一、光輻射設(shè)備在潛在爆炸性環(huán)境的實(shí)際應(yīng)用

光輻射傳播的不易見性、多光路性和能量交疊等問題，實(shí)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(shè)備及傳輸系統(tǒng)的安全性研究已成其研究的重點(diǎn)。在爆炸性環(huán)境中，光學(xué)設(shè)備多數(shù)情況下與電氣設(shè)備一起使用。比如在通訊、勘察、傳感和測(cè)量活動(dòng)中使用的燈具、激光、發(fā)光二極管（LED）、光纖等型式的光學(xué)設(shè)備。這些設(shè)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(huì)點(diǎn)燃周圍的爆炸性環(huán)境。另外，是否有吸收物存在，也會(huì)顯著影響點(diǎn)燃。國家對(duì)用于潛在爆炸性環(huán)境的電氣設(shè)備有明確的防爆檢測(cè)和防爆認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。對(duì)用于潛在爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境的光輻射設(shè)備，國家GB/T3836.22也有相應(yīng)的防爆技術(shù)要求。

二、光輻射可能點(diǎn)燃的機(jī)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(huì)達(dá)到點(diǎn)燃周圍爆炸性環(huán)境的溫度

2、當(dāng)波長與氣體的吸收波段匹配時(shí)，一定量的可燃性氣體發(fā)生熱點(diǎn)然

3、紫外線波長范圍內(nèi)的輻射使氧分子光解，形成光化學(xué)點(diǎn)燃

4、強(qiáng)光束聚焦處激光直接導(dǎo)致氣體分解，產(chǎn)生等離子和沖擊波，二者終成為點(diǎn)燃源。接近分解點(diǎn)的固體材料會(huì)加劇這個(gè)過程。

我們所說的GB/T3836.22光輻射設(shè)備僅適用第1和第4點(diǎn)的波長范圍為380nm-10μm點(diǎn)燃可能。

三、光輻射設(shè)備的三種防爆型式

防爆電氣光輻射設(shè)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(diǎn)燃。這些防爆型式適用于所有光學(xué)系統(tǒng)。

這三種防爆保護(hù)型式是：

本質(zhì)安全型光輻射，防爆型式為“op is”；

保護(hù)型光輻射，防爆型式為“op pr”；

帶聯(lián)鎖裝置的光學(xué)系統(tǒng)，防爆型式為“op sh”；

1、本質(zhì)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)生的大能量不會(huì)點(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)度可達(dá)到安全程度。本質(zhì)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）不同設(shè)備類別和溫度組別的光輻射功率或光照輻度詳見下表

（3）本質(zhì)安全型光輻射設(shè)備的配套使用

采用本質(zhì)安全原理的光學(xué)器件，在功率／能量超標(biāo)時(shí)，應(yīng)提供故障保護(hù)措施，防止?jié)撛诒ㄐ原h(huán)境中出現(xiàn)超強(qiáng)度光輻射。并應(yīng)進(jìn)行危險(xiǎn)／危害分析，確定何時(shí)需要這些器件。 要考慮光源故障模式 、電源隔離以及是否出現(xiàn)爆炸性環(huán)境的情況，確定是否需要附加保護(hù) 。像激光二極管或發(fā)光二極管(LED)這樣的光源，在功率超標(biāo)故障條件下如果過熱，則會(huì)出現(xiàn)故障。某些光源的熱故障特性可提供必需的功率超標(biāo)故障保護(hù)措施 (10 個(gè)樣品試驗(yàn)）。光源和電源之間設(shè)置限流和／或限壓器件的電路 ，能夠防止類似于本質(zhì)安全電路的功率超標(biāo)故障。

（4）本質(zhì)安全型光輻射設(shè)備的保護(hù)級(jí)別（EPL）

功率超標(biāo)故障保護(hù)措施應(yīng)與設(shè)備保護(hù)級(jí)別（EPL）相適應(yīng)。 對(duì)于Ga級(jí)設(shè)備，例如，限流和／或限壓器件在施加兩個(gè)可計(jì)數(shù)故障后 ，應(yīng)能提供功率超標(biāo)故障保護(hù)。 對(duì)千Gb級(jí)設(shè)備，施加一個(gè)可計(jì)數(shù)故障。 對(duì)于Gc級(jí)設(shè)備，應(yīng)取額定值，不考慮任何故障。某些小功率光源，如發(fā)光二極管的熱故障特性，可用于任何保護(hù)級(jí)別的功率超標(biāo)故障保護(hù)。

2、保護(hù)型光輻射，防爆型式為“op pr”

（1）保護(hù)型光輻射要求把輻射限定在光纖或其他傳輸介質(zhì)內(nèi)，并且假定輻射不會(huì)從限制范圍內(nèi)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(yùn)行）進(jìn)行危險(xiǎn)分析，提出安全要求。

（2）采用符合有關(guān)防爆型式標(biāo)準(zhǔn)要求（GB/T 3836系列）的外殼時(shí)，外殼內(nèi)部允許有點(diǎn)燃源，但不能點(diǎn)燃外殼外部環(huán)境 。

（3）光纖內(nèi)輻射：正常運(yùn)行條件下，光纖能防止光輻射逸出到環(huán)境中。對(duì)于可預(yù)見的故障，可采用鎧裝 、導(dǎo)管 、電纜橋架或電纜管道提供保護(hù)。

（4）外殼內(nèi)輻射：可能出現(xiàn)點(diǎn)燃源的外殼，如果符合GB/T 3836系列標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)可以有易燃輻射。 但是，逸出外殼的輻射應(yīng)按本部分的要求進(jìn)行保護(hù) 。

3、帶聯(lián)鎖裝置的光學(xué)系統(tǒng)，防爆型式為“op sh”

（1）如果輻射限定措施失效，失效時(shí)間小于點(diǎn)燃延遲時(shí)間，而且在有聯(lián)鎖斷開裝置的情況下輻射成為非 本質(zhì)安全狀態(tài)，則應(yīng)采用這種保護(hù)型式。

（2）應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)分析確定的要求，啟動(dòng)聯(lián)鎖斷開裝置。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 20438 、GB/T 21109)規(guī)定的方法?？捎糜诜治霾煌Ｗo(hù)級(jí)別的設(shè)備所具有的安全概率或危險(xiǎn)降低系數(shù)，如表3所示 。

四、光輻射設(shè)備防爆認(rèn)證適用的標(biāo)準(zhǔn)

1、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3836.22-2017《爆炸性環(huán)境 第22部分：光輻射設(shè)備和傳輸系統(tǒng)的保護(hù)措施》

2、國際標(biāo)準(zhǔn)：DIN EN/IEC 60079-28-2015 Explosive atmospheres - Part 28: Protection of equipment and transmission systems using optical radiation

五、光輻射防爆保護(hù)型式的適用性

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