应的最大试验安全间隙）。

2、铭牌不仅记载产品的基本信息，更可以间接的透露产品的品质，所以材料要有一定的防腐蚀性能，字迹清晰。需安装在壳体最显眼的位置，方便用户后期的使用和维护。铭牌的内容包括：制造商名称或注册商标、制造商规定的产品型号标识、符号Ex、保护等级符号、设备的Ex元件类别符号、颁发防爆合格证的检验机构名称或标志以及防爆合格证编号、有特殊要求时符号、检验单位标志、其它专用防爆标准规定的补充项目（如：本安参数等）、其它必要的信息。

3、壳体内部设计要尽量避免壳内产生压力重叠现象。不能制成以小孔连通的多空腔形式，电器元件的安装也要避免将整腔分割成几个小空腔。三维尺寸之比不能过大,尽量缩小外壳的尺寸，壳体外壳上不能有多余的孔。螺纹密封过程中产生的高应力会使外壳破裂，所以壳体上不能用锥形螺纹孔（现场应用中需要用到锥形螺纹时，可以增加一个转接头，需要注意的是锥形螺纹的螺纹长度，加长后的螺纹，往往不是“完整”的螺纹形状，没有使用意义，只是起到能够装配的“保险”作用），只能使用公制螺纹孔，螺纹具有至少8mm长且至少8整圈螺纹的螺纹长度。隔爆型壳体上必须有内外接地、“严禁带电开盖”、“Ex”标识。

4、电气部份：本质安全电路,连接外部的裸露导线距离之间至少6mm。安全分析时如果没有考虑接地连接，距离接地部件至少3mm。还要考虑电气间隙、爬电距离、接线的标准规范等。

三、小结

防爆仪表的设计，需要结合现场的应用环境和用户的具体需求，将防爆知识、机械知识、电气知识融入到产品的设计中，才能使产品得到市场的广泛认可。