本文簡(jiǎn)單介紹了爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境中的防爆要求與電氣設(shè)備的選型。為防爆電氣設(shè)備的選型提供了參考。
近年來(lái)突發(fā)多起特大安全事故，如煤礦瓦斯爆炸事故、11·22青島中石化輸油管道爆炸事件等等。拋開(kāi)事故具體原因的層面，但至少我們已經(jīng)意識(shí)到危險(xiǎn)環(huán)境里的任何安全因素都不可小視，亟需不斷地提高爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境的安全標(biāo)準(zhǔn)與要求，以消除重大安全隱患。
我們從以下幾方面對(duì)爆炸性環(huán)境與設(shè)備的選用進(jìn)行一些了解。
防爆知識(shí)
危險(xiǎn)環(huán)境的爆炸三要素為：點(diǎn)燃源、易燃物質(zhì)、空氣。當(dāng)這三個(gè)條件同時(shí)存在，并且當(dāng)爆炸性物質(zhì)與空氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)時(shí)，將產(chǎn)生爆炸。點(diǎn)燃源主要涉及工業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的熱表面、機(jī)械火花、鋁熱反應(yīng)、電弧和靜電放電等。機(jī)械與電氣設(shè)備的電火花和溫度是產(chǎn)生爆炸的主要點(diǎn)燃源。
防止爆炸發(fā)生最理想的方法是避免形成爆炸性環(huán)境，但是這很難實(shí)現(xiàn)，實(shí)際的方法有排除（消除）可能的點(diǎn)火源，從三個(gè)必要條件來(lái)考慮，限制了其中的一個(gè)必要條件，就限制了爆炸的產(chǎn)生。
爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所的分區(qū)
在選擇防爆電氣設(shè)備前，首先了解設(shè)備使用場(chǎng)所的危險(xiǎn)介質(zhì)及其所處的區(qū)域。然后依次確定設(shè)備的防爆型式、類(lèi)別、級(jí)別和溫度組別。
危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域的含義，是對(duì)該地區(qū)實(shí)際存在危險(xiǎn)可能性的量度，由此規(guī)定其可適用的防爆型式。我國(guó)與國(guó)際電工委員會(huì)劃分的防爆區(qū)域?yàn)椋?br />
0區(qū)（Zone 0）：易爆氣體始終或長(zhǎng)時(shí)間存在，連續(xù)地存在危險(xiǎn)性大于1000小時(shí)/每年的區(qū)域；
1區(qū)（Zone 1）：易燃?xì)怏w在儀表的正當(dāng)工作過(guò)程中有可能發(fā)生或存在，斷續(xù)地存在危險(xiǎn)性10~1000小時(shí)/每年的區(qū)域；
2區(qū)（Zone 2）：一般情形下，不存在易燃?xì)怏w且即使偶爾發(fā)生，其存在時(shí)間亦很短，事故狀態(tài)下存在的危險(xiǎn)性0.1~10小時(shí)/每年的區(qū)域。
防爆型式及設(shè)備分類(lèi)
設(shè)備保護(hù)級(jí)別（EPL）是根據(jù)設(shè)備成為點(diǎn)燃源的可能性和爆炸性氣體環(huán)境、爆炸性粉塵環(huán)境和煤礦瓦斯爆炸性環(huán)境所具有的不同特征對(duì)設(shè)備規(guī)定的保護(hù)級(jí)別。設(shè)備保護(hù)級(jí)別共分為8個(gè)級(jí)別，保護(hù)級(jí)別與危險(xiǎn)場(chǎng)所的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：
Ma（很高）——煤礦瓦斯氣體環(huán)境；Mb（高）——煤礦瓦斯氣體環(huán)境；Ga（很高）——爆炸性氣體環(huán)境0區(qū)；Gb（高）——爆炸性氣體環(huán)境1區(qū)；Gc（一般）——爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)；Da（很高）——爆炸性粉塵環(huán)境20區(qū)；Db（高）——爆炸性粉塵環(huán)境21區(qū)；Dc（一般）——爆炸性粉塵環(huán)境22區(qū)。
為了使采用的防爆措施更具有針對(duì)性，有必要對(duì)爆炸性物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)、分級(jí)和分組。根據(jù)不同爆炸混合物的類(lèi)型分為三大類(lèi)。
Ⅰ類(lèi)：用于煤礦瓦斯氣體環(huán)境。
Ⅱ類(lèi)：除煤礦、井下之外的所有其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備，如工廠用氣體、蒸汽、薄霧。又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類(lèi)。
Ⅲ類(lèi)：用于除煤礦以外的爆炸性粉塵環(huán)境。可再分為：ⅢA類(lèi)可燃性飛絮環(huán)境用；ⅢB類(lèi)為非導(dǎo)電性粉塵環(huán)境用；ⅢC類(lèi)為導(dǎo)電性粉塵環(huán)境用。
爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備按其最高表面溫度劃分為6個(gè)組別（即T1:450℃;T2:300℃;T3:200℃;T4:135℃;T5:100℃;T6:85℃）。
依據(jù)區(qū)域選擇防爆型式，常見(jiàn)的幾種防爆型式如下：
1）隔爆型（d）：（1區(qū)防爆技術(shù)）
電氣設(shè)備的一種防爆型式其外殼能夠承受通過(guò)外殼任何接合面或結(jié)構(gòu)間隙滲透到外殼內(nèi)部的可燃性混合物在內(nèi)部爆炸而不損壞并且不會(huì)引起外部由一種多種氣體或蒸氣形成的爆炸性環(huán)境的點(diǎn)燃。
這是我們最常見(jiàn)的一種防爆型式，體積笨重，比較簡(jiǎn)單，不需要如安全柵之類(lèi)的關(guān)聯(lián)設(shè)備。但是在打開(kāi)表蓋前，必須先把電源關(guān)掉，否則萬(wàn)一產(chǎn)生火花，便會(huì)暴露在大氣之中，從而出現(xiàn)危險(xiǎn)。
2）本安型（i）：（0區(qū)和1區(qū)防爆技術(shù)）
在本安型電路中需要用到安全柵，它是接在本安電路和非本安電路之間，用于限制本安電路的電壓和電流使其達(dá)不到引起點(diǎn)燃程度的裝置。
本質(zhì)安全型儀表的防爆性能，不是采用通風(fēng)、充氣、充油、隔爆等外部措施實(shí)現(xiàn)的，而是由電路本身實(shí)現(xiàn)的，因而是本質(zhì)安全的。它能適用于一切危險(xiǎn)場(chǎng)所和一切爆炸性氣體、蒸氣混合物，并可以在通電的情況下進(jìn)行維修和調(diào)整。但是，它不能單獨(dú)使用，必須和本安關(guān)聯(lián)設(shè)備（安全柵）、外部配線一起組成本安電路，才能發(fā)揮防爆功能。
3）增安型（e）：（1區(qū)防爆技術(shù)）
對(duì)在正常運(yùn)行條件下不會(huì)產(chǎn)生電弧或火花的電氣設(shè)備進(jìn)一步采取措施，以提高安全程度，防止電氣設(shè)備產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度、電弧和火花的可能性的防爆型式。
增安型與隔爆型相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)；外殼不要求具有承受內(nèi)部爆炸的強(qiáng)度，但至少應(yīng)承受規(guī)定的機(jī)械沖擊，具有IP54的外殼防護(hù)等級(jí)。在煤礦井下應(yīng)用較多，但增安型電氣設(shè)備的防爆性能較隔爆型的差。
4）正壓型（p）：（1區(qū)防爆技術(shù)）
通過(guò)保持外殼內(nèi)部保護(hù)氣體的壓力高于外部周?chē)ㄐ原h(huán)境壓力，以阻止外部爆炸性氣體進(jìn)入外殼內(nèi)。
主要技術(shù)措施有，用空氣或惰性氣體換氣，用壓力檢測(cè)控制器監(jiān)控內(nèi)部壓力，當(dāng)壓力高于設(shè)計(jì)規(guī)定值（大于50Pa ）時(shí)，外殼內(nèi)部電氣設(shè)備自動(dòng)得電；主電源與壓力互鎖聯(lián)動(dòng)，當(dāng)壓力低于規(guī)定值時(shí)就切斷主電源；在設(shè)備氣體充分換氣以減少可燃性氣體或蒸氣濃度以前，不能通電。典型應(yīng)用于控制柜、儀表盤(pán)、分析儀器、正壓小屋等。
綜述
基于安全第一位的考慮，在爆炸性環(huán)境中使用的電氣設(shè)備，應(yīng)首先能滿(mǎn)足防爆技術(shù)安全要求。防爆電氣設(shè)備的選型應(yīng)遵循以下幾大原則：
1）安全可靠性原則。設(shè)備的類(lèi)、級(jí)、組別應(yīng)與使用的爆炸性環(huán)境相適應(yīng)。
2）經(jīng)濟(jì)性原則。設(shè)備選型不必高選，對(duì)于同等級(jí)別的產(chǎn)品應(yīng)考慮價(jià)格、壽命、可靠性、運(yùn)行費(fèi)用、耗能、備件的可獲得性等因素。
3）環(huán)境適應(yīng)性原則。在同等條件下，應(yīng)選結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕的產(chǎn)品，必要時(shí)還應(yīng)考慮系統(tǒng)運(yùn)行要求，如連續(xù)的自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先選用本質(zhì)安全型產(chǎn)品。
選擇安全、適合工作的防爆電氣設(shè)備，不但可以節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，還可以避免因選型錯(cuò)誤而導(dǎo)致的工期延誤。
