1、爆炸危险场所分类电气安装维护和修理培训提纲doc爆炸危险场所分类、电气安装、维护和修理防爆知识培训提纲（三）全国防爆电气设备标准化技术委员会秘书处2001年3月引言一 爆炸危险场所分类1 爆炸危险场所分类有关法规和标准简介2 爆炸危险场所分类的基本原理和方法3 爆炸危险场所分类示例二 爆炸危险场所电气设计和安装规定1 关于爆炸危险场所的电气设计和安装标准2 爆炸危险场所电气设备选型3 爆炸危险场所允许的电缆、电线和布线方式4 接地和等电位连接5 电气保护6 铺设电缆或管道的地沟和栈桥7 对专门防爆类型的补充要求三 爆炸危险场所电气安装的验收1 设计审查2 施工检查3 试车四 防爆电气设备的运行
2、和维护1 一般要求2 维护和检查五 防爆电气设备的修理和改造（一） 引言（二） 法规和标准（三） 对检修单位的要求（四） 防爆电气设备检修的技术要求（五） 防爆电气设备检修后的检查和试验（六） 修理合格证、修理标志和文件（七） 设备修理举例六 火灾危险场所电气设备1 火灾危险区域划分2 火灾危险环境的电气装置引言众所周知 ，可燃性气体或蒸气与空气的混合物遇到火花、电弧或危险高温就会被点燃，会形成燃烧或爆炸。石油和化学工业经常要加工和处理可燃性气体或蒸气，石油和化学工业的原料、半成品和成品中有许多品种是可燃性的，例如常用的原料天然气、氢气是可燃性物质；半成品如烷类、烯类、烃类化合物多数是可燃性物
3、质；成品如汽油、柴油、酯类等也是可燃性物质。这些可燃性物质在被加工、运输、储存的过程中不可避免地会从管道、反应釜、储罐中逸出或漏出，与空气中的氧气混合形成爆炸性混合物，这时候如果现场有点燃源就会形成工业爆炸，爆炸产生高温和冲击波，会造成人员伤亡和财产的巨大损失。由于石油化工企业的上述特点，防爆安全就成为企业的头等大事，即所谓“安全第一”。工程上采用的防爆安全措施分为两大类，第一类称为“一次防爆措施”，如建筑物的防爆设计，通风措施等；第二类称为“二次防爆措施”，如选用防爆电气产品等。燃油加油站在建筑上采用有房顶无墙壁的开启式半露天建筑结构，属于 “一次防爆措施” ；在炼油厂选用防爆电气设备属于
4、“二次防爆措施” 。一 爆炸危险场所分类对于生产、加工、处理、运转或储存过程中出现或可能出现易燃气体与空气的混合物、闪点低于或等于环境温度或工作温度的可燃性液体的蒸气或薄雾与空气的混合物时，一般可视为爆炸性气体环境：在爆炸性环境中采取 “一次防爆措施”或/和 “二次防爆措施”都需要增加工程的投资费用，例如防爆电气产品的价格一般比普通产品高20%-40%，而且安装费用和维护费用也比普通产品高。对于一个炼油厂或石油化工企业，如果因为内部有可燃性物质就认为整个厂区都是爆炸危险场所，全部需要选用防爆电气产品，这显然是不经济的，也是不合理的。事实上，在厂区的某一位置出现爆炸危险的可能性与该位置出现爆炸性
5、气体环境的可能性大小（或然率）有关系，而后者与工艺设备的状况、设备中可燃性物质的性质、现场设施的结构以及通风状态有直接关系。爆炸危险场所分类的目的就是运用统计学的原理，按照场所中可燃性气体或液体出现的频次和存在时间的长短，将场所按危险程度分类，以便按照危险区域类型采用不同的防爆措施。例如：对于危险程度高的区域，采取严格的防爆措施，选择安全程度高的防爆电气产品；在危险程度较低的区域，可以选择安全程度较低的防爆类型；如果区域中出现爆炸性气体环境的可能性十分小，可以采用普通的安全措施，可以使用高质量的普通产品。通过这种方法，既能保证生产的防爆安全，也可以节约资金，使安全性和经济性合理的统一起来。1
6、爆炸危险场所分类有关法规和标准简介（1） 国际上关于爆炸危险场所分类的标准的状况国际上关于危险场所分类的标准目前分为三种模式：a) IEC600 7910为代表的欧洲模式 国际电工委员会标准IEC6007910 :1995 爆炸性气体环境用电气设备 第10部分：危险场所分类将危险场所分为0区、1区和2区，标准中对场所分类进行定量的计算，并且列举了具体的计算示例。附录A中列举了一些典型的石油化工工艺装置的释放特性，附录B列出通风计算示例，附录C中列出10个不同类型的石油化工装置危险场所区域划分示例。IEC6007910 在世界上应用比较普遍，西欧国家大多采用IEC标准中的危险场所区域划分模式，但
7、是某些国家在具体划分规定方面稍有区别。b) 以美国电气法规NEC为代表的美国模式 美国电气法规NEC500Hazardous （Classified）Locations ,Classes I, II and III, Division 1 and 2; 美国国家防火协会规范 NFPA4951996, Explosive Materials Code; 石油工业协会电气安装危险场所分级示例 APIRP500A 陆地和海上钻井平台危险场所分级示例APIPR500B 石油和气体管线运输危险场所分级实例APIPR500C美国的危险场所分类规定与IEC6007910不同，它将爆炸和火灾危险区域分为3级（
8、I, II 和III级）和6类（每级各分为区域1和区域2），即：Class I（I 级）-可燃性气体或蒸气形成的爆炸危险环境Class II（II级）-可燃性粉尘形成的爆炸危险环境Class III（III级）- 可燃性纤维和悬浮物引起的火灾危险环境对于每个级别，又进一步分为Division 1 (1类区域)和Division 2 (2类区域)。例如，对于某油罐区，可划分为I级1区和I级2区。美国NFPI和API中针对不同的工业设施，例如钻井、采油、运输以及炼油设施等都列举了详细的区域划分示例，并且标了具体的尺寸，实用性很好。NFPA和API中的分级图例被世界上很多国家采用。(2) 我国危险场
9、所分类的标准状况爆炸危险场所电气安全规程（试行）-1983该规程是当时的劳动人事部牵头组织8个部委的专家起草的，规程中采用0区，1区和2区的危险场所分类方法。此规程虽然是试行，但许多单位在工程设计中都参考该规程。GB5005892爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范该标准按照IEC6007910的定义进行爆炸危险场所分类，在列举的危险区域划分示例中主要参考美国国家电气法规NEC和美国石油协会规范API中的图例，同时也保留了我国原来的工程安装和验收规范的部分内容。对于场所中允许使用电气设备防爆类型方面该标准较多的采用了日本防爆指南的内容。GB3836.142000爆炸性气体环境用电气设备 第14
10、部分：危险场所分类该标准是全国防爆电气设备标准化技术委员会于1998年开始制定的，2000年1月批准发布，并将于2001年6月正式实施。该标准等同采用IEC60079-10。2 爆炸危险场所分类的基本原理和方法前述的不同模式的爆炸危险场所分类方法，其分类的基本原理和程序是基本相同的。下面介绍危险场所分类的基本原理和方法。(1) 术语和定义下列术语和定义引自 IEC6007010。- 爆炸性气体环境explosive gas atmosphere 在大气条件下，气体、蒸气或薄雾可燃物质与空气的混合物，点燃后，燃烧将在全范围内传播的环境。- 危险场所 hazardous area 爆炸性气体环境出
11、现或预期可能出现的数量达到足以要求对电气设备的结构、安装和使用采用专门措施的区域。- 非危险场所 no hazardous area 爆炸性气体环境预期不会大量出现以致不要求对电气设备的结构、安装和使用采取专门预防措施的区域。 - 0区 zone 0爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。属于0区的场所在工程上是很少的，例如具有排气口的油罐的顶部与 油面之间的空间属于0区。 - 1区 zone 1在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所。例如，生产车间中工艺装置上可燃性气体或液体的取样阀门周围属于1区。据有关资料介绍，1区中出现爆炸性气体环境对时间的或然率约为10-1，即每班约1小时，每年
12、累计约30小时。 - 2区 zone 2在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。对于2区中可燃性气体环境出现的频次和持续时间，据资料介绍或然率约为10-4，即每年累计约1小时。 - 释放源 source of release 可燃性气体、蒸气或液体可能释放出能形成爆炸性气体环境的部位或地点。例如可燃性气体或液体的排放口、取样点、泄露的阀门等都是释放源。- 释放等级 grades of release为尽量减少产生爆炸性气体环境的可能性，应把释放源分为下列三个基本等级：即连续级、1级、和2级。释放源可能会导致上述释放源等级中的任何一种释放源，或一种以
13、上释放源的组合。 -连续级释放源 continuous grade of release连续释放或预计长期释放的释放源。 -1 级释放源 primary grade of release在正常运行时，预计可能周期性或偶尔释放的释放源。 -2 级释放源 secondary grade of release在正常运行时，预计不可能释放，如果释放也仅是偶尔和短期释放的释放源。 - 释放速率 release rate 单位时间从释放源中散发出可燃性气体或蒸气的数量。 -正常运行 normal operation 指设备在其设计参数范围内的运行状况。 注：1 可燃性物质少量释放可看作是正常运行。例如：靠
14、泵输送液体时从密封口释放 可看作作是少量释放。2 故障（例如：泵密封件、法兰密封垫的损坏或偶然产生的漏泄等）包括紧急维修或停机都不能看作是正常运行。 - 通风 ventilation由于风力、温度梯度或人工通风（如风扇或排气扇）作用可造成的空气流通和新鲜空气与原来空气置换。 - 爆炸极限 explosive limits -爆炸下限（LEL） lower explosive limit 空气中的可燃性气体或蒸气的浓度低于该浓度则气体环境就不能形成爆炸 -爆炸上限（UEL） upper explosive limit空气中的可燃性气体或蒸气的浓度高于该浓度则气体环境就不能形成爆炸。 - 气体或蒸
15、气的相对密度 relative density of a gas or a vapour在同样压力和温度下气体或蒸气的密度相对于空气的密度(空气=1.0)。(2) 危险场所分类的依据场所分类应由懂得可燃性物料性能、设备工艺性能的专业人员进行，同时必须与懂安全、电气的其他工程技术人员商议。场所分类对工程设计很重要，应该依据有关标准和规范进行，同时要参考以往的经验和行业的特点。(3) 分类方法和步骤第1步：查找和确定释放源空气中存在可燃性气体或蒸气才能形成爆炸性气体环境，因此必须首先查找场所中是否存在可燃性物质。一般的说，对于含有可燃性物质的储存设备、加工设备或输送管道，需要分析容器或管道中的可燃
16、性物质是否能逸出到周围环境中形成爆炸性危险环境，或者空气能够进入容器内与可燃性气体混合在容器内部形成爆炸性危险环境。每一台设备（例如储罐、管道、泵、压缩机等），如果内部含有可燃性物料 ，就应该视为潜在的释放源。如果该类设备中的可燃性物料不可能逸出或泄露到环境中，则可以不视为释放源。例如无接缝的管道穿过某一空间，则可不视为释放源。全部熔焊焊接的金属管道也可以不视为释放源。如果已经确认设备会向环境释放可燃性物质，则应该确定释放频率和持续时间。根据释放频率和持续时间，将释放源进一步分级：a) 连续级释放源下列情况可视为连续级释放源：-固定顶的油罐上部空间和排气口；-敞开的可燃性液体容器的液面附近处。
17、b) 1级释放源-正常运行时，预计会向空间释放可燃性物质的泵、压缩机或阀门的密封处 ；-含有可燃性液体的的容器上的排水口处；-正常工作时，预计可燃性物质可能释放到空间的 取样点；-正常工作中，预计会释放可燃性物质的泄压阀、排气孔或其他开孔。c) 2级释放源-正常运行时，不可能泄露的压缩机或阀门的密封处；-正常运行时，不可能泄露的法兰、连接件和管道接头；-正常运行时，不可能向空间释放的可燃性物质取样点等。对于与爆炸危险环境相邻并且具有间隔墙 的空间，如果间隔墙上有孔，则通孔应该视为释放源。第2步：确定区域类型划分区域类型主要取决于场所中释放源的等级和通风条件。一般来说，连续级释放源形成0区，1级
18、释放源形成1区，2级释放源形成 2区。然后应该根据通风条件调整区域划分。当通风良好时，应该降低危险区域等级，反之，当通风不良时应该提高危险区域等级。第3步：划分区域范围划分区域范围主要受场所中爆炸性危险气体或蒸气的释放速率、气体的爆炸下限、相对密度、通风条件等因素的影响。a) 释放速率释放速率越大，单位时间内释放到环境中的可燃性物质量越多，则危险区域的范围就越大。标准中给出的一些危险区域范围示例都是在一等条件下划分的，使用时应该注意其限定条件。如果预计实践中可燃性物质的释放速率很大，则危险区域的范围应该相应扩大。例如，油井设施危险区域的划分是指一般情况， 如果油井的油压或气压非常高， 则危险区
19、域的相应范围就会扩大。b) 爆炸下限对于一定的释放量，爆炸下限低，则浓度达到爆炸下限之上的爆炸性气体混合物的量相应增加，危险区域的范围也会相应变大。c) 气体或蒸气的相对密度如果气体或蒸气的密度比空气小，则它们就趋于向上飘逸；如果比空气重，则它们就趋于沉积在地面上。在地面附近，危险区域的水平范围将随着气体或蒸气的相对密度的增加而增大，而在释放源上方 垂直方向的危险区域范围将随着密度的减小而扩大。如果气体或蒸气的密度比空气小，则称作轻于空气。实践中，如果相对密度大于1.2，则认为重于空气。d) 通风加大通风量，能缩小危险区域的范围。这是因为风可以将环境中泄露的可燃性气体或蒸气吹去或稀释，使爆炸危
20、险环境的范围缩小；如果通风效果良好，通风换气量足够大，并且通风连续存在，例如具有备用风机等，则可以降低危险区域等级。释放源周围的障碍物会影响通风效果，能使危险区域范围扩大。另一方面，如果障碍物能阻挡可燃性气体或蒸气向外围进一步扩散，则障碍物能限制爆炸危险区域进一步向外围扩展。e) 其他条件气候条件、地形等其他因素也能影响爆炸危险区域的范围。在确定危险区域时 应注意以下事项：-重于空气的气体可能流入低于地面的空间，例如凹槽和沟；轻于空气的气体可能会滞留在高处的空间，例如屋顶空间。-如果释放源位于车间外面或场所邻近，应该采取措施防止大量的可燃性气体或蒸气进入车间或场所。-通风的状况对爆炸危险环境的
21、范围影响很大，在进行区域划分时应该十分注意。3 爆炸危险场所分类示例二 爆炸危险场所电气设计和安装规定在爆炸危险环境中应该安装和使用防爆电气产品，防爆电气产品的防爆安全性不仅与防爆电气产品的制造质量有关，而且与使用单位对防爆电气产品的正确选型和正确安装有直接关系。例如，使用单位在储油罐上方（0区）安装一台隔爆型油位测量仪，则在正常工作中发生了爆炸事故。某些安装工人在将电缆接入隔爆型电气设备后，未按要求将电缆引入装置的橡胶密封圈装入或未将其压紧，则这种错误安装破坏了隔爆型电气产品的完整性，防爆电气产品变成了非防爆产品，因此，在相应的国家标准中对爆炸危险场所的电气安装做了明确规定，安装和使用单位应
22、该遵守这些规定，以保证爆炸危险场所中电气设备的防爆安全。1 关于爆炸危险场所的电气设计和安装标准爆炸危险场所电气安全规程（试行）-1983该规程对爆炸危险场所电气设备的选型、安装和验收做了原则性的规定。GB3836.152000爆炸性气体环境用电气设备 第15 部分：危险场所电气安装该标准也是全国防爆电气设备标准化技术委员会于1998年开始制定的，2000年1月批准发布，并将于2001年6月正式实施。该标准等效采用IEC60079-14。GB3836 是基础性标准，不同的专业可以在遵守基础标准的原则下，结合行业具体情况制定专业性标准。GB5005892爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范该标准在
23、爆炸和火灾危险环境电气装置设计方面对爆炸危险场所电气设备的选型、安装做了规定。GB5052796电气装置安装工程 爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范该标准在爆炸和火灾危险环境电气装置安装和验收方面做了具体规定。2 爆炸危险场所电气设备选型（1） 根据场所区域类型选型 爆炸危险场所中0区、1区、或2区中爆炸性气体混合物出现的或然率的大小是不同的，各防爆类型防爆安全程度和价格也是不同的，爆炸危险场所电气设备选型是将二者搭配，达到安全性与经济性的统一。不同的标准对防爆电气设备选型基本相同，仅仅在对于增安型的安全性以及2区用电气设备是否需要强制性认证方面略有区别。下表中列出几个标准中对电气设备选
24、型的情况。爆炸危险场所电气设备选型表允许的电气设备类型区域类型按照IEC60079-15按照美国电气法规NEC500按 照GB50058按照GB3836.150区iaiaia1区d，p，e，i，q，o，m隔爆型，能承受2个故障的本安型，通风型d，p，e(慎用)，i，q，o，md，p，e（仅限于接线盒、单插脚荧光灯等），i，q，o，m2区1区用设备 “n”型正常工作中不产生火花的设备1区用设备 “n”型正常工作中不产生火花的设备1区用设备 “e”型1区用设备 “n”型（2） 根据场所中爆炸性气体或蒸气的引燃温度选择设备的温度组别电气设备的最高表面温度不允许超过气体或蒸气的引燃温度。温度组别、设备
25、表面温度和可燃性气体或蒸气的引燃温度之间的关系表温度组别电气设备的最高表面温度气体或蒸气的引燃温度T1450450T2300300T3200200T4135135T5100100T6 8585 按照上表，可以方便地选用防爆电气产品的温度组别。例如，已知环境中存在氢气(560)，则可选择T1 组别的防爆电气产品;如果存在着丁烷(365)，则应选择T2组别的设备。如果环境中存在丁烷(365)和乙醚(160)，则须选择T4组的防爆电气产品;汽油是混合物，点燃温度约为220，则汽油环境中应该选择T3组电气产品。另外，还应该注意设备上标志的允许使用环境温度。如果设备名牌上未标明允许使用的环境温度，则设备
26、允许在-20+40的环境中使用。如果环境温度超过此温度范围，则应对设备的额定值进行修订，或者选择合适的电气设备。（3） 根据场所中可能出现的爆炸性气体或蒸气的爆炸等级选择设备对于隔爆型和本质安全型以及无火花型中的不引燃型和限制能量型电气设备，其爆炸等级应该与场所中的气体或蒸气的爆炸等级相适应，才能保证防爆安全。场所中气体或蒸气分类/分级与允许使用设备类别/级别的关系表场所中气体/蒸气分类/分级允许使用的设备类别/级别II A （例如：丙烷、戊烷、苯、汽油、乙醇、乙醛、丙酮、甲胺等）II A，II B或 II C II B （例如：乙烯、二甲醚、焦炉煤气等）II B或 II CII C （例如：
27、氢气、乙炔和二硫化碳）II C（4） 外部环境因素的影响防爆电气设备的选型和安装还应该考虑外部环境的影响，例如：化学腐蚀，机械作用，潮湿，雨水以及风沙等影响。3 爆炸危险场所允许的电缆、电线和布线方式（1） 0区0区只允许ia类本质安全电缆系统，而且必须加设浪涌电流保护装置和防雷措施。（2） 1区和2区电缆配线系统：固定式设备允许使用塑料护套电缆，橡胶护套电缆或矿物绝缘护套电缆；移动式设备必须使用加厚的坚韧橡胶护套电缆，导线截面最小为1mm2.导管配线系统：导管中允许使用绝缘单芯电缆线或多芯电缆，除本质安全型电路外，如果使用无护套绝缘电线，则导管系统应该使用重规螺纹钢管、无缝钢管或符合GB/T
28、4823.1电气安装用导管的技术要求 第2部分：导管的技术要求 金属导管的焊缝钢管或隔爆型软管，导管与隔爆外壳以及导管之间的连接最少为5扣螺纹。电缆的总截面（包括绝缘层）不超过导管截面的40%。导管系统应该按下列要求配备密封附件：-导管进入或离开爆炸危险区的地方；-在正常运行时有点燃源的外壳450mm范围内；-分线盒、终端盒等与直径50 mm以上导管连接的地方以及直径50 mm以上导管每距15m处。-导管内安装电线后，密封附件应该用填料填塞，填料凝固后应该不透水，不收缩；密封附件中填料的厚度应至少等于导管直径，但不得小于16 mm。如果在符合电缆配线系统的电缆之外加设防护性导管，则不受以上限制
29、。除了本质安全电路之外，如果用铝作为导体材料，应该采用过渡接头，且横截面不能小于16mm2。4 接地和等电位连接进入爆炸危险场所的电源应该是零线和地线分开，即；3相5线制，如果3相4线制，则在安全场所应该转化为3相5线制，保护地线的接地电阻应该满足有关标准的规定。在爆炸危险场所，电气设备的金属外壳应与接地系统可靠连接，电气设备的内接地端子，应该与专门的接地线连接。如果设备安装在接地的金属构架上，或者导管配线的金属管接地良好，可以作为外接地。但是，不能利用输送可燃性气体或液体的管道做为接地线。电气设备的接地装置应该与防雷击的接地装置分开布置。5 电气保护应该设置保护装置，保护线路和电气设备过载、
30、短路和接地故障造成有害影响。6 铺设电缆或管道的地沟和栈桥（1） 敷设电气线路的沟道、电缆或钢管，所穿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。（2） 如果电缆与其他管道铺设在同一个栈桥，应采取措施防止其他管道对电气布线的影响（热或腐蚀等），电缆和电气管道应沿危险较低的管道一侧铺设，当管道中有可燃性介质时，如介质比空气重，电气线路应在上方铺设，反之，应在下方铺设。7 对专门防爆类型的补充要求（1） 对隔爆型的补充要求a) 隔爆面应该涂非凝结性润滑脂或防腐剂防止锈蚀；b) 电缆引入装置中的橡胶密封圈的内直径应该与应入电缆的外直径相配合，并用压紧螺母或压盘压紧；如果是钢管配线，则应该按规定进行填料密封；c) 没有装入电缆的引入装置入口应该用符合标准规定的塞堵进行封堵；d) 隔爆外壳上所有的紧固螺钉应该拧紧。（2） 对增安型的补充要求a) 增安型设备引入电缆或导线应该与连接件可靠连接，并注意接线后裸露导体之间的电气间隙和爬电距离符合标准的规定；b) 电缆引入装置的橡胶密封圈应该用压紧螺母或压盘压紧，未使用的引入装置通孔应该用堵板封堵；c) 增安型电动机应该配用过载反时限保护装置，保证电动机堵转时在电动机名牌规定的时间内断开电源。（3） 对本质安全
