| 防爆的基本原理 |
爆炸的概念
爆炸是物质从一种状态，经过物理或化学变化，突然变成另一种状态，并放出巨大的能量。急剧速度释放的能量，将使周围的物体遭受到猛烈的冲击和破坏。 |
| 爆炸必须具备的三个条件： |
| 1 ）爆炸性物质：能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。（气体：氢气，乙炔，甲烷等；液体：酒精，汽油；固体：粉尘，纤维粉尘等。）2 ）氧气：空气。3 ）点燃源：包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。 |
| 为什么要防爆 |
| 易爆物质 : |
| 很多生产场所都会产生某些可燃性物质。煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质；化学工业中，约有 80% 以上的生产车间区域存在爆炸性物质。氧气 : 空气中的氧气是无处不在的。点燃源 : 在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花 , 机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故障时。 |
| 客观上很多工业现场满足爆炸条件。当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。因此采取防爆就显得很必要了。 |
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| 仪表防爆的原理 |
| 危险场所危险性划分： |
爆炸性物质 |
区域定义 |
中国标准 |
北美标准 |
气体 (CLASS Ⅰ) |
在正常情况下 , 爆炸性气体混合物连续或长时间存在的场所 |
0 区 |
Div.1 |
在正常情况下爆炸性气体混合物有可能出现的场所 |
1 区 |
在正常情况下爆炸性气体混合物不可能出现 , 仅仅在不正常情况下 , 偶尔或短时间出现的场所 |
2 区 |
Div.2 |
粉尘或纤维 (CLASS Ⅱ/Ⅲ） |
在正常情况下 , 爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物可能连续 , 短时间频繁地出现或长时间存在的场所 |
10 区 |
Div.1 |
在正常情况下 , 爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物不能出现 , 仅仅在不正常情况下 , 偶尔或短时间出现的场所 |
11 区 |
Div.2 |
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| 防爆方法对危险场所的适用性： |
序号 |
防爆型式 |
代号 |
国家标准 |
防爆措施 |
适用区域 |
1 |
隔爆型 |
d |
GB3836.2 |
隔离存在的点火源 |
Zone1,Zone2 |
2 |
增安型 |
e |
GB3836.3 |
设法防止产生点火源 |
Zone1,Zone2 |
3 |
本安型 |
ia |
GB3836.4 |
限制点火源的能量 |
Zone0-2 |
本安型 |
ib |
GB3836.4 |
限制点火源的能量 |
Zone1,Zone2 |
4 |
正压型 |
p |
GB3836.5 |
危险物质与点火源隔开 |
Zone1,Zone2 |
5 |
充油型 |
o |
GB3836.6 |
危险物质与点火源隔开 |
Zone1,Zone2 |
6 |
充砂型 |
q |
GB3836.7 |
危险物质与点火源隔开 |
Zone1,Zone2 |
7 |
无火花型 |
n |
GB3836.8 |
设法防止产生点火源 |
Zone2 |
8 |
浇封型 |
m |
GB3836.9 |
设法防止产生点火源 |
Zone1,Zone2 |
9 |
气密型 |
h |
GB3836.10 |
设法防止产生点火源 |
Zone1,Zone2 |
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| 防爆对危险场所的适用性： |
工况类别 |
气体分类 |
代表性气体 |
最小引爆火花能量 |
矿井下 |
Ⅰ |
甲烷 |
0.280mJ |
矿井外的工厂 |
ⅡA |
丙烷 |
0.180mJ |
ⅡB |
乙烯 |
0.060mJ |
ⅡC |
氢气 |
0.019mJ |
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| 美国和加拿大首先将散布在空气中的爆炸性物体分成三个 CLASS( 类别 ):CLASS Ⅰ气体和蒸气 ; CLASS Ⅱ 尘埃 ; CLASS Ⅲ纤维 . 然后再将气体和尘埃分成 Group( 组 ) ： |
组名 |
代表性气体或尘埃 |
A |
乙炔 |
B |
氢气 |
C |
乙烯 |
D |
丙烷 |
E |
金属尘埃 |
F |
煤炭尘埃 |
G |
谷物尘埃 |
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| 气体温度组别划分： |
温度组别 |
安全的物体表面温度 |
常见爆炸性气体 |
T1 |
≤ 450℃ |
氢气、丙烯腈等 46 种 |
T2 |
≤ 300℃ |
乙炔、乙烯等 47 种 |
T3 |
≤ 200℃ |
汽油、丁烯醛等 36 种 |
T4 |
≤ 135℃ |
乙醛、四氟乙烯等 6 种 |
T5 |
≤ 100℃ |
二硫化碳 |
T6 |
≤ 85℃ |
硝酸乙酯和亚硝酸乙酯 |
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仪表的防爆标志
Ex(ia)ⅡC T6 的含义 : |
标志内容 |
符号 |
含义 |
防爆声明 |
Ex |
符合某种防爆标准，如我国的国家标准 |
防爆方式 |
ia |
采用 ia 级本质安全防爆方法，可安装在 0 区 |
气体类别 |
ⅡC |
被允许涉及 ⅡC 类爆炸性气体 |
温度组别 |
T6 |
仪表表面温度不超过 85℃ |
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| Ex(ia)ⅡC 的含义 |
标志内容 |
符号 |
含义 |
防爆声明 |
Ex |
符合欧洲防爆标准 |
防爆方式 |
ia |
采用 ia 级本质安全防爆方法，可安装在 0 区 |
气体类别 |
ⅡC |
被允许涉及 ⅡC 类爆炸性气体 |
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| 注 : 该标志中无温度组别项 , 说明该仪表不与爆炸性气体直接接触 . |
| 防爆术语： |
有关防爆术语及标准
安全栅安全参数定义：
· 安全栅最高允许电压： Um
保证安全栅本安端的本安性能，允许非本安端可能输入的最高电压
· 安全栅最高开路电压： Uoc
在最高允许电压范围内本安端开路时电压最大值
· 安全栅最大短路电流： Isc
在最高允许电压范围内本安端短路时的电流最大值
· 安全栅允许分布电容： Ca
保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电容
· 安全栅允许分布电感： La
保证本质安全性能情况下本安端最大允许外接电感
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防爆标志格式说明：
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周期进行科学分类分级，以确定现场防爆设备的防爆标志和防爆形式。
防爆标志格式： Ex (ia) ⅡC T4
防爆标记防爆等级气体组别温度组别
防爆等级说明： ia 等级 在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
正常工作时，安全系数为 2.0 ；
一个故障时，安全系数为 1.5 ；
二个故障时，安全系数为 1.0 。
注：有火花的触点须加隔爆外壳、气密外壳或加倍提高安全系数。
ib 等级 : 在正常工作和一个故障时不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
正常工作时，安全系数为 2.0 ；
一个故障时，安全系数为 1.5 。
正常工作时，有火花的触点须加隔爆外壳或气密外壳保护，并且有故障自显示的措施，一个故障时安全系数为 1.0
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| 闭路电视监控系统 |
闭路电视监控系统（又称呼CCTV）是安防领域中的重要组成部分，系统通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等），直接观察被监视场所的情况，同时可以把被监视场所的情况进行同步录象。另外，电视监控系统还可以，与其它安全技术防范体系联动运行，使用户安全防范能力得到整体的提高。
闭路监控系统能在人无法值守的场合，适时、真实地反映现场的的图象画面。闭路监控系统已成为广大用户现代化的管理手段。在控制中心，只要一个工作人员的操作，就能够观察多个被控区域，以及远距离区域的监控功能。 闭路监控系统提供远近距离的监视和控制。根据国家有关技术规范，系统应设置安防摄像机，电视监视器、录像机（或硬盘录像机）和画面处理器等，使用户能随时调看任意一个画面，遥控操作任一台摄像机等。
闭路监控系统主要组成部分是：产生图像的摄像机或成像装置，图像的传输与控制设备，图像的处理与显示设备。闭路电视监控系统的技术要求有：摄像机的清晰度、系统的传输带宽、视频信号的信噪比、电视信号的制式、摄像机达到较高画质和操作的功能，以及系统各部分的环境适应程度。红苹果能够根据用户的要求，选择合适的系统配置，使系统能够满足您多方面的需求：
室内/外云台：具备云台所有的功能外，具有防水、防爆功能
彩色摄像仪：悬挂式安装，适用于各种场合，具有防水、防爆功能
监视器：用于图象显示 彩色摄像机的视频画面
时序切换系统：在一台监视器上依次切换显示多个摄像机的图像，可以进行重点的切换画面显示，切换时间可以调整。即使摄像机数量增加，监视器也不必增加，该系统可以节约人员成本，系统经济适用。
数字分割系统：一台监视器的画面多分割以同时显示2个到32个摄像机的图像，只需一人就能够同时监视多个场所的现场情况。所有摄像机图像可以编程成组，或切换在1台高清晰度监视器上，适时分割显示，也可自由切换选择按顺序单独显示或设置为4分割或16分割等显示状态。例如系统中的摄像机图像送入一台16画面处理器，并由一台或多台24小时录像机，只需要普通180分钟录像带就实时录像，录像可以回放；或者使用硬盘录像机将图象保存在电脑中。
远程操作摄像机放大系统：全方位旋转云台彩色16倍变焦摄像机，通过系统控制键盘的操作，实现摄像机图像自上下、左右旋转扫描，对摄像机云台转向、镜头焦距、镜头光圈等进行远程遥控操作，远距离捕捉现场物体的全景，以及放大后的细节。
闭路电视监控系统的用途相当广泛，是当今最为有效的安全设施之一。它可用于医院的监护室，观察若干病人的病情；用于交通中心，监测高速路、港口或地铁的交通流量；用于学校，保障学生体育运动的安全等；用于商业中心、银行、储存仓库的监督和管理，以及在危险的环境中的监控。
盛和电子向顾客提供可应用于厂矿企业有爆炸性危险环境中的监视设备，同时盛和电子以技术实力为后盾，有能力为顾客提供综合、完整的、高效的监视系统设计方案。 |
| 监控系统的防雷设计 |
随着监控系统的迅速普及应用，监控系统设备因雷击破坏的可能性就大大增加了。其后果可能会使整个监控系统运行失灵，并造成难以估计的经济损失。为了对安全监控系统采取有效的防雷保护措施，保障监控系统正常可靠的运行，首先应明确监控系统遭受雷击损害的主要原因以及雷电可能的侵入途径，尤其是雷击损坏较为严重的室外监控设备，在分析其损坏原因的基础上，正确选择和使用监控系统设备的防雷保护装置，以及研究和探讨信号、电源线路的布放、屏蔽及接地方式等。可以提高监控系统的抗雷电能力，优化系统的防雷水平起到很好的作用。
监控系统一般都由前端部分、传输部分、终端部分组成。它们之间通过使用同轴电缆、电线、多芯线采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等
雷击的形成
直击雷：雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏；雷电直接击在架空线缆上造成线缆熔断。
雷电波侵入：CCTV的电源线、信号传输或进入监控室的金属管线到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成电位差使设备损坏。
雷电感应：当雷击避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场。处在电磁场中的监控设备和传输线路会感应出较大的电动势。这现象叫电磁感应。当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kv，信号线路上可40－60kv。这种现象叫静电感应。电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷。它对设备的损害没有直击雷来的猛然，但它要比直击雷发生的机率大得多。 |
| CCTV系统的综合防雷 |
1、前端设备的防雷
前端设备有室外和室内安装两种情况，安装在室内的设备一般不会遭受直击雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。
前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。当摄像机独立架设时，避雷针最好距摄像机3－4米的距离。如有困难避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ 8的镀锌圆钢。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，如电源线（220V或DC12V）、视频线、信号线和云台控制线。
摄像机的电源一般使用AC220V或DC12V。摄像机由直流变压器供电的，单相电源避雷器应串联或并联在直流变压器前端，如直流电源传输距离大于15米，则摄像机端还应串接低压直流避雷器。
信号线传输距离长，耐压水平低，极易感应雷电流而损坏设备，为了将雷电流从信号传输线传导入地，信号过电压保护器须快速响应，在设计信号传输线的保护时必须考虑信号的传输速率、信号电平，启动电压以及雷电通量等参数。室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于4Ω，高土壤电阻率地区可放宽至 <10Ω。
2、传输线路的防雷
CCTV系统主要是传输信号线和电源线。室外摄像机的电源可从终端设备处引入，也可从监视点附近的电源引入。
控制信号传输线和报警信号传输线一般选用芯屏蔽软线，架设（或敷设）在前端与终端之间。Gb50198－1994规定，传输部分的线路在城市郊区、乡村敷设时，可采用直埋敷设方式。当条件不充许时，可采用通信管道或架空方式。
从防雷角看，直埋敷设方式防雷效果最佳，架空线最容易遭受雷击，并且破坏性大，波及范围广，为避免首尾端设备损坏，架空线传输时应在每一电杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避雷器。传输线埋地敷设并不能阻止雷击设备的发生，大量的事实显示，雷击造成埋地线缆故障，大约占总故障的30％左右，即使雷击比较远的地方，也仍然会有部分雷电流流入电缆。所以采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电气连通。对防护电磁干扰和电磁感应非常有效，这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿金属管有困难时，可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入，但埋地长度不得小于15米，在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。
3、终端设备的防雷
在CCTV系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。监控室所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。其防直击雷措施应符合GB50057－94中有关直击雷保护的规定。进入监控室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在入户处应加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。
监控室内应设置一等电位连接母线（或金属板），该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。各种电涌保护器（避雷器）的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。由于有80％雷击高电位是从电源线侵入的，为保证设备安全，一般电源上应设置三级避雷保护。在视频传输线、信号控制线，入侵报警信号线进入前端设备之前或进入中心控制台前应加装相应的避雷保护器。良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。采用综合接地网时，其接地电阻不得大于1Ω。 |
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