防爆概念 1、爆炸必須具備的三個(gè)條件:
(1)爆炸性物質(zhì)(flammable air flammable dust):能與氧氣(空氣)反應(yīng)的物質(zhì),包括氣體、液體和固體。(氣體:氫氣,乙炔,甲烷等;液體:酒精,汽油;固體:粉塵,纖維粉塵等。)
(2)空氣或氧氣(air or oxygen)。
?。?)點(diǎn)燃源(source of ignition):包括明火、電氣火花、機(jī)械火花、靜電火花、高溫、化學(xué)反應(yīng)、光能等。
易爆物質(zhì):很多生產(chǎn)場(chǎng)所都會(huì)產(chǎn)生某些可燃性物質(zhì)。煤礦井下約有三分之二的場(chǎng)所有存在爆炸性物質(zhì);化學(xué)工業(yè)中,約有80%以上的生產(chǎn)車(chē)間區(qū)域存在爆炸性物質(zhì)。
氧氣:空氣中的氧氣是無(wú)處不在的。
點(diǎn)燃源:在生產(chǎn)過(guò)程中大量使用電氣儀表,各種磨擦的電火花、機(jī)械磨損火花、靜電火花、高溫等不可避免,尤其當(dāng)儀表、電氣發(fā)生故障時(shí)。
客觀(guān)上很多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)滿(mǎn)足爆炸條件。當(dāng)爆炸性物質(zhì)與氧氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時(shí),若存在爆炸源,將會(huì)發(fā)生爆炸。因此采取防爆就顯得很必要了。
2、防爆:防止爆炸的產(chǎn)生必從三個(gè)必要條件來(lái)考慮,限制了其中的一個(gè)必要條件,就限制了爆炸的產(chǎn)生。
在工業(yè)過(guò)程中,通常從下述三個(gè)方面著手對(duì)易燃易爆場(chǎng)合進(jìn)行處理:
?。?)預(yù)防或最大限度地降低易燃物質(zhì)泄漏的可能性;
(2)不用或盡量少用易產(chǎn)生電火花的電所元件;
?。?)采取充氮?dú)庵?lèi)的方法維持惰性狀態(tài)。
危險(xiǎn)區(qū)域的等級(jí)分類(lèi)
危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域的含義,是對(duì)該地區(qū)實(shí)際存在危險(xiǎn)可能性的量度,由此規(guī)定其可適用的防爆型式。
1、國(guó)際電工委員會(huì)/歐洲電工委員會(huì)劃分的危險(xiǎn)區(qū)域的等級(jí)分類(lèi)
0區(qū)(Zone 0):易爆氣體始終或長(zhǎng)時(shí)間存在;連續(xù)地存在危險(xiǎn)性大于1000小時(shí)/每年的區(qū)域;
1區(qū)(Zone 1):易燃?xì)怏w在儀表的正當(dāng)工作過(guò)程中有可能發(fā)生或存在;斷續(xù)地存在危險(xiǎn)性10~1000小時(shí)/每年的區(qū)域;
2區(qū)(Zone 2):一般情形下,不存在易燃?xì)怏w且即使偶爾發(fā)生,基存在時(shí)間亦很短;事故狀態(tài)下存在的危險(xiǎn)性0.1~10小時(shí)/每年的區(qū)域;
中國(guó)劃分的有效區(qū)域和以上相同。
2、易爆區(qū)域等級(jí)劃分,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)照比較
I.E.C. N.E.C.
氣體 Zone 0 Class I, Division I
Zone 1 Class I, Division I
Zone 2 Class I, Division II
粉塵 Zone 10 Class II, Division I
Zone 11 Class II, Division II
I.E.C.: 國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)(Internaional Electrotechnical Commission)
N.E.C.: 美國(guó)電氣規(guī)程(National Electrical Code, U.S.A.)
防爆標(biāo)志解析
1、氣體組別
典型的危險(xiǎn)性氣體
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歐洲電工
標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)
EN50014EC
|
北 美
NEC500條款
CLASS1表氣
|
中 國(guó)
GB-3836-1
|
最小點(diǎn)燃能量
?。ㄎ?焦)
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乙 炔
|
ⅡC
|
A
|
ⅡC
|
20
|
氫 氣
|
ⅡC
|
A
|
ⅡC
|
20
|
乙 烯
|
ⅡB
|
C
|
ⅡB
|
60
|
丙 烷
|
ⅡA
|
D
|
ⅡA
|
180
|
注:中國(guó)GB3836標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ⅡC級(jí)最小點(diǎn)燃能量為19微焦耳,ⅡA級(jí)最小點(diǎn)燃能量為200微焦耳。
氣體分組和點(diǎn)燃溫度,在一定環(huán)境溫度和壓力下與可燃性氣體和空氣的混合濃度有關(guān)。
根據(jù)可能引爆的最小火花能量,我國(guó)和歐洲及世界上大部分國(guó)家和地區(qū)采用的國(guó)際電工委員會(huì)(
IEC)標(biāo)準(zhǔn)將爆炸性氣體分為四個(gè)危險(xiǎn)等級(jí):
溫度組別
級(jí)別
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T1
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T2
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T3
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T4
|
T5
|
T6
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Ⅱ A
|
甲烷、甲苯、甲酯、乙烷、丙烷、丙酮、丙烯酸、苯、苯乙烯、一氧化碳、醋酸乙酯、醋酸、氯苯、醋酸甲酯、氨
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甲醇、乙醇、乙苯、丙醇、丙烯、丁醇、丁烷、醋酸丁酯 、醋酸戊酯、環(huán)戊烷、
|
戊烷、戊醇、己烷、己醇、庚烷、辛烷、環(huán)乙醇、松節(jié)油、石腦油、石油(包括汽油)、燃料油、戊醇四氯
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乙醛、三甲胺
|
|
亞硝酸乙酯
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Ⅱ B
|
丙烯酯、二甲醚、市用煤氣
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丁二烯、環(huán)氧丙烷、乙烯
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二甲醚、丙烯醛、碳化氫
|
乙醚、二乙醚
|
|
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Ⅱ C
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氫、水煤氣
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乙炔
|
|
二硫化碳
|
硝酸乙酯
|
|
美國(guó)和加拿大首先將散布在空氣中的爆炸性物體分成:
三個(gè)CLASS(類(lèi)別):CLASSⅠ氣體和蒸氣;CLASS Ⅱ塵埃;CLASS Ⅲ纖維。
然后再將氣體和塵埃分成 Group(組):
組名 代表性氣體或塵埃
A 乙炔
B 氫氣
C 乙烯
D 丙烷
E 金屬塵埃
F 煤炭塵埃
G 谷物塵埃
2、溫度組別(T組)
這是與氣體點(diǎn)燃溫度有關(guān)的電氣設(shè)備(假定環(huán)境溫度為40℃時(shí))的最高表面溫度,點(diǎn)燃能量與點(diǎn)燃溫度無(wú)關(guān)。在標(biāo)準(zhǔn)BS5345第一部分中列出了所有可燃性氣體和其組別。
最高表面溫度(℃)
|
溫度組別
|
常見(jiàn)爆炸性氣體
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IEC79-8
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GB3836-1
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450℃
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T1
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T1
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氫氣、丙烯腈等46 種
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300℃
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T2
|
T2
|
乙炔、乙烯等47 種
|
200℃
|
T3
|
T3
|
汽油、丁烯醛等36 種
|
135℃
|
T4
|
T4
|
乙醛、四氟乙烯等6 種
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100℃
|
T5
|
T5
|
二硫化碳
|
85℃
|
T6
|
T6
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硝酸乙酯和亞硝酸乙酯
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3、防爆標(biāo)志
IEC 防爆等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)格式:Ex(ia)ⅡC T4
E:按CENELEC標(biāo)志認(rèn)可
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Ex:防爆公用標(biāo)志
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ia:防爆型式(本質(zhì)安全)
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Ⅱ:設(shè)備組別
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C:氣體組別
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T4:溫度組別
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防爆標(biāo)準(zhǔn)及選型
1、各種防爆型式的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)
防爆型式
|
在英國(guó)允許
使用的場(chǎng)所
|
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
GB3836
|
防爆型式
符 號(hào)
|
IEC標(biāo)準(zhǔn)
79-
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CENELEC標(biāo)準(zhǔn)
EN50
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增安型
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1或2
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3
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e
|
7
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019
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本質(zhì)安全型
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0,1或2
|
4
|
ia或ib
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11
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020(設(shè)備)
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隔爆型
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d
|
2
|
d
|
1
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018
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特殊型
|
s
|
無(wú)
|
s
|
無(wú)
|
無(wú)
|
2、氣體爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所用電氣設(shè)備防爆類(lèi)型選型表
爆炸危險(xiǎn)區(qū)域
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適用的防護(hù)型式
電氣設(shè)備類(lèi)型
|
符 號(hào)
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0區(qū)
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1、本質(zhì)安全型(ia級(jí))
|
ia
|
|
2、其他特別為0區(qū)設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備(特殊型)
|
s
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1區(qū)
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1、適用于0區(qū)的防護(hù)類(lèi)型
|
|
2、隔爆型
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d
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3、增安型
|
e
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4、本質(zhì)安全型
|
ib
|
5、充油型
|
o
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6、正壓型
|
p
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7、充砂型
|
q
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2區(qū)
|
1、適用于0區(qū)或1區(qū)的防護(hù)類(lèi)型
|
|
|
2、無(wú)火花型
|
n
|
防爆方法對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所的適用性:
序號(hào) 防爆型式 代號(hào) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 防爆措施 適用區(qū)域
1 隔爆型 d GB3836.2 隔離存在的點(diǎn)火源 Zone1,Zone2
2 增安型 e GB3836.3 設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源 Zone1,Zone2
3 本安型 ia GB3836.4 限制點(diǎn)火源的能量 Zone0-2
本安型 ib GB3836.4 限制點(diǎn)火源的能量 Zone1,Zone2
4 正壓型 p GB3836.5 危險(xiǎn)物質(zhì)與點(diǎn)火源隔開(kāi) Zone1,Zone2
5 充油型 o GB3836.6 危險(xiǎn)物質(zhì)與點(diǎn)火源隔開(kāi) Zone1,Zone2
6 充砂型 q GB3836.7 危險(xiǎn)物質(zhì)與點(diǎn)火源隔開(kāi) Zone1,Zone2
7 無(wú)火花型 n GB3836.8 設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源 Zone2
8 澆封型 m GB3836.9 設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源 Zone1,Zone2
9 氣密型 h GB3836.10 設(shè)法防止產(chǎn)生點(diǎn)火源 Zone1,Zone2
外殼防護(hù)等級(jí)(IP)代碼
?。˙S EN60529;1992)
作為應(yīng)用于易爆危險(xiǎn)區(qū)的儀表,對(duì)其外殼的保護(hù)等級(jí)亦應(yīng)作出規(guī)定,賦予一定的代碼,即IP等級(jí)號(hào)。
IEC144規(guī)定的殼體保護(hù)等級(jí)由一個(gè)對(duì)應(yīng)其抗外界物體沖擊與穿刺能力及防水能力的代碼表示。例如:本安型儀表測(cè)量電路板不應(yīng)從其殼體中取出,否則會(huì)違反IP40所提出的最低要求。保護(hù)等級(jí)由兩位數(shù)字組成,在其前加上IP字樣。
第一位特征數(shù)字防止固定導(dǎo)體異物進(jìn)入
0
|
無(wú)防護(hù)
|
1
|
固定異物直徑大于50mm
|
2
|
固定異物直徑大于12mm
|
3
|
固定異物直徑大于2.5mm
|
4
|
固定異物直徑大于1.0mm
|
5
|
防塵
|
6
|
塵密
|
第二位特征數(shù)字防止進(jìn)水造成有害影響
0
|
無(wú)防護(hù)
|
1
|
垂直滴水
|
2
|
傾角75-90°滴水
|
3
|
淋水
|
4
|
濺水
|
5
|
噴水
|
6
|
猛烈噴水
|
7
|
短時(shí)間侵水
|
8
|
連續(xù)侵水
|
另注:
IP1 2
第一位數(shù)字 第二位數(shù)字
抗外界物體沖刺能力 防水能力
0無(wú)抗沖穿能力 0無(wú)防水穿能力
1外界物體尺寸大于50mm(特大) 1水自落下滴
2外界物體尺寸大于120mm(中) 2水滴入角度為-15°
3外界物體尺寸大于2.5mm(小) 3水以60°角度噴射
4顆粒狀外界物體,粒度大于1mm 4從各方面噴射
5危險(xiǎn)性塵埃 5 50升/分的水束
6穿透性塵埃(僅適用于特殊殼體) 6 100升/分的水束
7以1米/分的速度浸入水中
8以預(yù)先商定的方式浸入水中
幾種常見(jiàn)物質(zhì)的爆炸特性
名稱(chēng) 燃點(diǎn)(°C) 溫度等級(jí) 爆炸等級(jí)組號(hào) 名稱(chēng) 燃點(diǎn)(°C)溫度等級(jí) 爆炸等級(jí)組號(hào)
丙酮 540 T1 IIA 乙炔 305 T2 IIC
醋酸酐 330 T2 IIA 苯 555 T1 IIA
丁烷 365 T2 IIA n-丁醇 340 T2 IIA
苯氯酸 590 T1 IIA 乙醇 425 T2 IIA
乙醋酸 460 T1 IIA 甲醇 455 T1 IIA
硝基苯 430 T1 IIA n-戊烷 285 T3 IIA
丙烷 470 T1 IIA 甲苯 535 T1 IIA
氫氣 560 T1 IIC 硫化氫 270 T3 IIB
二硫化碳 102 T5 IIC
本安型傳感電路的供電限制
供電限制主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
1、將動(dòng)力電與電子元件隔離。
2、采取措施杜絕外界干擾電磁場(chǎng)通過(guò)繼電或電流輸出端偶合至電子元件中。
3、限制傳感電路的工作電源及電壓
本安型電路可分為兩類(lèi):ia及ib。Ib本安電路必須保證政黨工作狀態(tài)下以及系統(tǒng)中存在一起故障時(shí),電路元件不發(fā)生燃爆。Ia本安電路則要求正常工作狀況下及存在兩起故障時(shí),元器件不發(fā)生燃爆。
EH儀表所遵循的主要防爆標(biāo)準(zhǔn)
1、IEC / CENELEC / EUrOPE及NORTH AMERICA / FM標(biāo)準(zhǔn)為經(jīng)常選用,而CANADA / CSA標(biāo)準(zhǔn)幾乎在中國(guó)不使用。
例: CENELEC: Eex de/Eex d ib IIC T2-T6
FM: NI/I/Z/ABCD DIP/II, III/1/EFG
XP/I/1/ABCD DIP/II, III/1/EFG
CSA: Class I, Div 2, ABCD
2、新的歐洲防爆標(biāo)準(zhǔn)ATEX100a將取代原CENELEC標(biāo)準(zhǔn)(截止2003年)
ATEX 100a: II IG Eex ia IIB T6
I II 1G Zone 0 1D, 2D,3D dust explosion
Mining other 2G Zone 1
Industry industry 3G Zone 2
防爆等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)
安全柵安全參數(shù)定義:
*8226; 安全柵最高允許電壓: Um
保證安全柵本安端的本安性能,允許非本安端可能輸入的最高電壓
*8226; 安全柵最高開(kāi)路電壓: Uoc
在最高允許電壓范圍內(nèi)本安端開(kāi)路時(shí)電壓最大值
*8226; 安全柵最大短路電流: Isc
在最高允許電壓范圍內(nèi)本安端短路時(shí)的電流最大值
*8226; 安全柵允許分布電容: Ca
保證本質(zhì)安全性能情況下本安端最大允許外接電容
*8226; 安全柵允許分布電感: La
保證本質(zhì)安全性能情況下本安端最大允許外接電感
防爆標(biāo)志格式說(shuō)明:
將工廠(chǎng)或礦區(qū)的爆炸危險(xiǎn)介質(zhì),按其引燃能量,最小點(diǎn)燃溫度以及現(xiàn)場(chǎng)爆炸性危險(xiǎn)氣體存在的時(shí)間周期進(jìn)行科學(xué)分類(lèi)分級(jí),以確定現(xiàn)場(chǎng)防爆設(shè)備的防爆標(biāo)志和防爆形式。
名詞解釋?zhuān)?br>
ia 等級(jí):在正常工作、一個(gè)故障和二個(gè)故障時(shí)均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。
正常工作時(shí),安全系數(shù)為 2.0;一個(gè)故障時(shí),安全系數(shù)為 1.5;二個(gè)故障時(shí),安全系數(shù)為 1.0 。
注:有火花的觸點(diǎn)須加隔爆外殼、氣密外殼或加倍提高安全系數(shù)。
ib 等級(jí):在正常工作和一個(gè)故障時(shí)不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物的電氣設(shè)備。
正常工作時(shí),安全系數(shù)為 2.0 ; 一個(gè)故障時(shí),安全系數(shù)為 1.5 。
正常工作時(shí),有火花的觸點(diǎn)須加隔爆外殼或氣密外殼保護(hù),并且有故障自顯示的措施,一個(gè)故障 時(shí)安全系數(shù)為 1.0 。
EExd:是指將爆炸包起來(lái)的意思;
IIC:是指點(diǎn)燃能量uJ,280,>180,60...80,<60;T6:是指溫度組別,即電氣設(shè)備按其最大表面溫度被分在不同的溫度組別。氣體的溫度組別按不同的點(diǎn)燃溫度劃分。T6是85度。
隔爆型電氣設(shè)備(d):是指把能點(diǎn)燃爆炸性混合物的部件封閉在一個(gè)外殼內(nèi),該外殼能承受內(nèi)部爆炸性混合物的爆炸壓力并阻止和周?chē)谋ㄐ曰旌衔飩鞅碾姎庠O(shè)備。
增安型電氣設(shè)備(e):正常運(yùn)行條件下,不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)燃爆炸性混合物的火花或危險(xiǎn)溫度,并在結(jié)構(gòu)上采取措施,提高其安全程度, 以避免在正常和規(guī)定過(guò)載條件下出現(xiàn)點(diǎn)燃現(xiàn)象的電氣設(shè)備。
本質(zhì)安全型電氣設(shè)備(i):在正常運(yùn)行或在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下所產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃爆炸性混合物的電氣設(shè)備。
無(wú)火花型電氣設(shè)備 (n): 在正常運(yùn)行條件下不產(chǎn)生電弧或火花,也不產(chǎn)生能夠點(diǎn)燃周?chē)ㄐ曰旌衔锏母邷乇砻婊蜃茻狳c(diǎn),且一般不會(huì)發(fā)生有點(diǎn)燃作用的故障的電氣設(shè)備。
防爆特殊型(s): 電氣設(shè)備或部件采用GB3836-83未包括的防爆型式時(shí),由主管部門(mén)制訂暫行規(guī)定。送勞動(dòng)人事部備案,并經(jīng)指定的鑒定單位檢驗(yàn)后,按特殊電氣設(shè)備"s"型處置。