一、光輻射設備在潛在爆炸性環(huán)境的實際應用
光輻射傳播的不易見性、多光路性和能量交疊等問題,實際上已經(jīng)引起很多安全隱患,甚至已經(jīng)造成了很多事故。所以,光輻射設備及傳輸系統(tǒng)的安全性研究已成其研究的重點。在爆炸性環(huán)境中,光學設備多數(shù)情況下與電氣設備一起使用。比如在通訊、kan察、傳感和測量活動中使用的燈具、激光、發(fā)光二極管(LED)、光纖等型式的光學設備。這些設備通常安裝在爆炸性環(huán)境中或者其附近,而且輻射可能通過爆炸性環(huán)境。由于輻射自身的特性,可能會點燃周圍的爆炸性環(huán)境。另外,是否有吸收物存在,也會顯著影響點燃。guo家對用于潛在爆炸性環(huán)境的電氣設備有明確的防爆檢測和防爆認證標準規(guī)定。對用于潛在爆炸性危險環(huán)境的光輻射設備,guo家GB3836.22也有相應的防爆技術要求。
二、光輻射可能點燃的機理有四種:
1、表面或者顆粒吸光光輻射后,溫度升高,在某些條件下,會達到點燃周圍爆炸性環(huán)境的溫度
2、當波長與氣體的吸收波段匹配時,一定量的可燃性氣體發(fā)生熱點然
3、紫外線波長范圍內的輻射使氧分子光解,形成光化學點燃
4、強光束聚焦處激光直接導致氣體分解,產(chǎn)生等離子和沖擊波,二者最終成為點燃源。接近分解點的固體材料會加劇這個過程。
我們所說的GB3836.22光輻射設備僅適用第1和第4點的波長范圍為380nm-10μm點燃可能。
三、光輻射設備的三種防爆型式
防爆電氣光輻射設備op型可用三種防爆型式來防止?jié)撛诒ㄐ原h(huán)境中光輻射造成的點燃。這些防爆型式適用于所有光學系統(tǒng)。
這三種防爆保護型式是:
A、本質安全型光輻射,防爆型式為“op is”;
B、保護型光輻射,防爆型式為“op pr”;
C、帶聯(lián)鎖裝置的光學系統(tǒng),防爆型式為“op sh”;
1、本質安全型光輻射,防爆型式為“op is”
(1)指在正常條件或規(guī)定的故障條件下,產(chǎn)生的zui大能量不會點燃特定爆炸性環(huán)境的可見輻射或紅外輻射。 能引起被輻照體吸收點燃的可見波譜或紅外波譜的能量、功率或輻照度很小,通過限制光束強度可達到安全程度。本質安全型光輻射原理適用于自由輻射,不限制環(huán)境中是否有吸收物,具有極大的使用靈活性。
2、保護型光輻射,防爆型式為“op pr”
(1)保護型光輻射要求把輻射限定在光纖或其他傳輸介質內,并且假定輻射不會從限制范圍內逸出。輻射限定措施決定了系統(tǒng)的安全水平。根據(jù)假定條件(故障條件或正常運行)進行危險分析,提出安全要求。
(2)采用符合有關防爆型式標準要求CGB 3836系列)的外殼時,外殼內部允許有點燃源,但不能點燃外殼外部環(huán)境 。
(3)光纖內輻射:正常運行條件下,光纖能防止光輻射逸出到環(huán)境中。對于可預見的故障,可采用鎧裝 、導管 、電纜橋架或電纜管道提供保護。
(4)外殼內輻射:可能出現(xiàn)點燃源的外殼,如果符合GB 3836系列標準規(guī)定防爆型式的要求(隔爆外殼"d"、正壓外殼''p" 、限制呼吸外殼等),則外殼內可以有易燃輻射。 但是,逸出外殼的輻射應按本部分的要求進行保護 。
3、帶聯(lián)鎖裝置的光學系統(tǒng),防爆型式為“op sh”
(1)如果輻射限定措施失效,失效時間小于點燃延遲時間,而且在有聯(lián)鎖斷開裝置的情況下輻射成為非 本質安全狀態(tài),則應采用這種保護型式。
(2)應根據(jù)危險分析確定的要求,啟動聯(lián)鎖斷開裝置。有關標準(如GB/T 20438 、GB/T 21109)規(guī)定的方法。可用于分析不同保護級別的設備所具有的安全概率或危險降低系數(shù),
四、光輻射設備防爆認證適用的標準
1、國內標準:GB/T 3836.22-2017《爆炸性環(huán)境 第22部分:光輻射設備和傳輸系統(tǒng)的保護措施》
2、國際標準:DIN EN/IEC 60079-28-2015 Explosive atmospheres - Part 28: Protection of equipment and transmission systems using optical radiation