防 爆 概 念 说 明.docx

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防爆概念说明

防爆概念说明

目  录

第一章 防爆区及危险场所说明

第二章 耐压防爆构造、等级区分

第三章 各国防爆系统燃点及符号比较说明

第四章 防爆IECCABLESYSTEM与NECCONDUITSYSTEM

第五章 防爆系统探讨分析

第六章 CONDUIT与CABLE系统防爆装设效益比较实例

第一章

 防爆区及危险场所说明 

一、防爆区及危险场所说明

随着科技的进步，各型工业日渐增多，其中尤以化学工业更是突飞猛进，而在化学工业车除了其本身产品品质、人员管理、设备新颖…等重点外，其设备及操作人员的安全更是经营者不容忽略的重要课题。

以目前国内工业类别而言，最需考虑安全者如石化、涂料、乙炔、制药、油脂、瓦斯、矿业、兵工厂、化纤、爆竹、杀虫剂、地下铁、烟酒厂、印刷、污水处理、环保、工安…等工业。

上述安全问题，除了设备本身结构的安全性以外，在此场所最需防范的就是避免爆炸的危险，而爆炸的来源大多因火花及过热温升而起，而火花及过热温升的产生，除了人为因素（如电焊、打火机、火柴…等）产生外，最易引起者为电气设备，为了避免电气产生的火花及过热温升引起危险，故而特别在危险场所制作的电气设备谓之「防爆电气」，而此场所谓之「防爆区」。

一般而言，防爆区依其危险性区分为三级：

（一）０级场所─

设备环境中已充满爆炸性气（液）体，该场所已随时处于危险状态下，只要稍有微小火花即可能爆炸起火，通常此场所尽可能不使用电气设备。

若不得不使用，只有EExi本质防爆结构被允许。

（二）１级场所─

设备环境中，在正常操作下，爆炸性气体已具危险性，在修理或维护时之泄漏即形成危险的场所谓之。

（三）２级场所─

设备环境中，爆炸性气（液）体已被控制住而使用，但若异常撞击破坏结构，可能使危险气（液）体溢出而发生危险的场所谓之。

上述三级防爆场所，依照国际各大系统比较如下表：

级别\代表\系统

方式

日本

欧洲

美国

0

０级

ZONE0

CLASS1

DIVISION1

1

１级

ZONE1

2

２级

ZONE2

CLASS1

DIVISION2

一般防爆电气依构造可分为下列各项：

型

式

耐压

防爆

安全增

防爆

本质安

全防爆

内压

防爆

油入

防爆

充填

防爆

模注

防爆

特殊

防爆

代

号

d

e

i

p

o

q

m

s

依上各防爆危险区域０、１、２级各区可使用之防爆构造如下表：

ZONE0

ZONE1

ZONE2

ia

1.d、p、i、s

2.e（内装无火花电气）

3.q、m、s（装在e构造内）

1.ZONE1各项。

2.e（内装包括有火花或

  过热温升之一般电气）

一般防爆电气依构造分类及其适用之防爆场所如下表所列：

构造名称

代号

定义及特点

图示

适用防爆场所

耐压防爆

（d）

（1）

器壳内装有如NFB、MS等在

正常操作下会发生火花之一

般电气

（2）

若有危险气体溢入可能引火

爆炸，而器壳必须能承受爆

炸压力，且可防止火焰从接

合面溢出，引燃外界危险气

体的爆炸。

ZONE1

ZONE2

安全增防爆

（e）

（1）

器壳仅做气密结构，无耐压

能力。

（2）

内部只能装置正常操作下不

会发生火花或过热温升的元

件，如EExe端子及EExd

-modules（耐压防爆模注）。

（3）

经EEx-d模注之耐压防爆电

气为新产品，因为绝对不会

产生火花及过热温升，故可

使用于各种控制箱内。

ZONE1

ZONE2

但若内装有会

发火或有过热

温升之一般电

气，则只能使

用于ZONE2。

内压防爆

（p）

器壳为一般配电箱，但以全密

闭方式制作，内部充气产生比

大气压稍高之压力，以防止外

部危险气体溢入，且充气管路

之对流可将内部温排出，一般

使用在大型设备或整个控制室

ZONE1

ZONE2

本质安全

防爆

（i）

（1）

针对电子线路或低能量电气

所设计不论是正常或异常操

作下都不会令仪器、电路的

周围危险气体发生爆炸。

（2）

本质防爆电气之线路输出或

输入均被设计控制在不足以

产生使氢气发生引火爆炸的

能量以下。

ZONE0（ia）

ZONE1（ia,ib）

ZONE2（ia,ib）

油入防爆

（o）

（1）

器壳内装置变压器类之电气

，且用高燃点绝缘油隔离以

达到防爆效果。

（2）

此种设备可靠性不佳，且目

前已很少使用。

ZONE1

ZONE2

充填防爆

（q）

（1）

器壳内装置如电容器、电阻

、小变压器等之电子线路，

并充填细砂隔离，以达到防

爆效果。

（2）

此种结构不单独使用，都是

装置在EExe器壳内使用。

ZONE1

ZONE2

模注耐压

防爆

（m）

（1）

将会发生火花或过热温升的

组件经过整体聚酯模注在内

部后，使整体模注器壳的表

面绝对不会产生火花或过热

温升而造成危险气体引火爆

炸的一种防爆方式

（2）

630A以下之一般开关控制零

件经聚酯材质依耐压防爆规

范要求予以模注处理，并经

EEx-d认可。

ZONE1

ZONE2

特殊防爆

（s）

特殊防爆结构系特殊电气组合

或控制方式，依照上列各项结

构处理，并须针对该规气设备

个别设计适合于所需危险场所

使用，且经防爆认可者。

ZONE0

ZONE1

ZONE2

第二章

 耐压防爆构造、等级区分 

二、耐压防爆构造、等级区分

在此特别提出一个大家常犯的错误，就是一般人常说耐压防爆区或安全增防爆区，都是错误的。

防爆区域只能说是0级、1级或2级场所，而耐压及安全增应该是防爆电气之构造而非区域，请大家分辨清楚。

上述各项防爆构造都有各别之制作规定，其中耐压防爆由于其器壳内装置有正常动作会发生火花或过热温升的电气，故在制作强度及构造上必经特别要求，基本上其器壳厚度（强度）需较大，且必需承受压力至少10Kg/Cm2之H2混合爆炸气体经过十次以上而不受损者为准（一般称为爆发实验），另外器壳接合面之间隙及间隙深度也在严格规定之列，通常实验方式是在器壳内不加压力，直接使其爆发产生火焰，在器壳外充满易燃混合气体，此时若器壳内火焰不会引燃壳外之气体，连续实验十次正常始可通过。

或者依照国际实验标准值制作也可确认合乎安全规定，如下表。

（此表以JIS为准，欧美数值略有差异，但大同小异。

）

表四：

各爆发等级所允许之间隙及间隙深度数值

爆发等级

间隙m/m

箱内体积

间隙深度

1

大于0.6

（A）2000CM3

≧25m/m

（B）2000~100CM3

≧15m/m

2

0.4以上、

0.6以下

（C）100~20M3

≧10m/m

3

0.4以下

（D）2CM3以下

≧5m/m

依此爆发等级欧、美、日代表方式如下表：

表五：

国际各系统相对于爆发等级之代号及比较

日本

欧洲

美国

1

IIA

D

C

2

IIB

B

33a3b3c3n

IIC

A

由上表发现日本与欧洲表示法一致，而美国却与众不同。

无论如何它代表两种状况之说明。

第一、如果以日本式之1、2、3或欧式IIA、IIB、IIC、或美国A、B、C、D表示爆发等级，则耐压防爆器壳就必需依表四之数据制作。

第二、除了代表器壳之状态，却又相对的代表可使用在某一族群之危险气（液）体场所。

事实上，欧洲IIA、IIB、IIC及美国A、B、C、D是代表着危险气（液）体相对于其对火花爆炸性的敏感度及必须使用的耐压防爆构造等级而分类。

一般常见之危险气（液）体已被欧、美分别分类（如表六）。

但这只是针对火花之危险性（即闪点）但各种危险气（液）体均有其燃点，即温度高达某一数值时，即使没有火花它也会燃烧，故对于危险气（液）体的燃点相对于防爆电气的表面温度必需予以规定（如表七），才能完全达到安全的防护。

表六：

国际各系统对于各种危险物质相对于各种爆发等级之分类比较表

Ignition

tempera-

tureto

/1/in℃

（燃点）

ENorIEC

JIS

NEC

Ignition

tempera-

tureto

/2/in℃

（燃点）

Group

闪点℃

TypicalgasesorVapours

IGNI-

TION

GLASS

Group

TypicalgasesorVapours

540

IIA

-19

Aceton

1

D

acetone丙酮

465

515

GAS

Athan

athane三氯乙烷

515

425

11.1

Athanol

ethanol（ethylalcohol）乙醇

356

460

Athylacetat

ethylacetate乙酸乙酯

427

GAS

Athylnitrit

630

-11.1

Ammoniak

ammonia氨

651

630

Anilin

555  

28.9

Benzol

benzene苯

560

365  

Butan

butane丁烷

405

340

Butanol

1-butanol,2-butanol

1.丁醇2.醇

365/405

505  

Butanonl

methylethylketone丁酮

516

370  

Butylacetat

n-butylacetate乙酸正丁酯

425

530  

Dichlorathy

ethylenedichloride二氯乙稀

413

215 

-4

Heptan

heptanes庚烷

280

240 

-21.7

Hexan

hexanes已烷

225

220-300 

Heizol

595 

GAS

Methan

methane（naturalgas）甲烷

539

455 

11

Methanol

methano（methylalcohol）甲醇

385

475 

Methylacetat

210 

12

Octan

octanes辛烷

220

285 

Pentan

pentanes戊烷

260

360 

32.7

Pentanol

1-pentanol1戊烷

300

-42.8

Petroleum-Naphta

pertroleumnaphtha石油精

288

220-300 

Pertrolum（elnschlFahrbenzin）

gasoline汽油

280-456

470 

GAS

Propan

propane丙烷

450

405 

11.7

Propanol

1-propanol,2-propanol1.丙醇2.丙醇

440/399

455 

-32.7

Propylen

propylene丙烯

460

550 

Pyridin

pyridine比啶

482

490 

32

Styrol

styrene苯乙烯

490

535 

Toluol

toluene甲苯

480

385 

Vinylacetat

vinylacetate醋酸乙烯

427

415 

Vinylchlorid

vinylchloride氯乙烯

472

17.2

Xylole

xylenes二甲苯

530

140 

-37.8

Acetaldehyd

C

acetaldehyde乙醛

175

605 

GAS

Kohlemonoxid

carbonmonoxide一氧化碳

610

425

IIB

GAS

Athylen

2

ethylene乙烯

490

535 

GAS

Cyanwasserstoff

hydrogencyanide氰化氢

495 

Cylclopropan

cyclopropane环丙烷

500

180 

Diathylather

Tetrafluorathylen

diethylether二乙醚

160

Acrylaldehyd（Acroleiin）

B

acrolein丙烯醛

220

440

GAS

Athylenoxid

ethyleneoxide环氧乙烷

429

415 

GAS

Butadien-1,3

butadiene丁二烯

420

560

Koksofengas

manufacturedgases瓦斯产品

430 

GAS

-37.2

Propylenoxid

（containingmorethan30%hydrogen（byvolume））

propyleneoxide环氧丙烯

449

560 

IIC

GAS

Wasserstoff

3a 

hydrogen氢气

400

305 

GAS

Acetylen

Athylnitrat

33c 

A

acetylene乙炔

305

95 

-30

Schwefelkoh

-lenstoff

3b 

specialsafegua-rds

carbondisulfide二硫化碳

100

备注 

上表中，日本JIS爆发等级3中，因其等级较高，属于此等级之危险气（液）不多，故特别以3a、3b、3c直接代表该气（液）体，其他不详者全部以3n代表

第三章

 各国防爆系统燃点及符号比较说明 

三、各国防爆系统燃点及符号比较说明

有关温度等级中的温度值，在此有一重要观念且一般人容易错误者，就是表七中之温度值如果针对防爆电气之规定，是指电气外壳表面之温度不能超过该值，而不是电气耐温，通常选用时，电气表面温度都会比该场所危险气（液）体燃点低一级，以提高安全性。

综合上面的说明，似乎危险气（液）体在其场所决不能有火花或高于其燃点之温度，但是事实上不然，因为能造成燃烧的因素有三：

一、危险昜燃蒸发气体。

二、火源。

（如火花或表面温度达到危险气体燃点）。

三、助燃物质（如空气或纯氧气）。

因此即使危险气（液）体场所有火源，如果该危险物质浓度过高，而助燃空气量不足也不会发生爆炸。

或者危险物质浓度过低，基本上就不构成危险状况，而所有的危险物质其浓度高低值均有不同，无论如何，在其浓度高低限之范围内都是极危险的浓度，换句话说，在此范围内以能构造燃烧的三要素，藉此提供给大家更深入瞭解防爆场所的一些特性。

现在大家对于防爆的整个状况都有概略瞭解以后，也需要瞭解欧美日对于防爆符号的表示方式，方能适当选用所需产品。

（如表八）。

表七：

国际各系统对于防爆燃点等级分类比较表

等级

温度范围

日本代号

欧洲代号

美国代号

1

450℃以上

G1

T1或G1

T1450℃

2

300~450℃

G2

T2或G2

T2

300℃

T2C

230℃

T2A

280℃

T2D

215℃

T2B

260℃

3

200~300℃

G3

T3或G3

T3

200℃

T3B

165℃

T3A

180℃

T3C

160℃

4

135~200℃

G4

T4或G4

T4

135℃

T4A

120℃

5

100~135℃以上

G5

T5或G5

T5100℃

6

85~100℃以上

G6

T6或G6

T685℃

表八：

各国防爆系统及符号对等关系

系统代号

第一位

构造代号

第二位

爆发等级

代号

第三位

燃点温度

等级

对等关系

安全增防爆

耐压防爆

欧

IEC

（EN）

d,e,i,q,s

IIA,IIB,IIC

T1~T6

G1~G6

EExeT3

EExdeIIBT4

EExedqIICT6

美

NEC

（NEMA）

CLASS1DIV.1

CLASS1DIV.2

CROUP

A,B,C,D

T1~T6

T1~T6

CLASS1DIV.2

T3

CLASS1DIV.1

GROUPC&DT4

CLASS1DIV.1

GROUPA.B.C.D.T6

日

韩

中

NEC

（JIS）

（CKS）

（CNS）

d,e,i,q,s

1,2,3

3a3b3c3n

G1~G6

eG3

d2G4

d3nG6

第四章

 防爆IECCABLESYSTEM与 

NECCONDUITSYSTEM

四、防爆IECCABLESYSTEM与NECCONDUITSYSTEM

以上浅略介绍国际三大系统对于防爆电气的规定、代号等比较，这都是比较传统的规定及制作方式。

接下来为大家介绍目前世界上制造防爆电气最先进的