6.3使用固体绝缘材料的预防措施

6.3.1概述

按照GB.14和GB/T.3的危险场所分类不同,用于危险场所绝缘材料的使用限制条件不同:

a)0区,在正常运行包括维护和清洁时,甚至在出现罕见故障时,如果不会出现产生危险电势的起电过程,才能使用固体绝缘材料；

b)1区,在正常运行包括维护和清洁时,以及可能出现故障时,如果不会出现产生危险电势的起电过程,才能使用固体绝缘材料；

c)2区,在正常运行包括维护和清洁时,如果不会出现产生危险电势的起电过程,才能使用固体绝缘材料;

d)20区、21区及22区宜考虑火花、刷形放电、锥形放电及传播型刷形放电(参见A.3)。然而，实践经验、实验证据及缺少的案例都表明,在没有可燃性气体或蒸气的情况下,即使是点燃性敏感的粉尘云也不会被刷形放电点燃。

注1:清洁和擦拭布料中采用的混合纤维产生的静电电荷，足够产生点燃可燃性溶剂蒸气的放电。通常随着擦拭动作速度加快、强度增大,产生的电荷增多。如果清洁或擦拭的材料为绝缘材料,同样也能积聚大量电荷,产生引燃放电。对于棉制品或混合纤维。如果需要控制静电电荷,尤用可燃性绝缘试剂进行清洁和擦拭时，可在其中加入静电耗散成分。

注2:使用绝缘材料时,污染物(例如,油脂或水分)可能影响潜在点燃危害。

注3，如果放置干已起电的绝缘表面上,导电性固休物体或液体可能形成价险的被隔离导电区域。

另外,在所有区域如果不可避免要使用固体绝缘材料,为工防止引燃放电,官采取6.3.2~6.3.4给出的预防措施。6.3.2~6.3.4给出了预防引燃刷形放电的相关措施6.3.4也给出了预防传播型刷形放电的相关措施。

6.3.2可起电绝缘表面的尺寸限制

危险场所如果需要使用可起电绝缘材料,绝缘表面的最大允许尺寸取决于气体、蒸气和粉尘的可燃性,如表3表示为I、ⅡA、ⅡB及ⅡC类气体类别(GB/T.11)或类粉尘(GB.1),危险场所分类(GB/T.3,参见D.2),并考虑以下内容:

a)对于薄板材料,该面积为暴露的(可起电的)面积;

6)对于弯曲物体或形状不规则物体,该面积为物体最大投影面积；

c)对于细长材料,例如,电缆护层或管道,该面积由横截面尺寸(即电缆护层或管道的直径)决定;但细长材料盘绕时按薄板材料处理;

d)对于通过流动液体或粉末的细窄管道或导管,可能要求更小的直径;

e)常规电缆可以在所有区域使用,见GB/T.15。然而,粗大电缆的特厚绝缘层宜进行实验测试,例如,按照GB/T.27-中4.11的试验。

用于危险场所的非导电性固体材料,不能超过表3规定的相应危险区域允许的最大面积或宽度,能够用实验方法证明在任何时间都不会出现危险静电电荷或放电机理(见6.3.9)的情况除外。例如,挂在天花板上的标志或灯，通常不会接触任何放电机理。对于这种情况，加设“只能用水润湿的布清洁，允许自然风干”字样的警告牌,足以避免清洁时起电。

表3危险场所固体绝缘材料尺寸限制

注1:宽度值适用于细管，电缆护层和其他宽度或直径小的材料。

注2:标志为IB的设备也适用于要求IA设备的场所。同样,标志为IC的设备也适用于要求ⅡA或ⅡB设备的场所。

注3:例如GB.1.CENELECTR、TRBS、INIOSHTR42及BS也采用这此限值。

注4:再分类的依据是可能安装设备的爆炸性气体环境的最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流比(MICR)(见GB/T.11).详见C.6及D.3。

注5:表3的限值并不是防止引燃放电的绝对值，仅是将出现的风险降至可接受的低水平。

注6:现有知识显示，在没有可燃性气体或蒸气(见A.3.4)的情况下，即使是敏感粉尘也不会被剧形放电点燃。然而,在某些情况下比手动摩擦更强的电荷生成过程,可能产生传播型刷形放电(见6.3.4.2)。

6.3.3接地的金属网

如果固体绝缘材料加入接地网(或金属框架),或者表面缠绕这种接地网,则表3给出的面积可以扩大4倍。另外:

a)网上的层厚度宜为6.3.4.2给出的值,以防止刷形放电;和

b)宜按照6.3.4.3防止产传播型刷形放电:和

c)宜特别注意防止或发现断裂,断裂会导致导电部件隔离,产生比绝缘表面更大的静电危害。

6.3.4接地导电表面的绝缘涂覆

6.3.4.1概述

接地导体表面(尤其是金属表面)的固体绝缘层或涂覆，由于几种原因会产生刷形放电和/或传播型刷形放电。

6.3.4.2避免刷形放电

实践经验表明,在下列情况下刷形放电不可能引起点燃:

a)避免高静电起电过程(例如,重复填充及排空带有绝缘内衬的导电性容器):和

b)对于Ⅰ类、ⅡA.ⅡB气体和蒸气,层厚度不超过2mm.对于ⅡC气体和蒸气,厚度不超过0.2mm。对于粉尘无厚度要求,但是粉末层能形成高电阻连续膜(例如,通过自身聚合或与水反应)的情况除外。

注1：手动摩擦通常不视为高起电过程。

注2：涂霜越薇,手动摩擦表面产生的刷形放电引微性越低,而表面由干静电起电过程更加刚列，产生的传播型刷形放电更易点燃。

对于这些情况，在危险场所没有必要采取特殊保护措施。但是，如果材料是氟化聚合物,则建议对起电能力进行实验评估,例如·按照GB/T.27-中4.11的试验。

6.3.4.3避免传播型刷形放电

导电性表面的绝缘层或涂覆层在高起电或重复起电时,会出现传播型刷形放电。可采用下列一种或多种措施避免此类放电:

a)金属或其他导电性材料避免采用薄绝缘涂覆。薄涂覆易产生传播型刷形放电。如果涂覆厚度大于10mm通常可以避免传播型刷形放电。

b)减少涂覆的表面积或体积电阻率。目前尚不知道防止传播型刷形放电的精确数值,但是表给出的耗散材料值以及小于GΩ的泄漏电阻已足够低了。

c)采用介电强度低的涂覆(同种固体材料的击穿电压小于4kV机织布料击穿电压小于6kV.参见A.3.5)。此类涂覆可在产生传播型刷形放电产生之前被电气击穿。宜按照GB/T.2及GB/T.1给出的方法,或GB/T.27-给出的方法测量介电强度。

d)避免高起电过程或重复性起电过程(例如:高压电极附近的空气离子、高速流动的液体,气动传输的粉末以及机器传输的纸或塑料薄膜)。

注1:溶剂漆或水溶性漆层或者松散粉尘层,由于空隙较小,通常产生的击穿电压较低,因此此类覆层不易产生传

播型刷形放电。

注2:烤漆或搪瓷击穿电压太高,通常不能避免传播型刷形放电。

注3:卷轴上缠绕复合物膜,或从导电性或绝缘性表面上提起的复合物膜,可能产生双极电荷,即,薄膜两个表面上产生数量相品,极性相反的电荷，这会导致剧形前由，甚至右时会声生传播刑剧形放电。

注4:手动摩擦通常不视为高起电过程，

6.3.5绝缘材料的导电性涂覆或耗散性涂覆

绝缘表面施加导电性涂覆或耗散性涂覆时,需要特别注意确保导电粒子均匀分布。如果分布不均匀会导致形成隔离导电岛，隔离导电岛很容易被附近的绝缘表面传递电荷。这种隔离导电岛比绝缘表面的静电危害更大。

导电性涂覆宜按照第13章规定,像其他导体一样接地。

6.3.6静电耗散剂

布料和地板中常用耗散性防静电剂，增加液体和材料的电导率。宜注意确保防静电剂浓度足够实现所需功能。例如,耗散性防静电剂可能会被稀释或冲洗掉。因此需要监控和维护其有效性。目前已研制出永久性防静电聚合物添加剂,可以解决这些问题。

6.3.7潮湿

某些固体绝缘性材料相对湿度保持在65%以上,表面电阻率就可以降低到耗散性水平。虽然潮湿空气不导电，但是由于材料的吸水性,水/水分可能吸附在材料表面上。如果有合适的接地路径,这可能足以防止静电积聚。

然而，有一些材料(例如,玻璃或天然纤维)的表面可以吸附足够的水分,能确保表面导电性足以的止静电积聚;而另外一些材料(例如,聚四氟乙烯或聚乙烯)则不同。这些材料在相对湿度较高时也能积聚静电电荷。同样，当湿度低于30%时,对湿度敏感的材料通常又具有较高的绝缘水平。因此,增加相对湿度，并不是对所有情况都有效。总之,不宜把它作唯一的保护措施。对0区场所这一点尤其重要。

6.3.8电离/电荷中和

6.3.8.1概述

空气电离可以使空气局部达到富离子状态,从而使固体绝缘材料上的电荷被中和。这种方法对中和绝缘塑料板或薄膜上的电荷尤其有效。可采用6.3.8.2~6.3.8.5给出的方法。如果电荷产生的速率超过空气中离子生成或离子移到起电表面的速率,或者没有足够所需极性的离子,则中和过程不会成功。因此，这些装置正确安装及定期维护尤为重要，尤其要考虑诸如环境条件(例如,粉尘和温度)的影响,与加工材料机器部件及人员有关的装置位置可能对其有效性的影响。

操作过程中一个阶段电荷减少,并不妨碍下一阶段产生电荷,因此可能需要在多个位置放置离子发生器。定位非常重要,官根据现场测量的残余电荷或电势,确定单个装置安装的有效性。官特别注意对薄膜和板材需要确保离子指向正确的侧面,避免形成双极层,形成传播型剧形放电。

只要保持清洁及灵敏,电晕点会一直保持功能。宜采取有效的维护措施，控制污染物积聚(例如,油墨、镀膜溶液或纸居)及腐蚀产物。

官依据电荷生成率或电荷衰减时间选择离子发生器。1区IC场所不宜使用离子发生器,经专家进行风险评估可以使用的情况除外。另外也不宜用于0区作为唯一的安全措施。

6.3.8.2无源离子发生器

尖形电极如接地尖针,细导线或导电金属箔,当置于高度起电表面形成的电场中,会产生电晕放电。这样提供的离子会中和壳体上的电荷。然而这种方法作用有限,而且如果无源离子发生器接地不当,也会产生放电。

6.3.8.3有源离子发生器

有源离子发生器通过在一些电晕点上施加高电压产生离子。商业系统经常使用5kV~10kV的交流电压。采用高压电源可消除无源离子发生器对电场低于电晕起始阈值以下电荷的控制限制。电晕点的电流可通过高电阻或电容耦合进行限制。

有源离子发生器宜话用于世使用场所,并日设计和结构宜能防止其成为可能的占懒源。在设计时要注意保证离子发生器提供的离子与工艺过程要求的离子平衡。

6.3.8.4放射性/软X射线离子发生器

放射性及软X射线源对周围空气进行电离,可用干耗散起电物体的电荷。这种电离作用本身不会产生点燃危险,但是限制了有效性(随着放射性物质的衰减性能下降)。

6.3.8.5电离风机

采用高压或放射源的电离风机主要用干较为笨重物体耗散电荷。然而，由于离子再结合或者物体壁吸附离子,离子浓度会迅速下降。这样很难远距离输送电离空气。含有高电压的部分宜置于非危险区域,经防爆认证的情况除外。

注:可按照IEC-4-7规定的方法对离子发生器的功能进行测试，

6.3.9确定放电引燃性的方法

如果6.3.2~6.3.8的要求不适用,可通过实验测定放电引燃性数值。

一种方法是将样品置于最不利条件下产生尽可能高的电荷(至少达到使用中可能出现的最高水平),靠近接地的球以产生放电,并使放电通过已知MIE值的气体混合物。试验方法见IEC-4-4:。

通常用放电转移的最大电荷表示火花和刷形放电的引燃性,而不用爆炸性气体混合物表示。试验方法见GB/T.27-中4.11。表4总结了所有极限值。

宜特别注意保证试验样品尽可能产生高的电荷,能够补偿感应电荷,且只能记录单一离散放电。