仪表和电气设备的防爆标准和防护等级
1．防爆概念
1.1 气体爆炸的三要素：
可燃气体的浓度、点燃气体的能量、空气或氧气同时存在时，会产生爆炸。
1.2 限制了其中的一个必要条件，就限制了爆炸的产生。
1.2.1预防或最大限度地降低易燃物质泄漏的可能性；
1.2.2不用或尽量少用易产生电火花的电器元件；
1.2.3采取充氮气之类的方法维持惰性状态。
2．防爆定义；
2.1定义：将工厂或矿区的爆炸危险介质按其引燃能量、最小点燃温度以及现场爆炸性危险气体存在的时间进行分类分级，以确定现场防爆设备的防爆标志和防爆形式。
2.2 防爆标志的应用：关于防爆型式及类别、级别、组别，以及在视频监控行业的防爆监控设备包括：防暴云台、防暴防护罩、防暴软管、防暴配电箱、防暴接线箱、防暴红外灯等等。
2.3 防爆标志的内容：防爆电气设备按 GB 3836 标准要求，防爆电气设备的防爆标志内容包括：
标准体系+ 防爆型式 + 设备类别 + 气体组别 + 温度组别
例1：ExdⅡBT5（隔爆型）
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标志内容
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符号
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含义
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防爆标准
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Ex
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符合我国的国家标准
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防爆型式
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d
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采用隔爆型，
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气体组别
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ⅡB
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被允许涉及ⅡB 类爆炸性气体
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温度组别
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T5
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仪表表面温度不超过 85℃
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例2：Ex[ia]ⅡCT6（本安型）
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标志内容
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符号
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含义
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防爆标准
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Ex
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符合我国的国家标准
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防爆型式
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ia
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采用 ia 级本质安全防爆方法，可安装在 0 区
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气体组别
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ⅡC
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被允许涉及ⅡC 类爆炸性气体
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温度组别
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T6
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仪表表面温度不超过 85℃
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3.设置标志的要求
3.1 应在电气设备主体部分的明显地方设置标志；
3.2 标志必须考虑到在可能存在的化学腐蚀下，仍然清晰和耐久。如标志Ex、防爆型 式、类别、温度组别可用凸纹或凹纹标在外壳的明显处。
3.3 标志牌的材质应采用耐化学腐蚀的材料，如青铜、黄铜或不锈钢。
4．危险场所区域的划分
4.1按场所中存在物质的物态的不同，将危险场所划分为爆炸性气体环境和可燃性粉尘环境 。
4.2 按场所中危险物质存在时间的长短，将两类不同物态下的危险场所划分为三个区，即：对爆炸性气体环境，为“ 0 区”、 “1 区”和“ 2 区|；对可燃性粉尘环境，为 “20 区”、 “21 区”和 “22 区”。
4.3防爆区域的等级分类
4.3.1“0区”：爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。
4.3.2 “1区”：在正常运行时，可能出现爆炸性气体环境的场所。
4.3.3 “2区”：在正常运行时，不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是 短时间存在的场所。
在此“正常运行”是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸、密闭容器盖的开
闭，安全阀、排放阀等以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。
4.3.4危险环境描述：
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危险区
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危险存在时间
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危险环境描述
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0区
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长期存在(大于 1000ｈ／年)
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设备环境中已充满爆炸性气（液）体，该场所已随时处于危险状态下，只要稍有微小火花即可能爆炸起火，通常此场所尽可能不使用电气设备。若不得不使用，只有Exi本质防爆结构被允许。
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1区
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正常运行时存在(10-1000ｈ／年)
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设备环境中，在正常操作下，爆炸性气体已具危险性，在修理或维护时之泄漏即形成危险的场所谓之。
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2区
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仅在不正常时存在(少于 10ｈ／年 )
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设备环境中，爆炸性气（液）体已被控制住而使用，但若异常撞击破坏结构，可能使危险气（液）体溢出而发生危险的场所谓之。
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4.4 我国与日本、I.E.C.国际电工技术委员会、美国电气规程对危险场所分类等级比较
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危险物质
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日本
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GB/3836.14-2000
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I.E.C.
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N.E.C.
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气体
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0区
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0区
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Zone 0
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Class I, Division I
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1区
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1区
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Zone 1
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2区
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2区
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Zone 2
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Class I, Division II
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粉尘
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10区
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20区
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Zone 10
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Class II, Division I
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11区
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21区
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Zone 11
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Class II, Division II
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22区
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5．电气设备防爆形式
防爆电气采用不同的防爆型式，其代号用小写字母表示
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保护方法
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代号
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电气特点
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应用区
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隔爆型
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Ex d
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(1)器壳内装有如NFB、MS等在正常操作下会发生火花之电气；
(2)若有危险气体溢入可能引火爆炸，而器壳必须能承受爆炸压力，且可防止火焰从接合面溢出，引燃外界危险气体。
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1区、2区
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增安型
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Ex e
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(1)器壳仅做气密结构，无耐压能力；
(2)内部只能装置正常操作下不会发生火花或过热温升的组件；
(3)经 EEx-d 模注之耐压防爆电气为新产品，因为绝对不会产生火花及过热温升，故可使用于各种控制箱内。
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1区、2区
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本安型
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Ex i
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(1)针对电子线路或低能量电气所设计不论是正常或异常操作下都不会令仪器、电路的周围危险气体发生爆炸。
(2)本质防爆电气之线路输出或输入均被设计控制在不足以产生使氢气发生引火爆炸的能量以下。
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0区-2区
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正压型
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Ex p
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器壳为一般配电箱，但以全密闭方式制作，内部充气产生比大气压稍高之压力，以防止外部危险气体溢入，且充气管路之对流可将内部温排出，一般使用在大型设备
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1区、2区
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充油型
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Ex 0
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(1)器壳内装置变压器类之电气，且用高燃点绝缘油隔离以达到防爆效果。
(2)此种设备可靠性不佳，且目前已很少使用
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1区、2区
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充砂型
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Ex q
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(1)器壳内装置如电容器、电阻、小变压器等之电子线路，并充填细砂隔离，以达到防爆效果。
(2)此种结构不单独使用，都是装置在EExe器壳内使用。
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1区、2区
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浇封型
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Ex m
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(1)将会发生火花或过热温升的组件经过整体聚酯模注在内部后，使整体模注器壳的表面绝对不会产生火花或过热温升而造成危险气体引火爆炸的一种防爆方式
(2)630A以下之一般开关控制零件经聚酯材质依耐压防爆规范要求予以模注处理，并经EEx-d 认可。
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1区、2区
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特型
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Ex s
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特殊防爆结构系特殊电气组合或控制方式，依照上列各项结构处理，并须针对该规气设备个别设计适合于所需危险场所使用，且经防爆认可者。
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1区
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无火花型
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Ex n
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2区
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气密型
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Ex h
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1区、2区
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6．防爆电气设备类别
6.1爆炸性气体环境用电气设备分为：
6.1.1“I 类”：煤矿井下用电气设备；
6.1.2“Ⅱ类”：工厂用电气设备；
6.2 本质安全型Ex i的电气设备分为：
6.2.1本质安全型电器ia级，则要求正常工作状况下及存在两起故障时，元器件不发生燃爆。
6.2.2本质安全型电器ib级，必须保证正常工作状态下以及系统中存在一起故障时，电路元件不发生燃爆。
7．可燃气体组别
Ⅱ类隔爆型Ex d和本质安全型Ex i的电气设备，按其适用于爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙或最小点燃电流比，进一步分为ⅡA、ⅡB 和ⅡC 三个组别，如下表所示：
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气体组别
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最大安全间隙MESG（mm）
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最小点燃电流比MICR
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ⅡA
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MESG≥0.9
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MICR＞0.8
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ⅡB
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0.9＞MESG＞0.5
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0.8≥MICR≥0.45
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ⅡC
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0.5≥MESG
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0.45＞MICR
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8．温度组别
爆炸性气体混合物的引燃温度是能被点燃的温度极限值。
电气设备按其最高表面温度分为 T1-T6 组别。温度组别、设备表面温度和可燃性气体或蒸汽的引燃温度之间的关系，如下表所示：
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温度组别
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表面温度
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最大值（℃）
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气体燃点（℃）
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常见易爆气体
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T1
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200T
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450
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T ≥450
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氢气、丙烯腈等 46 种
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T2
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200T
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300
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450＞T≥300
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乙炔、乙烯等 47 种
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T3
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135T
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200
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300＞T≥200
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汽油、丁烯醛等 36 种
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T4
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100T
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135
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200＞T≥135
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乙醛、四氟乙烯等 6 种
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T5
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85T
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100
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135＞T≥100
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二硫化碳
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T6
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T
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85
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100＞T≥85
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硝酸乙酯、亚硝酸乙酯
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9．防爆标志的表示方法的应用
9.1常用表示
9.1.1如电气设备为I类隔爆型：防爆标志为ExdI
例1：：电气设备为Ⅱ类隔爆型，气体组别为B组，温度组别为T3，则防爆标志为：ExdⅡBT3。
例2：电气设备为Ⅱ类本质安全型ia，气体组别为A组，温度组别为T5，则防爆标志为：Ex
iaⅡA T5。
9.2 对I类特殊型ExsI： 使用于矿井中除沼气外，正常情况下还有II类气体组别为B组，温度组别为T3的可燃性气体的隔爆型电气设备，则防爆标志为：ExdI/ⅡBT3。
9.3对下列特殊情况，防爆标志内容可适当进行调整：
9.3.1如果电气设备采用一种以上的复合型式，则应先标出主体防爆型式，后标出其他的防爆型式。如：Ⅱ类B组主体隔爆型并有增安型接线盒T4组的电动机，其防爆标志为：ExdeIIBT4 。
9.3.2如果只允许使用在一种可燃性气体或蒸气环境中的电气设备，其标志可用该气体或蒸气 的化学分子式或名称表示，这时，可不必注明气体的组别和温度组别。如：Ⅱ类用于氨气环境的隔爆型的电气设备，其防爆标志为：Ex dⅡ（NH3）或Ex dⅡ (氨)。
9.4对于粉尘防爆电气设备：
9.4.1如可用于21区的A型设备，最高表面温度 T A为170 ℃，其防爆标志为：DIP A21 TA170 ℃或者DIP A21TA， T3；
9.4.2如可用于21区的B型设备，最高表面温度 T B为200 ℃，其防爆标志为：DIP B21 T B200℃或者DIP B21TB，T3；
9.4.3DIP 粉尘防爆型 用于爆炸性粉尘环境，其前面无需加EX或EEX等标志
10. 国际上常用的防爆电气设备标志
10.1 经常选用防爆标准：
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IEC；国际电工委员会
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防爆标志
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CENELEC；欧洲电工标准化委员会
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Eex d ib IIC T2-T6
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EUrOPE；欧洲标准计量协会
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II IG Eex ia IIB T6
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NORTH AMERICA/ FM；北美洲
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NI/I/Z/ABCD DIP/II
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CANADA / CSA加拿大标准
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Class I, Div 2, ABCD
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10.2 防爆标志比较：
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国际电工委员会(IEC)
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US 美国 (NEC 505)
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EX d [ia]ⅡC T5
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C1assⅠ,Zone1, A Exd[ia]ⅡC T5
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Ex-_防爆
d-保护方式（隔爆型）
［ia］-本安输出关联设备
II-设备类别
C-气体组别
T5-温度组别
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Class I-允许的类别
Zone 1-允许使用的场所
A-美国国家标准
Ex-防爆
d-保护方式（防爆型）
［ia］-本安
II-设备类别
C-气体组别
T5-温度组别
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欧洲电工委员会（ CENELEC）
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US 美国（NEC 500）
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EEx d ［ia］ⅡC T5
EEx- 欧洲标志
d-保护方式（隔爆型）
［ia］-本安输出关联设备
II-设备类别
C-气体组别
T5-温度组别
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Exp1osinproof with I.S.Outputs,CIoss I,Division
1,Group A,B,C,D,T5
Exp1osinproof with I.S.Outputs -防护方式(除I S之外，可选择)
C1oss I-允许的类别
Division 1-允许的等级(除2级外，可选择)
Groups A,B,C,D-允许的气体组别
T5-温度组别
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11.常见可燃易爆气体的特性
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名称
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燃点（℃）
|
温度等级
|
等级组号
|
名称
|
燃点（℃）
|
温度等级
|
等级组号
|
|
丙酮
|
540
|
T1
|
IIA
|
甲苯
|
535
|
T1
|
IIA
|
|
乙炔
|
305
|
T2
|
IIC
|
氢气
|
560
|
T1
|
IIC
|
|
苯
|
555
|
T1
|
IIA
|
硫化氢
|
270
|
T3
|
IIB
|
|
丙烷
|
470
|
T1
|
IIA
|
二硫化碳
|
102
|
T5
|
IIC
|
|
戊烷
|
285
|
T3
|
IIA
|
醋酸酐
|
330
|
T2
|
IIA
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12.仪表壳体的防护等级
12.1 壳体保护等级IEC144规定，由一个对应的其抗外界物体冲击与穿刺能力及防水能力的代码表示。
12.2 保护等级由两位数字组成，在其前加上IP字样。 如：IPXX 第一位X数字表示抗外界物体冲刺能力即防尘等级，第二位X数字表示防水能力既防水等级，见下表：
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数字
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第一个X表示防冲刺，防尘能力
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数字
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第二个X表示防水能力
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|
0
|
无抗外界物体冲穿能力
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0
|
无防水能力
|
|
1
|
防止大于50mm（特大）的外界固体侵入
|
1
|
水滴滴到外壳上无影响
|
|
2
|
防止大于120mm（中）的外界固体侵入
|
2
|
水滴从15度角度时滴入到外壳上无影响
|
|
3
|
防止大于2.5mm（小）的外界固体侵入
|
3
|
水或雨水从60度角滴落到外壳上无影响
|
|
4
|
防止大于1mm的外界颗粒状固体侵入
|
4
|
液体从任何方向泼到外壳上无影响
|
|
5
|
防止有害粉尘堆积
|
5
|
用水束冲洗无任何影响
|
|
6
|
防止穿透性尘埃
|
6
|
可用于船舱内的环境
|
|
|
|
7
|
短时间浸入水内1米无影响
|
|
|
|
8
|
一定压力下长时间侵入水内无影响
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13防护和防水等级的应用
13.1防护和防水等级IP一般与防爆标志Ex同时使用,也可单独使用；
12.4.2防护和防水等级IP65:表示该产品完全防止灰尘侵入和用水冲洗无任何损坏。
刘燕明 08-12-20
