仪器仪表防爆类型都有哪些?
一、隔爆型
隔爆型是指隔爆外壳内放入可能产生火花、电弧和危险温度的零部件,但是设备内部空间与周围的环境会通过隔爆外壳分离开来。由于隔爆外壳存在间隙,因此内部发生爆炸时,外壳可以承受产生的爆炸压力而不损坏,使火焰或危险的火焰生成物不能点燃外部爆炸性环境,最终达到隔爆目的。
二、本安型
本安型的全称是本质安全型,顾名思义,该设备本质是以安全状态设计的,即,在设备内部的所有电路都是由在标准规定条件下,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。主要是通过限制电路中的能量,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。
三、粉尘防爆型
近年来,粉尘爆炸事故可谓是频频发生,我国有关政府也开始积极响应号召,杜绝类似事故的再次发生。因为,粉尘防爆型仪表也变为了大多数顾客炙手可热的防爆要求。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,从而防止爆炸发生。
四、正压型
正压型防爆型式,是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,以达到安全的目的。正压设备保护型式包括在系统内部保护静态正压,和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。
五、增安型
增安型防爆型式是指通过采取一些附加措施,使正常运行条件下不会产生电弧、火花的电气设备更加安全。一般会通过采取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等措施来达到防爆的效果。
六、油浸型
油浸型防爆型式是将整个设备或设备的部件浸在作为保护液的油内,使之不能点燃油面以上或外壳外面的爆炸性气体环境,从而达到防爆的目的。
七、充砂型
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。
八、浇封型
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,从而使得周围爆炸性混合物不能被点燃。
西安华舜测量设备有限公司生产制造的外测液位开关、外测液位计、便携式液位指示器等产品,均通过了本安隔爆双重防爆认证,能够满足绝大部分工况的防爆需求,有效确保了生产的安全进行,可测介质种类也比较多,是化工生产的理想选择!
本安的设备可以直接进入防爆腔体吗
(一)、本安防爆技术
本安防爆技术是目前被标准化适合于0区的技术。对于自动化仪表,常用的防爆形式依次是本安型、隔爆型和增安型。然而由于电子技术的飞速发展和低功耗电子器件的不断诞生,使本安防爆技术的推广和应用了更为广阔的空间。特别是由于本质安全型(也称“本安型”)防爆形式与其他防爆形式相比,不仅具有结构简单,适用范围广,而且还具有易操作和维护方便等特点,因此这种抑制点火源能量为防爆手段的本安防爆已为仪表制造商和用户接受。
1、本安防爆技术的基本原理
电火花和热效应是引起爆炸性危险气体爆炸的主要点燃源。本安就是通过限制电火花和热效应两个可能的点燃源的能量来实现的。在正常工作和故障状态下当仪表可能产生的电火花或热效应的能量小于这个能量时,低度表不可能点燃爆炸性危险气体而产生爆炸。原理是从限制能量入手,可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许的范围内,以保证仪表在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。
2、本安防爆技术的特点
本安防爆技术实际上是一种低功率设计技术。通常对于氢气(ⅡC)环境,必须将电路功率限制在1.3W左右。由此可见,本安技术能很好的适用于工业自动化仪表。
与其他任何防爆型式相比,采用本安防爆技术可给工业自动化仪表带来以下技术和商务上的特点。
1)、不需要设计制造工艺复杂、体积庞大且又笨重的隔爆外壳,因此,本安仪表具有结构简单、体积小、重量轻和造价低的特点。据资料,建立一个本安型和隔爆型开关传输回路的费用之比约为1:4.
2)、可在带电工况下进行维护、标定和更换仪表的部分零件等。
3)、安全可靠性高。本安仪表不会因为紧固螺栓的丢失或外壳结合面锈蚀、划伤等人为原因而降低仪表的安全可靠性。
4)、由于本安防爆技术是一种“弱电”技术,因此,本安仪表的使用可以避免现场工程技术人员的触电伤亡事故的发生。
5)、适用范围广。本安技术是可适用于0区危险场所的防爆系统。
6)对于象热电偶等简单设备,不需特别认证即可接入本安防爆系统。
综上所述,对于自动化仪表而言,本安防爆技术是一种比较理想的防爆技术,它也必将被广泛应用于现场总线智能化仪表及其系统的设计。
3、本质安全设备及关联设备
两种:本安电气设备和关联设备。
1)、本安电气设备
在国家标准所规定的条件下(包括正常工作和规定故障条件),产生的任何电火花和热效应尚不能点燃规定的爆炸性气体环境的电气设备。它可用于危险场所。
它可分为一般本安电气设备和简单电气设备。
一般本安电气设备:具有储能元件,是需要防爆认证的本安电气设备,如变送器、接近开关等。
简单电气设备:根据制造商的技术条件,电气参数值均不超过1.2V,
<0.1A,<25mW,<20uJ的电气设备,它们无需防爆认证。可以自由地配置在本安回路中。如:电阻(包括可变电阻)、发光二极管、开关、热电偶、热电阻、应变仪。
2)、关联设备(安全栅)
一种安装在安全场所,本安电气设备与非本安电气设备之间相连的电气设备。
安全栅能将窜入到现场本安设备的能量限制在安全值内,从而确保现场设备、人员和生产的安全。本安系统回路的示意图如下:
4、本安电气设备的分类
1)、类别
基于国家标准GS3836.1《爆炸性气体环境用电气设备第1部分通用要求》规定的电气设备分类原则,
本安仪表可分为两类:
I类:煤矿用本安仪表(mining industry)
Ⅱ类:工厂用本安仪表(surface industry)
Ⅱ类工厂用本安仪表,跟气体分组一样,可进一步分为A、B、C三级。
2)、级别
5、防爆标志
本安仪表的防爆标志跟其他防爆型式的防爆标志一样,它实质上是仪表所适用的爆炸性危险场所的代号。
通常一个爆炸性危险场所需用三个参量来定义。
1)、危险场所区域
反映可能出现危险气体的频率或持续时间,亦即产生爆炸的危险程度。
2)、危险性气体的种类,即气体组别考虑可能出现的危险气体的点燃能量。
3)、危险气体的引燃温度,即气体温度组别考虑可能出现的危险气体的点燃温度。
相应地,本安仪表的防爆标志也必须在“Ex”防爆标记后,依次表达出仪表可适用的区域、气体组别和温度组别三个参量
(二)、本安电气设备防爆标志
现场本安设备具有本安性能的主要参数:
输入电压(Ui)
施加到本质安全电路连接装置上,而不会使本质安全性能失效的电压(交流峰值或直流)。
输入电流(Ii)
施加到本质安全电路连接装置上,而不会使本质安全性能失效的电流(交流峰值或直流)。
输入功率(Pi)
当电气设备与外电源连接不使本质安全性能失效时,可能在电气设备内部消耗的本质安全电路的输入功率。
内部等效电容(Ci)
通过电气设备连接装置出现的电气设备总等效内电容。
内部等效电感(Li)
通过电气设备连接装置出现的电气设备总等效内电感。
2、连接电缆
从系统布线工程角度考虑,由于连接电缆存在分布电容和分布电感,使连接电缆成为储能元件。它们在信号传输过程不可避免地存储能量,一旦当线路出现开路或短路时,这些储能就会以电火花或热效应的形式释放出来,影响系统的本安性能。
因此既要保证连接传输电缆不会受到外界电磁场干扰影响及与其他回路混触,又要限制布线长度和感应电动势所带来的附加非本安能量,依此来确定电缆的允许分布电容和允许分布电感,世界各防爆检验机构主要采取以集中参数的方式考虑电缆分布参数的方法。
连接电缆本安性能的基本参数如下:
电缆允许分布电容(Ci) (Cc)=(Ck)*L 电缆允许分布电感(Lc) (Lc)=(Lk)*L
式中Ck--电缆单位长度分布电容; Lk--电缆单位长度分布电感; L--实际配线长度
3、关联设备-安全栅
从控制室设备配置角度考虑,该部分电气回路必须具备无论系统处于正常工作状态还是故障状态,均能够将从安全场所的非本安回路传到危险场所的本安设备的能量抑制在点火极限(小点燃能量)以下的保护功能。
安全栅本安性能的基本参数:
电压(交流有效值或直流Um)
施加到关联设备非本质安全连接装置上,而不会使本质安全性能失效的电压。
输出电压(Uo)
在开路条件下,在设备连接装置施加电达到电压(包括Um和Ui)时,可能出现的本质安全电路的输出电压(交流峰值或直流)。
输入电流(Io)
来自电气设备连接装置的本质安全电路的电流(交流峰值或直流)。
输入功率(Po)
能从电气设备获得的本质安全电路功率。
外部电容(Co)
可以连接到电气设备连接装置上,而不会使本质安全性能失效的本质安全电路的电容。
外部电感(Lo)
可能连接到电气设备连接装置上,而不会使本质安全性能失效的本质安全电路的电感。
4、本安系统组合条件
为保证设备的安全正常使用,本安系统各配置间必须满足以下条件。
a)、现场本安设备的防爆标志级别不能高于安全栅的防爆标志级别。
b)、关联设备、现场本安设备与连接电缆参数之间要符合以下不等式。
本安仪表及关联设备,按其使用场4所或相连场所的安全程度可分为ia和ib二个级别。
ia级是指在正常工作、一个计数故障和两个计数故障情况下均不能点燃爆炸性气体混合物。即ia级仪表在考虑二个计数故障情况下也不致于产生安全失效。
ib级是指在正常工作和一个计数故障情况下不能点燃爆炸性气体混合物。显然,ia级仪表的安全程度要比ib级仪表高,ib 级仪表仅考虑仪表产生一个故障时不会产生安全失效,但若仪表出现第二次计数故障时,就可能会产生安全失效。
因此,ib级本安仪表的安全程度要比ia级仪表差,它跟隔爆和增安等防爆型式的仪表一样只适用于1区和2区危险场所。相应的,ib级本安关联设备可与1区和2区危险场所的本安仪表或设备相连接。而ia级本安仪表可以用于危险等级的0区危险场所;ia级本安关联设备可与0区危险场所的本安仪表或设备相连接。ia级本安设备是所有防爆型式中安全程度的一种。
3)、设备温度等级
设备温度等级规定了设备表面的允许温度值。这主要基于技术和经济上的考虑。在绝大部分情况下,工作时是有较低温度等级的设备购买和安全费用较高。通过比较,选用本安设备将更加有效和经济。直接安装在危险场所的本安设备需要考虑设备温度等级,而关联设备不需要进行设备温度等级的部分。设备温度等级一定要小于使用在该危险场所环境中可燃物质的点燃温度,否则会引起燃烧爆炸。
为保障人身和财产安全,杜绝火灾爆炸事故的发生,从中央到地方,从企业到员工均高度重视防爆技术。目前,防爆技术已经广泛应用于各行各业,并形成了一系列的行业、国家和国际标准,并随着工业的发展而逐渐提高。在自动化仪表中,本安型、隔爆型和增安型是最为常用的防爆形式。其中,本安防爆技术,即本质安全型(简称本安型)防爆形式,相比其他防爆形式不仅结构简单,适用范围广,而且还具有易操作和维护方便等特点。目前,这种通过抑制点火源能量为防爆手段的本安型防爆仪表已被制造商和用户普遍接受,并得到了更为广阔的推广和应用。为便于用户更好地应用本安仪表,本文就本质安全仪表的防爆知识介绍如下。
一、本质安全防爆技术的工作原理和技术特点
本安防爆技术实际上是一种低功率设计技术。例如对于氢气(IIC)环境,必须将电路功率限制在1.3W左右。由此可见,本安技术能很好的适用于工业自动化仪表。其工作原理和技术的如下:
1、本质安全防爆技术的工作原理
由于电火花和热效应是引起爆炸性危险气体爆炸的主要引爆源,本质安全技术通过限制电火花和热效应这两个可能的引爆源来实现防爆。在正常工作和故障状态下,当仪表产生的电火花或热效应的能量小于一定程度时,低度表不可能点燃爆炸性危险气体而产生爆炸。它实际上是一种低功率设计技术。原理是从限制能量入手,可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许的范围内,本安仪表在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。通常对于氢气环境,也就是危险程度最高、最易爆的环境,必须将功率限制在1.3W以下。国际电工委员会(IEC)规定,在危险程度最高的危险场所0区,只能采用Exia等级的本安防爆技术。因此,本质安全防爆技术是一种最安全、最可靠、适用范围最广的防爆技术。本质仪表设备按安全程度和使用场所不同,可分为Exia和Exib。Exia的防爆级别高于Exib。
Exia级本安仪表在正常工作状态下以及电路中存在两起故障时,电路元件不会发生燃爆。在ia型电路中,工作电流被限制在100mA以下,适用于0区、1区和2区。
Exib级本安仪表在正常工作状态下以及电路中存在一起故障时,电路元件不发生燃爆炸。在ib型电路中,工作电流被限制在150mA以下,适用于1区和2区。
2、本质安全防爆技术的技术特点
1)不需要设计制造工艺复杂、体积庞大且又笨重的隔爆外壳,因此,本安仪表具有结构简单、体积小、重量轻和造价低等特点。
2)可在带电情况下进行维护、标定和更换仪表的部分零件等。
3)安全可靠性高。本安仪表不会因为紧固螺栓的丢失或外壳结合面锈蚀、划伤等人为原因而降低仪表的安全可靠性。
4)由于本安防爆技术是一种“弱电”技术,因此,本安仪表的使用可以避免现场工程技术人员的触电伤亡事故的发生。
5)适用范围广。本安技术是唯一可适用于0区危险场所的防爆系统。
6)对于像热电偶等简单设备,不需特别认证即可接入本安防爆系统。
可见,与其他任何防爆型式相比,采用本安防爆技术可给工业自动化仪表带来技术上优势。
二、本质安全的防爆认证
1、本安防爆是整体防爆的概念:对构成系统的现场设备、安全栅必须经过国家授权认证机构防爆认证,同时需要认证机构签发的本安仪表和安全栅的联合取证确认该本安回路的安全性。现场设备为简单设备时无需本安认证,即可与已取得本安认证的安全栅配合构成本安防爆回路。简单设备是指触点开关、热电偶、热电阻、发光二极管以及桥路等,设备中不含储能元件。
2、本质安全回路防爆认证的原则