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總則

我國目前防爆技術標準分為，基礎類標準，產品制造類標準，應用標準。以下基于應用標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB 50058-2014，（以下簡稱“爆規(guī)”）,歸納總結爆炸性環(huán)境電氣設計。

爆炸性環(huán)境設備分類（GB 3836.2010）:用于煤礦瓦斯氣體環(huán)境的I類設備（爆規(guī)不適用）；用于煤礦瓦斯氣體以外的其他爆炸性氣體環(huán)境的II類設備；用于粉塵環(huán)境的（含煤塵的爆炸性粉塵環(huán)境及工業(yè)用其他爆炸性粉塵和纖維環(huán)境）為III類設備。

EPL是指根據設備成為點燃源的可能性高低和爆炸性氣體環(huán)境、爆炸性粉塵環(huán)境及煤礦甲烷爆炸性環(huán)境所具有的不同特殊性,而對設備規(guī)定的保護級別。

爆炸性氣體環(huán)境:在大氣條件下,氣體或蒸氣可燃物質與空氣的混合物引燃后，能夠保持燃燒自行傳播的環(huán)境。

爆炸性粉塵環(huán)境:在大氣環(huán)境條件下,可燃性粉塵與空氣形成的混合物被點燃后，能夠保持燃燒自行傳播的環(huán)境。

注：本文中涉及規(guī)范條款原文，均以灰底色示出。

確定是否為爆炸性環(huán)境

廠房、倉庫，建規(guī)對其生產的火災危險性及儲存物品的火災危險性分為甲，乙、丙、丁、戊類，對應于其爆炸危險性基本如下：

甲——基本屬于爆炸危險環(huán)境

乙——有些是爆炸危險環(huán)境，有些則不是

丙——劃為非爆炸危險環(huán)境（特殊環(huán)境除外）

丁——（難燃、利用燃料生產或對不燃材料進行加工）非爆炸危險環(huán)境

戊——（常溫下：不燃）非爆炸危險環(huán)境

是否需要防爆，主要看其閃點是否低于或等于環(huán)境溫度，環(huán)境溫度可選用最熱月平均最高溫度，亦可利用采暖通風專業(yè)的“工作地帶溫度”或根據相似地區(qū)同類型的生產環(huán)境的實測數據加以確定。除特殊情況外，一般可取45℃。

常見典型場所

1、柴油發(fā)電機房，國產16種規(guī)格的柴油閃點除-35號是50度外，其它都是是60度及以上，只有火災風險沒有爆炸風險，不屬于爆炸危險區(qū)。

（GB 50058-2014出臺之后，取消了火災危險性場所章節(jié)，目前仍未見新規(guī)范補充此部分內容，所以，對于此類火災危險性場所，國家規(guī)范目前為空白，設計時可酌情參照92版爆規(guī)設計）

2、燃氣鍋爐房，當有工藝專業(yè)介入，由其確定，大多數情況，需設計院自行判定，此時，一般劃分為2區(qū)（由于明火設備附近按非危險區(qū)考慮，而管道和接頭處還是按防爆區(qū)域考慮，嚴格來說應為部分2區(qū)），（一般情況下，明火設備如鍋爐采用平衡通風，即引風機抽吸煙氣的量略大于送風機的風和煤燃燒所產生的煙氣量，這樣就能保持鍋爐爐膛負壓，可燃性物質不能擴散至設備附近與空氣形成爆炸性混合物。因此明火設備附近按照非危險區(qū)考慮，包括鍋爐本身所含有的儀表等設施。）；燃氣鍋爐間裝設防爆照明燈（GB50028-2006（2020年版）《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》第10.2.21條第4款），并應裝設可燃氣體探測器,并與事故排風機以及進氣閥門連鎖。（GB 50028-2006（2020年版）《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》第10.8.2條4款）

3、燃氣調壓間，劃分為2區(qū)。

4、調漆間/儲漆間，由于油漆溶劑中多數是汽油、乙醚等極易揮發(fā)的物質，是否防爆要看揮發(fā)溶劑的閃點，一般可劃分為1/2區(qū)，同時應設有毒氣體檢測裝置（二甲苯），及氣體滅火系統(tǒng)等。

5、一些非可燃性氣體，如氯氣，為密度比空氣大的有毒氣體，易液化能溶于水，是活潑的非金屬單質，為強氧化劑氣體，雖然危險，但它們非GB50058范圍，沒有爆炸分區(qū)，執(zhí)行專門的項目規(guī)范，如GB 11984-2008 《氯氣安全規(guī)程》等。

6、甲類固體，比如金屬鈉，為常溫下受到水或空氣中水蒸汽的作用能產生可燃氣體并引起燃燒或爆炸的物質，同樣雖然都很危險，也是沒有爆炸分區(qū)的。

7、建筑專業(yè)對鍋爐房采取相應的防爆措施（比如泄壓方向和泄壓面積），不意味著鍋爐房就屬于電氣爆炸危險環(huán)境，如電鍋爐、燃煤鍋爐等等。

8、散裝糧食平房倉等為爆炸性粉塵環(huán)境，民用院不常接觸，暫不贅述。

9、汽車加油加氣加氫站設計，詳《汽車加油加氣加氫站技術標準》GB 50156-2021，站內的典型設備的防爆區(qū)域劃分詳其附錄C。

爆炸分區(qū)怎么畫

1、 首先確定車間、倉庫里面危險物料種類。（主要是確定該氣體的密度是否大于空氣，絕大多數是比空氣重的。）

2、 釋放源的等級，一般按照二級釋放源即可。

3、 危險區(qū)域劃分原則：

△ 對煉油裝置、石油化工廠，在加工過程中，化工設備連續(xù)處理高速、高溫、高壓的液體或蒸氣，以釋放源起15m劃分范圍。

△ 對高揮發(fā)性物質（具有低沸點，當散發(fā)到大氣后，它們迅速地吸收熱量，從而形成在一般情況下密度高于空氣的大量冷氣體，尤其是在地坪或地坪附近釋放時，如果空氣流動無助于擴散，這種較重的氣體會沿地坪傳播很遠的距離）如乙烯、丙烯、乙烷、丙烷、丁烷等有可能大量釋放處時，爆炸危險區(qū)域范圍應劃分附加2區(qū)，即在2區(qū)外再劃出15m，附加2區(qū)距離地面標高0.6m。

△ 在物料操作溫度高于可燃液體閃點（≥60℃）的情況下，可燃液體可能泄漏時，其爆炸危險區(qū)域的范圍可適當縮小，但不宜小于4.5m。

△ 對符合國標《GB3836.14》（等同IEC60079-10）附錄C條件的內容，可按附錄C危險場所劃分舉例進行劃分。

△ 當可燃物質輕于空氣時，爆炸危險區(qū)域的范圍尺寸，按4.5m劃分。

4、 多數情況是，無工藝專業(yè)介入，需設計院自行判定，無法確定釋放源，此時常規(guī)做法是從建筑的門窗洞口開始往外擴15m，高度范圍是地坪至建筑上方3m的高度，比如建筑高度是5m，那么爆炸分區(qū)的高度就是8m。

5、 關于0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)：

1) 除了封閉的空間，如密閉的容器、儲油罐等內部氣體空間，很少存在0區(qū)。在生產中0區(qū)是極個別的，大多數情況屬于2區(qū)。在設計時應采取合理措施盡量減少1區(qū)。

2) 結合規(guī)范3.2.5.1當通風良好時，可降低爆炸危險區(qū)域等級。即：室內當通風良好時（要求通風專業(yè)把本建筑做成“通風良好”），劃為2區(qū)。

3) 室外亦劃為2區(qū)。

4) 地坪下的坑、溝為是1區(qū)。

5) 附錄B 第21條“對工藝設備容積不大于95m3、壓力不大于3.5MPa、流量不大于38L/s的生產裝置，且為第二級釋放源，按照生產的實踐經驗，爆炸危險區(qū)域的范圍劃分以釋放源為中心，半徑為4.5m 的范圍內可劃為2區(qū)。對于新建項目，建議仍然按“可燃物質重于空氣、通風良好且為第二級釋放源的主要生產裝置區(qū),以釋放源為中心，半徑為15m，高度為7.5m的范圍內可劃為2區(qū)”，如對總平面布置影響很大，又滿足上述條款，可按4.5米。

6) 不可開啟的密閉固定窗加警示標志時，可以視作實體墻（GB50074石油庫設計規(guī)范， 14.1.4）

6、 當可燃物質輕于空氣時，常見的如甲烷、氫氣，從門窗口往外擴4.5m，高度范圍同上，也是從地坪至建筑頂部3m。

7、 如果氣體分子質量跟空氣差不多，如一氧化碳、甲醇等，按比空氣重來處理，從門窗往外擴15m來畫。

注1：爆炸危險區(qū)域劃分應由懂得生產工藝加工介質性能、設備和工藝性能的專業(yè)人員和安全、電氣等工程技術人員共同商議完成。工藝專業(yè)人員負責提出介質性能、操作和環(huán)境條件、釋放源等級和位置等內容，由電氣專業(yè)人員負責繪制危險區(qū)域劃分圖。

注2：關于重于空氣和輕于空氣的氣體或蒸氣的定義

原《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB 50058-92規(guī)定，相對密度小于等于0.75的爆炸性氣體定為輕于空氣，大于0.75的爆炸性氣體定為重于空氣。

《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB 50058-2014中調整為，相對密度小于0.8的氣體或蒸氣為輕于空氣。相對密度大于1.2的氣體或蒸氣為重于空氣。

——條文解釋中，對于相對密度在0.8~1.2之間的氣體或蒸氣應酌情考慮。如何考慮沒有說，無法確定時，建議往上靠，按大的范圍設計。

例如：一氧化碳、乙烯、甲醇、甲胺、乙烷、乙炔等在工程設計中相對密度視為比空氣重的物質。

設備防爆等級的選擇

爆炸性環(huán)境用電設備及其應用詳細技術要求，可參閱GB/T 3836 系列，以下簡述兩種爆炸性環(huán)境常規(guī)設計。

另：電氣設備很少有本質安全型，主要為儀表和弱電設備，其設備和線路按廠商要求進行安裝即可。

目前主要應用的電氣防爆型式及其應用范圍如下：

（一）爆炸性氣體環(huán)境

1、電氣設備保護級別（EPL）：依前文所述，一般為Gb(適用于1區(qū)、2區(qū))

2、防爆結構：Gb對應有隔爆型d、增安型e、本安型ib。一般電機、開關選擇隔爆型，儀表選擇隔爆型或者本安型。（本安型就是本質就是安全的，它的能量不足以點燃可燃氣體;隔爆型是用隔爆箱把元器件直接隔開，如果氣體滲透到里面，即使發(fā)生爆炸也會只在外殼內部爆炸，不會影響到外面; 增安型只是元器件采取措施防止產生點火源。隔爆型比增安型更安全，當然也更貴，綜合考慮供貨周期、價格等因素，隔爆型相對使用廣泛，實際中兩者都在用，設計時可按需選用）

3、防爆等級：爆炸性氣體混合物的級別按照最大試驗安全間隙或最小點燃電流分為ⅡA、ⅡB、ⅡC；按引燃溫度由高到低分組為：T1、T2、T3、T4、T5、T6。

絕大多數的氣體采用ⅡBT4即可，是最常規(guī)的防爆電機。只有少數氣體，高于這個等級。高于ⅡBT4氣體有：氫氣、乙炔、水煤氣、二硫化碳、硝酸乙酯（附錄C第151-155條）。如果涉及以上幾種氣體的，按照附錄c的要求寫，如二硫化碳，為ⅡCT5（該電機不易采購，價格高）。

4、舉例，一個乙醇環(huán)境的防爆選型，爆炸分區(qū)為2區(qū)，附錄C第44條乙醇，防爆等級ⅡAT2，由于ⅡAT2市場上很少，且防爆要求低于ⅡBT4，所以你選擇的設備防爆等級為ExdⅡBT4Gb。

其中Ex：防爆 d：隔爆型

ⅡBT4：防爆等級 Gb：適用于1區(qū)和2區(qū)。

（二）爆炸性粉塵環(huán)境

1、電氣設備保護級別：根據爆炸性危險區(qū)域劃分的20、21、22區(qū)，在表5.2.2-1找到對應的設備保護級別（EPL）。

2、根據設備保護級別（EPL）在表5.2.2-2中找相應的防爆結構形式。tD為外殼保護型；iaD 、ibD為本質安全型；maD、mbD為澆封型：pD為正壓型。

如20區(qū)，對應的設備保護級別（EPL）是Da，則選用的防爆結構形式可以是本質安全型、澆封型、外殼保護型三種之一，但不能是正壓型。21、22區(qū)則可以選本質安全型、外殼保護型、澆封型、正壓保護型中的任一種。

3、防爆等級：應用于爆炸性粉塵環(huán)境的電氣設備，直接標出設備的最高表面溫度，不再劃分溫度組別。例如，用于具有導電性粉塵的爆炸性粉塵環(huán)境ⅢC等級“ia”(EPLDa)電氣設備，最高表面溫度低于120℃的表示方法為ExiaⅢCT120℃ Da或ExiaⅢCT120℃IP20。

Ⅲ類電氣設備的最高允許表面溫度是由相關粉塵的最低點燃溫度減去安全裕度確定。

對粉塵云和厚度不大于5mm的粉塵層中的“tD”防爆形式進行試驗時，采用A型，對其他所有防爆形式和12．5mm厚度中的“tD”防爆形式采用B型。

當裝置的粉塵層厚度大于上述給出值時，根據粉塵層厚度和使用物料的所有特性確定其最高表面溫度。

△ 已知粉塵5mm厚時的引燃溫度T5mm：

設備最高溫度 Tmax = T5mm - 75℃

△ 已知粉塵12.5mm厚時的引燃溫度T12.5mm：

設備最高溫度 Tmax = T12.5mm - 25℃

△ 已知粉塵云的引燃溫度TCL：

設備最高溫度 Tmax= TCL × 2/3

如果知道2個及以上參數，分別計算后取最低的溫度

（三）舉例

設備安裝及管線敷設要求

依據爆規(guī)第5章節(jié)要求設計，以下為重點關注條款。

1、油浸型設備應在沒有振動、不傾斜和固定安裝的條件下采用。

2、粉塵環(huán)境中安裝的插座開口的一面應朝下，且與垂直面的角度不應大于60°。

3、低壓電力、照明線路的中性線與相線應在同一護套或保護管內敷設。

4、在爆炸危險區(qū)內，除在配電盤、接線箱或采用金屬導管配線系統(tǒng)內，無護套的電線不應作為供配電線路。

5、除本質安全型設備的線路的電路外，在爆炸性環(huán)境內的鋼管配線時，鋼管螺紋旋合不應少于5扣。

6、為防腐蝕，鋼管連接的螺紋部分應涂以鉛油或磷化膏。在可能凝結冷凝水的地方，管線上應裝設排除冷凝水的密封接頭。

7、在爆炸粉塵環(huán)境，電纜應沿粉塵不易堆積并且易于粉塵清除的位置敷設。

8、敷設電氣線路的溝道、電纜橋架或導管，所穿過的不同區(qū)域之間墻或樓板處的孔洞應采用非燃性材料嚴密堵塞。

注：本文所述“鋼管”均指符合現行國家標準《低壓流體輸送用焊接鋼管》GB/T 3091的產品，鍍層為熱鍍鋅；一般情況下，爆炸性環(huán)境中均為明敷管線（除本質安全型設備的線路外）。

爆炸性環(huán)境的接地設計

1、爆炸性氣體環(huán)境中應設置等電位聯(lián)結，所有裸露的裝置外部可導電部件應進行等電位聯(lián)結。

2、在爆炸危險環(huán)境內，設備的外露可導電部分應可靠接地。爆炸性環(huán)境1區(qū)、20區(qū)、21區(qū)內的所有設備以及爆炸性環(huán)境2區(qū)、22區(qū)內除照明燈具以外的其他設備應采用專用的接地線。該接地線若與相線敷設在同一保護管內時，應具有與相線相等的絕緣。此時爆炸性環(huán)境的金屬管線、電纜的金屬包皮等，只能作為輔助接地線。

3、在爆炸危險區(qū)域不同方向，接地干線應不少于兩處與接地體連接。

4、設備的接地裝置與防止直接雷擊的獨立避雷針的接地裝置應分開設置，與裝設在建筑物上防止直接雷擊的避雷針的接地裝置可合并設置，與防雷電感應的接地裝置亦可合并設置。接地電阻值取其最低值。

5、爆炸性環(huán)境中為避免接觸點處產生靜電，引發(fā)電弧，加工、儲存、運輸可燃氣體、易燃液體和粉體的金屬工藝設備、容器和管道都應做防靜電接地。防靜電接地一般與其它接地系統(tǒng)共用接地。常規(guī)做法為采用40mm×4mm 熱鍍鋅扁鋼，對不能保持良好電氣接觸的法蘭裝置、管箍彎頭和管道閥門等管道連接處采用跨接，跨接線采用能保證機械強度的鋼絞線、熱鍍鋅圓鋼或銅編織線，當管道內的介質腐蝕性較強時，采用不銹鋼材質。

防雷設計

1、經常遇到的問題是過度設計，設計人依據《建筑物防雷設計規(guī)范》GB 50057-2010，第3章內容，判定具有爆炸危險場所的建筑物，均劃分為一類或二類防雷建筑物。

實則不然，我們來看第4.5.1條，原文如下：

4.5.1當一座防雷建筑物中兼有第一、二、三類防雷建筑物時，其防雷分類和防雷措施宜符合下列規(guī)定：

1當第一類防雷建筑物部分的面積占建筑物總面積的30％及以上時，該建筑物宜確定為第一類防雷建筑物。

2當第一類防雷建筑物部分的面積占建筑物總面積的30％以下，且第二類防雷建筑物部分的面積占建筑物總面積的30％及以上時，或當這兩部分防雷建筑物的面積均小于建筑物總面積的30％，但其面積之和又大于30％時，該建筑物宜確定為第二類防雷建筑物。但對第一類防雷建筑物部分的防閃電感應和防閃電電涌侵入，應采取第一類防雷建筑物的保護措施。

3當第一、二類防雷建筑物部分的面積之和小于建筑物總面積的30％，且不可能遭直接雷擊時，該建筑物可確定為第三類防雷建筑物；但對第一、二類防雷建筑物部分的防閃電感應和防閃電電涌侵入，應采取各自類別的保護措施；當可能遭直接雷擊時，宜按各自類別采取防雷措施。

由此，結論顯而易見，無需贅述。

2、對于突出屋面的排放爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、風管、煙囪等物體，確定防雷類別、排放物是否達到爆炸濃度，是否點火燃燒，是否裝設阻火器等，后依據《建筑物防雷設計規(guī)范》GB 50057-2010第4.2、4.3節(jié)確定是否可利用其金屬管壁（帽）作為接閃器。

對于排放無爆炸危險氣體、蒸氣或粉塵的放散管、煙囪，1區(qū)、21區(qū)、2區(qū)和22區(qū)爆炸危險場所的自然通風管，可利用其金屬管壁（帽）作為接閃器，但應與屋面防雷裝置相連。

變配電所的布置

《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016-2014（2018年版）第3.3.8條：

變、配電站不應設置在甲、乙類廠房內或貼鄰，且不應設置在爆炸性氣體、粉塵環(huán)境的危險區(qū)域內。供甲、乙類廠房專用的10kV及以下的變、配電站，當采用無門、窗、洞口的防火墻分隔時，可一面貼鄰，并應符合現行國家標準《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》GB 50058等標準的規(guī)定。

注： “專用”，是指該變電站、配電站僅向與其貼鄰的廠房供電，而不向其他廠房供電。

對于乙類廠房的配電站，如氨壓縮機房的配電站，為觀察設備、儀表運轉情況而需要設觀察窗時，允許在配電站的防火墻上設置采用不燃材料制作并且不能開啟的防火窗。

不同建筑類型布置方案可參考如下：

1、面積較小的防爆廠房，配電裝置集中設置在低壓配電室內，變配電室布置在廠房的端頭，與防爆廠房間采用非燃燒體的防爆墻隔開，配電方式采用放射式配電。

2、面積較大的防爆廠房，變配電室布置在廠房端頭，在廠房內正常環(huán)境處設分配電室，采用配電干線樹干式，分配電室放射式。

3、廠房外，靠近負荷中心的正常環(huán)境設變配電室，與廠房毗鄰，用非燃燒體的防爆墻隔開，放射式配電。