隨著IT技術的發展，自動化控制系統的應用范圍更加廣泛。石化、煤礦、醫藥、海上鉆油平臺等高危產業的發展也依賴自控系統的安全投入。

作者：中通智能

發布日期：2023-05-18

　隨著IT技術的發展，自動化控制系統的應用范圍更加廣泛。石化、煤礦、醫藥、海上鉆油平臺等高危產業的發展也依賴自控系統的安全投入。在石油化工等危險場合的自控系統設備中，為更好地發揮整個控制系統的安全性、高效性和經濟性，選擇適用的防爆型式非常重要。在含有爆炸性氣體的環境下，自動化控制應用較多的是防爆正壓柜，防爆控制柜等大容積設備。南陽中通智能電氣有限公司研發的（防爆正壓柜）正壓防爆技術可適用于各種爆炸性氣體和粉塵等危險場所，該種防爆正壓柜獲得多個國家專利技術，擁有前沿的正壓防爆技術，也是公司的特色產品之一。下面將詳細介紹該產品。

一．防爆正壓柜防爆技術原理

    在爆炸性環境中，點火源可燃物質和助燃劑(空氣)是燃燒爆炸的三要素。當這三個要素同時存在，且在爆炸性物質與空氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內時，就不可避免地發生爆炸。

    電氣設備的防爆技術措施是設法排除爆炸三要素，將危險降到小的可控程度。根據這個原理并參照國際化的防爆標準文本，我國的爆炸性氣體環境下的防爆型式已形成隔爆型d、增安型e、本質安全型ia或ib、正壓型p、充油型o、充沙型q、無火花型n和澆封型m八大類，它們有各自的防爆特點和適用場合。對于易燃物質，首先將其所處危險環境即爆炸性粉塵環境與爆炸性氣體環境區分開來。這兩類環境又分別分成三個區，具體介紹如下。

①就爆炸性氣體環境來說，其危險區域分成的三個區為0區、l區和2區。在爆炸性氣體環境中，將易燃爆炸氣體的混合物的級別分為兩類：I類為煤礦井下甲烷，II類為工廠用氣體、蒸汽、薄霧(細分成IIA、IIB、IIC三級)。溫度組別分為T1—T6六組。依據易燃物質的特性和各防爆型式的特點，以及防爆電氣設備的安全可行性、環境適應性、經濟合理性和可維護性的選型原則，工程人員選擇適用的防爆電氣設備，通過正確安裝、使用、維護來滿足危險工況的生產需要。

②對于爆炸性粉塵環境而言，由于類粉塵爆炸威力很大，電氣設備必須有相當的強度才不至被破壞。因此，該環境下選用的電氣設備以及設計需要符合GB 12476．1．2010粉塵防爆電氣設備國家標準。

二.防爆正壓柜的設計

      防爆正壓柜是將危險物質與點火源隔開的一種防爆方法，適用于l區與2區的危險場所，多用于內部元件易維修的設備或大型電氣設備，或用于自燃點為T4、1．5溫度組別對象且很難制成其他防爆結構型式的電氣設備。

      防爆正壓柜電氣設備的防爆原理是保證內部保護氣體的壓力高于周圍，以免爆炸性混合物進入外殼，或避免足量的保護氣體通過外殼使內部爆炸性混合物的濃度降至爆炸下限以下。外殼內部的爆炸環境通過換氣變為“安全區域”并保持內部正壓，這樣普通電氣設備就可安裝在外殼內，待正壓建立并成為正壓防爆設備后實現控制設備的各項預定功能。

2．1防爆正壓柜的正壓防爆的型式設備內的正壓分為三種不同形式，即在系統內部具有稀釋氣流正壓(連續通風型正壓)、泄漏補償正壓和靜壓，它們都以限制可燃性混合物進入外殼內部為目的。這三種正壓形式都需要在設備啟動前用保護氣體對外殼進行沖洗，帶走設備內部非正壓狀態時進入外殼內的可燃性氣體，防止在外殼內形成可燃性混合物。同時，這三種形式必須具有監測系統，并進行定時換氣，以保證系統的可靠性。正壓腔體換氣時的保護氣體必須排放到安全場所，如果排放在危險場所，必須放置阻擋火花或熾熱顆粒的阻火器。連續通風型正壓防爆對殼內存有發熱元器件或大功率發熱部件比較合適，但它的耗氣量是同樣規格的補償式正壓防爆的幾十倍甚至百倍。補償式正壓防爆在自控設備中應用較為廣泛，在一般情況下，它的電氣設備內部不能有影響安全的通風死角。在正常運行時，出風口的風壓或充氣氣壓不得低于一定的數值，否則將立刻發出報警或切斷電源。目前，正壓保護的防爆型式細分為三種型式，即Px、Py和 Pz。依據Px、Py和Pz三種防爆型式及安全裝置等的設計準則，可細化正壓型結構的設計。

2．2防爆正壓柜的正壓防爆設備的構成正壓防爆設備由殼體和正壓保護系統兩部分組成。殼體分主副兩腔。主腔的密封結構按技術要求須大于IP40用于安裝非防爆儀表和器件等；副腔為非密封結構，用于安裝正壓控制單元及監測元件，主副腔在自控設備的防爆盤(臺、柜)中有著較為廣泛的應用。

2．3防爆正壓柜的正壓保護單元

         正壓保護單元是實現控制設備(主腔內)正壓的關鍵，它有電氣型控制和氣動型控制兩大類。電氣型控制應在危險場合下關、合，容易產生火花。須將電氣型正壓保護單元的電控部分做成隔爆型的防爆腔體，并按隔爆型的防爆標準要求設計、制造和安裝。其電氣性能按所需控制要求設計。氣動型控制的正壓單元由延時計時器、過濾減壓閥、氣缸、精密減壓閥、換向閥、壓力表、放大器、節流閥和單氣控閥等氣動元件以及防爆主令控制器組成。通過氣動控制回路的設計，使正壓控制系統具有以下功能：

①在主腔內自動換氣結束后，當殼內壓力高于設計規定值100Pa時主腔殼內部電氣設備自動通電，直至殼內氣壓到300 Pa時停止供氣，壓力保持在100-300Pa，成為安全環境；

②當殼內壓力<100Pa時，報警系統報警，正壓控制單元又啟動供氣，使殼內正壓保持在安全環境下；

③當殼內壓力<50 Pa時，因主電源與壓力控制器已互鎖聯動，其自動斷電，確保該工況防爆設備的使用安全。由于2區危險區域約占整個危險區域的70％，并且鑒于“失壓斷電”的缺點，根據IEC正制定只適用2區危險場所的簡易正壓防爆標準的要求，簡易正壓防爆盤(柜、臺)在殼內沒有安裝大功率器件的情況下，其正壓保護電氣件可與其他電氣設備分(合)安裝在一個腔體，從而實現低壓聲光報警而不必斷電的簡易正壓保護控制。基于上述正壓型防爆設備的設計特點，它在石化、天燃氣、醫藥等危險場合的自控設備中有著較為廣泛的應用。實踐證明，正壓型防爆技術非常適合滿足大容積的自控設備在危險工況中對安全性生產和經濟性方面的需求。

三.綜上所述，在危險場所的自控設備中，防爆正壓柜有著廣泛的應用。南陽中通智能的防爆正壓柜等防爆產品開發設計依據國家防爆標準的規定，并根據市場的需求，不斷細化產品，在整個防爆行業獲得了良好的口碑和巨大的客戶資源，滿足許多廠家在危險行業安全生產發展的需求。  

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