本书简要地叙述了与防爆电气理论、防爆电气技术有关的可燃性气体（蒸气）燃烧与爆炸的一般概念；详细地讨论了各种防爆型式电气设备的安全技术措施和安全技术要求、防爆结构设计原则、防爆安全性能试验方法；概略地介绍了复合防爆型电气设备和组合防爆型电气设备（装置）的基本概念、设计原则，以及爆炸性气体环境中电气设备的防爆型式选择和电气安装方法、安全运行和日常维护的技术要点。本书可供从事防爆电气理论研究和防爆电气技术应用的工程技术人员学习与参考，也可作高等工业院校有关专业的教学参考书。

目录

第2版前言

第1版前言

第1章可燃性气体燃烧与爆炸的一般

概念

11概述

12燃烧与爆炸发生的充分必要条件

13可燃性气体

14点燃源

141电气放电

142静电放电

143碰撞与摩擦

144固体热表面

145激光辐射

15可燃性气体的分级分组

151可燃性气体的分级

152可燃性气体的分组

153可燃性气体分级分组举例

第2章防爆电气设备

21概述

22防爆电气设备的通用技术要求

221防爆电气设备运行的环境条件

222防爆电气设备的分类、分级及

分组

223防爆电气设备的设备保护级别

224防爆电气设备的制造材料

225防爆电气设备的通用结构

226Ex元件的通用要求

227防爆标志

23防爆电气设备设计与制作的一般

原则

231设计原则

232制作原则

24防爆电气设备的检查与试验

241机械性能检查与试验

242电气性能检查与试验

243外壳的防护性能试验

244设备的发热试验

245塑料外壳的有关试验

246机械火花点燃性能试验

247电缆引入装置的有关试验

第3章隔爆型电气设备

31概述

32隔爆外壳的隔爆机理

321耐爆性能

322隔爆性能

33隔爆外壳的典型结构和结构参数

331间隙式隔爆结构

332其他形式的隔爆结构

34隔爆型电气设备防爆结构的一般设计

原则

341设计方案的确定

342隔爆外壳的相关计算

343隔爆外壳上的特殊结构

344隔爆接合面的防锈处理和外壳

内表面的涂覆

345隔爆型电缆引入装置

346工程图样标注的特殊性

347隔爆型旋转电机的最小径向间隙k

和最大径向间隙m计算

348常用隔爆结构示例

349几种特殊隔爆结构的分析与思考

3410隔爆型电气设备设计时的禁忌

结构

35隔爆型电气设备防爆结构的一般制造

原则

36隔爆安全性能试验

361隔爆外壳的耐爆性能试验

362隔爆外壳的隔爆性能试验

第4章增安型电气设备

41概述

42增安型电气设备的通用防爆结构和

安全要求

421外壳防护

422导线连接

423极限温度

424固体绝缘材料

425绕组

426电气间隙和爬电距离

43增安型电气设备的防爆型式通用试验

431接线端子热试验

432介电强度试验

44增安型交流电动机

441专用结构和特殊要求

442堵转温升与tE时间

443笼型电动机放电火花危险性的

评价

444试验

45增安型照明灯具

451专用结构和特殊要求

452温度限制

453增安型发光二极管照明灯具防爆

结构的一般设计原则

454试验

46增安型电阻加热器

461专用结构和特殊要求

462漏电和温度保护系统

463防爆型电阻加热器防爆结构的

一般设计原则

464试验

第5章正压型电气设备

51概述

52正压型电气设备的通用防爆结构和

安全要求

521通用结构和安全要求

522电气间隙、爬电距离和极限温度

523正压保护系统中自动安全装置

的防爆型式

53保护性气体和正压保护技术

531保护性气体

532正压保护技术

54静态正压型电气设备的安全措施和

安全要求

55非静态正压型电气设备的安全措施

和安全要求

551正压外壳内压力变化状态示意图

552保护系统和保护功能的描述

553检测最低正压和气体流量

554检测吹扫时间

56内含释放源的正压型电气设备的安全

措施和安全要求

561内置系统及其释放工况

562内含释放源的正压型电气设备

正压保护技术的特殊性

563内置系统的设计原则

57正压型电气设备防爆结构的一般

设计原则

571设备保护级别的评价原则和正压

保护系统的控制原则

572正压型电气设备防爆结构的设计

原则

58正压型电气设备的防爆型式试验

581正压型电气设备的通用试验

582正压型电气设备的吹扫试验和

稀释试验导则

583无内部释放源的正压型电气设备

的充气试验和吹扫试验

584有内部释放源的正压型电气设备

的吹扫试验和稀释试验

585内置系统的试验

第6章本质安全型电气设备与电路

61概述

62本质安全型电气设备的防爆结构和

安全要求

621外部导线连接

622内部连接导线

623间距、电气间隙和爬电距离

624结构上的特殊要求

63本质安全电路中的元器件

631定额（三分之二原则）

632电池及电池组

633熔断器和半导体器件

634可靠元器件及其连接

635二极管安全栅

636本质安全电路中的模拟电感和

模拟电容

64本质安全电路的故障评价

65本质安全电路的分析与评价

651分析与评价的基本原则

652电感性电路安全火花性能的分析

与评价

653电容性电路安全火花性能的分析

与评价

654综合性电路安全火花性能的分析

与评价

66本质安全型电气设备防爆结构的一般

设计原则

661设计的一般原则

662设计示例

67本质安全型电气设备的防爆型式试验

671火花点燃试验

672介电强度试验

第7章浇封型电气设备

71概述

72浇封型电气设备的通用防爆结构和

安全要求

721浇封化合物

722防爆结构和安全要求

723特殊结构和安全要求

73故障评价和保护措施

731故障与可靠部件

732温度极限和保护装置

74浇封型电气设备的防爆型式通用试验

741浇封化合物耐候性试验

742浇封型电气设备温度测定

743浇封型电气设备保护装置试验

744介电强度试验

745其他试验

75浇封型蓄电池

751专用结构和特殊要求

752试验

第8章油浸型、充砂型和特殊型电气

设备

81油浸型电气设备

811概述

812防爆结构和安全措施

813试验

82充砂型电气设备

821概述

822防爆结构和安全措施

823故障工况

824试验

83特殊型电气设备

831概述

832特殊型防爆铅酸蓄电池组

第9章“n”型电气设备

91概述

92“n”型电气设备的通用防爆结构和

安全要求

921通用结构

922温度限制

923电气强度

93“n”型电气设备防爆型式通用试验

931外壳综合试验

932引入电缆夹紧试验

94“nA”无火花型旋转电机

941专用结构和特殊要求

942气隙火花点燃危险性的评价

943定子绕组绝缘系统点燃危险性的

评价

944试验

95“nA”无火花型照明灯具

951专用结构和特殊要求

952试验

96“nA”无火花型蓄电池和蓄电池组

961专用结构和特殊要求

962试验 

97“nA”无火花型电气单元（或组件）

971“nA”型熔断器

972“nA”型仪器和小功率元器件

973“nA”型插接装置

974“nA”型电流互感器

98“nC”有火花型电气单元（或组件）

981“nC”型封闭断路器和非点燃

元件

982“nC”型密封或浇封组件

（包括气密组件）

99“nL”限制能量型电气设备和“nA nL”

自保护限制能量型电气设备

910“nR”限制呼吸型电气设备

第10章复合防爆型和组合防爆型

电气设备

101复合防爆型电气设备

1011概述

10120区用复合防爆型电气设备

1013检查与试验的一般原则

102组合防爆型电气设备

1021概述

1022组合防爆型电气设备设计与制作

的一般原则

1023检查与试验的一般原则

103组合防爆型电气设备：防爆型工业

车辆

1031概述

1032防爆结构和安全要求

1033示例（一）：蓄电池式防爆叉车

1034示例（二）：内燃机式防爆叉车

1035检查与试验

104组合防爆型电气设备：本质安全型

现场总线

1041概述

1042本质安全型现场总线的结构和

安全要求

1043检查与试验

第11章爆炸性气体环境中电气设备

的选择与安装

111概述

112爆炸性气体环境中危险区域的

划分

1121危险区域的划分原则和定义

1122危险区域划分的原则方法

1123危险区域划分示例

113爆炸性气体环境中电气设备的

选型

114爆炸性气体环境中电气设备的

安装

1141供电系统和电气保护1142电缆敷设

1143电气设备安装

115爆炸性气体环境中本质安全电气系统

的设计和相关参数的核查

1151本质安全电气系统设计和核查的

基本原则

1152本质安全电气系统电气设计的

基本方法

1153本质安全电气系统相关参数检查

与核算的基本方法

第12章爆炸性气体环境中电气设备

的运行和维护

121概述

122防爆电气设备的安全运行

1221新安装设备的调试

1222在线设备的运行

1223特殊类型防爆电气设备的运行

123防爆电气设备的日常维护

1231防爆电气设备日常维护和保养

的通用要求

1232防爆电气设备日常维护和保养

的专用要求

124爆炸性气体环境中特殊情况的

处理

后记

参考文献

第2版前言

在本书再版之际，作者在这里试图说明以下几个问题，供读者在阅读本书时参考。

    1．第2版与第1版在结构和内容方面的差异本书的第2版与第1版，在框架结构上没有大的差异，仅增加第12章（爆炸性气体环境中电气设备的运行与维护），章数由原来的11章变为现在的12章；在具体内容上略有变化，除订正了第1版中的技术瑕疵和印刷讹误外，还增加和补充了一些必要的内容。

    (1)增加第12章爆炸性气体环境中电气设备的安全运行与日常维护依然是爆炸性气体环境中防爆安全的重要保证。它涉及运行人员的操作方法和维护技能，当然还有一些管理层面的问题（这不属于本书的讨论范围）。因而，本书第2版给予简单而原则性的介绍。

    至于防爆电气设备的修理，本书不作讨论，尽管它与防爆安全有关。因为防爆电气设备的修理不是必须进行的，有一些可以修复再用，有一些就未必可以进行修理；这是一种两可的事情，这里没有必要进行过多的考究。读者如有需要，可参阅国家标准GB 3836.13《爆炸性气体环境用电气设备第13部分爆炸性气体环境用电气设备的检修》和相关文献。

    (2)增加一些知识难点的解释和例题尽管防爆电气技术是一门应用技术学科，但是它却是一个多门学科基本知识的综合体，对于涉此不深的人们来说，仍存在着一些需要解决的问题。因而，根据读者的意见和建议，作者根据长期从事防爆电气理论研究和防爆电气技术应用的体会，以及多年从事"防爆技术"工业现场培训教学的经验，对本书第1版中的一些知识难点给予简单的解释，并在合适的地方配以例题，企图把问题说得明白一些。

    (3)增加电气设备防爆结构的部分设计内容在本书第1版的应用中，有不少读者询问有关电气设备防爆结构的设计问题。根据读者的意见，作者在适当的章节中增加防爆结构的一般设计原则，供人们在实际工作中参考。

    这里的所谓"设计"，主要是指电气设备防爆结构的一般设计原则。由于防爆电气设备的性能和结构千差万别，不可能而且也没有必要进行详细的讨论，至于设备基本性能的设计，则是相关专业人员的专业职责。

    尽管如此，有一点还是必须指出的：不管情况如何，在设计中防爆安全性能和基本性能出现矛盾时基本性能必须服从防爆安全性能。这是一个原则。

    除此之外，本书的第2版与第1版的异同或许还向人们表示，第2版更适用于工程专业人员，而第1版则较适用于非工程专业人员。显然，这里没有一个明确的界限。

    2．有关气体防爆及其他本书所涉及的内容范围正如书名所说的那样，是讨论"可燃性气体电气防爆"的，没有牵扯到"可燃性粉尘防爆"和"非电气防爆"及一些其他问题。但是，不管是什么样情况的"防爆"，燃烧与爆炸的基本概念是一致的，同样都是"可燃性物质、空气（氧气）和点燃源同时同地存在"才能够导致燃烧与爆炸发生，同样是采取一切必要的技术手段和安全措施来破坏燃烧与爆炸的这些发生条件才能够实现"防爆"。

    因此，只要把"可燃性气体电气防爆"很好地理解和掌握了，其他什么样的"防爆"就都可较为容易地理解和掌握了。

    (1)可燃性粉尘防爆问题可燃性粉尘，与可燃性气体相比，在物理特性上，有着十分不同的特征。可燃性粉尘具有可以看得见的形态，是一种固态物质，而可燃性气体则不同，它是一种气态物质，无法以一般视觉觉察到；而且，气体是无孔不入的，而粉尘则不然。

    正是根据可燃性粉尘的这些特征，人们在处理可燃性粉尘防爆时常常采用"隔离"的措施，使用具有一定防护等级（IP保护）的外壳把粉尘和内装的电气元器件隔离开，只要外壳的外部表面温度不大于堆积在它上面的粉尘和周围粉尘云的最小点燃温度，燃烧与爆炸便不可能发生。

    在实际的粉尘防爆技术中，人们常常就是采用这种简单而有效的技术手段和安全措施来实现粉尘防爆的，至于其他的过多的解读，则没有实质性意义。

    至于粉尘云在外力作用下可能产生的静电积累和静电放电引起的点燃，也是一个十分值得关注的问题。消除静电有多种方法，例如，空间加湿就可以消除粉尘云的静电，如此等等。

    (2)非电气防爆问题非电气防爆是近年来提出的防爆技术。它的本质是可燃性物质的热点燃（危险温度）和如何遏制出现有效热点燃源（危险温度）。在电气防爆中，可燃性物质的点燃源，一般认为是"电气火花（包括静电火花）、电弧和危险温度"。这里的危险温度，就是热点燃源，对于电气防爆和非电气防爆来说，只是产生和表现的方式不同而已。另外，机械火花，对于电气防爆和非电气防爆来说，都是认可的点燃源。

    控制热点燃源（无论是热表面、火焰、炽热流体，还是摩擦热、绝热压缩热、化学反应热），只要它的发热温度不能成为危险温度，就不能发生点燃。采取各种必要的技术手段和安全措施就可以控制和隔离这种热点燃源，于是就"防爆"了。

    (3)其他点燃源问题作为可燃性物质的点燃源，除电气火花、电弧和危险温度外，还有一些其他的点燃源，例如，光辐射、冲击波（包括超声波、电磁波）、雷电、太阳磁暴和异常高温等。这些异常的点燃源无时无刻不在威胁着爆炸性环境的安全；一些无名的爆炸皆源于此。因此，人们应该时刻对这些情况予以关注。

    (4)特殊环境条件下的防爆问题本书所讨论的"可燃性气体电气防爆"，是指在大气环境，即大气的温度为- 20~60C、压力为80~llOkPa和氧气标准含量为21010条件下的防爆，而事实上有很多异常环境也需要防爆，例如，高温、高压或（和）富氧环境。

    异常环境对可燃性气体的燃烧与爆炸有着不同寻常的影响。有文献指出，异常环境可以导致某些可燃性气体发生"跳级"现象，即从危险性低的级别"跳到"危险性高的级别。

    这是一个十分值得关注的问题，应该引起研究人员和应用人员足够的注意。

    3．引用标准文献问题本书第2版参考和引用一些现行的国家标准和行业标准的内容和图表（参见"后记"）。

    所有标准随着时间的推移和技术的进步都会被修订，因此，读者在使用本书时应该随时注意这些标准的最新版本。

    由于本书仅仅是讨论防爆电气理论和防爆电气技术的基本概念的，因此，人们在处理防爆电气技术（例如，设计和检验等）问题时应该以有关的现行标准文本为依据。

    另外，在本书修订时，作者参阅和采用一些散见于各种技术文献中的著作和论文的论点；在这里，向相关著作和论文的作者致以谢意。

    本书由张显力主编，参与本书修订工作的还有张海鸥（第2章、第5章、第7章、第8章和第12章、全书插图）。

    由于作者学术水平有限，书中不妥之处在所难免，诚请读者批评指正。

第1版前言

本书是一本论述防爆电气理论和防爆电气技术的著作；初稿完成于20世纪末叶。由于近年来不管是国内还是国外防爆电气理论和防爆电气技术的研究与发展日臻完备，作者根据自身长期从事这一领域的理论研究和实践经验，将本书的初稿补充完善，予以出版，以期对防爆电气领域的发展有所裨益。

    大家知道，在一些工业部门，尤其是在石油化工、钢铁冶炼和煤炭生产等行业，工艺过程中产生了大量的可燃性气体和易燃性液体的蒸气（有2000多种），在工艺设备周围形成了爆炸性气体环境。随着现代大工业的快速发展，生产过程的高度自动化，电气设备和仪器仪表的应用无处不有、无处不在。而电气设备是可燃性气体（蒸气）的点燃源。因此，可燃性气体（蒸气）发生燃烧与爆炸的概率大大地增高。

    事实上，在爆炸性气体环境中，由于电气放电而引起的爆炸多次发生，给人类生命和社会财产造成了极大的灾难。

    在爆炸性气体环境中使用所谓的防爆电气设备就可以避免由"电气"引起可燃性气体（蒸气）发生燃烧与爆炸。因此，正确地认知、掌握和运用防爆电气理论和防爆电气技术，合理地设计、制造和使用防爆电气设备，是从事这一领域的研究人员和技术人员的重要任务。

    为此，本书试图从以下几个方面来讨论一些问题：可燃性气体燃烧与爆炸的一般概念，防爆电气设备综述，隔爆型电气设备，增安型电气设备，正压型电气设备，本质安全型电气设备和电路，浇封型电气设备，油浸型电气设备，充砂型电气设备，"n"型电气设备，复合型电气设备，组合型电气设备（装置）和特殊型电气设备，以及爆炸性气体环境中电气设备的选型和安装。

    在爆炸性气体环境中，电气安全是一个安全的系统工程。它不仅包括电气设备的设计、制造和试验，而且还包括电气设备的防爆型式选择和电气系统安装。另外，正确地运行防爆电气设备和严格地管理防爆电气设备，也是极其重要的。所有这些都是保证防爆电气安全不可或缺的重要手段。后者不属于本书的讨论范围。

    这里还需指出的是，本书仅仅是对防爆电气理论和防爆电气技术的一般性概述，只是希望让人们了解和掌握这一领域的基本理论和基本技术。然而，人们在设计、制造、试验和安装、使用防爆电气设备时则必须遵照相应的国家标准[GB 3836《爆炸性气体环境用电气设备》（系列标准）]和国际标准[IEC-60079《爆炸性气体环境用电气设备》（系列标准）]。

    本书由张显力担任主编，负责全书的内容选择、结构设计和书稿审定。参加本书编著的有：

    张显力（第1~5章，第8章的8.3节，第9章，第10章的10.1节、10.2节和第11章），杨宝祥（与张显力合作，第6章），张海鸥（第7章，第8章的8.1节、8.2节和全书插图绘制，其中图10.2由蒋建勋绘制），陈文岳（与张显力合作，第10章的10.3节）。

    由于作者学术水平有限，书中不妥之处在所难免，诚请读者批评指正。