高清PDF带书签《电气信息工程丛书 防爆电气概论》 第2版 [张显力，张海鸥 编著] 2015年 高清晰可复制文字版

第 2 版前言
在本书再版之际， 作者在这里试图说明以下几个问题， 供读者在阅读本书时参考。
1. 第 2 版与第 1 版在结构和内容方面的差异
本书的第 2 版与第 1 版， 在框架结构上没有大的差异， 仅增加第 12 章 （爆炸性气体环境中电气设备的运行与维护）， 章数由原来的 11 章变为现在的 12 章； 在具体内容上略有变化， 除订正了第 1 版中的技术瑕疵和印刷讹误外， 还增加和补充了一些必要的内容。
（1） 增加第 12 章
爆炸性气体环境中电气设备的安全运行与日常维护依然是爆炸性气体环境中防爆安全的重要保证。 它涉及运行人员的操作方法和维护技能， 当然还有一些管理层面的问题 （这不属于本书的讨论范围）。 因而， 本书第 2 版给予简单而原则性的介绍。至于防爆电气设备的修理， 本书不作讨论， 尽管它与防爆安全有关。 因为防爆电气设备的修理不是必须进行的， 有一些可以修复再用， 有一些就未必可以进行修理； 这是一种两可的事情， 这里没有必要进行过多的考究。 读者如有需要， 可参阅国家标准 GB 3836. 13 《爆炸性气体环境用电气设备 第 13 部分 爆炸性气体环境用电气设备的检修》 和相关文献。
（2） 增加一些知识难点的解释和例题
尽管防爆电气技术是一门应用技术学科， 但是它却是一个多门学科基本知识的综合体，对于涉此不深的人们来说， 仍存在着一些需要解决的问题。 因而， 根据读者的意见和建议，作者根据长期从事防爆电气理论研究和防爆电气技术应用的体会， 以及多年从事 “防爆技术” 工业现场培训教学的经验， 对本书第 1 版中的一些知识难点给予简单的解释， 并在合适的地方配以例题， 企图把问题说得明白一些。
（3） 增加电气设备防爆结构的部分设计内容
在本书第 1 版的应用中， 有不少读者询问有关电气设备防爆结构的设计问题。 根据读者的意见， 作者在适当的章节中增加防爆结构的一般设计原则， 供人们在实际工作中参考。这里的所谓 “设计”， 主要是指电气设备防爆结构的一般设计原则。 由于防爆电气设备的性能和结构千差万别， 不可能而且也没有必要进行详细的讨论， 至于设备基本性能的设计， 则是相关专业人员的专业职责。尽管如此， 有一点还是必须指出的： 不管情况如何， 在设计中防爆安全性能和基本性能出现矛盾时基本性能必须服从防爆安全性能。 这是一个原则。除此之外， 本书的第 2 版与第 1 版的异同或许还向人们表示， 第 2 版更适用于工程专业人员， 而第 1 版则较适用于非工程专业人员。 显然， 这里没有一个明确的界限。
2. 有关气体防爆及其他
本书所涉及的内容范围正如书名所说的那样， 是讨论 “可燃性气体电气防爆” 的， 没有牵扯到 “可燃性粉尘防爆” 和 “非电气防爆” 及一些其他问题。 但是， 不管是什么样情况的 “防爆”， 燃烧与爆炸的基本概念是一致的， 同样都是 “可燃性物质、 空气 （氧气） 和点燃源同时同地存在” 才能够导致燃烧与爆炸发生， 同样是采取一切必要的技术手段和安全措施来破坏燃烧与爆炸的这些发生条件才能够实现 “防爆”。

因此， 只要把 “可燃性气体电气防爆” 很好地理解和掌握了， 其他什么样的 “防爆”就都可较为容易地理解和掌握了。
（1） 可燃性粉尘防爆问题
可燃性粉尘， 与可燃性气体相比， 在物理特性上， 有着十分不同的特征。 可燃性粉尘具有可以看得见的形态， 是一种固态物质， 而可燃性气体则不同， 它是一种气态物质， 无法以一般视觉觉察到； 而且， 气体是无孔不入的， 而粉尘则不然。正是根据可燃性粉尘的这些特征， 人们在处理可燃性粉尘防爆时常常采用 “隔离” 的措施， 使用具有一定防护等级 （IP 保护） 的外壳把粉尘和内装的电气元器件隔离开， 只要外壳的外部表面温度不大于堆积在它上面的粉尘和周围粉尘云的最小点燃温度， 燃烧与爆炸便不可能发生。
在实际的粉尘防爆技术中， 人们常常就是采用这种简单而有效的技术手段和安全措施来实现粉尘防爆的， 至于其他的过多的解读， 则没有实质性意义。
至于粉尘云在外力作用下可能产生的静电积累和静电放电引起的点燃， 也是一个十分值得关注的问题。 消除静电有多种方法， 例如， 空间加湿就可以消除粉尘云的静电， 如此等等。
（2） 非电气防爆问题
非电气防爆是近年来提出的防爆技术。 它的本质是可燃性物质的热点燃 （危险温度）和如何遏制出现有效热点燃源 （危险温度）。 在电气防爆中， 可燃性物质的点燃源， 一般认为是 “电气火花 （包括静电火花）、 电弧和危险温度”。 这里的危险温度， 就是热点燃源，对于电气防爆和非电气防爆来说， 只是产生和表现的方式不同而已。 另外， 机械火花， 对于电气防爆和非电气防爆来说， 都是认可的点燃源。
控制热点燃源 （无论是热表面、 火焰、 炽热流体， 还是摩擦热、 绝热压缩热、 化学反应热）， 只要它的发热温度不能成为危险温度， 就不能发生点燃。 采取各种必要的技术手段和安全措施就可以控制和隔离这种热点燃源， 于是就 “防爆” 了。
（3） 其他点燃源问题
作为可燃性物质的点燃源， 除电气火花、 电弧和危险温度外， 还有一些其他的点燃源，例如， 光辐射、 冲击波 （包括超声波、 电磁波）、 雷电、 太阳磁暴和异常高温等。 这些异常的点燃源无时无刻不在威胁着爆炸性环境的安全； 一些无名的爆炸皆源于此。 因此， 人们应该时刻对这些情况予以关注。
（4） 特殊环境条件下的防爆问题
本书所讨论的 “可燃性气体电气防爆”， 是指在大气环境， 即大气的温度为 - 20 ～60℃ 、 压力为 80 ～ 110kPa 和氧气标准含量为 21% 条件下的防爆， 而事实上有很多异常环境也需要防爆， 例如， 高温、 高压或 （和） 富氧环境。异常环境对可燃性气体的燃烧与爆炸有着不同寻常的影响。 有文献指出， 异常环境可以导致某些可燃性气体发生 “跳级” 现象， 即从危险性低的级别 “跳到” 危险性高的级别。这是一个十分值得关注的问题， 应该引起研究人员和应用人员足够的注意。
3. 引用标准文献问题
本书第 2 版参考和引用一些现行的国家标准和行业标准的内容和图表 （参见 “后记”）。所有标准随着时间的推移和技术的进步都会被修订， 因此， 读者在使用本书时应该随时注意这些标准的最新版本。

由于本书仅仅是讨论防爆电气理论和防爆电气技术的基本概念的， 因此， 人们在处理防爆电气技术 （例如， 设计和检验等） 问题时应该以有关的现行标准文本为依据。另外， 在本书修订时， 作者参阅和采用一些散见于各种技术文献中的著作和论文的论点； 在这里， 向相关著作和论文的作者致以谢意。
本书由张显力主编， 参与本书修订工作的还有张海鸥 （第 2 章、 第 5 章、 第 7 章、 第 8章和第 12 章、 全书插图）。
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

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

（略）

投稿会员：可爱莹