防爆型式代号与标准对照

系列 海外防爆通识 · 04/06阅读 约 8 分钟

本篇说明:依据 Euroswitch《Hazardous Area Guide V6》、BARTEC《Overview of Explosion Protection Techniques》(IECEx 2018 大会演讲)、Pepperl+Fuchs 指南、ATEXShop《保护方法深度探险:例如"nR",限制呼吸箱》整理。型式代号与适用级别以 IEC/EN 60079 系列标准原文为准。

一、电气防爆型式总表

IEC 60079 各「部分—型式代号」对应关系(BARTEC:d=1、p=2、q=5、o=6、e=7、i=11、n=15、m=18、op=28、t=31):

型式 名称 标准 EPL 阶梯 适用区域
Ex d(da/db/dc) 隔爆外壳 Flameproof IEC/EN 60079-1 Ga/Gb/Gc da→0/1/2,db→1/2,dc→2
Ex e(eb/ec) 增安 Increased Safety IEC/EN 60079-7 Gb/Gc eb→1/2,ec→2
Ex i(ia/ib/ic) 本质安全 Intrinsic Safety IEC/EN 60079-11 Ga/Gb/Gc ia→0/1/2,ib→1/2,ic→2
Ex p(pxb/pyb/pzc) 正压 Pressurised IEC/EN 60079-2 Gb/Gc pxb/pyb→1/2,pzc→2
Ex m(ma/mb/mc) 浇封 Encapsulation IEC/EN 60079-18 Ga/Gb/Gc ma→0/1/2,mb→1/2,mc→2
Ex o(ob/oc) 油浸 Liquid Immersion IEC/EN 60079-6 Gb/Gc ob→1/2,oc→2
Ex q(qb) 充砂 Powder Filling IEC/EN 60079-5 Gb 1/2
Ex n(nA/nC/nR) 「n」型 IEC/EN 60079-15 Gc 2
Ex op(is/pr/sh) 光辐射 Optical Radiation IEC/EN 60079-28 Ga/Gb/Gc 按子型式
Ex t(ta/tb/tc) 粉尘外壳保护 IEC/EN 60079-31 Da/Db/Dc ta→20/21/22,tb→21/22,tc→22
Ex s 特殊型 Special Protection IEC/EN 60079-33 — 个别评定
Ex 系统 本安系统 IEC 60079-25 Gb —
Ga 级整机 — IEC 60079-26 Ga 0/1/2

二、各型式的技术要点(BARTEC 演讲)

  • Ex d 隔爆:外壳承受内部爆炸并阻止火焰外传;允许内部点燃源。设计关键在外壳强度、接合面火焰路径、压力重叠、内置装置散热与引入装置。
  • Ex e 增安:对正常运行的设备「加保险」;不允许产生未受控火花。关键在爬电距离与电气间隙、外壳 IP 与冲击、散热。
  • Ex i 本安:限制整个回路的能量——E[µJ] = ½·C·U² 与 ½·L·I²;由安全区供电(稳压二极管限压、电阻限流);须考虑电缆分布参数对允许长度的限制;回路投运前按 IEC 60079-14 验证。
  • Ex m 浇封:电路整体浇封(电磁阀、PCB 常见,如 Ex mb IIC T5 Gb、Ex eb mb 组合)。关键在浇封层厚度、内部自由体积、浇封料老化与防潮。
  • Ex n(仅 Gc/2 区):见下节。
  • Ex p 正压:先吹扫 ≥5 倍内容积,Gb 级须冗余监控,之后补偿泄漏并通电;失压必须断电;排气口加阻火器。
  • Ex q 充砂:石英砂熄灭点燃源(移动计算机等),常与本安 [ib] 组合;X 证书表示有特定使用条件。
  • Ex t 粉尘:最低 IP 按粉尘组取 IP5X/IP6X(第二位防水位对粉尘无关);散热设计须满足 T…℃ 标注。
  • Ex op 光辐射:op is(固有安全,限光功率 mW/mm²)、op pr(物理保护)、op sh(联锁/光纤环监控)。

三、「n」型家族的演变

「n」型只用于 2 区(Gc),子型式按 IEC 60079-15:nA 无火花、nC 封闭断流/封闭结构、nR 限制呼吸、nP 简化正压、nL 限制能量。BARTEC 给出的演变方向:

  • nA → Ex ec(并入 IEC 60079-7 增安);
  • nC → Ex dc(60079-1)或 Ex mc(60079-18);
  • nL → Ex ic(并入 60079-11);Pepperl+Fuchs 提到 nL 自 2013 年 5 月后已不能进入欧洲市场;
  • nR 保留在 60079-15 中。

Ex nR 限制呼吸型简介

nR 的原理不是阻止点燃,而是阻止爆炸性气氛进入外壳:通过外壳的气密/限制呼吸结构(密封垫、浇封窗口、密封操作杆等),在正常运行与规定的温度变化条件下抑制「呼吸」作用,使内部可燃气体浓度始终低于下限。ATEXShop 资料的要点:

  1. 温度是关键变量:外壳内部压力随温度变化,因此正常工作时表面温度不得超过环境温度 20 K;焊接功率部件须核算散热;
  2. 整体评定:设备须作为一个完整单元评定,包括所有选装件;
  3. 引入装置:电缆必须永久固定连接(永封)或使用满足密封要求的引入装置,整机按 IEC 60079-0 认证;
  4. 垫片与密封件:须有老化证明,材料须在整个服务温度范围内保持稳定(含最低服务温度,且至少超出最大使用温度 10 K);
  5. 试验:型式试验为内部压力衰减测试(通常从比大气压低 0.3 kPa 起测半小时压降);出厂例行试验可按 60 秒/90 秒/180 秒的替代程序(取决于有无测试口);
  6. 灯具提示:nR 保护不涉及光源与反射器的材质,只能按表面温度分类;换光源须按说明书,且打开外壳后必须恢复垫片密封;
  7. 标志:如 Ex nR IIC Gc;若有测试口等特定条件,证书号带 X。

BARTEC 对 nR 的一句工程忠告:全寿命期内难以始终保证限制呼吸性能——这正是它长期停留在 2 区、且行业趋势是向 dc/mc 演变的原因。

四、非电气防爆(ISO/IEC 80079 与 EN 13463)

非电气设备(不产生电火花但可能有热表面、机械火花等点燃源)的标准链:

阶段 标准 代号
基本要求与危害评估 EN 80079-36 → IEC/ISO 80079-36 h
具体方法 EN 80079-37 / IEC·ISO 80079-37 c 结构安全、b 点燃源控制、k 液浸
旧版(已过渡) EN 13463-2 fr 限流外壳、13463-3 d 隔爆、13463-5 c、13463-6 b、13463-8 k —

产品上的统一标注方式:只标 Ex h(可带级别如 Ex h IIC T4 Gb),具体采用的 c/b/k 方法写入说明书。BARTEC 强调:非电气设备的点燃源评估同样必须做——其点燃源清单包括热表面、机械火花、静电、杂散电流、绝热压缩与激波等 13 类。

五、EPL 允许型式矩阵(IEC 60079-14)

据 BARTEC 引用 IEC 60079-14 的矩阵(「勿混淆大写 Db 与小写 db」是原文提醒):

EPL 允许的型式(气体) 允许的型式(粉尘)
Ga / Da da、ia、ma、op is ia、ma、op is、ta
Gb / Db db、eb、ib、mb、qb、pxb/pyb、op is/pr/sh ib、mb、op is/pr/sh、pb、tb
Gc / Dc dc、ec、ic、mc、nA/nC/nR、pzc、op is/pr/sh ic、mc、op is/pr/sh、pc、tc

延伸阅读

免责声明

本文依据公开资料整理。型式代号的定义与适用条件请以 IEC/EN 60079 相应部分原文为准。

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