一文读懂GB/T 3836.5-2021:正压外壳“p”防爆设备核心要求全解析

发布时间:2021 年 10 月 11 日实施时间:2022 年 5 月 1 日代替标准:GB/T 3836.5-2017、GB 12476.7-2010采用国际标准:IEC 60079-2:2014

发布 2026-06-07阅读 约 17 分钟合辑 国内防爆标准解读系列原文 公众号原文 ↗

发布时间:2021 年 10 月 11 日
实施时间:2022 年 5 月 1 日
代替标准:GB/T 3836.5-2017、GB 12476.7-2010
采用国际标准:IEC 60079-2:2014(修改采用)

正压型“p” 防爆技术是爆炸性环境中应用最广泛的防爆型式之一,特别适用于大型电气设备和无法采用其他防爆型式的复杂系统。GB/T 3836.5-2021 作为我国正压外壳防爆设备的核心标准,首次整合了爆炸性气体和粉尘环境的全部要求,对设备设计、制造、检验和使用具有强制性指导意义。

本文将按照标准目录层级,全面解析核心章节要求,突出 2021 版的关键技术变化,帮助企业快速掌握标准要点。

一、标准概述与主要技术变化

1.1 标准地位

本标准是 GB/T 3836《爆炸性环境》系列的第 5 部分,是对 GB/T 3836.1 通用要求的补充和修改,当两者要求冲突时,本标准优先。标准适用于爆炸性气体环境(Ⅱ 类)和爆炸性粉尘环境(Ⅲ 类)中采用正压外壳保护的电气设备,不适用于正压房间、含氧化剂环境以及气体 / 粉尘杂混环境。

1.2 2021 版核心技术变化(对比 2017 版)

本次修订是标准实施以来最全面的一次升级,主要技术变化包括:

•✅ 整合粉尘环境要求:将原 GB 12476.7-2010《可燃性粉尘环境用电气设备 第 7 部分:正压保护型 “pD”》的全部内容纳入,实现气体和粉尘环境正压防爆要求的统一。

•✅ 新增安全装置要求:增加检测风扇断电故障的要求,明确正压系统作为关联设备的评价方法。

•✅ 强化保护气体管理:新增备用保护气体和独立正压系统的要求,提高供气可靠性。

•✅ 完善自动换气要求:明确“pxb” 保护等级设备必须配备自动换气系统,防止未完成换气即通电。

•✅ 新增电池专项要求:增加附录 G 和附录 H,分别规定 “pxb/pyb” 和 “pzc” 保护等级内部电池和电池组的防爆要求,填补了旧标准的空白。

•✅ 优化试验方法:更改最高正压试验方法,明确最高正压值的确定方式,删除不必要的性能检查项目。

二、核心术语与定义

标准定义了 25 个专用术语,以下是最关键的 5 个:

1.正压保护:通过保持外壳内部保护气体压力高于外部环境压力,阻止外部爆炸性环境进入外壳的防爆方法。

2.稀释:连续供给保护气体,使可燃性物质浓度在潜在点燃源附近保持在爆炸极限之外的过程。

3.内释放源:外壳内部能够释放可燃性气体、蒸气或液体的部位,是正压防爆设计的重点考虑因素。

4.静态正压保护:不持续添加保护气体,仅依靠初始充气保持正压的保护方法,适用于小型密封设备。

5.三个保护等级:

○pxb:提供最高级别保护(EPL Mb/Gb/Db),可安装未受保护的设备。

○pyb:提供中等级别保护(EPL Gb/Db),内部设备需达到 EPL Gc/Dc。

○pzc:提供最低级别保护(EPL Gc/Dc),适用于危险程度较低的区域。

三、保护等级划分(第 4 章)⭐ 核心章节

保护等级是正压防爆设计的基础,需根据外部环境危险程度、是否存在内释放源以及内部设备的点燃能力综合确定。

3.1 保护等级确定原则

图:正压型设备保护等级适用范围

是否有内释放源

外部要求的最高 EPL

内部是否有点燃能力设备

保护等级

否

Mb/Gb/Db

是 / 否

pxb

否

Gb/Db

否

pyb

否

Gc/Dc

是 / 否

pzc

是(气体 / 蒸气)

Mb/Gb/Db

是 / 否(不在稀释区)

pxb

是(液体)

Gb/Db

是 / 否

pxb(惰性)

注:如果可燃性物质是液体,绝不允许正常释放,且保护气体必须为惰性气体。

3.2 不同保护等级设计准则对比

设计准则

pxb

pyb

pzc(带报警)

最低防护等级

IP4X

IP4X

IP3X

最低正压值

50Pa

50Pa

25Pa

自动换气系统

必须配备

标志时间流量

标志时间流量

门 / 盖联锁

无需工具打开的必须联锁

警告标志

警告标志

火花挡板

通常关闭 / 开启的排气口均需

通常开启的排气口需

通常开启的排气口需(不产生炽热颗粒除外)

四、正压外壳结构要求(第 5 章)

正压防爆触摸屏气体防爆正压柜-智能制造网

4.1 外壳与材质

•外壳防护等级必须符合表 2 要求,非金属外壳无需进行耐热耐寒试验(因为泄漏率上升会触发报警和断电)。

•材质不应受保护气体的不利影响,例如不能使用会被惰性气体腐蚀的材料。

4.2 机械强度

•正常运行时,外壳及管道应能承受1.5 倍制造商规定的最高正压,且最低不低于 200Pa,试验时间 120s±10s。

•如果可能出现导致变形的压力,必须设置安全装置限制最大内部压力;否则防爆合格证需加“X” 后缀,注明特殊使用条件。

4.3 门和盖的安全要求

•Ⅰ 类设备:必须使用特殊紧固件或联锁装置,打开门 / 盖时自动切断未受保护设备的电源。

•Ⅱ 类 pxb 设备:无需工具即可打开的门 / 盖必须设置联锁;含有热部件的外壳,不使用工具不应轻易打开。

•所有设备:门 / 盖必须标志 “警告:严禁在爆炸性环境中打开!”。

4.4 火花和颗粒挡板

•正压外壳和保护气体管道必须安装火花和颗粒挡板,防止炽热颗粒吹入危险场所。

•例外情况:通断触头工作电流低于 10A 且电压不超过 275V(交流)/60V(直流),并带有灭弧罩,视为不产生炽热颗粒。

4.5 电池和电池组

•pxb/pyb 等级:符合附录 G 要求

•pzc 等级:符合附录 H 要求

•这是 2021 版新增的重点内容,将在附录解读部分详细说明。

五、温度极限(第 6 章)

温度组别是防爆设备的关键参数,不同保护等级的温度确定方法不同:

•pxb/pyb 等级:取外壳最高外表面温度和内部元件最高表面温度中的较高者。

•pzc 等级:仅以外壳最高外表面温度为依据。

例外情况:pxb 等级的内部元件可以超过标志温度组别,但必须满足:

1.符合 GB/T 3836.1 的 “小元件” 要求;或

2.正压保护中断时,能防止可燃性混合物与热表面接触,直到温度冷却到安全值以下。

重要提示:pyb 等级外壳内不允许存在正常运行条件下有点燃能力的热元件。

六、安全措施和安全装置(第 7 章)⭐ 核心章节

安全装置是正压防爆系统的“大脑”,其完整性直接决定防爆可靠性。

6.1 安全装置完整性要求

•pxb/pyb 等级:按单个故障评定安全完整性

•pzc 等级:按正常运行评定安全完整性

注意:风扇电机或控制器上的电气联锁不足以指示正压故障(如皮带打滑、风扇松动、反转等故障无法检测),必须使用独立的压力或流量传感器。

6.2 关键安全装置要求

1.自动换气系统(pxb 强制要求)

○必须设置防止未完成换气即通电的自动控制系统

○程序:监测流量和正压→启动计时器→时间到后通电→任何步骤故障返回初始状态

○换气量:除旋转电机和复杂设备外,至少为外壳容积的 5 倍

2.最低正压检测装置

○传感器必须直接采集外壳内的压力信号,中间不应有阀门

○pxb/pyb 必须使用压力传感器,pzc 可使用指示器(但需配备气源故障报警)

○最低正压值:pxb/pyb≥50Pa,pzc≥25Pa

3.门 / 盖联锁装置

○pxb 等级无需工具打开的门 / 盖必须联锁,打开时自动切断未受保护设备的电源

○联锁装置必须符合安全完整性要求

6.3 多个外壳共用气源

多个正压外壳可以共用一个保护气体气源,但必须满足:

•公用安全装置能监测所有外壳的最不利情况

•打开某个外壳的门 / 盖前,必须先断开该外壳内设备的电源

•重新通电前必须完成该外壳的换气程序

七、静态正压保护特殊要求(第 8 章)

静态正压保护是一种特殊的正压型式,适用于小型、密封良好且无内释放源的设备:

1.保护气体:必须使用惰性气体

2.内释放源:不允许存在任何内释放源

3.安全装置:pxb/pyb 需安装两台自动安全装置,pzc 需安装一台,且只能用工具复位

4.最低正压:至少高于外部压力 50Pa,且能维持至少 1 小时(或内装元件冷却时间的 100 倍)

5.充气要求:必须在非危险场所进行充气

八、保护气体的供给(第 9 章)

8.1 供气系统基本要求

•备用供给:如果主供气失效会导致危险,必须配备备用气源,且两个气源能独立工作。

•独立供给:当 pzc 外壳嵌套在 pyb 外壳内时,两者的保护气体供给必须相互独立。

•气体类型:必须为非可燃性气体,空气或惰性气体均可(有内释放源时需按第 13 章选择)。

•气体温度:进气口温度通常不应超过 40℃,特殊情况需在外壳上标出。

8.2 实际应用中的气源选型要点

参数

要求

推荐配置

露点

≤-40℃(推荐),绝对禁止>-20℃

冷干机 + 吸干机串联

颗粒度

≤0.1μm(Class1 级)

0.1μm 绝对过滤器(H13 以上)

含氧量(N₂)

≤0.5%

制氮系统配备氧分析仪闭环控制

供气方式

禁止单台无备用风机直供

集中供气 + 储气罐 + 二级调压 + 三级净化

数据来源:防爆正压柜气源选型行业实践

九、有内释放源的正压外壳(第 10-15 章)⭐ 难点章节

有内释放源的正压外壳是设计和认证的难点,需要同时考虑正压保护和稀释防爆。

9.1 释放条件分类(附录 E)

•无释放:内置系统由金属、陶瓷、玻璃等制成,采用熔焊、铜焊等永久连接,无活动接头。

•有限异常释放:采用螺纹、焊接等连接,例行维护时不需断开。

•有限正常释放:包含弹性密封件、旋转 / 滑动连接件等,正常运行时可能释放。

9.2 保护气体选择原则

内释放类型

保护气体要求

无释放

空气或惰性气体

有限气体释放(UFL<80%)

空气或惰性气体(连续稀释);仅惰性气体(泄漏补偿)

有限液体释放

仅惰性气体(连续稀释或泄漏补偿)

正常释放

仅连续稀释,空气或惰性气体

注:UFL>80% 的可燃性物质只能采用空气连续稀释,且浓度需低于 LFL 的 25%。

9.3 稀释技术要求

•空气稀释:将可燃性物质浓度稀释到不超过燃烧下限的 25%。

•惰性气体稀释:将氧气浓度稀释到不超过 2%(体积分数)。

•设备布置:释放源宜靠近排气口,有点燃能力的设备宜靠近进气口,使可燃性气体以最短路径离开外壳。

十、试验要求(第 16-17 章)

10.1 型式试验(每型设备必须进行)

1.最高正压试验:1.5 倍最高正压,120s,无永久变形。

2.泄漏试验:测量正常运行最大压力下的泄漏流量,不超过制造商规定值。

3.换气和稀释试验:验证换气时间和稀释效果,确保可燃性物质浓度低于安全值。

4.最低正压检查:验证系统能在正常运行条件下保持规定的最低正压。

5.内置系统试验:无故障内置系统需进行 5 倍工作压力的正压试验和氦气泄漏试验。

10.2 例行试验(每台设备必须进行)

•安全装置功能试验

•保护气体泄漏试验

•内置系统试验(如有)

十一、标志与使用说明书(第 18-19 章)

11.1 强制标志内容

除 GB/T 3836.1 要求外,还必须标志:

•保护等级(pxb/pyb/pzc)

•最小换气流量和最短换气时间

•保护气体类型(空气除外)

•最低和最高正压值

•静态正压设备需标志“只能在非危险场所充气”

•使用惰性气体的设备需标志“有窒息危险”

11.2 使用说明书要求

•规定保护气体类型及允许的替代气体

•详细说明换气程序和安全装置的操作方法

•Ⅲ 类设备需标明清除内部可燃性粉尘的方法

•提供管道系统安装和维护的指导

十二、重要附录解读

12.1 附录 G/H:内部电池和电池组要求(2021 版新增)

这是本次修订的最大亮点之一,填补了正压外壳内电池防爆要求的空白。

附录 G(pxb/pyb 等级):

•可充电电池必须是密封式,或体积不超过外壳净容积的 1%。

•电路需按 GB/T 3836.4 本质安全原理进行评价,使用熔断器、电阻等保护元件限制电流。

•必须采取措施防止反向充电、深度放电和过充。

•外壳上需标志“警告:外壳内有电池,严禁在爆炸性环境中打开!”。

附录 H(pzc 等级):

•基本要求与附录 G 类似,但安全要求适当降低。

•正压失效时仍带电的设备,其电路需按 GB/T 3836.8 “n” 型或 GB/T 3836.4 “ic” 等级评定为无点燃能力。

12.2 附录 A:换气和稀释试验合格判据

•空气作为保护气体:试验气体浓度不超过最低燃烧下限的 25%;包含所有可燃性气体时,氦气≤1%,氩气 / 二氧化碳≤0.25%。

•惰性气体作为保护气体:氧气浓度不超过 2%(体积分数)。

12.3 附录 E:外壳内释放型式分类

明确了“无释放”、“有限异常释放” 和 “有限正常释放” 的判定标准,是有内释放源设备设计的基础。

总结

GB/T 3836.5-2021 的实施,标志着我国正压防爆技术标准与国际先进水平全面接轨。标准整合了气体和粉尘环境的要求,强化了安全装置和保护气体的管理,新增了电池专项要求,对提高正压型防爆设备的安全性和可靠性具有重要意义。

对于企业而言,需重点关注以下几点:

1.及时完成旧版标准认证产品的换版工作(2024 年 5 月 1 日前完成)。

2.在产品设计中落实自动换气、压力检测、电池防爆等新增要求。

3.加强对正压系统的验证,确保安全装置的完整性和可靠性。

4.完善产品标志和使用说明书,确保用户正确安装和使用设备。

正压型设计使用说明

正压型防爆设备一般适用于防爆电气柜的设计,这类设备箱体体积大,若采用隔爆、增安设计造价太高,同时对外壳、密封件及透明件要求高,较难实现防爆设计。正压型防爆电气柜在设计、使用时,一般和隔爆型、增安型等防爆设备组合,形成复合防爆型式的装置。

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