電氣防火防爆技術（注安備考）

一、危險物質及危險環境

(一)危險物質分類、分組

1．危險物質分類

爆炸危險物質分如下三類。(1)I類：礦井甲烷(CH：)；(2)Ⅱ類：爆炸性氣體、蒸氣；(3)Ⅲ類：爆炸性粉塵、纖維或飛絮。

2．Ⅱ類、Ⅲ類爆炸性物質的進一步分類(級)

(1)對於Ⅱ類爆炸性氣體，按最大試驗安全間隙(MESG)和最小引燃電流比(MICR)進一步劃分為ⅡA、ⅡB和ⅡC三類。ⅡA、ⅡB和ⅡC各類對應的典型氣體分別是丙烷、乙烯和氫氣。其中，ⅡB類危險性大於ⅡA類；ⅡC類危險性大於前兩者，最為危險。爆炸性氣體MESG和MICR對應關係見表表

類別

MESG/mm

MICR

ⅡA

MESG≥0.9

MICR>0.8

ⅡB

0.9>MESG>0.5

0.8≥MICR≥0.45

ⅡC

MESC≤0.5

MICR<0.45

最大試驗安全間隙(MESG)是指兩個容器由長度25mm的間隙連通，在規定試驗條件下，一個容器內燃爆時，不會使另一個容器內燃爆的最大連通間隙的寬度。此參數是衡量爆炸性物品傳爆能力的性能參數。

最小點燃電流比(MICR)是指在規定試驗條件下，氣體、蒸氣等爆炸性混合物的最小點燃電流與甲烷爆炸性混合物的最小點燃電流之比。

(2)對於Ⅲ類爆炸性粉塵、纖維或飛絮，進一步劃分為ⅢA、ⅢB和ⅢC三類。

ⅢA：可燃性飛絮。指正常規格大於500μm的固體顆粒包括纖維，可懸浮在空氣中，也可依靠自身質量沉澱下來。飛絮的實例包括人造纖維、棉花(包括棉絨纖維、棉紗頭)、劍麻、黃麻、麻屑、可可纖維、麻絮、廢打包木絲綿。

ⅢB：非導電粉塵。指電阻係數大於103Ω·m的可燃性粉塵。

ⅢC：導電粉塵。指電阻係數等於或小於103Ω·m的可燃性粉塵。

可燃性粉塵是指正常規格500μm或更準確細分的固體顆粒，可懸浮在空氣中，也可依靠自身質量沉澱下來，可在空氣中燃燒或燜燃，在大氣壓力和常溫條件下可與空氣形成爆炸性混合物。

其中，ⅢB類粉塵危險性大於ⅢA類，而ⅢC類導電粉塵一旦進入電氣裝置外殼可直接產生電火花形成引燃源，其危險性又大於ⅢB類，是最為危險的粉塵。

3．Ⅱ類、Ⅲ類爆炸性物質的分組

Ⅱ類爆炸性氣體、蒸氣和Ⅲ類爆炸性粉塵、纖維或飛絮按引燃溫度(自燃點)分為6組：T1、T2、T3、T4、T5、T6。

組別

引燃溫度T／℃

T1

450

T2

300

T3

200

T4

135

T5

100

T6

85

【例題】對於Ⅱ類爆炸性氣體，按最大試驗安全間隙(MESG)和最小引燃電流比(MICR)進一步劃分為ⅡA、ⅡB和ⅡC三類。MESG≥0.9 mm、MICR>0.8的屬於Ⅱ類爆炸性氣體中的（ ）類

A．ⅡA B．ⅡB C．ⅡC D．ⅡB或ⅡC

【答案】A

(二)危險環境

對不同危險環境進行分區，目的是便於根據危險環境特點正確選用電氣設備、電氣線路及照明裝置等的防護措施。

1.爆炸性氣體環境

爆炸性氣體環境是指在一定條件下，氣體或蒸氣可燃性物質與空氣形成的混合物，該混合物被點燃後，能夠保持燃燒自行傳播的環境。

(1)爆炸性氣體環境危險場所分區

根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間，對危險場所分區，分為：0區、1區、2區。

1)0區。指正常運行時連續或長時間出現或短時間頻繁出現爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。例如：油罐內部液麵上部空間。

2)1區。指正常運行時可能出現(預計週期性出現或偶然出現)爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。例如：油罐頂上呼吸閥附近。

3)2區。指正常運行時不出現，即使出現也只可能是短時間偶然出現爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。例如：油罐外3m內。

(2)釋放源的等級

1）連續級釋放源。連續釋放、長時間釋放或短時間頻繁釋放；2)一級釋放源。正常運行時週期性釋放或偶然釋放；3)二級釋放源。正常運行時不釋放或不經常且只能短時間釋放；4)多級釋放源。包含上述兩種以上特徵。

(3)通風類型劃分

1)通風的主要方式。自然通風和人工通風。

2)通風的有效性。分為“良好”、“一般”和“差”三個等級。

3)通風的等級。IEC和我國有關標準將通風分為高、中、低三個等級。高級通風(VH)—能夠在釋放源處瞬間降低其濃度，使其低於爆炸下限(LEL)，區域範圍很小甚至可以忽略不計；中級通風(VM)——能夠控制濃度，使得區域界限外部的濃度穩定地低於爆炸下限，雖然釋放源正在釋放中，並且釋放停止後，爆炸性環境持續存在時間不會過長；低級通風(VL)——在釋放源釋放過程中，不能控制其濃度，並且在釋放源停止釋放後，也不能阻止爆炸性環境持續存在。

(4)爆炸性氣體場所危險區域的劃分。1)按下列釋放源級別劃分區域。2)根據通風條件調整區域劃分。

(5)爆炸性氣體環境危險區域的範圍。

1)爆炸危險區域的範圍應根據釋放源的級別和位置、易燃物質的性質、通風條件、障礙物及生產條件、運行經驗，經技術經濟比較綜合確定。

2)建築物內部，宜以廠房為單位劃定爆炸危險區域的範圍。但也應根據生產的具體情況，當廠房內空間大，釋放源釋放的易燃物質量少時，可按廠房內部分空間劃定爆炸危險的區域範圍。

3)當易燃物質可能大量釋放並擴散到15m以外時，爆炸危險區域的範圍應劃分附加2區。

4)在物料操作溫度高於可燃液體閃點的情況下，可燃液體可能洩漏時，其爆炸危險區域的範圍可適當縮小。確定爆炸危險區域的等級和範圍宜符合國家相關標準中爆炸性氣體不同的密度和不同的通風條件下典型爆炸危險區域劃分示例的規定，並應根據易燃物質的

釋放量、釋放速度、沸點、溫度、閃點、相對密度、爆炸下限、障礙等條件，結合實踐經驗確定。

2．爆炸性粉塵環境

爆炸性粉塵環境是指在一定條件下，粉塵、纖維或飛絮的可燃性物質與空氣形成的混合物被點燃後，能夠保持燃燒自行傳播的環境。根據粉塵、纖維或飛絮的可燃性物質與空氣形成的混合物出現的頻率和持續時間及粉塵層厚度進行分類，將爆炸性粉塵環境分為20區、21區和22區。

(1)20區。在正常運行工程中，可燃性粉塵連續出現或經常出現其數量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物和／或可能形成無法控制和極厚的粉塵層的場所及容器內部。

（2）21區。在正常運行過程中，可能出現粉塵數量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物但未劃入20區的場所。該區域包括，與充人或排放粉塵點直接相鄰的場所、出現粉塵層和正常操作情況下可能產生可燃濃度的可燃性粉塵與空氣混合物的場所。

(3)22區。在異常情況下，可燃性粉塵雲偶爾出現並且只是短時間存在、或可燃性粉塵偶爾出現堆積或可能存在粉塵層並且產生可燃性粉塵空氣混合物的場所。如果不能保證排除可燃性粉塵堆積或粉塵層時，則應劃為21區。

3．火災危險環境。火災危險環境分為21區、22區和23區。

(1)火災危險21區。具有閃點高於環境溫度的可燃液體，在數量和配置上能引起火災危險的環境。

(2)火災危險22區。具有懸浮狀、堆積狀的可燃粉塵或纖維，雖不可能形成爆炸混合物，但在數量和配置上能引起火災危險的環境。

(3)火災危險23區。具有固體狀可燃物質，在數量和配置上能引起火災危險的環境。

二、防爆電氣設備和防爆電氣線路

1．防爆電氣設備

(1)防爆電氣設備類型。爆炸性環境用電氣設備與爆炸危險物質的分類相對應，被分為I類、Ⅱ類、Ⅲ類。

1)I類電氣設備。用於煤礦瓦斯氣體環境。I類防爆型式考慮了甲烷和煤粉的點燃及地下用設備的機械增強保護措施。

2)Ⅱ類電氣設備。用於煤礦甲烷以外的爆炸性氣體環境。具體分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三類。ⅡB類的設備可適用於ⅡA類設備的使用條件，ⅡC類的設備可用於ⅡA或ⅡB類設備的使用條件。

3)Ⅲ類電氣設備。用於爆炸性粉塵環境。ⅢB類的設備可適用於ⅢA設備的使用條件，ⅢC類的設備可用於ⅢA或ⅢB類設備的使用條件。

(2)設備保護等級(EPL)

煤礦有甲烷的爆炸性環境中的I類設備EPL分為Ma、Mb兩級。

爆炸性氣體環境的Ⅱ類設備的EPL分為Ga、Gb、Gc三級。

爆炸性粉塵環境的Ⅲ類設備的EPL分為Da、Db、Dc三級。

其中，Ma、Ga、Da級的設備具有“很高”的保護等級。對Ma級來說，甚至在氣體突出時設備帶電的情況下也不可能成為點燃源。Mb、Gb、Db級的設備具有“高”的保護等級。在從氣體突出到設備斷電的時間範圍內預期的故障條件下不可能成為點燃源。Gc、Dc級的設備具有爆炸性氣體環境用設備。

(3)防爆電氣設備防爆結構型式

1)爆炸性氣體環境。隔爆型(d)、增安型(e)、本質安全型(i，對應不同的保護等級分為ia、ib、ic)、澆封型(m，對應不同的保護等級分為ma、mb、mc)、無火花型(nA)、火花保護(nC)、限制呼吸型(nR)、限能型(nL)、油浸型(o)、正壓型(p，對應不同的保護等級分為px、py、pz)、充砂型(q)等設備。

2)爆炸性粉塵環境。隔爆型(t，對應不同的保護等級分為ta、tb、tc)、

本質安全型(i，對應不同的保護等級分為ia、ib、ic)、澆封型(m，對應不同的保護等級EPL分為ma、mb、mc)、正壓型(p)等設備。

(4)防爆電氣設備的標誌

標誌應包含：製造商的名稱或註冊商標、製造商規定的型號標識、產品編號或批號、頒發防爆合格證的檢驗機構名稱或代碼、防爆合格證號、Ex標誌、防爆結構型式符號、類別符號、表示溫度組別的符號(對於Ⅱ類電氣設備)或最高表面溫度及單位℃，前面加符號T(對於Ⅲ類電氣設備)、設備的保護等級(EPL)、防護等級(僅對於Ⅲ類，例如1P54)。表示Ex標誌、防爆結構型式符號、類別符號、溫度組別或最高表面溫度、保護等級、防護等級的示例：

1)ExdⅡB13Gb——表示該設備為隔爆型“d”，保護等級為Gb用於ⅡB類T3組爆炸性氣體環境的防爆電氣設備。

2)ExpⅢCTl20℃DbIP65——表示該設備為正壓型“P”，保護等級為Db，用於有ⅢC導電性粉塵的爆炸性粉塵環境的防爆電氣設備，其最高表面溫度低於120℃，外殼防護等級為IP65。用於煤礦的電氣設備，其環境中除了甲烷外還可能含有其他爆炸性氣體(即除甲烷外)時，應按照I類和Ⅱ類相應可燃性氣體的要求進行製造和檢驗。該類電氣設備應有相應的標誌(例如：“ExdI／ⅡBT3”或者“ExdI／Ⅱ(NH3)”。

(5)爆炸危險環境中電氣設備的選用

1)應根據電氣設備使用環境的區域、電氣設備的種類、防護級別和使用條件等選擇電氣設備。2)所選用的防爆電氣設備的類別和組別不應低於該危險環境內爆炸性混合物的類別和組別。

2．防爆電氣線路

在爆炸危險環境中，電氣線路安裝位置的選擇、敷設方式的選擇、導體材質的選擇、連接方法的選擇等均應根據環境的危險等級進行。

1)敷設位置。應當敷設在爆炸危險性較小或距離釋放源較遠的位置；

2)敷設方式。主要採用防爆鋼管配線和電纜配線，在敷設時的最小截面、接線盒、管子連接要求等應滿足對應爆炸危險區域防爆技術要求。

3)隔離密封。溝道以及保護管、電纜或鋼管在穿過爆炸危險環境等級不同的區域之間的隔牆或樓板時，應採用非燃性材料嚴密堵塞。

4)導線材料選擇。1區，配電線路應採用銅芯導線或電纜。在有劇烈振動處應選用多股銅芯軟線或多股銅芯電纜。煤礦井下不得采用鋁芯電力電纜。2區，電力線路應採用截面積4mm2及以上的鋁芯導線或電纜，照明線路可採用截面積2．5mm2及以上的鋁芯導線或電纜。

5)允許載流量。1區、2區絕緣導線截面和電纜截面的選擇，導體允許載流量不應小於熔斷器熔體額定電流和斷路器長延時過電流脫扣器整定電流的1.25倍。引向低壓籠型感應電動機支線的允許載流量不應小於電動機額定電流的1.25倍。

三.試題解析 　

①（2011第18題） 爆炸危險場所電氣設備的類型必須與所在區域的危險等級相適應．因此，必須正確劃分區域的危險等級。對於氣體、蒸氣爆炸危險場所，正常運行對預計週期性出現或偶然出現爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域將其等級劃分為( ）區。

A 0 B 1 C2 D 20

【答案】：B

【解析】：《安全生產技術》第92頁 爆炸性氣體環境危險場所分區，其中1 區指正常運行時可能出現（預計週期性出現或偶然性出現）爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。如油罐頂上呼吸法附近。

②（2012年第69題）下列關於爆炸性氣體環境危險區域劃分以及爆炸性氣體環境危險區域範圍的說法中，正確的是（　　）
A.爆炸性氣體危險區域劃分為O區時，其危險程度低於1區
B.有效通風的可以使高一級的危險環境降為低一級的危險環境
C.良好的通風標誌是混合物中危險物質的濃度被稀釋到爆炸下限30%以下

D.利用堤或牆等障礙物，可限制比空氣重的爆炸性氣體混合物擴散，縮小爆炸危險範圍
E.當廠房內空間大，釋放源釋放的易燃物質量少時，可按廠房內部分空間劃定爆炸危險的區域範圍

【答案】BDE

【解析】本題考查爆炸性氣體、蒸汽環境的0區、1區與2區的具體規定，釋放源、通風類型與爆炸性危險場所的區域劃分。【考點】防火防爆技術92-94 ③（2013年第9題）不同爆炸危險環境應選用相應等級的防爆設備。爆炸危險場所分級的主要依據有( )。

A．爆炸危險物出現的頻繁程度 B．爆炸危險物出現的持續時間

C．爆炸危險物釋放源的等級 D．電氣設備的防爆等級

E．現場通風等級

【答案】：ABCE

【解析】：根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間對爆炸性氣體環境危險場所區分釋放源的等級和通風條件對分區有直接影響；根據粉塵、纖維或飛絮的可燃性物質與空氣形成的混合物出現的頻率和持續時間及粉塵厚度對爆炸性粉塵環境進行分類。

④（2014年第68題） 正確劃分爆炸危險區域的級別和範圍是電氣防爆設計的基本依據之一，下列關於爆炸危險區域劃分的說法中，正確的有（）。

A、固定頂式油管內上方的空間應劃為爆炸性氣體環境0區

B、正常運行時偶然釋放爆炸性氣體的空間可劃分為爆炸性氣體環境1區

C、正常運行時偶爾且只能短時間釋放爆炸性氣體的空間不劃為爆炸性氣體環境

D、良好、有效的通風可降低爆炸性環境的危險等級

E、爆炸性氣體密度大於空間密度時，應提高地溝、凹坑內爆炸性環境的危險等級

【答案】ABDE

【解析】本題考查爆炸性氣體、蒸汽環境的0區、1區與2區的具體規定。

⑤（2015年第20題）爆炸性粉塵環境是指在一定條件下，粉塵、纖維或飛絮的可燃物質與空氣形成的混合物被點燃後，能夠保持燃燒自行傳播的環境。根據粉塵、纖維或飛絮的可燃性物質與空氣形成的混合物出現的頻率和持續時間及粉塵厚度進行分類，將爆炸性危險環境分為(　)。

　　A.0區、01區、02區　　 B.10區、11區、12區

　　C.20區、21區、22區　　D.30區、31區、32區

【答案】C

【解析】本題考查爆炸性粉塵環境。根據粉塵、纖維或飛絮的可燃性物質與空氣形成的混合物出現的頻率和持續時間及粉塵厚度進行分類，將爆炸性危險環境分為20區、21區和22區。【考點】電氣防火防爆技術94

⑥（2010年第13題）電力電纜線路主要由電力電纜、終端接頭、中間接頭及支撐件組成。電力電纜敷設由嚴格要求。下列關於電力電纜設要求的說法中，錯誤的是（）。

A．電纜穿過爆炸危險環境等級不同的區域之間的隔牆時，應當用非燃性材料嚴密堵塞

B．應當將電纜線路敷設在爆炸危險性較小的位置

C．埋地敷設的電纜可以採用有防腐措施的非鎧裝電纜

D．電纜進入電纜溝、建築物、開關櫃處應予封堵

【解析】 C

【解析】 電纜直接埋地敷設不得應用非鎧裝電纜。

⑦.爆炸性環境用電氣設備與爆炸危險物質的分類相對應，被分為I類、Ⅱ類、Ⅲ類。其中Ⅲ類電氣設備是（ ）的電氣設備。

A．用於煤礦瓦斯氣體環境 B．用於爆炸性粉塵環境

C．TN—S系統 D．用於煤礦甲烷以外的爆炸性氣體環境

【答案】B

2017年9月28日星期四