爆炸性粉尘环境
1.什么情况下进行爆炸性粉尘环境的电力装置设计
对用于生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现可燃性粉尘与空气形成的爆炸性粉尘混合物环境时，应进行爆炸性粉尘环境的电力装置设计。
2.在爆炸性粉尘环境中粉尘分为以下三级：
IIIA 级：可燃性飞絮（常见的ⅢA级可燃性飞絮：如棉花纤维、麻纤维、丝纤维、毛纤维、木质纤维、人造纤维等）
IIIB 级：非导电性粉尘（常见的ⅢB级可燃性非导电粉尘：如聚乙烯、苯酚树脂、小麦、玉米、砂糖、染料、可可、木质、米糠、硫磺等粉尘。）
IIIC 级：导电性粉尘（如石墨、炭黑、焦炭、煤、铁、锌、钛等粉尘。）
3.在爆炸性粉尘环境中，产生爆炸必须同时存在下列条件：
(1 )存在爆炸性粉尘混合物其浓度在爆炸极限以内；
(2 )存在足以点燃爆炸性粉尘混合物的火花、电弧、高温。
4.在爆炸性粉尘环境中应采取下列防止爆炸的措施：
(1 )防止产生爆炸的基本措施，应是使产生爆炸的条件同时出现的可能性减小到最小程度。
(2 )防止爆炸危险，应按照爆炸性粉尘混合物的特征，采取相应的措施。
(3 )在工程设计中应先采取下列消除或减少爆炸性粉尘混合物产生和积聚的措施：
5.危险区域划分
爆炸性粉尘危险区域划分应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间进行分区,原分为10区、11区。现有标准GB12476.1.《可燃性粉尘环境用电气设备》等同IEC61241标准，将危险区域划分为20区、21区、22区，10区与20区对应，11区与21区、22区对应。
（1）爆炸性粉尘环境由粉尘释放源而形成。粉尘释放源应按爆炸性粉尘释放频繁程度和持续时间长短分级，分为：
连续级释放源：粉尘云持续存在或预计长期或短期经常出现的部位。例如：粉尘容器内部。
一级释放源：在正常运行时预计可能周期性地或偶尔释放的释放源。例如：毗邻敞开式包装袋装卸点的周围。
二级释放源：在正常运行时，预计不可能释放，如果释放也仅是不经常地并且是短期地释放。例如：需要偶尔打开并且打开时间非常短的人孔，或者是其周围出现粉尘沉淀的粉尘处理设备。
一旦了解了工艺过程有释放的潜在可能,就应该鉴别每一释放源并确定其释放等级。
下列各项不应该被视为释放源：
――压力容器外壳主体结构，包括它的封闭的管口和人孔。
――全部焊接的输送管。
――在设计和结构方面对防粉尘泄露进行了适当考虑的阀门压盖和法兰接合面。
（2）爆炸性粉尘环境应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，按以下规定进行分区：
原则上是存在连续级释放源的区域可划为20区；存在一级释放源的区域可划为21区；存在二级释放源的区域可划为22区。按以上规定划分区域等级后，再根据采取排气通风等措施调整区域划分。
20区：空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环境中的区域。
可能产生20区的场所示例：
――粉尘容器内部；
――贮料槽，筒仓等，旋风除尘器和过滤器；
――粉料传送系统等，但不包括皮带和链式输送机的某些部分；
――搅拌机，研磨机，干燥机和装料设备等。
21区：在正常运行时，空气中的可燃粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘环境中的区域，即使出现，持续时间也是短暂的。
可能产生2１区的场所示例：
――当粉尘容器内部出现爆炸性粉尘混合物，为了操作而需频繁移出或打开盖/隔膜阀时，粉尘容器外部靠近盖/隔膜阀周围的场所；
――当未采取防止爆炸性粉尘混合物形成的措施时，在粉尘容器外部靠近装料点和卸料点、送料皮带、取样点、卡车卸载站、皮带卸载点等场所；
――如果粉尘堆积且由于工艺操作，粉尘层可能被扰动而形成爆炸性粉尘混合物时，粉尘容器外部场所；
――可能出现爆炸性粉尘云（但既非持续地，也不长期，又不经常时）的粉尘容器内部场所，例如自清扫时间间隔长的筒仓（如果仅偶尔装料和／或出料）和过滤器的积淀侧。
22区：在正常运行条件下，空气中的爆炸性粉尘云不太可能形成爆炸性粉尘环境的场所，即使出现，持续时间也是短暂的
可能产生22区的场所示例：
――袋式过滤器通风孔的排气口，一旦出现故障，可能逸散出爆炸性混合物；
――很少时间打开的设备附近场所，或根据经验由于高于环境压力粉尘喷出而易形成泄露的设备附近场所；气动设备，挠性连接可能会损坏等的附近场所；
――装有很多粉状产品的存储袋。在操作期间，存储袋可能出现故障，引起粉尘扩散；
――当采取措施防止爆炸性粉尘/空气混合物形成时，一般划分为21区的场所可以降为22区场所。这类措施包括排气通风。在（收尘袋）装料和出料点、送料皮带、取样点、卡车卸载站、皮带卸载点等等场所附近应采取措施；
――形成的可控制（清理）的粉尘层有可能被扰动而产生爆炸性粉尘/空气混合物的场所。只有在危险粉尘/空气混合物形成前，通过清理的方式清除了该粉尘层，它才为非危险场所。
6.危险区域范围确定
（1）20区范围包括爆炸性粉尘/空气混合物长期持续地或者经常在管道、生产和处理设备内存在的区域。
如果粉尘容器外部持续存在爆炸性粉尘/空气混合物，则要求划分为20区。但在工作场所产生20区的情况是被禁止的。
（2）21区的范围宜按下列规定确定：
一一含有一级释放源的粉尘处理设备的内部；
一一由一级释放源形成的设备外部场所，其区域的范围应受到一些粉尘参数的限制，如粉尘量，释放率，浓度，颗粒大小和产品湿度。通常为释放源周围1米的距离（垂直向下延至地面或楼板水平面），对于建筑物外部场所（敞开），21区范围会由于气候，例如风、雨等的影响而改变；
一一如果粉尘的扩散受到物理结构（墙壁等等）的限制，它们的表面可作为该区域的边界；
一一可以结合同类企业相似厂房的实践经验和粉尘参数，适当的考虑可将整个厂房划为21区。
（3）22区的范围宜按下列规定确定：
一一由二级释放源形成的场所，其区域的范围应受到一些粉尘参数的限制，如粉尘量，释放速率，颗粒大小和物料湿度，同时需要考虑引起释放的条件。对于建筑物外部场所（露天）、22 区范围由于气候，例如风、雨等的影响可以减小。在考虑22 区的范围时，通常超出21 区3m 及二级释放源周围3m 的距离（垂直向下延至地面或楼板水平面）；
一一如果粉尘的扩散受到实体结构（墙壁等等）的限制，它们的表面可作为该区域的边界。
一一可以结合同类企业相似厂房的实践经验和实际的因素，适当的考虑可将整个厂房划为22 区。。
规范中21 区为“一级释放源周围1m 的距离”，及22 区为“二级释放源周围3m 的距离”是IEC60079-10-2 推荐的。另外，在本规范中采取了主要以厂房为单位划定范围的方法。特别是厂房内多个释放源相距大于2m，其间的设备选择按非危险区设防其经济性不大时，释放源之间的区域一般也延伸相连起来。这种方法结合我国工业划分粉尘爆炸危险区域的习惯做法，也多是以建筑物隔开来防止爆炸危险范围扩大的。不经常开启的门窗，可认为具有限制粉尘扩散的功能。
对电气装置来说，也是以厂房为单位进行设防。
三．333333爆炸性环境的电力装置
本章改变了原规范的模式，将气体/蒸气爆炸性环境与粉尘爆炸性环境的电气设备的安装合为一节来编写，一是两种危险区内电气设备的安装有很多相同的要求，避免不必要的重复，二是为了与IEC60079-14-2007 相匹配。
2.爆炸性环境电气设备的选择
（1）爆炸性环境内电气设备应根据下列条件进行选择：
1）爆炸危险区域的分区
2）可燃性物质和可燃性粉尘的分级
3）可燃性物质的引燃温度
4）可燃性粉尘云、可燃性粉尘层的最低引燃温度
（2）根据爆炸危险区域的划分选择防爆电气结构的类型
爆炸危险区域 防爆结构 | 0区 | 1区 | 2区 |
隔爆外壳“d" | Ｘ | ○ | ○ |
正压型“p” | Ｘ | ○ | ○ |
充沙型“q" | Ｘ | ○ | ○ |
油浸型“o" | Ｘ | ○ | ○ |
增安型“e" | Ｘ | △(2) | ○ |
本质安全型“ia" | ○ | ○ | ○ |
本质安全型“ib" | Ｘ | ○ | ○ |
浇封型“m” | ○ | ○ | ○ |
无火花型“n” | Ｘ | Ｘ | ○ |
注：
1． 表中符号：○为适用；△为慎用；Ｘ为不适用。
2. 在1区中使用的增安型“e”电气设备仅限于下列电气设备：
1) 在正常运行中不产生火花、电弧或危险温度的接线盒和接线箱，包括主体为“d”或“m”型，接线部分为“e”的电气产品。
2) 配置有合适热保护装置（GB3836.3-2010附录D）的“e”型低压异步电动机(启动频繁和环境条件恶劣者除外)。
3)“e”型荧光灯。
4)“e”型测量仪表和仪表用电流互感器
（增安型电气设备为正常情况下没有电弧、火花、危险温度，而不正常情况下有引爆的可能，故对在1 区使用的“e”类电气设备进行了限制。增安型电动机保护的热保护装置， 目的是防止增安型电机突然发生堵转、短路、断相而造成定子、转子温度迅速升高引燃周围的爆炸性混合物。增安型电动机的热保护装置要求是在电动机发生故障时能够在规定的时间（tE）内切断电动机电源，使电机停止运转，。随着电子工业的发展，新型的电子型综合保护器已大量投放市场，其工作误差和稳定性能够满足增安型电动机的保护要求，为增安型电动机的应用提供了必要条件。
无火花型电动机比较经济，但安全性不如增安型。选用该类型产品时，使用部门应有完善的维修制度，并严格贯彻执行。）
粉尘类型 | 20区 | 21区 | 22区 |
非导电性粉尘 IIIA, IIIB | tD A20 （tD B20） iaD maD | tD A20或tD A21 （tD B20或tD B21） iaD或ibD maD或mbD pD | tD A20；tD A21或tD A22 （tD B20；tD B21或tD B22） iaD或ibD maD或mbD pD |
导电性粉尘 IIIC | tD A20 （tD B20） iaD maD | tD A20或tD A21 （tD B20或tD B21） iaD或ibD maD或mbD pD | tD A20或tD A21或tD A22 IP6X （tD B20或tD B21） iaD或ibD maD或mbD pD |
tD为外壳保护型；iaD 、ibD为本质安全型；maD、mbD为浇封型：pD为正压型。
设备的最高允许表面温度是由相关粉尘的最低点燃温度减去安全裕度确定的，当按照GB12476.8-1规定的方法对粉尘云和厚度不大于5mm的粉尘层中的“tD”防爆型式进行试验时，采用A型，对其他所有防爆型式和12.5mm厚度中的“tD”防爆型式采用B型。
i. A型和其他粉尘层用设备外壳
——
厚度不大于5mm：
用IEC 61241-0中23.4.4.1规定的无尘试验方法试验的最高表面温度不应超过5mm厚度粉尘层最低点燃温度减75°C：Tmax
= T5mm
– 75 °C。
式中T5 mm是5mm厚度粉尘层的最低点燃温度。
ii.
粉尘层厚度12.5mm以下B型设备专用外壳
当设备按照GB12476.5中8.2.2.2的规定试验时，对于12.5mm粉尘层厚度来说，设备最高表面温度不应超过粉尘层最低点燃温度减25°C：Tmax
= T12.5mm
– 25 °C。
式中T12.5 mm是12.5mm厚度粉尘层的最低点燃温度。
设备的最高表面温度不应超过相关粉尘/空气混合物最低点燃温度的2/3，Tmax≤2/3 TCL，单位：℃。
式中TCL为粉尘云的最低点燃温度。
（1）危险区域划分与电气设备保护级别的关系：
设备保护级别（EPL）是根据设备成为引燃源的可能性和爆炸性气体环境及爆炸性粉尘环境所具有的不同特征而对设备规定的保护级别。有如下级别：
EPL Ga
爆炸性气体环境用设备。具有“很高”的保护等级，在正常运行过程中、在预期的故障条件下或者在罕见的故障条件下不会成为点燃源。
EPL Gb
爆炸性气体环境用设备。具有“高”的保护等级，在正常运行过程中、在预期的故障条件下不会成为点燃源。
EPL Gc
爆炸性气体环境用设备。具有“加强”的保护等级，在正常运行过程中不会成为点燃源，也可采取附加保护，保证在点燃源有规律预期出现的情况下（例如灯具的故障），不会点燃。
EPL Da
爆炸性粉尘环境用设备。具有“很高”的保护等级，在正常运行过程中、在预期的故障条件下或者在罕见的故障条件下不会成为点燃源。
EPL Db
爆炸性粉尘环境用设备。具有“高”的保护等级，在正常运行过程中、在预期的故障条件下不会成为点燃源。
EPL Dc
爆炸性粉尘环境用设备。具有“加强”的保护等级，在正常运行过程中不会成为点燃源，也可采取附加保护，保证在点燃源有规律预期出现的情况下（例如灯具的故障），不会点燃。
注意设备保护级别（EPL）与外壳防护等级（IP）不要混淆。
危险区域 | 设备保护级别（EPL） |
0区 | Ga |
1区 | Ga 或Gb |
2区 | Ga 、Gb或Gc |
20区 | Da |
21区 | Da 或Db |
22区 | Da 、Db或Dc |
（4）电气设备保护级别（EPL）与电气设备防爆结构的关系：
设备保护级别（EPL） | 电气设备防爆结构 | 防爆型式 |
Ga | 本质安全型 | “ia” |
浇封型 | “ma” | |
由两种独立的防爆类型组成的设备，每一种类型达到保护等级别“Gb”的要求 | ||
光辐射式设备和传输系统的保护 | “op is” | |
Gb | 隔爆型 | “d” |
增安型 | “e”注1 | |
本质安全型 | “ib” | |
浇封型 | “mb” | |
油浸型 | “o” | |
正压型 | “px”“py” | |
充砂型 | “q” | |
本质安全现场总线概念（FISCO） | ||
光辐射式设备和传输系统的保护 | “op pr” | |
Gc | 本质安全型 | “ic” |
浇封型 | “mc” | |
无火花 | “n” “nA” | |
限制呼吸 | “nR” | |
限能 | “nL” | |
火花保护 | “nC” | |
正压型 | “pz” | |
非可燃现场总线概念(FNICO) | ||
光辐射式设备和传输系统的保护 | “op sh” | |
Da | 本质安全型 | “iD” |
浇封型 | “mD” | |
外壳保护型 | “tD” | |
Db | 本质安全型 | “iD” |
浇封型 | “mD” | |
外壳保护型 | “tD” | |
正压型 | “pD” | |
Dc | 本质安全型 | “iD” |
浇封型 | “mD” | |
外壳保护型 | “tD” | |
正压型 | “pD” |
爆炸性气体环境保护类型的另一种标志
——“db”：隔爆外壳。
——“eb”：增安型。
——“ia”：本质安全型
——“ib”：本质安全型
——“ic”：本质安全型
——“ma”：浇封型
——“mb”：浇封型
——“nAc”：无火花，
——“nCc”火花保护
——“nRc”：限制呼吸
——“nLc”：限能
——“ob”：油浸型；
——“pxb”: 正压型
——“pyb”： 正压型
——“pzc”： 正压型
——“qb”： 充砂型
爆炸性粉尘环境保护类型的另一种标志
——“ta”:外壳保护
——“tb”: 外壳保护
——“tc”：外壳保护
——“ia”：本质安全型
——“ib”：本质安全型
——“ma”：浇封型
——“mb”：浇封型
——“pb”：正压型
——“pc”： 正压型
浇封保护型“mD”encapsulation
“mD”
电气设备的一种防爆型式。这种型式是将可能产生点燃爆炸性环境的火花或发热部件封入复合物中，使他们在运行或安装条件下避免点燃粉尘层或粉尘云。（未完待续）
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