可燃性氣體在空氣中可能會(huì)發(fā)生燃燒（即在點(diǎn)燃后，火焰會(huì)從燃點(diǎn)開始擴(kuò)散）和爆炸時(shí)的周圍環(huán)境必須符合四個(gè)條件，即適量的氧氣、適量的可燃性氣體、點(diǎn)火源以及足夠的分子能量，這樣才能維持燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。如果這四個(gè)條件中的任何一個(gè)沒有或不足，燃燒或爆炸就不可能發(fā)生。
我們將空氣混合物中可燃性氣體可以發(fā)生燃燒時(shí)的最低體積濃度%VOL稱為燃燒下限LFL%。將空氣混合物中可燃性氣體可能被點(diǎn)燃后發(fā)生爆炸時(shí)的最低體積濃度%VOL稱為爆炸下限LEL%。
從定義上可以看出，燃燒下限LFL%和爆炸下限LEL%兩者的含義是不同的。但在實(shí)際應(yīng)用上的方便，可以不加區(qū)分，互相替代使用。不同的可燃性氣體有不同的LFL / LEL。低于LFL / LEL的可燃性氣體或蒸氣，由于對(duì)氧氣的比例太低，不可能發(fā)生燃燒或爆炸。
大多數(shù)的（不是全部）可燃性氣體或蒸氣還具有一個(gè)高限體積濃度，在此濃度值之上，可燃性氣體也不會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。燃燒上限UFL%是可燃性氣體的蒸氣和氣體在空氣中支持燃燒的最大體積濃度。相對(duì)應(yīng)的還有一個(gè)爆炸上限UFL%。同樣在使用上也不加區(qū)分。高于UFL / UEL時(shí)，因?yàn)榭扇夹詺怏w的蒸氣和氣體同氧氣的濃度比例太大，或者說由于氧氣不足，以至于無法反應(yīng)而是燃燒擴(kuò)散，也就不會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。
在實(shí)際工作中，可燃性氣體泛指具有燃燒能力的氣體。在國際上一般采用列舉（特指）和概括兩種方式來規(guī)定那些氣體是可燃性氣體（簡(jiǎn)稱可燃?xì)怏w）。
當(dāng)可燃?xì)怏w達(dá)到了爆炸下限LEL以上就有爆炸的危險(xiǎn)。為了計(jì)算和說明的方便，一般將爆炸下限LEL分成100份，即1LEL = 100%LEL；例如，甲烷單獨(dú)存在100%LEL = 5.3%VOL，也就是說，一般的報(bào)警單位10%LEL = 0.53%VOL；即當(dāng)環(huán)境中甲烷濃度0.53%體積時(shí)，就應(yīng)該意識(shí)到危險(xiǎn)狀況的存在。
如果是苯，則10%LEL = 0.13%VOL = 13000ppm（注意，苯的立即致死量IDHL是500ppm?。。?/div>
（3）ppm與mg/m3的換算
V（ppm）= W（mg/m3）×24.46 / M
式中：V為ppm為單位的體積濃度值。
W為mg/m3為單位的絕對(duì)重量的濃度值。
M為待測(cè)物質(zhì)的分子量。
（4）混合可燃?xì)怏w的爆炸極限的計(jì)算
用Vn表示一種可燃?xì)怏w在混合物中的體積分?jǐn)?shù)，LELn和UELn分別為此種可燃?xì)怏w的爆炸下限和爆炸上限，則混合氣體的爆炸下限為：
LEL = 100 /（V1/LEL1 + V2/LEL2 + … +Vn/LELn）（%VOL）
同理，混合氣體的爆炸上限為：
UEL = 100 /（V1/UEL1 + V2/UEL2 + … +Vn/UELn）（%VOL）
例如，一天然氣的組成為甲烷80%VOL（LEL甲烷=5.3），乙烷15%VOL（LEL乙烷=3.0）、丙烷4%VOL（LEL丙烷=2.2）、丁烷1%VOL（LEL丁烷=1.9），則此天然氣的爆炸下限為：
LEL天然氣= 100 /（805.3 + 15/3.0 + 4/2.2 + 1/1.9）= 4.46%VOL
從以上計(jì)算可以看出，盡管甲烷占了大多數(shù)，但由于乙烷、丙烷和丁烷的存在，使得天然氣的爆炸下限相對(duì)于甲烷降低了很多。
?
4、可燃?xì)怏w爆炸場(chǎng)所的劃分
世界各國對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所區(qū)域劃分不同，但大致分為兩大派系：中國和大多數(shù)歐洲國家采用國際電工委員會(huì)（IEC）的劃分方法，而以美國和加拿大為主要代表的其他國家采用北美劃分方法。
中國標(biāo)準(zhǔn)GB3836.14--2000《爆炸性其他環(huán)境用電氣設(shè)備，第14部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所分類》的規(guī)定如下：
0區(qū)?? 爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長(zhǎng)時(shí)間存在的場(chǎng)所。
1區(qū)?? 在正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場(chǎng)所。
2區(qū)?? 在正常運(yùn)行時(shí)不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生，并且僅是短時(shí)間存在的場(chǎng)所。
0區(qū)，一般只存在于密閉的容器、儲(chǔ)罐等內(nèi)部氣體空間；在實(shí)際防爆設(shè)計(jì)過程中1區(qū)也很少涉及；大多數(shù)情況屬于2區(qū)。
美國、加拿大等北美國家危險(xiǎn)區(qū)域的劃分依據(jù)NEC（美國國家電氣規(guī)程）的定義，對(duì)爆炸性氣體環(huán)境劃分為1區(qū)、2區(qū)（沒有0區(qū)）。
兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系大致如下：
氣體?IEC 0區(qū)、1區(qū)——NEC 1區(qū)
IEC 2區(qū)——NEC 2區(qū)
具體的比較見下表。
?
爆炸性 物質(zhì) | 區(qū)?域?定?義 | IEC 標(biāo)準(zhǔn) | NEC 標(biāo)準(zhǔn) |
氣體 CLASS Ⅰ | 在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)或長(zhǎng)時(shí)間存在的場(chǎng)所。 | 0區(qū) | Div. 1 |
在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場(chǎng)所。 | 1區(qū) |
在正常情況下，爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn)，僅僅在不正常情況下偶爾或短時(shí)間出現(xiàn)的場(chǎng)所。 | 2區(qū) | Div. 2 |
可燃性粉塵或纖維 CLASS Ⅱ/Ⅲ | 在正常情況下，爆炸性粉塵或可燃性纖維與空氣的混合物可能連續(xù)出現(xiàn)、短時(shí)間頻繁地出現(xiàn)或長(zhǎng)時(shí)間存在的場(chǎng)所。 | 10區(qū) | Div. 1 |
在正常情況下，爆炸性粉塵或可燃性纖維與空氣的混合物不可能出現(xiàn)，僅僅在不正常情況下偶爾或短時(shí)間出現(xiàn)的場(chǎng)所。 | 2區(qū) | Div. 2 |
備注：IEC中的“區(qū)”的英文定義為Zone，而在NEC中的“區(qū)”的英文定義為Division。
?
4、本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的安全特點(diǎn)
（1）本質(zhì)安全型電氣設(shè)備防爆特點(diǎn)
本質(zhì)安全型電氣設(shè)備又稱安全火花型電氣設(shè)備。它的特點(diǎn)時(shí)電氣設(shè)備在正常狀態(tài)下和故障狀態(tài)下，電路、系統(tǒng)產(chǎn)生的火花和達(dá)到的溫度都不會(huì)引燃爆炸性混合物。它的防爆主要有以下措施來實(shí)現(xiàn)。
①采用新型集成電路元件等組成儀表電路，在較低的工作電壓和較小的工作電流下工作。
②用安全柵把危險(xiǎn)場(chǎng)所和非危險(xiǎn)場(chǎng)所的電路分隔開，限制由非危險(xiǎn)場(chǎng)所傳遞到危險(xiǎn)場(chǎng)所去的能量。
③儀表的連接導(dǎo)線不會(huì)形成過大的分布電感和分布電容，以減少電路中的儲(chǔ)能。
（2）本質(zhì)安全型電氣設(shè)備應(yīng)用特點(diǎn)
由于本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆性能不需要采用通風(fēng)、充氣、充油、隔爆等外部措施實(shí)現(xiàn)，而是通過其電路設(shè)計(jì)本身實(shí)現(xiàn)，因而是本質(zhì)安全。這類電氣設(shè)備可適用于一切危險(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，對(duì)于本安型固定式儀表，由于必須使用控制器（或系統(tǒng)）。所以不能單獨(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系統(tǒng)，才能發(fā)揮防爆功能。
（3）本安型ia和ib兩種的區(qū)別
ia等級(jí)：在正常工作狀態(tài)下，以及電路中存在一個(gè)故障或兩個(gè)故障時(shí)，均不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。在ia型電路中，工作電流被限制在100mA以下。
ib等級(jí)：在正常工作狀態(tài)下，以及電路中存在一個(gè)故障時(shí)，不能點(diǎn)燃爆炸性氣體混合物。在ib型電路中，工作電流被限制在150mA以下。
從本質(zhì)安全角度講，ia型適用于0區(qū)和1區(qū)，以及工廠；而ib型僅適用于1區(qū)和煤礦井下。
