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行业应用                
按危险场所划分的防爆电机分类           2019-08-28
学习用于鉴定设备的常用术语和设计标准

雇主有责任保护可能暴露在爆炸性环境中的雇员。雇主必须评估风险并对潜在危险区域进行分类。设备和材料也必须适合在这些危险区域使用。

伺服电机的防爆要求在美国由UL674规定,在欧洲则由ATEX规定。 以下将对每个指令中常用的术语进行定义。它还将提供有关设计标准的信息,用于鉴定设备在这些危险区域的使用。

 
UL674

危险场所是指由于存在易燃、可燃或可燃物质而可能存在火灾或爆炸危险的区域。 这些位置被分解成等级和分区,并进一步由组和温度分类来定义。

 
Class定义

Class I – 气体。空气中存在可燃气体或蒸汽,或易燃液体,数量足以发生爆炸或燃烧。
Class II – 粉尘。可燃性粉尘悬浮在空气中,数量足以发生燃烧或爆炸。
Class III – 纤维。所在场所存在可燃性纤维物或絮状物,如棉绒、亚麻、人造丝等,该类纤维或絮状物主要集中在机器或照明设备周围。

 
Divisions分类
Divisions 定义
1 正常情况。危险存在于日常生产操作或频繁的维修和维护活动中。
2 异常情况。危险被限制在封闭的容器或封闭的系统(通风)中,只有在意外破裂、破裂或异常故障操作时才会出现。
 
气体、蒸汽和液体组
与易燃物质的最小点火能量及其安装位置有关。点燃气体所需的点火能量越低,环境就越危险。
气体 最小点火能量 位置
A 乙炔 17 μJ  工业表面 
B 氢,等  17 μJ  工业表面 
C 乙烯,等  70 μJ 工业表面 
D 碳氢化合物、丙烷、燃料、溶剂,等  240 μJ  工业表面 
粉尘组
粉尘类型
E 金属粉尘 
F 煤、碳尘 
G 谷物、糖、塑料或化学粉尘 
 
温度分类 – “T-代码”
应对可能暴露在危险大气中的表面温度或电气设备的任何部分进行测试,使其不超过设备拟使用区域内特定气体、蒸汽或灰尘的自燃温度的80%。
电气设备标签上的温度分类如下(摄氏度):
USA摄氏度气体
T1 - 450  T3A - 180 
T2 - 300  T3B - 165 
T2A - 280  T3C - 160 
T2B - 260  T4 - 135 
T2C - 230  T4A - 120 
T2D - 215  T5 - 100 
T3 - 200  T6 - 85 
ATEX
ATEX由两个欧洲(欧盟)指令组成。他们是:
ATEX 95设备指令94/9/EC,设备和保护系统 用于潜在爆炸性环境;
ATEX 137工作场所指令99/92/EC,提高潜在爆炸性环境危险工人安全和健康保护的最低要求。
ATEX的名称源自94/9/EC指令的法语标题。Appareils destinés à être utilisés en ATmosphères EX-plosffibles.
ATEX将危险分为几个小组,分别定义为区域、设备组、气体组、粉尘组和温度等级。以下是每个的定义。

区域分为气体和灰尘组。区域0、1和2与气体有关,区域20、21和22与灰尘有关。
0区– 爆炸性环境,包括与气体、蒸汽或薄雾形式的易燃物质的空气的混合物,持续存在或长期存在或频繁存在的地方。
1区– 在正常操作中,可能偶尔会出现由气体、蒸汽或薄雾形式的易燃物质与空气的混合物组成的爆炸性环境的地方。
2区– 不太可能发生爆炸性气体、蒸汽或薄雾形式的可燃物质与空气混合的地方,但如果发生爆炸性气体、蒸汽或薄雾,只会持续很短时间。
20区– 一个以可燃粉尘云形式存在的爆炸性大气持续存在、或长期存在或频繁存在的地方。
21区– 在正常操作中,偶尔会出现可燃粉尘云状爆炸性大气的地方。
22区– 在正常操作中不可能发生可燃粉尘云状爆炸性大气的地方,但如果确实发生爆炸性大气,只会持续很短时间。

设备组分为第一组和第二组,并按类别进一步细分。类别定义基于设备保护设计,稍后将讨论。
第一组 - 用于地下矿山以及此类矿山地面设施中受到火灾和/或可燃粉尘危害的部分。
  M1类 - 确保非常高的防护水平
  M2类 - 确保高水平的保护
第二组 - 用于暴露于或可能暴露于危险条件(火灾或爆炸)的地面设备。
  1类 - 确保对持续、频繁或长时间存在的气体、蒸汽、雾气和灰尘具有很高的防护等级。
  2类 - 确保在可能发生由气体、蒸汽、雾和灰尘引起爆炸性环境的区域使用高水平的保护。
  3类 - 确保在气体、蒸汽、雾和灰尘不太可能或很少发生爆炸性环境的区域使用正常防护等级。

温度等级温度等级与易燃物质及其自燃温度有关。
         气体自燃种类和温度         悬浮颗粒燃烧的种类和温度 
    
 
防爆设备的设计特点(UL674和ATEX)
制造商可将各种设计标准纳入其设计中。 所选内容将决定设备可用于的危险环境。防爆有4个“一般原则”。它们包括:
•耐爆 - 允许发生爆炸,但将其限制在规定区域。结构不会因爆炸而失效。
•隔离 - 试图将电气部件与爆炸性混合物分离或隔离的方法。实践包括加压、封装、油浸和粉末填充。
•预防 - 一种将电能和热能限制在正常和故障条件下的安全水平的方法。实践包括提高安全性、本质安全性、非易燃性(简化)和特殊保护。
  • 提高安全性在正常操作期间,必须防止设备内部或外部温度过高或产生电弧或火花的可能性。通过在构成设备的所有组件中加入一个提高的安全系数来完成(连接、布线、外壳防护等级等)。
  • 本质最具代表性的预防概念,基于存储在电路中的能量限制(电路不能产生电弧、火花或可燃热效应)。 适用于功率小于30伏和100毫安的过程仪表应用。
  • 非易燃性 - 类似于电气设备在正常运行期间无法点燃周围混合物的固有特性。它们的不同之处在于,非易燃物在故障条件下不进行安全性评估,因此不批准用于1类环境。
  • 特殊保护 - 允许对未按照任何现有保护方法开发的设备进行认证。对于特定的危险场所,可以认为是安全的,但必须经过适当的测试和/或详细的设计分析。
 
危险物质的典型位置
气体、液体和蒸汽
  • 炼油厂、汽油储存和分配区
  • 干洗设备,可存在清洗液蒸汽
  • 喷漆区域
  • 飞机库和燃料服务区
  • 公用气装置,以及涉及液化石油气或天然气储存和处理的操作
灰尘
  • 谷物提升机
  • 面粉和饲料厂
  • 制造、使用或储存镁或铝粉的工厂
  • 塑料、药品和烟花的生产商
  • 淀粉或糖果生产商
  • 香料研磨厂、制糖厂和可可厂
  • 选煤厂和其他碳处理或加工区
纤维和挫削
  • 纺织厂、轧棉厂
  • 棉籽机、亚麻加工厂
  • 塑造、粉碎或切割木材并制造木屑或飞屑的植物
 
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