防爆电气设备的防爆型式及原理

1.爆炸性混合物产生爆炸的条件

爆炸是指物质从一种状态，经过物理变化或化学变化，突然变成另一种状态并放出巨大的能量，而产生的光和热或机械功。在此仅谈及爆炸性混合物的爆炸，即所有的可燃性气体、蒸气及粉尘与空气所形成的爆炸性混合物的爆炸。这类爆炸需要同时具备三个条件才可能发生：第一，必须存在爆炸性物质或可燃性物质；第二，要有助燃性物质，主要是空气中的氧气；第三，就是还要存在引燃源(如火花、电弧和危险温度等)，它提供点燃混合物所必需的能量。只有这三个条件同时存在，才有发生爆炸的可能性，其中任何一个条件不具备，就不会 产生燃烧和爆炸。因此，采取适当的措施，使三个条件不同时具备即可达到防止爆炸的目的。由于爆炸性混合物普遍存在于煤炭、石油、化工、纺织、粮食加工等行业的生产、加工、 储运等场所，如发生爆炸则危害极大。于是，人们采取了多种防爆技术方法，防止爆炸危险 性环境形成及其爆炸。

2.基本防爆型式

电气设备防爆技术措施都是基于设法排除爆炸三要素中的一个或多个要素，使产生爆炸的危险减少到一个可接受的程度。

常见电气设备防爆型式

防爆类型	符号
隔爆型	d
增安型	e
本质安全型	ia，ib，ic
正压型	px，py，pz
油浸型	o
充砂型	q
“n”型	nA，nC，nL，nR，nZ
浇封型	ma，mb

(1) 隔爆型“ｄ”

隔爆型防爆型式是把设备可能点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内，其外壳 能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙，渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不 损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃(参见GB 3836.2标准)。

把可能产生火花、电弧和危险温度的零部件均放入隔爆外壳内，隔爆外壳使设备内部空间与 周围的环境隔开。隔爆外壳存在间隙，因电气设备呼吸作用和气体渗透作用，使内部可能存 在爆炸性气体混合物，当其发生爆炸时，外壳可以承受产生的爆炸压力而不损坏，同时外壳 结 构间隙可冷却火焰、降低火焰传播速度或终止加速链，使火焰或危险的火焰生成物不能穿越 隔爆间隙点燃外部爆炸性环境，从而达到隔爆目的。

隔爆型“ｄ”按其允许使用爆炸性气体环境的种类分为I类和IIA、IIB、IIC类。

该防爆型式设备适用于1、2区场所。

(2) 增安型“ｅ”

增安型防爆型式是一种对在正常运行条件下不会产生电弧、火花的电气设备采取一些附加措 施以提高其安全程度，防止其内部和外部部件可能出现危险温度、电弧和火花的可能性的防 爆型式。它不包括在正常运行情况下产生火花或电弧的设备(参见GB 3836.3标准)。

在正常运行时不会产生火花、电弧和危险温度的电气设备结构上，通过采取措施降低或控制 工作温度、保证电气连接的可靠性、增加绝缘效果以及提高外壳防护等级，以减少由于污垢引起污染的可能性和潮气进入等措施，减少出现可能引起点燃故障的可能性，提高设备 正常运行和规定故障(例如：电动机转子堵转)条件下的安全可靠性。

该类型设备主要用于2区危险场所，部分种类可以用于1区，例如具有合适保护装置的增安型 低压异步电动机、接线盒等。

(3) 本质安全型“ｉ”

本质安全型防爆型式是在设备内部的所有电路都是由在标准规定条件(包括正常工作和规定 的故障条件)下，产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的本质 安全电路。〖HTH〗“ｉɑ”等级电气设备〖HT〗是正常工作和施加一个故障和任意组合的 两个故障条件下，均不能引起点燃的本质安全型电气设备；〖HTH〗“ｉｂ”等级电气设备 〖HT〗是正常工作和施加一个故障条件下，不能引起点燃的本质安全型电气设备(参见GB 3836.4标准)。

本质安全型是从限制电路中的能量入手，通过可靠的控制电路参数将潜在的火花能量降低到 可点燃规定的气体混合物能量以下，导线及元件表面发热温度限制在规定的气体混合物的点 燃温度之下。

该防爆型式只能应用于弱电设备中，该类型设备适用于0、1、2区(Ｅｘｉɑ)或1、2区(Ｅ ｘｉｂ)。

(4) 正压型“ｐ”

电气设备的一种防爆型式。它是一种通过保持设备外壳内部保护气体的压力高于周围爆炸性 环境压力的措施来达到安全的电气设备(参见GB 3836.5标准)。

正压设备保护型式可利用不同方法。一种方法是在系统内部保护静态正压，而另一种方法是 保持持续的空气或惰性气体流动，以限制可燃性混合物进入外壳内部。两种方法都需要在设 备起动前用保护气体对外壳进行冲洗，带走设备内部非正压状态时进入外壳内的可燃性气体 ，防止在外壳内形成可燃性混合物。这些方法的要点是监测系统，并且进行定时换气，以保 证系统的可靠性。

该类设备按照保护方法可以用于1区或2区危险场所。

(5) 油浸型“ｏ”

油浸型防爆型式是将整个设备或设备的部件浸在油内(保护液)，使之不能点燃油面以上或外 壳外面的爆炸性气体环境(参见GB 3836.6标准)。

这是一个主要用于开关设备的老的防爆技术方法。形成的电弧、火花浸在油下。

该类型设备适用于1区或2区危险场所

(6) 充砂型“ｑ”

充砂型防爆型式是一种在外壳内充填砂粒或其他规定特性的粉末材料，使之在规定的使用 条件下，壳内产生的电弧或高温均不能点燃周围爆炸性气体环境的电气设备保护型式(参见G B 3836.7标准)。

该防爆型式将可点燃爆炸性气体环境的导电部件固定并且完全埋入充砂材料中，从而阻止了 火花、电弧和危险温度的传播，使之不能点燃外部爆炸性气体环境。通常它用于Ｅｘ“ｅ” 或Ｅｘ“ｎ”设备内的元件和重载牵引电池组。

该类型设备适用于1区或2区危险场所。

(7) “ｎ”型防爆电气设备

该类型电气设备在正常运行时，不能够点燃周围的爆炸性气体环境，也不大可能发生引起点 燃的故障(参见GB 3836.8标准)。

“ｎ”型电气设备正常运行时，即指设备在电气和机械上符合设计规范并在制造厂规定的范 围内使用，不可能产生火花、电弧和危险温度。

该类型电气设备仅适用于2区危险场所。

(8) 浇封型“ｍ”

浇封型防爆型式是将可能产生引起爆炸性混合物爆炸的火花、电弧或危险温度部分的电气部 件，浇封在浇封剂(复合物)中，使它不能点燃周围爆炸性混合物(参见GB 3836.9标准)。

采用浇封措施，可防止电气元件短路、固化电气绝缘，避免了电路上的火花以及电弧和危险 温度等引燃源的产生，防止了爆炸性混合物的侵入，控制正常和故障状况下的表面温度。

该类设备适用于1、2区危险场所。

(9) 特殊型防爆电气设备“ｓ”

指国家标准未包括的防爆类型式，该型式可暂由主管部门制定暂行规定，并经指定的防爆检 验单位检验认可能够具有防爆性能的电气设备。

该类设备是根据实际使用开发研制，可适用于相应的危险场所。

(10) 可燃性粉尘环境用电设备

粉尘防爆电气设备是采用限制外壳最高表面温度和采用“尘密”或“防尘”外壳来限制粉尘 进入，以防止可燃性粉尘点燃(参见GB 12476.1标准)。

该类设备将带电部件安装在有一定防护能力的外壳中，从而限制了粉尘进入，使引燃源与粉 尘隔离来防止爆炸的产生。按设备采用外壳防尘结构的差别将设备分为A型设备或B型设备。按设备外壳的防尘等级的高低将设备分为20、21和22级，例如DIP A20、DIP A21、DIP B20 和DIP B21等。

该类型设备按照等级适用于20、21或22区粉尘危险场所。

在平常实际使用中可能很容易的看到，许多防爆电气产品在一个产品中就采用了多种防爆保护方法。例如，照明装置可能采用了增安型保护(外壳和接线端盒)、隔爆型保护(开关)和浇封型保护(镇流器)。这样能够使制造商采用最适用的复合防爆保护方法。有一点要注意的是 ，产品铭牌上列出采取的防爆方法的顺序将往往告诉用户产品的结构，如一个产品被标识为 Ｅｘｄｅ，则极可能为隔爆型而其中带有增安型部件。另一个产品被标识为Ｅｘｅｄ， 则极可能不是隔爆型外壳(例如不锈钢或强化聚脂玻璃)，而带有隔爆开关或部件安装其中。两种产品可能均适用于1区，但它们是使用不同的防爆保护措施达到同样的目的。用户可根据自己的实际需要和所了解信息，来选择可提供在费用、性能和安全方面达到最佳平衡的防爆型式的产品。