正压型「p」设计指南:用一股干净气体守住整个柜体

大功率电气柜做隔爆太贵、做增安受限,正压型是「整柜防爆」的主流答案——向柜内持续充入保护气体,让爆炸性环境进不来。本篇整理 GB/T 3836.5-2021 的三级保护等级、换气与最低正压三大数值、保护气体与气源工程参数。

系列 防爆型式设计指南 · 03/05阅读 约 16 分钟对应标准 GB/T 3836.5-2021

建议阅读时间:16 分钟 导语:大功率电气柜做隔爆太贵、做增安受限,正压型是「整柜防爆」的主流答案——向柜内持续充入保护气体,让爆炸性环境进不来。本篇整理 GB/T 3836.5-2021 的三级保护等级、换气与最低正压三大数值、保护气体与气源工程参数。 对应标准:GB/T 3836.5-2021

⚠️ 本文为工程辅助参考资料,整理自公众号「防爆于未燃」原创文章;所有参数以 GB/T 3836.5-2021 标准原文及防爆检验机构要求为准。

一、pxb / pyb / pzc:柜内设备能不能「裸奔」看等级

等级 EPL 柜内可以装什么
pxb Mb / Gb / Db 可安装未受保护的设备
pyb Gb / Db 内部设备需达 EPL Gc/Dc
pzc Gc / Dc 内部无点燃能力或已受保护

适用边界(1.1 节):Ⅱ 类气体与 Ⅲ 类粉尘环境;不适用于正压房间、含氧化剂环境及气体/粉尘杂混环境。

正压型一般适用于防爆电气柜设计:箱体体积大,隔爆/增安设计造价太高,常与隔爆、增安组合成复合防爆装置。

二、三个必背数值

项目 数值 出处
最低正压 pxb/pyb ≥50Pa;pzc ≥25Pa 第 7 章相关
换气量 至少 5 倍外壳容积(旋转电机和复杂设备除外) 7.2 条
机械强度试验 1.5 倍最高正压(最低 ≥200Pa),持续 120s±10s 4.2 条

静态正压(第 8 章):必须用惰性气体、不允许任何内释放源;最低正压至少高于外部 50Pa 并维持至少 1 小时(或内装元件冷却时间的 100 倍);只能在非危险场所充气。

三、换气与安全装置:联锁不等于传感器

  • pxb 强制自动换气系统(7.2 条):必须防止未完成换气即通电。程序逻辑:监测流量和正压 → 启动计时器 → 时间到通电 → 任一步故障返回初始状态。
  • 7.1 条高频翻车点:风扇电机或控制器上的电气联锁不足以指示正压故障——它检测不到皮带打滑、风扇松动、反转。必须用独立的压力或流量传感器,且最低正压传感器直接采集柜内压力、中间不得有阀门。
  • pzc 可用指示器(需配气源故障报警)。
  • 多柜共用气源(7.3 条):公用安全装置能监测所有外壳最不利情况;打开某柜门前必须先断开该柜内设备电源,重新通电前必须完成换气。
  • 火花和颗粒挡板(4.4 条):外壳与气管必须装;例外——通断触头 <10A 且 ≤275V 交流 / ≤60V 直流并带灭弧罩。
  • 门/盖(4.3 条):Ⅰ 类必须特殊紧固件或联锁,打开自动切断未受保护设备电源;Ⅱ 类 pxb 无需工具即可打开的门/盖必须联锁;所有门/盖标「警告:严禁在爆炸性环境中打开!」。

四、保护气体与稀释判据

  • 气体必须为非可燃性气体(空气或惰性气体);进气口温度通常 ≤40℃。
  • 稀释判据(9.3 节):空气稀释——可燃物浓度不超过燃烧下限(LFL)的 25%;惰性气体稀释——氧含量 ≤2%(体积分数)。
  • UFL>80% 的可燃气体只能用空气连续稀释;可燃液体释放时绝不允许正常释放、且只能用惰性气体。
  • 释放源靠近排气口,有点燃能力的设备靠近进气口。

五、气源工程参数(供气系统实践)

  • 主供气失效会导致危险时必须配备用气源,且两气源能独立工作;pxb 内嵌 pzc 时两者供气独立。
  • 露点 ≤-40℃(推荐)、绝对禁止 >-20℃;颗粒度 ≤0.1μm;氮气含氧量 ≤0.5%。
  • 禁止单台无备用风机直供;推荐集中供气 + 储气罐 + 二级调压 + 三级净化。

六、内部电池(2021 版新增附录 G/H)

  • pxb/pyb 内部可充电电池必须是密封式或体积不超过外壳净容积的 1%;电路按 GB/T 3836.4 本安原理评价;防止反向充电、深度放电和过充。
  • pzc(附录 H):正压失效仍带电的电路需按 GB/T 3836.8 "n" 型或 GB/T 3836.4 "ic" 评定为无点燃能力。

七、常见错误清单

  1. 用风扇电气联锁代替独立压力/流量传感器
  2. 换气量没做 5 倍容积校核,或换气未完成就允许通电
  3. 最低正压传感器前装了阀门
  4. 可燃液体释放场合用了空气保护
  5. 静态正压在危险场所充气
  6. 气源露点超标(>−20℃)造成冬季管路结冰
  7. 柜内设备等级与 pxb/pyb/pzc 不匹配
  8. 换版遗留:旧版认证未按 2021 版换版(换版期限 2024 年 5 月 1 日)

延伸阅读(站内公众号原文)

一文读懂 GB/T 3836.5-2021 正压外壳全解;GB 3836.15-2024 安装标准。

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