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，實際上已經引起很多安全隱患，甚至已經造成了很多事故。所以，光輻射設備及傳輸系統的安全性研究已成其研究的重點。在爆炸性環(huán)境中，光學設備多數情況下與電氣設備一起使用。比如在通訊、勘察、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。國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，國家GB/T3836.22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，產生等離子和沖擊波，二者終成為點燃源。接近分解點的固體材料會加劇這個過程。

我們所說的GB/T3836.22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。

這三種防爆保護型式是：

本質安全型光輻射，防爆型式為“op is”；

保護型光輻射，防爆型式為“op pr”；

帶聯鎖裝置的光學系統，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，產生的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）不同設備類別和溫度組別的光輻射功率或光照輻度詳見下表

（3）本質安全型光輻射設備的配套使用

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

（4）本質安全型光輻射設備的保護級別（EPL）

功率超標故障保護措施應與設備保護級別（EPL）相適應。 對于Ga級設備，例如，限流和／或限壓器件在施加兩個可計數故障后 ，應能提供功率超標故障保護。 對千Gb級設備，施加一個可計數故障。 對于Gc級設備，應取額定值，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，可用于任何保護級別的功率超標故障保護。

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的安全水平。根據假定條件（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（GB/T 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：可能出現點燃源的外殼，如果符合GB/T 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、帶聯鎖裝置的光學系統，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）應根據危險分析確定的要求，啟動聯鎖斷開裝置。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，如表3所示 。

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

五、光輻射防爆保護型式的適用性

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