浅谈爆炸危险场所电气安全

1、浅谈爆炸危险场所电气安全几个不可忽视的问题众所周知，在爆炸危险场所，若电气设备和线路产生电火花或危险温度，其爆炸性气体（蒸汽）或爆炸性粉尘就可能会被点燃，引起火灾或爆炸事故。随着国家相关法律、法规、标准、规范的不断健全和完善，特别是经过近年来连续实施的安全生产专项整治，我市绝大多数易爆易爆企业的安全管理和防爆电气设备的装备水平得到提高。一是随着企业安全生产主体责任的落实，易燃易爆企业进一步提高了对爆炸危险场所安全管理重要性、必要性的认识，强化了爆炸危险场所的安全管理，逐步建立健全了危险作业场所各级人员（部门）的安全生产责任制、安全管理制度和安全技术操作规程，有效实施了风险辨识与控制、安全教育培

2、训、应急救援管理等安全组织措施；二是加大了安全投入，对部分爆炸危险场所不符合现行相应标准、规范的电气设备进行了更新、改造,企业的安全生产条件和防爆电气设备的装备水平均有所改善和提高。但由于个别企业对爆炸危险场所的安全管理工作重视不够，尤其是一些老企业的爆炸危险场所存在先天性缺陷和整改资金不足的问题，加之相关人员对爆炸危险场所有关安全技术标准、规范学习理解不够透彻（也包括个别安全评价中介机构和专家）等因素，导致了一些爆炸危险场所电气安全方面存在以下几个不可忽视的问题。一、爆炸危险场所电气的整体防爆不符合安全要求检查发现，有的爆炸危险场所忽视了爆炸危险区域内电气设备的整体防爆要求。所谓电气整体防爆

3、，是将同一爆炸危险场所作为一个整体来看，在爆炸危险场所同一区域内电气设备的设计、安装、使用和维修等各个方面，必须按照防爆电气相关安全技术规范、规程的要求，均应达到相应的防爆水平、条件和能力。也就是说，在各爆炸危险场所内安装、使用的电气动力、控制、照明、仪器仪表等设备及供电线路，应全部按爆炸危险场所区域等级要求采取相应的防爆措施，以实现整体防爆。譬如未按爆炸危险区域划分图的要求，仅在气体的0区或粉尘的20区采取了防爆措施，而其他区域未采取；在同一爆炸危险场所区域选用的主电机为防爆型，而通风机、事故应急照明、墙壁开关按钮、电子计量器具等为非防爆型；爆炸危险场所供电导线明敷，未采取钢管配线，保护管两

4、端和防爆接线盒出、入端未用密封胶泥封堵等现象都是不符合整体防爆要求的。各个爆炸危险场所区域内的电气设备必须全部按要求采取相应防爆措施并达到相应的防爆水准；不能实现电气整体防爆，实际上失去了防爆的意义，很可能会导致火灾或爆炸事故的发生。二、防爆电气设备的选型不够合理防爆电气设备的选型，必须充分考虑使用设备所处的爆炸危险场所类型、爆炸危险区域等级和爆炸性危险物质的类别、级别及组别。在运行过程中，必须具备不引燃周围爆炸性混合物的防爆性能，并符合安全可靠、经济合理的原则。（一）防爆电气设备的种类必须与爆炸危险场所的类型相一致。目前，防爆电气设备除煤矿井下外可分为两大种类：一类是用于爆炸性气体环境的防爆

5、电气设备，另一类是用于爆炸性粉尘环境的防爆电气设备。检查发现，有相当企业和人员在防爆电气设备的安装、更换时，不能严格按照爆炸危险场所的类型选择、确定防爆电气设备的种类。如在粉尘爆炸危险场所选用了气体防爆电气设备（多为隔爆型）；或在气体爆炸危险场所选用了粉尘防爆电气设备，这是极不安全合理的。防爆电气设备按其防爆原理有不同的防爆型式，对于气体隔爆型防爆电气而言，是外壳能够承受通过外壳任何接合面或结构间隙渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点燃。国家标准爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求（GB3836.1）和爆炸性气体环境用

6、电气设备第2部分：隔爆型“d”（ GB3836.2）对隔爆型防爆电气设备外壳防护等级并未作出特别严格的要求，但对其外壳的材料和机械强度等作出了严格的规定。对于粉尘防爆电气设备来说，是采用限制外壳最高表面温度和采用“尘密”或“防尘”外壳来阻止粉尘进入，以防止可燃性粉尘点燃的电气设备。可燃性粉尘环境用电气设备第1部分：用外壳和限制表面温度保护的电气设备第1节：电气设备的技术要求（GB 12476.1）和可燃性粉尘环境用电气设备 第1部分：用外壳和限制表面温度保护的电气设备 第2节：电气设备的选择、安装和维护（GB 12476.2）着重对粉尘防爆电气设备的外壳防尘结构（A、B型）、外壳防护等级和最高

7、表面温度等作出了严格的规定。由此看出，气体与粉尘防爆电气在防爆机理上是根本不同的，绝大多数气体防爆电气设备的外壳防护等级是低于粉尘防爆电气设备的。在粉尘爆炸危险场所使用气体防爆电气设备，是不能完全阻止粉尘进入设备壳内并堆积，将妨碍防爆电气设备的安全运行；粉尘防爆电气设备只是外壳防护等级较高而已，在气体爆炸危险场所使用并不能完全阻止爆炸性气体进入其壳内，同时其一般不具备隔爆、增安等防爆性能。所以，气体、粉尘这两种防爆电气设备是不可以在两类不同爆炸危险场所混用的。若将气体防爆电气设备的外壳防护等级提高到相应的外壳防护等级是可以用于粉尘爆炸危险场所的，但这不符合防爆电气设备选用要求“经济合理”这一原

8、则的。（二）防爆电气设备的防爆型式选择应考虑设备所处的爆炸危险区域的等级。爆炸性气体环境用电设备第15部分：危险场所电气安装（煤矿除外）（GB3836.15）、可燃性粉尘环境用电气设备第1部分：用外壳和限制表面温度保护的电气设备 第2节：电气设备的选择、安装和维护（GB 12476.2）和危险场所电气防爆规程（AQ3009-2007）等国家相关标准、规范对防爆电气设备防爆型式的选择作出了相应严格的规定。气体（蒸汽）防爆危险场所电气设备防爆型式的选择：0区应选用Exia型和为0区设计的特殊型（Exs）；在1区应选用适用于0区和Exib、Exd、Exe、Exp、Exo、Exq、Exm型及为1区设计

9、的特殊型（Exs）；在2区应选用适用于0区、1区和Exn、Expz型及为2区设计的特殊型（Exs）。如在气体爆炸危险场所0区选用隔爆型（d）或在1区选用n型等防爆类型设备都是不符合要求的。根据可燃粉尘/空气混合物出现的的频率和持续时间或出现的粉尘云（层），把粉尘爆炸危险场所划分为20、21和22三个区域等级，选用时其电气设备上标注的适用区域等级不能低于实际区域等级。另外，粉尘防爆电气设备的选择还应考虑爆炸性粉尘的类型（导电性和非导电性）。（三）选用防爆电气设备的类别、级别和组别不应低于该爆炸危险区域内爆炸性混合物的类别、级别和组别。我们都知道，燃烧、爆炸的条件是可燃性物质、氧化剂和引燃源三个要

10、素在时间和时空的相遇，就会发生燃烧或爆炸。在爆炸危险环境中安装和使用防爆电气设备，其宗旨就是阻止电气设备成为引燃源。为此，选用防爆电气设备的类别、级别和组别不能低于该环境内爆炸性混合物的类别、级别和组别；否则极有可能在运行时引燃防爆电气设备周边的爆炸危险性物质，发生燃烧或爆炸的危险。爆炸性气体按其最大试验安全间隙（MESG）和最小点燃电流比（MICR）分为（矿山爆炸性气体，如甲烷）和（除矿山井下外的其他爆炸性气体）两个类别。在类爆炸性气体中，又分为A、B、C三个级别（A、B、C）。爆炸性气体按照最低引燃温度分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六个组别，引燃温度依次降低,危险性依次增大。所以，

11、在爆炸危险环境中，一是气体防爆电气设备选用的级别、组别低于该爆炸性气体级别和组别；二是选用的粉尘防爆电气设备最高表面温度（TA、TB）超过该爆炸性粉尘云（层）最低点燃温度的相应规定温度，都是不符合防爆电气设备选用安全要求的。这方面我市在危险化学品（化工）企业表现较为突出，在对爆炸性危险场所进行安全检查、评价审查工作中，时常发现个别人员不能严格按照国家相应标准、规范，对防爆电气设备的类别、级别和温度组别的适用环境、条件进行认真有效辨识和检查，存在着只要见到设备上标有“Ex”防爆标志就视为合格的现象。例如我市某化工企业的制氢车间和四户乙炔企业的生产车间，历经多次各级安全检查和几次安全评价，在1区使

12、用的部分防爆电气设备级别为B却予以通过，这些隐患在09年的安全专项治理行动中才彻底得以解决，更换了C级别的防爆电气设备。目前，发现仍还有个别老化工企业在使用“KB”型（老式矿山用）防爆电气，其不符合现行国家安全标准、规范的要求，有待我们去监督整改。三、对用电设备的接地缺乏正确认识爆炸危险场所电气设备的接地，是防止火灾、爆炸和触电事故的一项重要安全技术措施。如果电气设备外壳带电，会使其对地放电而产生火花，可能就会点燃环境中的爆炸性混合物，同时会造成操作人员的触电。所以防爆电气设备的外壳必须按照国家有关标准、规范的规定进行正确可靠的接地。在20世纪80年代，普遍有“三相三线制”、“三相四线制”和“

13、接地保护”、“接零保护”之称。进入90年代以来，国家对电工的技术规范、标准作了大量修订，基本上等效于IEC标准。现行的电气安全术语（GB/T4776-2008）中只有“保护接地”，而没有“接地保护”和“接零保护”的名词术语了。在民用建筑电气设计规范（JGJ/16-2008）条文说明第12.3.1明确指出：“原规范中用的“接零”和 “接地”的概念，修订后就不再采用了，而是用TN-C-S、TN-S及TT等系统名称代替，而将“接地”作为以上做法的统称。”在工作中发现，目前仍还有相当部分工作人员对 “接地”这一问题的理解存在着模糊的认识，在实际工作中往往出现指导、安装上的错误，导致电气设备的接地不符合

14、现行国家标准和技术规范要求，留下了事故隐患。 （一）用电设备的保护接地方式是由系统接地的型式决定的。国家标准GB14050-93系统接地的型式及安全技术要求（现已修改为GB14050-2008）实施以来，发现仍有个别标准、规范和教材讲义中有“接地”或“接零”的说法，这样必给读者理解、执行用电设备的“接地”造成概念上的混淆和误导。在目前电气工程安装设计和购买的用电设备使用说明书中，均要求“用电设备做好可靠的接地”，由于对接地真正内涵不够理解，误认为就是要求采取过去的“接地保护”措施，不按系统接地的型式，机械、教条一律将用电设备采取“接地保护”的现象时而发生。系统接地的型式及安全技术要求（GB14

15、050-2008）把系统接地分为三种型式：即TN、TT和IT系统，对不同系统的接地型式，用电设备的保护性接地有不同的方式和要求，决不可以将要求的用电设备接地不分系统的接地型式，清一色地把电气装置的外露可导电部分与大地直接联接。这种现象在新、改、扩建工程和非独立供电系统的企业表现较为突出，往往在同一个供电系统采取了不同的保护性接地方式，这是严重错误的。在同一供电系统（同台变压器）中，一部分电气设备采用TN系统（接零保护），而另一部分用电设备采用TT系统（接地保护），当采取TT系统的用电设备相线碰壳时，该设备和采用TN系统的设备将带有危险的对地电压，这两个电压都可能给人以致的电击，特别在爆炸危现场

16、所内更不能采用TT和TN系统的混合运行方式。（二）要合理选配爆炸危险场所用电设备的接地方式。TN系统是电源有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护中性线(PEN线)或保护线(PE线)连接到此接点的系统，即采取保护接零措施的系统。这个系统是利用中性点接地系统的保护中性线或保护线作为故障电流的回流导线,当电气设备相线碰壳,故障电流经PEN或PE线回到中性点形成短路电流,由于短路电流较大,促使线路上的短路保护装置迅速动作，将故障设备电源断开，消除漏电的危险。根据中性线（N）和保护线（PE）的接配型式，TN系统有三种类型，即 TN-C、TN-S、TN-C-S系统。TNC系统是保护线与中性线完全

17、共用（即PEN线）的系统。TNC系统对于单相负载或三相不平衡负荷的线路，正常会使PEN线有电流，其所产生的压降呈现在电气设备的金属外壳和线路金属套管上，这不但对敏感的电子信息设备造成干扰，而且PEN线上的微弱电流在爆炸危险环境中有可能会成为引燃源，引起燃爆事故。所以在爆炸危险场所是不能采用TNC系统的。TN-S系统是有专用保护线（PE线），即保护线和中性线（N线）完全分开的系统。这个系统完全克服了TNC系统的弊端，PE线平时不通过电流，只有发生接地故障时通过故障电流，故外漏导电部分平时对地不带电压，比较安全，是爆炸危险场所优先采用的系统。TN-C-S系统其干线部分是保护线与中性线前部共用（即使

18、用PEN线），后部分分开的系统，对于小型企业使用非独立供电系统可采用这种系统。但国家标准GB3836.15、GB12476.2对气体、粉尘爆炸危险场所采用TN-C-S系统提出了严格要求：TN-C型到TN-S型的转换应在非危险场所完成，同时保护线应在非危险场所与等电位连接系统连接。TT系统是电源系统有一点直接接地，设备外漏导电部分的接地与电源系统的接地在电气上无关的系统。当采用这种系统电气设备绝缘损坏碰壳时，对于一般容量较大的用电气设备，其短路电流不能使继电保护或熔断丝等保护装置迅速可靠动作，接地电流将长期存在，外壳也将长期带电，触及漏电设备时的电流和电压均对人是不安全的。所以，这种系统只有在电

19、源安装、使用（剩余）漏电电流动作保护装置进行保护，才能保证使用的安全，在爆炸危险场所更是如此。IT系统是电源系统的带电部分不接地或通过阻抗接地，电气设备的外漏导电部分接地的系统。该系统适用于严格连续供电的场所，如电力炼钢、地下矿井等场所，故不再赘述。 按照相关标准和规范的要求，在爆炸危险场所应优先推广和采用TN-S或TN-C-S系统,这已在电气安全技术应用方面形成了共识。但在实际工作中，由于对保护性接地的内涵实质缺乏正确认识，往往在接地装置的设计中，仅完成了车间（设备）接地网设计，未把接地干线通过电源专用保护线（PE）或工作零线（N）与配电系统的中性点相接，没有形成正确的TN-S或TN-C-S

20、系统。车间（设备）接地网未与配电系统中性点相接，实际是采用了TT系统接地型式, 这方面应引起我们的重视。四、对防爆电气使用单位的安全监管工作有待加强防爆电气安全管理是一项系统工程，它包括防爆电气产品的设计、制造、检验、选型、安装、维护检修和使用安全技术管理等。防爆电气产品在危险场所使用能否确保防爆安全，不仅有赖于设计制造和检验部门提供高防爆安全性的产品，而且更有赖于产品用户的安全使用。所以，加强防爆电气使用单位的安全管理，是保证防爆电气安全可靠运行的重要基础保障。防爆电气设备虽未列入特种设备范畴，但防爆电气设备不同于一般通用电气设备，在运行中一旦出现失爆现象，极有可能造成火灾、爆炸事故的发生。

21、我们必须按照国家相关法律、法规、标准、规范的要求，切实加大安全监管工作力度，强化安全监管措施和手段，监督使用单位做好购置、选用、安装、维修和使用等方面的安全管理工作，消除目前防爆电气设备的失管、漏管现象，确保爆炸危险场所的安全。（一）要认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，严格按照国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发201023号）要求，全力推进企业安全生产主体责任的落实，把易燃易爆单位的防爆电气设备纳入安全监管的重点对象。从强化安全管理入手，加强基础建设，运用经济、法律和行政措施和手段，推动易燃易爆单位的安全文化、安全责任、安全科技、安全投入等要素的落实，依法整治易燃易

22、爆单位的安全生产环境和秩序。（二）严把安全生产准入关，依法开展好易燃易爆单位新、改、扩建项目安全设施 “三同时”的审验工作。通过严格的安全生产准入制度的实施，确保易燃易爆单位建设项目的安全设施做到与主体工程同时设计、施工（安装）和投产使用，从根本上杜绝安全欠账的发生。（三）监督、指导易燃易爆单位建立、健全以下防爆电气设备的安全管理规章制度：1、防爆电气设备的购置制度。新建单位购置防爆电气设备的防爆性能和技术参数必须符合安全设施设计的要求；更换设备必须符合原设备规格、型号。选购时应索取由国家认可的防爆检验机构出具的防爆合格证书及生产许可证书，查询国家认可的防爆检验机构，验证产品认证标志、认证证书

23、及许可证的真伪，避免假冒伪劣产品投入使用。2、防爆电气设备的检查制度。易燃易爆单位应根据生产环境的特点、设备状况、介质泄露和腐蚀、机械磨损等情况，制定防爆电气设备的日常运行、专业和安全技术检查制度，定期开展不同形式的安全检查，及时发现并解决、排除问题和隐患，保证设备的安全运行。 3、防爆电气设备的检修、维护和保养制度。易燃易爆单位开展好防爆电气设备检修、维护和保养工作是保证设备安全可靠运行的手段。应根据自身具体情况制定防爆电气设备的小修、中修和大修计划，按相应制度规定的周期、项目和标准开展检修、维护和保养工作，提高和保证设备的完好率，避免目前防爆电气设备安装投入使用后“一槽烂”和“小车不倒只管

24、推”等现象的发生。4、防爆电气设备的失效、降级和报废制度。防爆电气设备因外力损伤、腐蚀、机械磨损、自然老化等原因导致防爆性能下降或失效时，应予修理。经过检修不能恢复原有防爆性能等级的，应根据设备实际技术性能，进行降低防爆等级或降为非防爆电气设备使用处理。5、防爆电气设备档案管理制度。易燃易爆单位要建立防爆电气设备档案管理制度，设立防爆电气设备台账，并保证设备档案的规范、完整性。从设备安装、试车、运行、检修、 缺陷处理、事故修复、革新改造，直到设备的防爆降级、报废，应将原始技术资料和各个不同时期的各种技术数据，收集齐全，归档立卷，以便查阅，为防爆电气设备的安全管理提供可靠的技术依据。6、制定、完

25、善防爆电气设备安全技术操作规程。易燃易爆单位要针对爆炸危险场所和防爆电气设备实际，制定切实可行的各种设备的安全技术操作规程，要求操控人员熟知熟会并严格按规程操作，为设备的安全运行提供可靠的基础保证。（四）加强安全教育和培训工作，切实提高防爆电气设备操控、安装、检修、维护作业人员的安全意识和安全技术素质。采取措施提高操控、安装、检修、维护作业人员素质是保证防爆电气设备安全运行的关键。操控人员在上岗前，用人单位必须按照国家有关安全教育和培训的规定，对其进行严格的安全教育和专业技能培训。通过教育和培训，使操控人员牢固树立起安全自我保护意识，熟知电气设备操作规程，熟悉电气设备的结构、工作原理，掌握电气设备使用时的注意事项及应急处理方法，经考核合格后方可上岗作业。国家安监总局发布实施的特种作业人员安全技术培训考核管理规定（国家安监总局第30号令），已明确把从事防爆电气设