爆炸性危险场所所使用的防爆形式

   爆炸性危险场所使用的防爆电气设备采用的防爆型式

通用要求BN50014/IEC60079-0
    根据标准EN50014/UEC60079-0，防爆电气设备可以采用多种不同的防爆型式。
爆炸性危险场所用防爆电气设备的设计需同时满足通用要求及其相关特殊防爆标准的补充规定。对用于严酷环境条件下（湿热、高温等）的电气设备，还应遵照其特殊的标准，设计采用特殊的结构来实现其安全性能。
    防爆电气设备必须在其表面醒目的位置清楚地作出标识，但标准规定的在爆炸性危险场所中使用时可以免于审查、认可和标识的简单设备（额定值不超过1.5V、100mA/25mW的电气设备）除外。
    防爆电气设备采用的防爆型式、依据的标准和使用场所的关系如下所示（详见表1）。应用于0区（种类1）的电气设备采用的防爆型式只有种类1（气体）电气设备方可用于0区。Ⅱ类、种类1（气体）电气设备须具有EN500284、IEC60079-26标准规定的结构和设备标识并通过标准规定的试验。应用于1区（种类2）的电气设备采用的防爆型式1区使用的电气设备可以采用多种不同的防爆型式，经常使用的有：
防爆标准 适用场所
充油型“o”EN50015、IEC60079-6 1 2
正压型“p”EN50016、IEC60079-2 1 2
充砂型“q”EN50017、IEC60079-5 1 2
隔爆型“d”EN50018、IEC60079-1 1 2
增安型“e”EN50019、IEC60079-7 1 2
本质安全型“I”EN50020、IEC60079-111 0 1 2
浇封型“m”EN50028、IEC60079-18 1 2
本质安全系统EN50039、IEC60079-25 0 1 2
无火花型“n”EN50021、IEC60079-15 2
注1：隔爆型和本质安全型电气设备可再细分为ⅡA、ⅡB、ⅡC（详见EN50014和IEC60079-0）
附录A 依据最大试验安全间隙MESG和最小点燃电流MIC确定气体、蒸汽的分类。
1. 隔爆型防爆型式Exd（加热器、开关、电动机、电流接触器等）
2. 增安型防爆型式Exe（接线端子、接线盒、电动机、加热器等）
3. 本质安全型防爆型式Exi（控制装置、仪器、监视器）
    有时，防爆电气设备采用具有多种防爆型式的复合防爆结构，最常使用的就是隔爆型外壳和增安型接线盒的复合结构，这种结构的优点就在于将接线部分与隔爆壳体分开布置，非专业技术人员不会因接线而损害隔爆面。
    隔爆型“d”(ExdⅡC、ExdⅡB、ExdⅡA)
    将可能引燃周围爆炸性环境的部件和设备装于一个外壳内，其外壳能够承受通过隔爆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的内部爆炸而不损坏，并且也不会引起点燃壳体外的爆炸性环境的结构（火花点燃）。假设不能避免环境中的爆炸性混合物扩散传播进入隔爆型壳体内。
    依据最大试验安全间隙，外壳可以分为A级、B级和C级。
    为了保证正常运行时的表面超过相应的温度组别的规定，产品认证时都明确规定每一个隔爆型外壳允许安装的设备和部件最大耗散功率；如果隔爆型外壳可以安装不同的设备构成多种不同的结构，则制造厂应分别提供资料和试验文件，证明每种安装方式和结构中安装设备和部件的耗散功率总和小于或等于产品认证通过时的最大允许耗散功率。
    增安型“ExeⅡ”
    增安型防爆是对在正常运行条件下不会产生电弧或火花的电气设备进一步采取措施，提高其安全程度，以防止电气设备产生高温、电弧和火花的可能性。隔爆型防爆与增安型防爆的不同在于是否完全消除点燃源的形式，从而防止爆炸的产生。增安型防爆电气设备的考核特别要注意最高表面温度（详见温度组别）、电气间隙和爬电距离等方面的要求。
带裸露导体的外壳和接线盒的外壳防护等级不得低于IP54，带有绝缘部件的外壳和接线盒的外壳防护等级至少应达到IP44.
    为保证工厂环境条件下的温度符合要求，每个接线盒的耗散功率都应做相应的限制。接线盒中散发的热量与以下两个因素有关：
1. 外壳内产生散热的端子和导体的数量
2. 与周围温度有关的每个端子和导体的散热
    为了便于技术人员的参照和对比，制造商应为每个接线盒提供接线对应表，说明不同截面积、额定电流的导体与壳体或接线盒中允许使用的接线端子数量之间的关系。
本质安全型“i”(ExiaⅡC、ExibⅡC)
    如果电气设备内所有线路均为本质安全型电路，则该电气设备为本质安全型电气设备。本质安全型线路通过限制线路中的电流和电压（电感电路、电容电路和电阻电路）以避免内部产生火花和热效应。线路中存储的能量应低于爆炸性混合物的最小点燃能量。基于最小试验点燃电流对本质安全线路的划分可再细化为A、B、C三级。
本质安全型电气设备分为“ia”和“ib”等级，“ia”等级对故障及复合故障的考核要求比“ib”等级更为严格，因此，“ia”等级电气设备可以用于0区，而“ib”等级电气设备用于1区。
    此外，本安线路的连接导线需与非本安导线分开布置，并加以区别（如果使用颜色区分，则应用RAL5012淡兰色）。与合适安全栅连接使用的温度调节器、控制设备和监视器，可直接作为本质安全型电气设备使用。本质安全型关联设备必须安装于安全场所使用，关联设备的防爆标志使用括号，以与本质安全型电气设备加以区分，例如：（ExibⅡCT6）。
    本质安全型电气系统
    由本质安全型电气设备、本质安全关联设备及其他电气设备使用连接电缆互相连接组成的系统。
    未经检验机构认可而应用的本质安全电气系统，需形成系统文件，阐述与系统本安性能相关的本质安全型电气设备、本质安全关联设备以及连接用电缆电气技术参数及对系统本安性能的构成加以说明。
浇封型“m”（ ExmⅡ）
    将可能出现引燃规定爆炸性气体混合物的火花和过热的部分用浇封复合物浇封起来，使用它不能点燃爆炸性混合物的防爆结构。热固性、热塑性、环氧树脂（冷固）和弹性物质，有或无填充剂（添加剂）物质固化后均可做为浇封复合物。浇封复合物必须具有标准规定的温度范围。通常是依据IEC60216-1温度等级T1或是UL的温度等级来加以考核。被浇封的部件内允许有不大于100cm3的自由空腔。
    正压型“p”（ ExpⅡ）
    将可能产生火花的电气设备（如小型断电路或接触器）或部件装于一外壳内，采取相应的措施使外壳保持正压以防止可燃性气体进入壳体内，或利用保护气体（空气或惰性气体），在正常工作条件下，将壳体内可燃性气体或蒸汽稀释至远远低于气体爆炸下限的防爆型式。
    正压型外壳，同隔爆型外壳一样，需通过标准规定的型式试验。正压型电气设备除了要保持一定的压力以外，还须设有安全装置监控环境中的空气或惰性气体来保护足够的换气量。在故障状态下，正压型电气设备要求能自动切断电源。
    最小换气量至少为外壳及连接管道净容积的5倍。最小换气量测定试验时，保护气体供给装置中提供的保护气体流量和压力应调节到规定的最小值。
    标准第二版规定，与正压型电气设备使用的控制装置须满足EN50016和IEC954-1种类3有关要求，并进行保护装置动作可靠性检验。
    事实上，一些简化的类似于正压型的也未通过相应标准规定的试验测试的电气设备经常使用在爆炸性危险场所中。毫无疑问，采取措施实现真正意义上的与标准规定要求相一致的正压型防爆技术来设计和制造电气设备，其成本必然会随之增加。
    应用于2区（种类3）的电气设备采用的防爆型式
    用于0区和1区的设备同样适用于2区场所，而无火花型防爆电气设备仅适用于2区场所。
    新出版的CENELEC正压标准EN50021：1999不再包括简化正压的具体内容。但2001年出版的IEC标准60079-15囊括了以前版本提及的简化正压防爆技术（nZ）的具体内容，该标准主要讨论了应用于2区场所的分析仪器。目前，简化正压技术主要应用于简间控制系统，而复杂的2类和3类分析设备（适用于1区和2区场所）应依据IEC/EN标准60079-2（正压标准）进行设计和制造。IEC/EN标准60079-2将成为第一个同时规定了2 类和3类设备防爆要求的标准。
    欧洲标准60079-15生效后，冲击试验的能量将提高至与2类设备的同等水平（IEC60079- 0/EN50014）.外壳部件（比如限制呼吸外壳）要求能承受7J能量的冲击，否则该设备的使用须受到一定的限制。此外，薄膜键盘、监视器和操作面板材质的表面电阻不能大于1GΩ。如果塑料薄膜的表面电阻超出以上数值，则必须采用其他措施以避免积聚静电荷。
    在2区场所安装使用的3类电气设备采用无火花型技术可以大大地降低成本费用。
在2区场所主要考核设备的正常运行情况，不考核短时存在的故障状态。无火花型电气设备可以分为以下五种类型：
    nA 无火花型电气设备（电动机、熔断器、照明灯具、测量仪器及低能设备）
nC 工作中产生电弧、火花和热表面的电气设备（密闭断路装置、非点燃元件、气密装置和密封装置）
nR 限制呼吸外壳
nL 限能设备和限能电路
nZ 简化正压（仅EN60079-15：2000包含）
无火花型种类3电气设备（EEx nAⅡT3zone2）

    无火花型电气设备采取措施防止在正常运行时，设备内部或外部的电气元件产生电弧、火花及过高的热表面，特别是不得产生超过温度级别的最高表面温度。内部带有裸露带电导体的外壳和接线盒的防护等级至少为IP54，带有绝缘部件的外壳和接线盒外壳防护等级不得低于IP44。
    正常运行时产生电弧、火花和热表面的种类3电气设备（Ex nCⅡT5 Zone2）
    正常运行时产生电弧、火花和热表面的电气设备应采用浇封或浇注结构，并能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸而不会产生影响防爆性能的损坏，而且该装置的结构可以防止内部的爆炸火焰传播到外部爆炸环境中。如果采用简化隔爆壳体，则必须采取措施有效地防止内部的爆炸火焰传播到外部爆炸性环境中。（比如无内部点燃源的设备）。 
    限制呼吸外壳种类3电气设备（Ex nRⅡT5 Zone2）
    内部产生电弧、火花及允许的热表面的电气设备，必须具有不低于IP54的外壳防护等级且通过半压力时间试验（设备外壳内空气压力3mbar变化到1.5mbar的时间不小于80秒，则认为试验合格）方可用于2区场所。限制呼吸的外壳和盒体除应达到有关要求外，还必须通过半压力时间试验。 
    与采用增安型及隔爆型防爆型式的壳体不同，限制呼吸结构壳体必须维护，使用人员需进行常规的定期检查和维护。
    限制能量种类3电气设备（Ex nLⅡT6 Zone2）
限制能量设备内所有电路和部件的能量均受限制至不能产生点燃特定的爆炸性气体混合物的电弧、火花或热表面。
    限制能量关联设备同时具有限制能量线路和非限制能量线路，限制能量关联设备需安装于安全场所使用。
    简化正压外壳种类3电气设备（Ex nZⅡT5 Zone2）
    简化正压使设备在不低于0.5mbar的正压下工作成为可能。采用该防爆形式时气体泄漏或压力不足时通过声光报警，但不要求自动断电。如果设备未达到标准规定的有关要求，但能将报警信号传送至上一级控制系统并报警，经合格评定机构审查，也可认定为合格。
    简化正压主要由防护外壳、空气或氮气入口喷嘴（最好是烧结式喷嘴以减少信号噪音）以及本安压力监测器组成。
    将来，内部有点燃源的设备（如分析仪器）将依据EN60079-2进行设计制造。从前，简化正压的出台可以使98％的设备降低设计要求和成本。