一（yī）、防爆電氣產品的總體設計思路
1、簡（jiǎn）述
Ⅱ類非礦用防爆電氣設備90%是用於石油、海洋石油、石油化工、化學工業和製藥等行業（簡稱石化行（háng）業）,這（zhè）些行業中的（de）危險化學品作業場所存在的易燃易爆氣體/蒸氣種類繁多，生產、儲存、運（yùn）輸等環節工藝裝備複雜多變，釋放源種（zhǒng）類繁多，爆炸（zhà）危險因素（sù）難以分析判定。所以，對防爆電氣設備的選型、安裝和使用維護比礦用防爆電氣設備要複雜的多。
選用防爆電氣設備：一要滿足危險（xiǎn）場（chǎng）所劃分的危險（xiǎn）區域來（lái）選用相應的電氣防爆類型；二要根據危險環境可能存在的易燃易爆氣體/粉塵的種類來選擇防爆（bào）電氣設備的級別和溫度組別；三是考慮其他環境條件對防爆性（xìng）能（néng）的影響（例如（rú）：化學腐蝕、鹽霧、高（gāo）溫高濕、沙（shā）塵雨水，或振動（dòng）的影響）；四是（shì）保（bǎo）證安裝（zhuāng）使用（yòng）維護的特（tè）殊（shū）性；五是選用具有防爆合格證以（yǐ）及國家相應認證的產品。
2、防爆電氣設備應用的環境要求
A、具有易燃易爆氣（qì）體/蒸氣的爆炸危（wēi）險性環境/作業場所。
B、具有可燃性粉塵的（de）爆炸危險性環（huán）境/作業（yè）場（chǎng）所。
C、易燃易爆氣體/ 蒸氣和可燃性粉塵（chén）同時存在的環境/作業（yè）場所，在固態化（huà）工成品車間和其運輸、包裝、稱重以及塗覆工藝裝置中，這類場所（suǒ）較（jiào）為常見（jiàn）。隨著現代化工的發展，這種情況將更為普及，所以，此類（lèi）場所防爆電氣設備的選用已經越來（lái）越引起設計部門和石化（huà）企（qǐ）業的重視。
D、上述三種情況（kuàng）下又同時存在腐蝕性介質（zhì）以及其他特（tè）殊條件（高溫高濕、低溫、砂塵雨水、振動）影（yǐng）響的環境/作業場所。
3、防爆電氣設備的選（xuǎn）型
根據爆炸危險程度（dù）的高低，氣體/蒸氣危險場所劃分為：0 區、1 區和2區，它們的劃分主要取決（jué）於釋放源（爆炸危險源）的釋放程度，當然，場所中的（de）建築物結構（gòu）、通風設（shè）施的能力以及場所所處的自然因素（sù）等都會對其劃分有影響，甚至影響（xiǎng）很大。
在現（xiàn）代石油化（huà）工項目中2 區場所約占60%以上，1區場所約占（zhàn）20～30%左右，；老化工企業一（yī）般1區和2區場所各約（yuē）占50%。0區場所一般局限於石油和化工裝（zhuāng）置內或排放口較小區域。對於1區、2區場所而言，企業一般為了提（tí）高安全程度（dù），均願（yuàn）意選擇1區使用的防爆類型的電氣設（shè）備。如果應用環境/場所是戶外或有（yǒu）輕微腐蝕、沙塵雨（yǔ）水的2區時，往往願意選（xuǎn）用防護能力較強的防爆類型電氣設備，例如：增安隔爆複合（hé）型“de”、增安（ān）型“e”、“n”型等。此外，在（zài）溫度組別上，願意選擇高於（yú）應用環境氣（qì）體點燃（rán）溫（wēn）度的（de）組（zǔ）別。
對於0區場所，防（fáng）爆電氣設備隻能選用“ia”等級的（de）本質安全型。但國際電（diàn）工委員會IEC60079-26《爆炸性氣（qì）體環境用電氣設備第26部分：Ⅱ類0區電氣設備的結構，試驗和標誌》專門對O區使（shǐ）用（yòng）的電氣設備做了詳細規（guī）定,規定中的結構類型已經不僅僅是ia防爆（bào）類（lèi）型。
目前（qián），PCEC 對於0 區環境使用的特（tè）殊電氣（qì）設備，已經開始（shǐ）采用IEC60079-26進行檢驗發證。填補我國標準方麵（miàn）的空白，滿足石化行業（yè）的（de）需要。
在爆炸危險場所，往往同時存（cún）在化學腐蝕、鹽霧以及其他特殊因素的（de）影響（xiǎng），這些因素的影響不僅會（huì）破壞設（shè）備的電氣性能和機械性能，更嚴（yán）重（chóng）的是破壞設備的防爆安全（quán）性（xìng）能（néng），縮短設備的防（fáng）爆安全壽命，使得設備的防爆安全性不（bú）確定。所以（yǐ），在這類場所中（zhōng）選用防爆電氣（qì）設備時，一定要確認其（qí）同時具有抗這些（xiē）因素的能力。
●可燃（rán）性粉塵是指可燃性（xìng）粉塵和導電性粉塵兩種。
●可燃性粉塵是指與空氣混合後可能燃燒或悶燃、在常溫壓力下與空氣形成爆炸性混合物的粉塵。
●導電（diàn）性粉塵是指電阻係數等（děng）於或小於1×103Ω·m 的粉塵、纖維或（huò）飛（fēi）揚物。
●導電性粉（fěn）塵是比較危險的粉塵，如果進入電氣設備外殼內將吸附在導電部件的絕緣構（gòu）件上，造成電路的短（duǎn）路及故障的發生，所以，導（dǎo）電性粉塵容易造成電氣設（shè）備內部產生點火源。
●可燃性粉塵危險場所的劃（huá）分與氣體危險場所（suǒ）相似，分為：20、21和22區。
●純粹（cuì）的粉（fěn）塵危險（xiǎn）場所在石化工企業中（zhōng）比例不是很大，主（zhǔ）要存在於煤化工和造粒工藝中。較（jiào）為常見（jiàn）的是氣體和粉塵（chén）同時存在的場所。
●可燃性（xìng）粉（fěn）塵危險環境用（yòng）電氣（qì）設備防爆型式目（mù）前主要（yào）是（shì）用外（wài）殼保護和限製表麵溫度保護的結構（GB12476.1-2000）,其他（tā）的防爆型式，例如限製點燃能量的型式，我國還沒有標準規定，但國際電工委員會對這種型式有專門的標準（IEC61241-11:2005）規定（dìng）。
●對於上述的氣體和粉塵（chén）同時存在的危險場所設備選型時，一定要選（xuǎn）用氣體與粉塵雙（shuāng）重防爆的防爆電氣（qì）設備，其（qí）防爆等級即要滿足爆炸氣體的特性，還要滿足可燃性粉塵特性。這種雙重防爆特性的電氣產品是在2005年才開始由（yóu）國內一些製造商批量生產，今年將在電氣設備種類（lèi）上大量增加，預計（jì）在未來的三年內，會基本滿足這類場所（suǒ）應用的電氣設備種類需求（qiú）。
4、防爆電氣設備的質量意識
●石油和化工行業生產中發生（shēng）的爆炸事故主要有：高壓、高（gāo）溫（wēn）造成反應裝置（zhì）的（de）泄露（lù）或爆炸；機（jī）械撞擊、摩擦或靜電點（diǎn）燃爆炸；電氣火花或高溫點燃爆炸。其中電氣設備的火花或高溫點燃事故占有相當大比（bǐ）例，也（yě）是全世界各國首先控製、管理的（de）設備，因為電氣設備的點燃爆炸不僅僅是由於其（qí）事故狀態或誤操作。
●由於石油（yóu）和化工生產工藝和設施、環境的決定，防爆電氣設備（除發電、拖動和分析、物質參數儀表外）基本是輔助生產的（de）設備，所以，一些企業對其（qí）缺乏（fá）重視，盲目地追求利潤指標（biāo），降低輔助（zhù）設備（bèi）購置的費用，而忽視了對人（rén）的生命和財產的（de）安全，購置的設備質量差，防爆性能不穩定，甚至是劣質產品（pǐn）。
高質量（liàng）防爆電氣產品，是安全的重要保證
●高質量防爆電氣產品，體現在它的電氣（qì）性能和防爆結構設計合理，防爆參數和環境指標要滿足應用場所的要求，能夠在安（ān）裝、長期使用、維護和檢修後仍然具備防爆性能。
●製造防爆電氣產品一定要嚴格執行（háng）國家標準的（de）相關規定和應用環境的特殊要求。
●目前我國工廠（chǎng）用防爆電器和燈具產品由於（yú）市場（chǎng）競爭和安全意識差（chà）等諸多因素，普遍存在安（ān）全裕度較低的問題。
●所謂安全裕度是：產品不僅要滿足相應標準規定，而（ér）且還要保證（zhèng）在安裝、使用和維護檢修後防爆（bào）性能不能失效。
●相當部分的產品僅僅為了節省（shěng）原材（cái）料，降低成本，達到測試樣（yàng）品滿足標準的基本要求（qiú），取得防爆合格證即可，而忽（hū）視了用戶在使用過程中防爆性能失效。
正確安裝和（hé）使用維修，保證防爆安全性（xìng）能
●由於防爆電氣的結構、工藝的特點,造成其防爆質量的保證與其他工業設備有極大的區別。
一般工業設備隻要保證產品製造的質量滿足要求，用戶安裝使用後就基（jī）本能夠保證質量（liàng）。
防爆電氣設備不僅要保證在製造過程中防爆安全質量，而且，還要保（bǎo）證安裝、使用和維護（hù）得當，才能真正達到防爆的目的。如此說來，防爆電氣設備製造的質量和選型（xíng）、安裝、維護的正確在其實際應用中防爆（bào）性能的保證各占有50%的重要性。如果防爆電氣設備選型、安裝、維護不當，其掩蓋（gài）的不安全（quán）因素比非防爆電氣設（shè）備更危險，容易（yì）造成用戶的麻痹意識（shí）。
所以，製造企業在設（shè）計製造時，要考慮到用戶（hù）可能在使用過程中造成的失效（xiào）問題。
二、防爆電器和燈具設計製造應（yīng）注意的問題
樹立（lì）正確的產品（pǐn）設計理念
●國家標準是開發設計的最基本準則。
一個產品的開發設計（jì）不僅僅是滿（mǎn）足國家標準（zhǔn）和（hé）相關標（biāo）準的規定，而且要（yào）從用戶的安全利益出發，盡可能（néng）地（dì）考慮（lǜ）到用（yòng）戶可能在安裝、使用、維護、維修過程中（zhōng）造成的失效問題。提高產品的安全裕度。

●一（yī）個產品的生命力和（hé）先進性，主要體現在它的性能優越、工（gōng）作可靠，其次才是它的實用性和外觀。防爆安全性能的保證是（shì）企業（yè）設計製造最基本的道德（dé）理念，防爆安（ān）全（quán）的設計（jì）一定要圍繞前者來實現。
但是，防爆性能的保證不可能完全滿（mǎn）足前者的需要，有的時候是無法實（shí）現的，有可（kě）能放棄開發設計。
●在開發設計中，不（bú）能以降（jiàng）低成本作（zuò）為依據，應考慮產品質量和安（ān）全裕度。
提高防爆電氣技術水平，正確理解標準
●開發（fā）設計產品，應首先對標準全麵理解，不僅僅（jǐn）是（shì）標準的主要條款，還要考慮標準中的（de）細節（jiē）和（hé）注（zhù）解。檢驗機構在審查檢驗時，是（shì）嚴格執行標準的規定，不能隨意放棄標準中的某些條款和試驗項目（mù）。
原材料和電氣部件、配件的合理利用
●要保證產品能夠在不同環境和運行條件下的防爆性能,原材料的合理選擇是非（fēi）常重要的因（yīn）素。尤其是非金屬材料（liào）和膠粘、澆封材料。例如（rú）：非金屬d型元件的（de）可燃性能和耐火焰燒蝕性能；e型（xíng）外殼的耐光照（在這裏需強調燈（dēng）具（指示燈）的燈罩耐自身光源的光照），耐熱、耐寒性能。
●合理的選擇（zé）電氣（qì）元件和（hé）材料同樣是保證防爆性能的重（chóng）要條件。例（lì）如：e型電流表的短（duǎn）路電流引起的（de）發熱和強度對防爆性能的影響（xiǎng）；e型光（guāng）源的合理應用；e型管（guǎn）型熒光（guāng）燈的鎮流器發熱、不對稱功率影響和燈座的特殊要求；d型燈具燈罩的耐衝擊強度；引入裝置的（de）抗拔脫等。
合理的結構和科（kē）學的工藝（yì）保證產品的可靠性（xìng）和（hé）穩定性
●合理的結構設計（jì），能夠減少工藝環節、實現標準的各項規定。
例如：
1）d型熒光燈多腔電器連通部位和內部電氣元件布置（zhì）時要考慮（lǜ）可能的壓力重疊。
2）d型電器和燈具透明部件與金屬部件配合時，ⅡA、ⅡB應采用（yòng）金屬包覆的耐燃彈性襯墊或金屬（shǔ）襯墊，或直接配合；ⅡC須采用膠粘。熒（yíng）光燈玻璃（lí）管與殼體配（pèi）合一定要采取膠粘。
3）大直徑電纜引入裝置，防拔脫裝置的合理利用。
4）d型（xíng）外殼的壁厚和拉筋的合理利用，但是，采用拉筋並不完全等於減少壁厚。此（cǐ）外，需注意避免殼體內部（bù）設計結構曲線的突變。
5）d型一體化燈具應合理考慮啟動元件的合（hé）理布局，減少光源腔內（nèi）溫度的影響。
6）對於d型自帶電源（yuán）（電池或其他（tā）儲能元件）的電器或燈具應考慮電池短路，造成（chéng）溫度上升和自爆。
7）注意d型外殼內儲能元件的放電、發熱部（bù）件降溫的延（yán）遲開蓋。
8）e型外殼內部帶電部件要進行防護處理。
9）用於防護的密封圈應采取措施，防止脫落。
10）e型全塑雙腳熒（yíng）光燈應注意燈腳與燈座的連接要求。
11）e型燈具要考慮燈管（guǎn）老化造成的鎮流器（qì）發熱和（hé）管型熒光（guāng）燈極限壽命時的不均勻脈（mò）衝過熱，造成燈座燒（shāo）毀（huǐ）。
12）e型接線箱（xiāng）內部接線端（duān）子的合（hé）理選用和端子數量（liàng）的合理確定。
13）注意e型產品內部電池的特殊（shū）要求。
14）非金屬外殼表麵避免點燃的靜電電荷產生，可采用下列方法之一：
A 限製表麵電阻（zǔ）值；
B 限製表麵積（jī）；
C 設置靜（jìng）電警告標（biāo）誌牌。
15）壓緊接（jiē）觸式（shì）燈具（接線腔螺紋結構）用於ⅡC
級時應再次增加接線腔（qiāng）或采用隔離密封裝（zhuāng）置（zhì）；ⅡB級（jí）要考慮腔淨容（róng）積是否小於2升（shēng），否則同前。
製造加工中，工藝是保證產品（pǐn）質量的依據。
對於防爆電氣產品生（shēng）產來講，在設計結構合理後，產品的生產（chǎn）取決於工藝、設備、人員和質量保證體係。而工藝又是生產環節（jiē）中（zhōng）的基礎。
例如（rú）：
（1）d型ⅡC 電器或燈具（jù）螺紋隔爆和燈具壓盤螺紋結構應注意配合的（de）精度和螺紋加工的質量。
（2）特（tè）別要考慮鋼板焊接（jiē）產品的焊接方式、工藝以及鋼板的強度和厚度。這類（lèi）產品在強度試驗時極少炸壞，但（dàn）過壓試驗後很難通過內部點燃不傳爆試驗。
（3）注意非（fēi）金屬材料樣（yàng）片（piàn）的製備工藝和精度要求，防止樣片性能的分散性和變形。
（4）d型外殼內部電氣元件或接（jiē）線端子等（děng）在裝配（pèi）時（shí）要盡量（liàng）避（bì）免造成人為多腔，產生壓（yā）力疊加。
（5）d型外殼無論是砂模鑄造的外殼，還是壓力鑄造外殼，均要進行時效處（chù）理，以消（xiāo）除（chú）鑄造的應力（lì），充分（fèn）保證外殼的強度和參數指標。
（6）在製定膠粘（zhān）或澆封工藝時，要考慮它們的粘（zhān）著力（lì）和強度，防止澆封或膠粘的部件、電纜受力脫落或受到爆炸強度拔出。
（7）隔爆型產品裝配時應考慮隔爆麵緊固螺栓力矩均勻的要（yào）求（qiú）。同時要明示用（yòng）戶安裝、維修時，緊固螺栓的力矩要求。