摘 要：本文主要通過對爆炸性氣體和環境危險區域的劃分，爆炸性氣體混合物的分級、分組、防爆電氣設備的種類和特點的介紹，從而詳細的闡述了爆炸和火災危險場所的電氣設計和設備選型。
關鍵詞：爆炸火災危險場所防爆電氣設計設備選型
由公安部主編的國標《建筑設計防火規范》（GBJ16-87）已實施多年，1995年經過修訂重新頒布。該規范把生產廠房的火災危險性劃為甲、乙、丙、丁、戊等五類，倉庫的火災危險性也劃分為五類。這里所說的火災危險性廠房和倉庫都屬于特殊場所。特殊場所還應該包括火災爆炸危險環境、濕熱帶環境場所等。本文擬就火災爆炸危險環境的電氣設計和設備選型談一點個人看法，請同行斧正。
1、爆炸和火災危險場所的電氣設計和設備選型
國標《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》(GB50058-92)把引起爆炸和火災的危險環境分成二類，爆炸性氣體環境和爆炸性粉塵環境。這是按爆炸性危險介質來分的。從爆炸發生時，爆炸物質在空間分布狀態，可以把爆炸分成凝聚相爆炸和分散相爆炸。爆炸的燃料物質均勻地分散在空氣或氧氣中，遇到點火源或高溫時所發生的爆炸，稱為分散相爆炸。分散相爆炸必須是危險物質與空氣形成的混合物，這種混合物有一定的混合比，只有在合適的混合濃度范圍之內才有可能發生爆炸，這種混合濃度的范圍有上限和下限之說。不同的物質有不同的爆炸范圍，也就是有不同的上限和下限。通常所說的爆炸可燃性氣體和一般工業用爆炸粉塵所引起的爆炸，都屬于分散性爆炸。而像火藥、炸藥類的爆炸，因爆炸性物質本身就是含氧物質，不借助于外界氧化劑，在外界溫度或起爆條件滿足時，就可以發生爆炸。這類爆炸物質無論是在粉狀，還是堆積狀態，均可能發生爆炸。這一類爆炸稱為凝聚相爆炸。所以，在進行爆炸與火災危險場所做設計以前，應先了解生產工藝流程，主要物料的物理、化學性質，以及這些物料的平面分布情況，必要的時候，還應該搞清楚放置和輸送這些物料的設備和管道。這對于下面劃分區域的等級很重要，也是整個電氣設計的第一步。
1.1爆炸性氣體環境中電氣設計和設備選型
(1)爆炸性氣體和環境危險區域的劃分
按照《爆炸和火災危險環境電氣裝置設計規范》(GB50058-92)的規定，首先應根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間進行場所的分類。
0區：連續出現或長期出現爆炸性氣體混合物的環境；
1區：在正常運行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境：
2區：在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的環境，或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環境。不同等級的爆炸危險區域，電氣設備采用防爆型式也不相同。因此，只有正確確定爆炸危險場所的等級，才能合理地選擇電氣設備，保證該環境的安全。
(2)爆炸性氣體混合物的分級、分組爆炸性氣體混合物的分級是按其最大試驗安全間隙和最小點燃電流分級。表中所謂最大試驗安全間隙(MESG)是在規定的試驗條件下，殼內所有濃度的被試驗氣體或蒸氣與空氣的混合物點燃后，通過25mm長的接合面均不能點燃殼外爆炸性氣體混合物的外殼空腔與殼內兩部分之間的最大間隙。這個間隙越小表明混合物氣體的爆炸危險越大，所以說--.組比//0更危險。而表中最小點燃電流比(MICR)是指在規定的試驗條件下，用直流24V、95mH的電感電路火花試驗裝置進行點燃試驗，各種可燃性氣體與空氣的混合物的最小點燃電流與甲烷/空氣最小點燃電流之比。所以說這個比值越小，表明這種氣體混合物所需的點燃能量越小，即其危險性越大，也就是說IIC組氣體混合物比IIA組更危險。按照標準試驗方法試驗時，引燃爆炸性混合物的最低溫度稱為引燃溫度。根據引燃溫度，可以把爆炸性氣體、蒸氣混合物分成T1~T6六個組別，要求防爆電氣設備允許的最高表面溫度與之相適應。
爆炸性氣體混合物的分級和分組是防爆場所劃分及選擇防爆電氣設備的重要參數。
(3)防爆電氣設備的種類和特點
爆炸危險場所使用的防爆電氣設備，在運行過程中，必須具備不引燃周圍爆炸性混合物的性能。滿足上述要求的電氣設備可制成隔爆型、增安型、木質安全型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型、防爆特殊型和粉塵防爆型等類型。各種防爆類型電氣設備的基本要求：
隔爆型電氣設備(d)：具有隔爆外殼的電氣設備，指把能點燃爆炸性混合物的部件封閉在一個外殼內，該外殼能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力并阻止向周圍的爆炸性混合傳爆的電氣設備。
增安型電氣設備(e)：正常運行條件下，不會產生點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，并在結構上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常和規定過載條件出現點燃現象的電氣設備。
本質安全型電氣設備(i)：在正常運行或在標準試驗條件下所產生的火花或熱效應均不能點燃爆炸性混合物的電氣設備。
正壓型電氣設備(p)：具有保護外殼，且殼內充有保護氣體，其壓力保持高于周圍爆炸性混合物氣體的壓力，以避免外部爆炸性混合物進入外殼內部的電氣設備。
充油型電氣設備(o)：全部或可能產生電火花或過熱的部分部件浸在油中使之不能點燃油面以上或外殼圍的爆炸性混合物的電氣設備。
充砂型電氣設備(q)：外殼內充填砂粒材料，以便在規定使用條件卜外殼內產生電弧、火焰傳播，殼壁或顆粒材料表面的過熱溫度均不能夠點燃周圍的爆炸性混合物的電氣設備。
無火花型電氣設備(n)：在正常運行條件下不產生能夠點燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼熱點，且一般不會發生有點燃作用的故障的電氣設備。
上述各種防爆類型電氣設備一般按上述的基本要求和國標《爆炸性環境用防爆電氣設備》GB3836-83包括各分冊(的規定制造。
防爆特殊型(s)：凡在結構上不屬于上述基本防爆類型或上述基本防爆型的組合而采取其他特殊措施經充分試驗又確定證明具有防止爆炸性氣體混合物能力的電氣設備稱為特殊型電氣設備。
粉塵防爆炸型(DIP)：為防止爆炸粉塵進入設備內部，外殼的結合面應堅固嚴密，并須加密封墊圈，轉動軸與軸孔間要加防塵密封。粉塵沉積有增溫引燃作用，要求設備的外殼表面光滑、無裂縫、無凹坑或溝槽，并具有足夠的強度。該型設備的標準為國標《爆炸性粉塵環境用防爆電氣設備粉塵防爆電氣設備》GB12476.1-90。
（4）爆炸危險環境中電氣設備選型
防爆電氣設備應根據爆炸危險區域的等級和爆炸危險物質的類別、級別、組別選型。安全可靠、經濟合理是防爆電氣設備的選型原則。在0級區域只準許選用ia級本質安全型設備和其他特別為0級區域設汁的電氣設備(特殊型)。
但應指出，為了降低：工程造價，在電氣設備選型時，只要滿足環境要求和爆炸性混合氣體級別組別的要求即可，不宜為了提高安全度，而選用更高一級的電氣設備。
1.2爆炸性粉塵環境中電氣設計和設備選型
爆炸性粉塵按其物理性質分為4類，即：(1)爆炸性粉塵。如鎂、鋁等粉塵。(2)可燃性導電粉塵。如石墨、煤粉塵等。(3)可燃性非導電粉塵。如聚乙烯粉、面粉等。(4)可燃纖維。如棉花纖維等。而爆炸性粉塵環境則分為2個危險區，即10區和11區。
爆炸性粉塵環境中電氣設備防爆類按下表規定進行選型：
在10、11區的防爆電氣設備是按外殼的防護等級分類，用特征字母“IP”后跟兩個數字表征其外殼的防護等級。第一數字表示對人、固體異物或塵埃的防護能力分為0~6級，上表中塵密型即為6級，防塵型為5級。第二位數字表示對水的防護能力分為0~8級。
2、防爆電氣產品的現狀及市場預測
目前我國的防爆電氣產品生產狀況隨著我國的經濟發展也有了長足的進步，所生產的產品基本可以滿足各種爆炸危險場所的需求，產品不僅符合我國國家標準《爆炸性環境用防爆電氣設備》GB3836的質量要求，有的生產廠還采用國際電工委員會的IEC79-0，79-4，79-8，79-12，79-1AIEC44和歐共體EN50014，50018，50019的標準進行生產。產品包括防爆配電箱，防爆主令電器，防爆燈具，防爆插接裝置，防爆接線盒及管件等8大類(300多個品種規格的產品。生產廠家以東北地區居多，如沈陽防爆器材廠，沈陽北方防爆器材廠，沈陽中興防爆電器總廠，沈陽沈鷹電器廠，佳木斯防爆電器工業公司。近幾年，北京和南方也新成立了一些防爆電器的工廠，如北京興華防爆電器廠，浙江飛躍防爆電器制造公司。此外國外的一些產品也陸續進入我國，如德國ABB的產品等。隨著石油化工等生產的發展，防爆電器產品的市場也日益擴大，但是生產企業之間競爭也日趨激烈，現在的防爆電器產品普遍比較笨重，價格也很高，和國外產品相比體積大，重量重，加工比較粗糙，維護不方便的狀況比較突出。所以，生產廠家要想占領市場，必須在提高產品的科技含量，提高產品質量，降低造價方面下功夫。而設計者在選用防爆電器產品時一定要選擇正規廠家的產品，認真查對該產品是否有國家授權的防爆電器產品質量監督檢驗中心頒發的防爆合格證。
關鍵詞：爆炸火災危險場所防爆電氣設計設備選型
由公安部主編的國標《建筑設計防火規范》（GBJ16-87）已實施多年，1995年經過修訂重新頒布。該規范把生產廠房的火災危險性劃為甲、乙、丙、丁、戊等五類，倉庫的火災危險性也劃分為五類。這里所說的火災危險性廠房和倉庫都屬于特殊場所。特殊場所還應該包括火災爆炸危險環境、濕熱帶環境場所等。本文擬就火災爆炸危險環境的電氣設計和設備選型談一點個人看法，請同行斧正。
1、爆炸和火災危險場所的電氣設計和設備選型
國標《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》(GB50058-92)把引起爆炸和火災的危險環境分成二類，爆炸性氣體環境和爆炸性粉塵環境。這是按爆炸性危險介質來分的。從爆炸發生時，爆炸物質在空間分布狀態，可以把爆炸分成凝聚相爆炸和分散相爆炸。爆炸的燃料物質均勻地分散在空氣或氧氣中，遇到點火源或高溫時所發生的爆炸，稱為分散相爆炸。分散相爆炸必須是危險物質與空氣形成的混合物，這種混合物有一定的混合比，只有在合適的混合濃度范圍之內才有可能發生爆炸，這種混合濃度的范圍有上限和下限之說。不同的物質有不同的爆炸范圍，也就是有不同的上限和下限。通常所說的爆炸可燃性氣體和一般工業用爆炸粉塵所引起的爆炸，都屬于分散性爆炸。而像火藥、炸藥類的爆炸，因爆炸性物質本身就是含氧物質，不借助于外界氧化劑，在外界溫度或起爆條件滿足時，就可以發生爆炸。這類爆炸物質無論是在粉狀，還是堆積狀態，均可能發生爆炸。這一類爆炸稱為凝聚相爆炸。所以，在進行爆炸與火災危險場所做設計以前，應先了解生產工藝流程，主要物料的物理、化學性質，以及這些物料的平面分布情況，必要的時候，還應該搞清楚放置和輸送這些物料的設備和管道。這對于下面劃分區域的等級很重要，也是整個電氣設計的第一步。
1.1爆炸性氣體環境中電氣設計和設備選型
(1)爆炸性氣體和環境危險區域的劃分
按照《爆炸和火災危險環境電氣裝置設計規范》(GB50058-92)的規定，首先應根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間進行場所的分類。
0區：連續出現或長期出現爆炸性氣體混合物的環境；
1區：在正常運行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境：
2區：在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的環境，或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環境。不同等級的爆炸危險區域，電氣設備采用防爆型式也不相同。因此，只有正確確定爆炸危險場所的等級，才能合理地選擇電氣設備，保證該環境的安全。
(2)爆炸性氣體混合物的分級、分組爆炸性氣體混合物的分級是按其最大試驗安全間隙和最小點燃電流分級。表中所謂最大試驗安全間隙(MESG)是在規定的試驗條件下，殼內所有濃度的被試驗氣體或蒸氣與空氣的混合物點燃后，通過25mm長的接合面均不能點燃殼外爆炸性氣體混合物的外殼空腔與殼內兩部分之間的最大間隙。這個間隙越小表明混合物氣體的爆炸危險越大，所以說--.組比//0更危險。而表中最小點燃電流比(MICR)是指在規定的試驗條件下，用直流24V、95mH的電感電路火花試驗裝置進行點燃試驗，各種可燃性氣體與空氣的混合物的最小點燃電流與甲烷/空氣最小點燃電流之比。所以說這個比值越小，表明這種氣體混合物所需的點燃能量越小，即其危險性越大，也就是說IIC組氣體混合物比IIA組更危險。按照標準試驗方法試驗時，引燃爆炸性混合物的最低溫度稱為引燃溫度。根據引燃溫度，可以把爆炸性氣體、蒸氣混合物分成T1~T6六個組別，要求防爆電氣設備允許的最高表面溫度與之相適應。
爆炸性氣體混合物的分級和分組是防爆場所劃分及選擇防爆電氣設備的重要參數。
(3)防爆電氣設備的種類和特點
爆炸危險場所使用的防爆電氣設備，在運行過程中，必須具備不引燃周圍爆炸性混合物的性能。滿足上述要求的電氣設備可制成隔爆型、增安型、木質安全型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型、防爆特殊型和粉塵防爆型等類型。各種防爆類型電氣設備的基本要求：
隔爆型電氣設備(d)：具有隔爆外殼的電氣設備，指把能點燃爆炸性混合物的部件封閉在一個外殼內，該外殼能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力并阻止向周圍的爆炸性混合傳爆的電氣設備。
增安型電氣設備(e)：正常運行條件下，不會產生點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，并在結構上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常和規定過載條件出現點燃現象的電氣設備。
本質安全型電氣設備(i)：在正常運行或在標準試驗條件下所產生的火花或熱效應均不能點燃爆炸性混合物的電氣設備。
正壓型電氣設備(p)：具有保護外殼，且殼內充有保護氣體，其壓力保持高于周圍爆炸性混合物氣體的壓力，以避免外部爆炸性混合物進入外殼內部的電氣設備。
充油型電氣設備(o)：全部或可能產生電火花或過熱的部分部件浸在油中使之不能點燃油面以上或外殼圍的爆炸性混合物的電氣設備。
充砂型電氣設備(q)：外殼內充填砂粒材料，以便在規定使用條件卜外殼內產生電弧、火焰傳播，殼壁或顆粒材料表面的過熱溫度均不能夠點燃周圍的爆炸性混合物的電氣設備。
無火花型電氣設備(n)：在正常運行條件下不產生能夠點燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼熱點，且一般不會發生有點燃作用的故障的電氣設備。
上述各種防爆類型電氣設備一般按上述的基本要求和國標《爆炸性環境用防爆電氣設備》GB3836-83包括各分冊(的規定制造。
防爆特殊型(s)：凡在結構上不屬于上述基本防爆類型或上述基本防爆型的組合而采取其他特殊措施經充分試驗又確定證明具有防止爆炸性氣體混合物能力的電氣設備稱為特殊型電氣設備。
粉塵防爆炸型(DIP)：為防止爆炸粉塵進入設備內部，外殼的結合面應堅固嚴密，并須加密封墊圈，轉動軸與軸孔間要加防塵密封。粉塵沉積有增溫引燃作用，要求設備的外殼表面光滑、無裂縫、無凹坑或溝槽，并具有足夠的強度。該型設備的標準為國標《爆炸性粉塵環境用防爆電氣設備粉塵防爆電氣設備》GB12476.1-90。
（4）爆炸危險環境中電氣設備選型
防爆電氣設備應根據爆炸危險區域的等級和爆炸危險物質的類別、級別、組別選型。安全可靠、經濟合理是防爆電氣設備的選型原則。在0級區域只準許選用ia級本質安全型設備和其他特別為0級區域設汁的電氣設備(特殊型)。
但應指出，為了降低：工程造價，在電氣設備選型時，只要滿足環境要求和爆炸性混合氣體級別組別的要求即可，不宜為了提高安全度，而選用更高一級的電氣設備。
1.2爆炸性粉塵環境中電氣設計和設備選型
爆炸性粉塵按其物理性質分為4類，即：(1)爆炸性粉塵。如鎂、鋁等粉塵。(2)可燃性導電粉塵。如石墨、煤粉塵等。(3)可燃性非導電粉塵。如聚乙烯粉、面粉等。(4)可燃纖維。如棉花纖維等。而爆炸性粉塵環境則分為2個危險區，即10區和11區。
爆炸性粉塵環境中電氣設備防爆類按下表規定進行選型：
在10、11區的防爆電氣設備是按外殼的防護等級分類，用特征字母“IP”后跟兩個數字表征其外殼的防護等級。第一數字表示對人、固體異物或塵埃的防護能力分為0~6級，上表中塵密型即為6級，防塵型為5級。第二位數字表示對水的防護能力分為0~8級。
2、防爆電氣產品的現狀及市場預測
目前我國的防爆電氣產品生產狀況隨著我國的經濟發展也有了長足的進步，所生產的產品基本可以滿足各種爆炸危險場所的需求，產品不僅符合我國國家標準《爆炸性環境用防爆電氣設備》GB3836的質量要求，有的生產廠還采用國際電工委員會的IEC79-0，79-4，79-8，79-12，79-1AIEC44和歐共體EN50014，50018，50019的標準進行生產。產品包括防爆配電箱，防爆主令電器，防爆燈具，防爆插接裝置，防爆接線盒及管件等8大類(300多個品種規格的產品。生產廠家以東北地區居多，如沈陽防爆器材廠，沈陽北方防爆器材廠，沈陽中興防爆電器總廠，沈陽沈鷹電器廠，佳木斯防爆電器工業公司。近幾年，北京和南方也新成立了一些防爆電器的工廠，如北京興華防爆電器廠，浙江飛躍防爆電器制造公司。此外國外的一些產品也陸續進入我國，如德國ABB的產品等。隨著石油化工等生產的發展，防爆電器產品的市場也日益擴大，但是生產企業之間競爭也日趨激烈，現在的防爆電器產品普遍比較笨重，價格也很高，和國外產品相比體積大，重量重，加工比較粗糙，維護不方便的狀況比較突出。所以，生產廠家要想占領市場，必須在提高產品的科技含量，提高產品質量，降低造價方面下功夫。而設計者在選用防爆電器產品時一定要選擇正規廠家的產品，認真查對該產品是否有國家授權的防爆電器產品質量監督檢驗中心頒發的防爆合格證。