电气防火防爆

注安·技术 · 2024-10-07 · 97 人浏览

电气引燃源

危险温度（重点）

[!Note]

绝大多数危险温度在设备故障状态下产生

  1. 短路
    发生短路时，线路电流增大为正常的数倍或数十倍，产生的热量与电流的平方成正比
  2. 接触不良
    1. 接头连接不紧，压力不足或表面粗糙
    2. 不同种类的导体连接处，理化性能不同
  3. 过载
    严重的过载或长时间过载都会产生危险温度 导致过载的主要原因有
    1. 三相电动机单相运行或三相变压器不对成运行
    2. 三相四线制线路三次谐波或奇数倍谐波电流引起中性线过载
  4. 铁芯过热
    铁芯短路，或线圈电压过高，或通电后铁芯不能吸合，由于涡流损耗和磁滞损耗增加都将造成铁芯过热并产生危险温度
  5. 散热不良
    散热油管堵塞、通风道堵塞、安装位置不当、环境温度过高或距外界热源太近，均可能导致电气设备和线路产生危险温度
  6. 漏电
    漏电电流一般不大，不能促使线路熔丝动作
    1. 漏电电流沿线路均匀分布，发热量分散，一般不会产生危险温度
    2. 漏电电流集中在某一点时，可能引起较严重的局部发热，产生危险温度
  7. 机械故障
    电动机被卡死或轴承损坏、缺油，造成堵转或负载转矩过大，都将产生危险温度
  8. 电压过高或过低
    1. 电压过高
      1. 可能导致铁芯发热
      2. 对于恒定电阻的负载，会使电流增大，增加发热
    2. 电压过低
      1. 可导致电磁铁吸合不牢或吸合不上
      2. 对于恒定功率的负载，会使电流增大，增加发热
  9. 电热器具和照明灯具
    1. 电热器具和照明灯具的工作温度较高，发热部件紧贴可燃物或离可燃物太近，容易引发火灾
    2. 灯座接触不良、日光灯镇流器散热不良也会造成过热

电弧电火花（重点）

电火花是电极间的击穿放电，大量电火花汇集构成电弧

电火花和电弧不仅能引起可燃物燃烧，还会使金属熔化、飞溅，构成二次引燃源

工作火花

工作火花是正常状态下产生的火花

  1. 控制开关、断路器、接触器接通和断开时产生的电火花
  2. 插销拔出或插入时产生的电火花
  3. 直流电动机的电刷与换向器的滑动接触处
  4. 绕线式异步电动机电刷与滑环的接触处

事故火花

事故火花时故障状态下产生的火花

  1. 线路发生短路或接地时产生的电火花
  2. 熔丝熔断时产生的电火花
  3. 连接点松动或线路断开时产生的电火花
  4. 变压器、断路器由于绝缘质量降低发生的闪络

⚠️外部原因的事故火花，如雷电、静电和电磁感应火花等

⚠️电动机转动部件与其他部位碰撞产生的机械碰撞火花属于事故火花，但不属于电火花

危险物质和爆炸危险环境

危险物质

分组分级（实务）

危险物质指在大气条件下能与空气形成爆炸性混合物的气、蒸气、薄雾、粉尘、纤维，爆炸性危险物主要划分为三类

  1. I类：矿井甲烷
  2. II类：爆炸性气体、蒸气、薄雾
    1. $II_{A}$：丙烷
    2. $II_{B}$：乙烯
    3. $II_{C}$：氢气
  3. III类：爆炸性粉尘、纤维
    1. $III_{A}$：可燃性飞絮：棉花、毛纤维等
    2. $III_{B}$：非导电粉尘：砂糖、聚乙烯等
    3. $III_{C}$：导电性粉尘：石墨、焦炭、煤、金属粉尘

参数定义

  1. 闪点
  2. 燃点
    闪点不超过45$^\circ C$的易燃液体，一般只考虑闪点，不考虑燃点
  3. 引燃温度
    又称自燃点或自燃温度
    气体、蒸气、薄雾引燃温度分组为：T1、T2、T3、T4、T5、T6
  4. 爆炸极限
    指在一定的温度和压力下，能够被引燃并传播火焰的浓度
  5. 最小点燃电流比（MICR）
    1. 指在规定实验条件下，气体、蒸气、薄雾爆炸性混合物的最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流比
    2. 气体、蒸气、薄雾MICR分组为：I、IIA、IIB、IIC
    3. 最小引燃能量指规定实验条件下，能使爆炸性混合物燃爆所需最小电火花的能量
  6. 最大试验安全间隙（MESG）
    1. 是衡量爆炸性物质传爆能力的性能参数，是在规定实验条件下，两个经长25mm的间隙联通的容器，一个容器内燃爆不引起另一个容器内燃爆的最大连通间隙
    2. 气体、蒸气、薄雾按MESG分级为：I、IIA、IIB、IIC

爆炸危险环境

气体、蒸气爆炸危险环境

危险区级别受

爆炸危险环境（重点）

分区

气体、蒸气爆炸危险环境

[!Note]

定义几乎相同，气体蒸气环境前+2就是粉尘纤维环境分区

危险区级别受释放源特征、通风条件、危险物质性质的影响

  1. 0区：正常运行时持续或长时间出现或短时间频繁出现
    如密闭容器、储油罐内部气体空间
  2. 1区：正常运行时可能出现（预计周期性或偶然出现）
    如储油罐顶部设置的呼吸阀
  3. 2区：正常运行时不出现，即使出现也是短时间偶然出现
    如距储油罐3m以外的外部区域

粉尘、纤维性爆炸危险环境

危险区级别受粉尘量、粉尘爆炸极限和通风条件等因素影响

  1. 20区：可燃性粉尘持续或长期或频繁地出现
    如粉尘容器、旋风除尘器、搅拌器设备内部
  2. 21区：正常运行时可燃性粉尘可能偶尔出现
    如频繁打开粉尘容器出口附近、传送带附近外部邻近区域
  3. 22区：正常运行时不可能出现，即使出现也是短暂的
    如粉尘袋、取样点周围的区域

划分原则（重点）

气体、蒸气爆炸危险环境

  1. 释放源是划分爆炸危险区域的基础
    1. 连续释放源：连续释放、长时间释放或短时间频繁释放
    2. 一级释放源：正常运行时周期性释放或偶然释放
    3. 二级释放源：正常运行时不释放或不经常且只能短时间释放
  2. 通风是划分爆炸危险区域的重要因素
    1. 通风分为自然通风、一般机械通风和局部机械通风
    2. 良好的通风标志是混合物中危险物质的浓度被稀释到爆炸下限的$\Large{\frac{1}{4}}$以下
  3. （重点）（实务）划分危险区域应遵循的原则
    1. 存在连续级释放源的区域可划分为0区，第一级释放源可划分为1区，第二级释放源可划分为2区
    2. 通风良好应降低爆炸危险区域等级
    3. 局部机械通风在降低爆炸性危险气体混合物浓度方面比自然通风更为有效，可采用局部机械通风（点对点）降低爆炸危险区域等级
    4. 在障碍物、凹坑和死角处，应局部提高爆炸危险区域等级
    5. 利用堤或墙限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散，可缩小爆炸危险区域的范围

危险区域范围

  1. 危险区域范围大小的影响因素
    （重点）（实务）当危险物质释放量越大、浓度越高、爆炸下限越低、闪点越低、温度越高、通风越差时，爆炸危险区域越大
  2. 建筑物内部宜以厂房为单位划分爆炸危险区域的范围
  3. 厂房空间大的，释放源释放易燃物质量少，可按厂房内部空间划分区域范围，且必须充分考虑危险气体的密度和通风条件

区域划分举例

易燃物质重于空气、设在户外地坪上的储罐

SumatraPDF_dq1ENlnI5B.png

防爆电气设备

分类和标志（实务）

  1. 隔爆型（d）
    能承受内部发生的爆炸而不致受到破坏，且通过外壳任何结合面或结构间隙，不致由内部爆炸引起外部爆炸
  2. 本质安全型（i）
    正常和故障状态下产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物
  3. 增安型（e）
    正常时不产生火花、电弧或高温的设备上采取加强措施
  4. 无火花型（n）
  5. 正压型（p）
  6. 充油型（o）
  7. 充砂型（q）
  8. 浇封型（m）
  9. 气密型（h）

防护等级示例

  1. （重点）Ex d IIB T3 Gb
    该设备为隔爆型d，保护等级为Gb，用于IIB类T3组爆炸性气体环境的防爆电气设备
  2. Ex p IIIC T120$^\circ C$ Db IP65
    该设备为正压型p，保护等级为Db，用于IIIC导电性粉尘的爆炸性粉尘环境，其最高表面温度低于120度，外壳防护等级为IP65

保护等级EPL

EPL用于表示设备的固有点燃风险

防爆电气设备分类 设备保护等级
I类 矿井甲烷环境 $\mathbf{M_a\gt M_b}$
II类 （除矿井甲烷外）爆炸气体环境 $G_a\gt G_b\gt G_c$
III类 爆炸粉尘环境 $D_a\gt D_b\gt D_c$

⚠️$M_a、G_a、D_a$为很高$M_b、G_b、D_b$为高，$G_c、D_c$为加强

选用（重点）

  1. 所选用的防爆电器设备的级别和组别不应低于该环境内爆炸性混合物的级别和组别
  2. 在爆炸危险环境应尽量少用携带式设备和移动式设备，应尽量少安装插销座

⚠️气体、蒸气爆炸危险环境低压设备选型中“$\bigcirc$”表示适用，“$\bigtriangleup$”表示尽量避免采用，“$\times$”表示不适宜，“$-$”表示一般不用

防爆线路

线路敷设方式（重点）

  1. 电气线路宜在爆炸危险性较小的环境或远离释放源的地方敷设
    1. 可燃物质比空气重时，宜在较高处敷设或直接埋地
    2. 电缆沟敷设时，沟内应充砂，并宜设置排水措施
    3. 电气线路宜在由爆炸危险的建、构筑物的墙外敷设
  2. 敷设电气线路的导管，所传过的不同区域之间墙或楼板处的孔洞，应用非燃性材料严密堵塞
  3. 钢管配线可采用多芯导线或无护套的绝缘单芯
  4. 爆炸气体环境内钢管配线的电气线路必须隔离封闭
  5. 1区内电缆线路严禁有中间接头，在2区、20区、21区内不应有中间接头
  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1.5倍

导线材料（重点）

  1. 爆炸危险环境应优先采用铜线
  2. 在有剧烈振动处应选用多股铜芯软线或多股铜芯电缆
  3. 爆炸危险环境不宜采用油浸纸绝缘电缆
  4. 低压电力、照明线路所用电缆的额定电压不得低于工作电压且不得低于500V
  5. 中性线应与相线有相同的绝缘能力，并应在同一护套内

允许载流量

[!note]

本处内容仅了解

  1. 爆炸危险环境导线允许载流量不应高于非爆炸危险环境的允许载流量
  2. 1区、2区导体允许载流量不应小于熔断器熔体额定电流和断路器长延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍，也不应小于电动机额定电流的1.25倍

电气防火防爆技术

消除或减少爆炸性混合物（重点）

  1. 封闭式作业：防止爆炸性混合物泄漏
  2. 设计正压室：防止爆炸性混合物侵入
  3. 开式作业或通风措施：稀释爆炸性混合物浓度
  4. 充填惰性气体：防止形成爆炸性混合物
  5. 清理现场积灰：防止爆炸性混合物积累
  6. 安装报警装置：浓度达到爆炸下限10%时报警

隔离和间距（实务）

  1. 室内电压10kV以上的充油设备
    1. 总油量60kg以下的，可安装在两侧有隔板的间隔内
    2. 总油量在60-600kg的，应安装在有防爆隔墙的间隔内
    3. 总油量600kg以上的，应安装在单独的防爆间隔内
  2. 10kV变配电室不得设置在爆炸危险环境的正上方或正下方
  3. 配电室允许通过走廊与火灾危险环境相通，但走廊应由非燃性材料制成
  4. 毗连变配电室的门、窗应向外开启
  5. 室外变配电装置不应设置在易于沉积可燃粉尘或纤维的地方
  6. 起重机滑触线的下方，不应堆放易燃物品

接地和接零

  1. 将所有设备的金属部分、金属管道，以及建筑物的金属结构全部接地（或接零），并连接成连续整体
  2. 采用TN-S系统，装设双极开关同时操作相线和中性线
  3. 在不接地配电网中，必须装设一相接地时或严重漏电时能自动切断电源的装置

电气灭火（重点）

触电危险和断电

发现起火后，首先要设法切断电源，切断电源应注意

  1. 火灾发生后，拉闸时最好用绝缘工具操作
  2. 高压应先断开断路器，后断开隔离开关，低压应先断开电磁起动器或低压断路器，后断开闸刀开关
  3. 切断电源的范围应选择时当
  4. 剪断电线时，不同相的电线应在不同的部位剪断，以免造成短路，剪断空中的电线，应选择在电源方向的支持点附近

带电灭火安全要求

  1. 二氧化碳灭火器、干粉灭火器可用于带电灭火；泡沫灭火器的灭火剂不宜用于电气灭火
  2. 人体与带电体之间保持必要的安全距离
  3. 对架空线路灭火，（重点）人体位置与带电体间的仰角不应超过45$^\circ$
  4. 如有带电导线断落地面，应在周围画警戒圈
注安
2024 - 2025 Myblog. All Rights Reserved.
Theme Jasmine by Kent Liao