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本質安全
鎖定
- 中文名
- 本質安全
- 概 述
- GB3836.1-2000標準
- 運作原理
- 確保系統中的電能
- 基本術語
- 危險源
本質安全內容簡介
是指設備、設施或技術工藝含有內在的能夠從根本上防止事故發生的功能。
本質安全一詞源於GB3836.1-2000標準,本質安全型防爆電器是專供煤礦井下使用的防爆電器設備的分類之一。防爆電器總體分為隔爆型、增安型、本質安全型等種類,本質安全型電器設備的特徵是其全部電路均為本質安全電路,即在正常工作或規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性混合物的電路。也就是説該類電器不是靠外殼防爆和充填物防爆,而是其電路在正常使用或出現故障時產生的電火花或熱效應的能量小於0.28mJ(B級防爆), 即瓦斯濃度為8.5%(最易爆炸的濃度)最小點燃能量。
本質安全運作原理
最常用的保護方式是利用多個電阻串聯來限制流過的電流(假設電阻失效時會開路),或是用多個齊納二極管接到地點來限制電壓(假設二極管失效時會短路)。有時也會有時也會用電隔離的屏障方式。本質安全屏障的認證法規要求在這些限制元件若損壞在一定程度以下,仍能維持其認證的電壓及電流。
例如一個在危險區域使用的量測設備需設計在小電壓及小電流下運作,而且不能有大電容或電感,以免放電時會產生火花。設備需依認證的接線方式接到位在非危險區域,有安全屏障的控制盤內,安全屏障的目的是在確認不論量測電路和外部電源設備之間有任何意外的短路,流入危險區域的電壓及電流仍需維持在認證要求的電壓及電流範圍內。
一般設備在正常使用時,可以會因為開關、馬達電刷、連接器或其他元件內部產生微小的火花。這些火花會引燃周遭的可燃氣體,本質安全設備的設計原理是不包含任何會產生火花的元件,若有儲能元件,其儲能也不能大到足以產生火花。例如若在進行可燃物品的海上運輸作業時,當物品在海運碼頭,油輪或駁船之間運輸時,需利用雙向無線電聯絡,若在一些意外事件(如可燃物品潑灑)時需停止運輸。而美國海岸警衞隊即要求雙向無線電需通過本質安全的認證。
另一個有關本質安全的概念是控制零件異常時的温度。在一些特定的故障下(例如半導體內部短路),其温度會較正常使用的温度高出許多。此時需使用像類似限流電阻或保險絲之類的保護元件,確保在任何情形下,元件温度都不會達到使可燃氣體自燃的程度。
除了適當設計的電池供電設備外,其他的現場設備或接線都不能只靠本身就可達到本質安全,需要配合適當設計的本質安全系統才會確保其本質安全。這類的系統一般都有詳細的説明書,以確保其安全使用及維護。
本質安全基本術語
本質安全管理的相關術語
(2)風險:某一事故發生的可能性及其可能造成的損失的組合。
(9)煤礦本質安全文化:煤礦本質安全文化是以風險預控為核心,體現“安全第一,預防為主,綜合治理”的精神,併為廣大員工所接受的安全生產價值觀、安全生產信念、安全生產行為準則以及安全生產行為方式與安全生產物質表現的總稱,是煤炭企業安全生產的靈魂所在。
(10)煤礦本質安全管理:是指在一定經濟技術條件下,在煤礦全生命週期過程中對系統中已知的危險源進行預先辨識、評價、分級,進而對其進行消除、減小、控制,實現煤礦人-機-環系統的最佳匹配,使事故降低到人們期望值和社會可接受水平的風險管理過程。
(11)管理對象:是管理對象單元的一種劃分,是對危險源的總結和提煉,是通過管住管理對象實現對危險源的控制或消除。
(13)管理措施:是指達到管理標準具體方法、手段。
本質安全安全生產
本質安全是珍愛生命的實現形式,本質安全致力於系統追問,本質改進。強調以系統為平台,透過繁複的現象,去把握影響安全目標實現的本質因素,找準可牽動全身的那“一發”所在,綱舉目張,通過思想無懈怠、管理無空檔、設備無隱患、系統無阻塞,實現質量零缺陷、安全零事故。
人的本質安全相對於物、系統、制度等三方面的本質安全而言,具有先決性、引導性、基礎性地位。
人的本質安全包括兩方面基礎性含義。一是人在本質上有着對安全的需要。二是人通過教育引導和制度約束,可以實現系統及個人崗位的安全生產無事故。
人的本質安全是一個可以不斷趨近的目標,同時又是有具體小目標組成的過程。人的本質安全既是過程中的目標,也是諸多目標構成的過程。
本質安全防爆方法
對於儀表檢測和控制迴路而言,限制能量首先意味着限制電壓和電流。又由於電容和電感能夠儲存和釋放電能量,因此電容和電感也須限制。
實踐中,人們利用火花實驗裝置,通過實驗確定對不同危險類別氣體的電能量限制參數。國際標準和中國國家標準中給出的常用電能量引爆曲線有電壓電流引爆曲線、電壓電容引爆曲線和電流電感引爆曲線等。根據這些曲線,再參考1.5倍的保險係數,人們便可以確定在涉及某類氣體時,對指定迴路的電能量限制參數。
例如,涉及IIC類氣體(如氫氣)時,對標準24VDC供電的迴路(如變送器,電氣轉換器,電磁閥等)通常設定限壓值為28V。依此限壓值查電壓電流引爆曲線,並考慮1.5倍的保險係數,可確定此時的限流值,可確定此時的限流值應為119mA。依28V限壓值並考慮1.5倍的保險係數後查電壓電容引爆曲線,可確定迴路電容值應限制在0.13μF。依119mA限流值並考慮1.5倍的保險係數後查電流電感引爆曲線,可確定迴路電感值應限制在2.55mH。
本質安全防爆迴路,總是由一個本安現場儀表和作為迴路限能關聯設備的安全柵配合組成
- 參考資料
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- 1. 爆炸性環境 第1部分:設備 通用要求 .國家標準全文公開系統.2011-08-01[引用日期2019-08-19]
- 2. 爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分:通用要求 .工標網.2000-07-01[引用日期2014-01-22]
- 3. 爆炸性環境 第18部分:本質安全系統 .工標網.2011-08-01[引用日期2014-01-22]