高清PDF带书签《防爆电气概论》 第2版 张显力 张海鸥 编著

第 1 版前言
本书是一本论述防爆电气理论和防爆电气技术的著作； 初稿完成于 20 世纪末叶。 由于近年来不管是国内还是国外防爆电气理论和防爆电气技术的研究与发展日臻完备， 作者根据自身长期从事这一领域的理论研究和实践经验， 将本书的初稿补充完善， 予以出版， 以期对防爆电气领域的发展有所裨益。
大家知道， 在一些工业部门， 尤其是在石油化工、 钢铁冶炼和煤炭生产等行业， 工艺过程中产生了大量的可燃性气体和易燃性液体的蒸气 （有 2000 多种）， 在工艺设备周围形成了爆炸性气体环境。 随着现代大工业的快速发展， 生产过程的高度自动化， 电气设备和仪器仪表的应用无处不有、 无处不在。 而电气设备是可燃性气体 （蒸气） 的点燃源。 因此， 可燃性气体 （蒸气）发生燃烧与爆炸的概率大大地增高。
事实上， 在爆炸性气体环境中， 由于电气放电而引起的爆炸多次发生， 给人类生命和社会财产造成了极大的灾难。
在爆炸性气体环境中使用所谓的防爆电气设备就可以避免由 “电气” 引起可燃性气体 （蒸气） 发生燃烧与爆炸。 因此， 正确地认知、 掌握和运用防爆电气理论和防爆电气技术， 合理地设计、 制造和使用防爆电气设备， 是从事这一领域的研究人员和技术人员的重要任务。

为此， 本书试图从以下几个方面来讨论一些问题： 可燃性气体燃烧与爆炸的一般概念， 防爆电气设备综述， 隔爆型电气设备， 增安型电气设备， 正压型电气设备， 本质安全型电气设备和电路， 浇封型电气设备， 油浸型电气设备， 充砂型电气设备， “n” 型电气设备， 复合型电气设备，组合型电气设备 （装置） 和特殊型电气设备， 以及爆炸性气体环境中电气设备的选型和安装。

在爆炸性气体环境中， 电气安全是一个安全的系统工程。 它不仅包括电气设备的设计、 制造和试验， 而且还包括电气设备的防爆型式选择和电气系统安装。 另外， 正确地运行防爆电气设备和严格地管理防爆电气设备， 也是极其重要的。 所有这些都是保证防爆电气安全不可或缺的重要手段。 后者不属于本书的讨论范围。
这里还需指出的是， 本书仅仅是对防爆电气理论和防爆电气技术的一般性概述， 只是希望让人们了解和掌握这一领域的基本理论和基本技术。 然而， 人们在设计、 制造、 试验和安装、 使用防爆电气设备时则必须遵照相应的国家标准 [GB 3836 《爆炸性气体环境用电气设备》 （系列标
准）]和国际标准 [IEC-60079 《爆炸性气体环境用电气设备》 （系列标准）]。
本书由张显力担任主编， 负责全书的内容选择、 结构设计和书稿审定。 参加本书编著的有：张显力 （第 1 ～ 5 章， 第 8 章的 8. 3 节， 第 9 章， 第 10 章的 10. 1 节、 10. 2 节和第 11 章）， 杨宝祥 （与张显力合作， 第 6 章）， 张海鸥 （第 7 章， 第 8 章的 8. 1 节、 8. 2 节和全书插图绘制， 其中图 10. 2 由蒋建勋绘制）， 陈文岳 （与张显力合作， 第 10 章的 10. 3 节）。
由于作者学术水平有限， 书中不妥之处在所难免， 诚请读者批评指正

内容索引：

第 2 版前言
第 1 版前言
第 1 章 可燃性气体燃烧与爆炸的一般概念 …………………………………… 1
1. 1 概述 1 ………………………………………
1. 2 燃烧与爆炸发生的充分必要条件 2 ………
1. 3 可燃性气体 5 ………………………………
1. 4 点燃源 9 ……………………………………
1. 4. 1 电气放电 9 ……………………………
1. 4. 2 静电放电 14 ……………………………
1. 4. 3 碰撞与摩擦 17 …………………………
1. 4. 4 固体热表面 21 …………………………
1. 4. 5 激光辐射 22 ……………………………
1. 5 可燃性气体的分级分组 26 …………………
1. 5. 1 可燃性气体的分级 26 …………………
1. 5. 2 可燃性气体的分组 33 …………………
1. 5. 3 可燃性气体分级分组举例 34 …………
第 2 章 防爆电气设备 37 ………………………
2. 1 概述 37 ………………………………………
2. 2 防爆电气设备的通用技术要求 37 …………
2. 2. 1 防爆电气设备运行的环境条件 37 ……
2. 2. 2 防爆电气设备的分类、 分级及分组 ………………………………… 39
2. 2. 3 防爆电气设备的设备保护级别 41 ……
2. 2. 4 防爆电气设备的制造材料 43 …………
2. 2. 5 防爆电气设备的通用结构 47 …………
2. 2. 6 Ex 元件的通用要求 56 ………………
2. 2. 7 防爆标志 58 ……………………………
2. 3 防爆电气设备设计与制作的一般原则 ……………………………………… 59
2. 3. 1 设计原则 60 ……………………………
2. 3. 2 制作原则 62 ……………………………
2. 4 防爆电气设备的检查与试验 63 ……………
2. 4. 1 机械性能检查与试验 63 ………………
2. 4. 2 电气性能检查与试验 64 ………………
2. 4. 3 外壳的防护性能试验 66 ………………
2. 4. 4 设备的发热试验 66 ……………………
2. 4. 5 塑料外壳的有关试验 69 ………………
2. 4. 6 机械火花点燃性能试验 73 ……………
2. 4. 7 电缆引入装置的有关试验 75 …………
第 3 章 隔爆型电气设备 77 …………………
3. 1 概述 ……………………………………… 77
3. 2 隔爆外壳的隔爆机理 77 ……………………
3. 2. 1 耐爆性能 77 ……………………………
3. 2. 2 隔爆性能 82 ……………………………
3. 3 隔爆外壳的典型结构和结构参数 86 ………
3. 3. 1 间隙式隔爆结构 86 ……………………
3. 3. 2 其他形式的隔爆结构 90 ………………
3. 4 隔爆型电气设备防爆结构的一般设计原则 94 ………………………………………
3. 4. 1 设计方案的确定 94 ……………………
3. 4. 2 隔爆外壳的相关计算 97 ………………
3. 4. 3 隔爆外壳上的特殊结构 104 …………
3. 4. 4 隔爆接合面的防锈处理和外壳内表面的涂覆 108 ……………………
3. 4. 5 隔爆型电缆引入装置 108 ……………
3. 4. 6 工程图样标注的特殊性 110 …………
3. 4. 7 隔爆型旋转电机的最小径向间隙 k和最大径向间隙 m 计算 110 …………
3. 4. 8 常用隔爆结构示例 ……………… 117
3. 4. 9 几种特殊隔爆结构的分析与思考 … 125
3. 4. 10 隔爆型电气设备设计时的禁忌结构 132 ………………………………
3. 5 隔爆型电气设备防爆结构的一般制造原则 133 ……………………………………
3. 6 隔爆安全性能试验 135 ……………………
3. 6. 1 隔爆外壳的耐爆性能试验 135 ………
3. 6. 2 隔爆外壳的隔爆性能试验 ……… 137
第 4 章 增安型电气设备 143 …………………
4. 1 概述 143 ……………………………………
4. 2 增安型电气设备的通用防爆结构和安全要求 144 ………………………………
4. 2. 1 外壳防护 144 …………………………
4. 2. 2 导线连接 144 …………………………
4. 2. 3 极限温度 146 …………………………
4. 2. 4 固体绝缘材料 147 ……………………
Ⅶ
4. 2. 5 绕组 147 ………………………………
4. 2. 6 电气间隙和爬电距离 148 ……………
4. 3 增安型电气设备的防爆型式通用试验 150 …
4. 3. 1 接线端子热试验 150 …………………
4. 3. 2 介电强度试验 151 ……………………
4. 4 增安型交流电动机 152 ……………………
4. 4. 1 专用结构和特殊要求 152 ……………
4. 4. 2 堵转温升与 tE时间 155 ………………
4. 4. 3 笼型电动机放电火花危险性的评价 162 ………………………………
4. 4. 4 试验 ……………………………… 164
4. 5 增安型照明灯具 167 ………………………
4. 5. 1 专用结构和特殊要求 167 ……………
4. 5. 2 温度限制 171 …………………………
4. 5. 3 增安型发光二极管照明灯具防爆结构的一般设计原则 171 ……………
4. 5. 4 试验 ……………………………… 172
4. 6 增安型电阻加热器 174 ……………………
4. 6. 1 专用结构和特殊要求 174 ……………
4. 6. 2 漏电和温度保护系统 175 ……………
4. 6. 3 防爆型电阻加热器防爆结构的一般设计原则 177 ……………………
4. 6. 4 试验 179 ………………………………
第 5 章 正压型电气设备 181 …………………
5. 1 概述 …………………………………… 181
5. 2 正压型电气设备的通用防爆结构和安全要求 182 ………………………………
5. 2. 1 通用结构和安全要求 182 ……………
5. 2. 2 电气间隙、 爬电距离和极限温度 183 …
5. 2. 3 正压保护系统中自动安全装置的防爆型式 184 ………………………
5. 3 保护性气体和正压保护技术 185 …………
5. 3. 1 保护性气体 185 ………………………
5. 3. 2 正压保护技术 …………………… 185
5. 4 静态正压型电气设备的安全措施和安全要求 186 ………………………………
5. 5 非静态正压型电气设备的安全措施和安全要求 186 ……………………………
5. 5. 1 正压外壳内压力变化状态示意图 187 …
5. 5. 2 保护系统和保护功能的描述 189 ……
5. 5. 3 检测最低正压和气体流量 190 ………
5. 5. 4 检测吹扫时间 191 ……………………
5. 6 内含释放源的正压型电气设备的安全9. 2 “n” 型电气设备的通用防爆结构和安全要求 294 ………………………………
9. 2. 1 通用结构 295 …………………………
9. 2. 2 温度限制 296 …………………………
9. 2. 3 电气强度 297 …………………………
9. 3 “n” 型电气设备防爆型式通用试验 299 …
9. 3. 1 外壳综合试验 299 ……………………
9. 3. 2 引入电缆夹紧试验 300 ………………
9. 4 “nA” 无火花型旋转电机 300 ……………
9. 4. 1 专用结构和特殊要求 300 ……………
9. 4. 2 气隙火花点燃危险性的评价 302 ……
9. 4. 3 定子绕组绝缘系统点燃危险性的评价 303 ………………………………
9. 4. 4 试验 304 ………………………………
9. 5 “nA” 无火花型照明灯具 305 ……………
9. 5. 1 专用结构和特殊要求 305 ……………
9. 5. 2 试验 309 ………………………………
9. 6 “nA” 无火花型蓄电池和蓄电池组 312 …
9. 6. 1 专用结构和特殊要求 313 ……………
9. 6. 2 试验 314 ………………………………
9. 7 “nA” 无火花型电气单元（或组件） 314 …
9. 7. 1 “nA” 型熔断器 314 …………………
9. 7. 2 “nA” 型仪器和小功率元器件 315 …
9. 7. 3 “nA” 型插接装置 316 ………………
9. 7. 4 “nA” 型电流互感器 316 ……………
9. 8 “nC” 有火花型电气单元（或组件） 316 …
9. 8. 1 “nC” 型封闭断路器和非点燃元件 ……………………………… 317
9. 8. 2 “nC” 型密封或浇封组件（包括气密组件） 318 …………………
9. 9 “nL” 限制能量型电气设备和 “nA nL”自保护限制能量型电气设备 321 …………
9. 10 “nR” 限制呼吸型电气设备 323 ………
第 10 章 复合防爆型和组合防爆型电气设备 325 …………………………
10. 1 复合防爆型电气设备 325 …………………
10. 1. 1 概述 325 ………………………………
10. 1. 2 0 区用复合防爆型电气设备 325 ……
10. 1. 3 检查与试验的一般原则 326 …………
10. 2 组合防爆型电气设备 327 …………………
10. 2. 1 概述 327 ………………………………
10. 2. 2 组合防爆型电气设备设计与制作的一般原则 327

10. 2. 3 检查与试验的一般原则 ………… 330
10. 3 组合防爆型电气设备： 防爆型工业车辆 331 ……………………………………
10. 3. 1 概述 331 ………………………………
10. 3. 2 防爆结构和安全要求 331 ……………
10. 3. 3 示例（一）： 蓄电池式防爆叉车 334 …
10. 3. 4 示例（二）： 内燃机式防爆叉车 335 …
10. 3. 5 检查与试验 337 ………………………
10. 4 组合防爆型电气设备： 本质安全型现场总线 340 ………………………………
10. 4. 1 概述 ……………………………… 340
10. 4. 2 本质安全型现场总线的结构和安全要求 340 …………………………
10. 4. 3 检查与试验 343 ………………………
第 11 章 爆炸性气体环境中电气设备的选择与安装…………………… 344
11. 1 概述 …………………………………… 344
11. 2 爆炸性气体环境中危险区域的划分 …………………………………… 344
11. 2. 1 危险区域的划分原则和定义 344 ……
11. 2. 2 危险区域划分的原则方法 345 ………
11. 2. 3 危险区域划分示例 346 ………………
11. 3 爆炸性气体环境中电气设备的选型 …………………………………… 350
11. 4 爆炸性气体环境中电气设备的安装 …………………………………… 353
11. 4. 1 供电系统和电气保护 …………… 353

11. 4. 2 电缆敷设 358 …………………………
11. 4. 3 电气设备安装 363 ……………………
11. 5 爆炸性气体环境中本质安全电气系统的设计和相关参数的核查 369 ……………
11. 5. 1 本质安全电气系统设计和核查的基本原则 369 …………………………
11. 5. 2 本质安全电气系统电气设计的基本方法 370 …………………………
11. 5. 3 本质安全电气系统相关参数检查与核算的基本方法 374 ………………
第 12 章 爆炸性气体环境中电气设备的运行和维护 377 ……………………
12. 1 概述 377 ……………………………………
12. 2 防爆电气设备的安全运行 377 ……………
12. 2. 1 新安装设备的调试 377 ………………
12. 2. 2 在线设备的运行 381 …………………
12. 2. 3 特殊类型防爆电气设备的运行 383 …
12. 3 防爆电气设备的日常维护 384 ……………
12. 3. 1 防爆电气设备日常维护和保养的通用要求 384 ………………………
12. 3. 2 防爆电气设备日常维护和保养的专用要求 385 ………………………
12. 4 爆炸性气体环境中特殊情况的处理 387 ……………………………………
后记 …………………………………………… 388
参考文献 ……………………………………… 389

投稿会员：可爱莹