Part 1 ：术语和定义
Ex设备的定义：
《GB/T3836.1-2021爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》第3.32条款：防爆设备。
注：此类设备通常包含Ex元件，但Ex元件并入设备时通常需要附加评定。
Ex关联设备的定义：
《GB/T3836.1-2021爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》第3.5条款：与防爆设备一起使用以维持防爆设备防爆型式特定方面的辅助设备。
注：示例包括增安型电机的专用时间/电流继电器、正压控制系统、浇封Ex设备的功率限制，以及类似设备。
Ex元件的定义：
《GB/T3836.1-2021爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》第3.31条款：不能单独使用并标志有符号“U”，当合并入Ex设备时需要附加考虑的Ex设备部件。
Ex设备电缆引入装置的定义：
《GB/T3836.1-2021爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》第3.10.4条款：与设备外壳分开试验，但具有Ex设备防爆合格证，预期安装到Ex设备外壳上的电缆引入装置。
注：不排除电缆引入装置取得Ex元件防爆合格证。
Ex设备封堵件的定义：
《GB/T3836.1-2021爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》第3.29条款：与设备外壳分开进行试验，但具有Ex设备防爆合格证，预期安装到Ex设备外壳上的封堵元件。
注：不排除封堵件取得Ex元件防爆合格证。
Ex设备螺纹式管接头的定义：
《GB/T3836.1-2021爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》第3.30条款：与设备外壳分开进行试验，但具有Ex设备防爆合格证，预期安装到Ex设备外壳上的螺纹式管接头。
注：不排除螺纹式管接头取得Ex元件防爆合格证。
防爆型式的定义：
《GB/T3836.1-2021爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》第3.71条款：防爆型式是为防止点燃周围爆炸性环境而对设备采取的各种专门措施。
综合以上规范，我们可以得出：
1、Ex设备：专门为在爆炸性环境中使用而设计制造的设备，自身具备完整的功能，可以独立完成特定的操作任务。例如：防爆电机、防爆灯具、防爆仪表、防爆操作柱等。
2、Ex关联设备：与防爆设备一起使用以维持防爆设备防爆型式特定方面的辅助设备。例如：正压控制系统、隔离放大器、电流继电器等。
3、Ex元件必须与其他电气设备或系统组合在一起才能发挥作用的元件和（或）组件，功能相对单一。例如：防爆格兰头、防爆挠性管、防爆活接头、防爆接线盒、限位开关、气动阀定位器、隔爆外壳按钮开关等。
Part 2 ：Ex元件、Ex关联设备现场典型问题
我们在某客户开展安全技术诊断过程中发现，企业在爆炸性环境Ex元件、Ex关联设备管理层面存在盲区：
由正压外壳“P”保护的设备安全装置不起作用；
由正压外壳“P”保护的设备正压控制系统设计存在缺陷；
由正压外壳“P”保护的设备正压控制系统未安装；
Ex设备多余电缆引入口未堵塞或堵塞元件选用随意；
Ex设备电缆引入未选用相关防爆型式的电缆密封接头；
Ex元件无防爆标志或防爆级别不符；
本安线路未按照要求敷设。
具体问题如下：
问题1：某客户煤锁气压缩机正压型防爆动力配电箱设计保护气体最大正压值400Pa，最小正压值100Pa，但现场实时值为33Pa，低于最小正压值，但现场报警灯未闪烁，配电箱也未联锁断电，自动安全装置不起作用。现场可燃气体易窜入配电箱内，遇电气火花、炽热表面造成着火、爆炸事故。
▲图1 正压型防爆动力配电箱现场图。
《GB/T 3836.5-2021 爆炸性环境 第5部分由正压外壳“p”保护的设备》
第7.11条款：应提供一个或多个自动安全装置，以便在正压外壳内的正压值下降到低于制造商规定的最低值时动作。自动安全装置应符合下列要求:
a)自动安全装置传感器应直接采集来自正压外壳的信号；
b)在自动安全装置传感器和正压外壳之间不应有阀门;
c)应能够核查安全装置是否能正确运行。
注:使用自动安全装置(如断电或声音报警，或用其他方法来保证设备的安全)通常是用户的责任。
第7.3条款：安全装置应由设备制造商或最终用户提供，如果制造商不提供安全装置，设备防爆合格证编号应按照GB/T3836.1中的标志要求包含“X”后缀，并且防爆合格证中列出的特殊使用条件应详细说明用户为确保符合本文件要求所需要的必要信息。
通过以上规范以及行业惯例，正压型防爆设备安全装置由制造商提供，若制造商不能提供时，防爆合格证编号应包含“X”后缀；安全装置的使用、检查维护由用户负责。
自动安全装置失效背后的原因：
通过图1中防爆合格证编号以及现场核查，上述正压型防爆动力配电箱现场配置了自动安全装置，但企业电气专业人员对正压保护系统不关注，不清楚正压保护系统运行原理、自动安全装置功能，未制定自动安全装置定期检查、测试、维护项目，未及时发现自动安全装置功能失效，现场正压型防爆动力配电箱长期处于低风压运行状态。
问题2：某客户合成气压缩机现场PLC控制柜为正压通风防爆动力柜，但是没有接气源进行正压保护，现场可燃气体易窜入机柜内，遇电气火花、炽热表面造成着火、爆炸事故。
▲图2 正压型防爆动力配电箱进气阀现场图。
《GBT 3836.5-2021 爆炸性环境 第5部分由正压外壳“p”保护的设备》第3.13条款：正压保护：用保持外壳内部保护气体的压力高于外部压力，以阻止外部爆炸性环境进入外壳的方法。
《GB 50257-2014 电气装置安装工程 爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》第4.4.5条款：运行中电气设备及通风、充气系统内的风压、气压值，应符合设计文件要求。
以上问题的背后原因：
企业该正压通风防爆机柜为后期新上设备，现场无保护气源（空气或氮气），机柜安装时也未配置保护气体管道；企业电气专业技术人员不清楚保护气体的重要性，在未设置保护气体的情况下，随意投运正压通风防爆机柜。
问题3：某客户尾气压缩机现场防爆接线箱预留孔使用胶带封堵，未使用防爆堵塞元件；引入电缆未使用Ex设备电缆引入装置，选用普通接头，密封不严密，使用胶带进行封堵。
▲图3 防爆接线箱现场图。
防爆电气设备预留孔封堵要求：
《AQ 3009-2007 危险场所电气防爆安全规范》第6.1.2.1.7条款：电气设备多余的电缆引入口应用适合于相关防爆型式的堵塞元件进行堵封。除本质安全设备外，堵塞元件应使用专用工具才能拆卸。
《12D401-3 爆炸危险环境电气线路和电气设备安装》第2.4条款：对于防爆设备上未使用的电缆入口，均应使用防爆堵头进行密封。
▲图4 防爆堵塞元件（带防爆标志、CCC标志）。
Ex设备电缆引入装置选用、安装要求：
《12D401-3 爆炸危险环境电气线路和电气设备安装》
第2.1条款：电缆密封接头应按设计及规范要求正确可靠地安装在各种需密封的电缆进出口上。防爆等级不应低于其安装环境爆炸危险区划分的要求。
第2.2条款： 对于铠装电缆，应选用专用于铠装电缆的电缆密封接头，对电缆的内护套和外护套分别进行夹紧密封。
第2.3条款：对于隔爆型设备隔爆腔上的电缆入口，应采用带隔爆型电缆密封接头(带填料密封)，以满足《爆炸性环境用防爆电气设备》GB3836中关于电缆直接引入隔爆型外壳的要求。
▲图5 Ex设备电缆布线隔离密封。
问题4：某客户合成车间爆炸性气体混合物级别为ⅡC，查看现场中间冷却器集液包液位自控阀定位器防爆级别为ⅡB，定位器防爆级别错误。
▲图6 中间冷却器集液包液位自控阀现场图。
《GB 50058-2014 爆炸危险环境电力装置设计规范》
第5.2.3条款：防爆电气设备的级别和组别不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。
▲图7 气体、蒸气或粉尘分级与电气设备类别的关系。
▲图8 爆炸性气体混合物分级。
综合以上规范，我们可以看出：ⅡC级别爆炸性气体混合物最小点燃电流比（MICR）小于ⅡB、ⅡA，ⅡC级别防爆设备制造标准是最为严苛的，ⅡC气体/蒸汽环境下只能选用ⅡC级别防爆设备，ⅡB气体/蒸汽环境下可以选用ⅡB、ⅡC级别防爆设备。若在ⅡC气体/蒸汽环境下选用ⅡB级别防爆设备，存在引燃周边可燃气体的风险。
问题5：某客户1250净化硫回收多处防爆接线盒连接处螺纹旋合少于5扣，密封不严密，存在可燃气体窜入接线盒的风险。
▲图9 防爆接线盒螺纹连接现场图。
《GB 50257-2014 电气装置安装工程 爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》第5.3.2条款：钢管与钢管、钢管与电气设备、钢管与钢管附件之间的连接，应采用螺纹连接，不得采用套管焊接。
▲图10 爆炸性环境内电压为1000V及以下的钢管配线技术要求。
问题6：某客户气化工段1110磨煤制粉单元防爆设计为：爆炸性气体级别IIC、爆炸性粉尘级别IIIC，应采用混（复）合型防爆型式Ex设备、Ex元件，实现气体防爆、粉尘防爆功能。现场查看磨煤机Z-11101/201/301主电机振动传感器，防爆型式为Ex nL IIC T4，仅有气体防爆功能，不具备粉尘防爆功能。
▲图11 磨煤机主电机振动传感器现场图。
问题7：某客户净化工段1210变换单元框架二楼东侧仪表线槽，本安线路与非本安线路未分开敷设或设置金属隔板。
▲图12 本安与非本安电路布线现场图。
《SH/T 3551-2024 石油化工仪表工程施工及验收规范》第10.2.6.（c）条款：本安线路与非本安线路在同一电缆桥架或电缆沟内敷设时，应采用接地的金属隔板隔开，或分开排列敷设，其间距应大于50mm，并分别固定牢固。
当非本安线路中有电流通过时，会根据电磁感应定律在周围空间产生磁场。如果本安线路与非本安线路距离过近，这个磁场就会在本安线路中感应出电动势。这种感应电动势可能会干扰本安线路中微弱的信号，或者在本安线路的回路中产生额外的电流。
同时，如果非本安线路发生故障，如短路、漏电等情况，可能会产生高能量。这种高能量可能会通过线路之间的连接点、绝缘材料或者空间电磁场传导到本安线路。
综合以上规范及风险，我们可以看出：若本安线路与非本安线路未分开排列敷设，当正常运行时或非本安线路故障时，均会对本安线路造成干扰，影响本安线路的安全。
其它类似问题：
问题八：某客户煤储运破碎筛分楼爆炸性粉尘级别为ⅢC，现场齿辊破碎机防爆行程开关防爆级别为ⅡB（用于气体防爆），设备采购、制造错误。
▲图13 防爆行程开关现场图。
问题九：某客户煤储运爆炸性粉尘级别为ⅢC，现场3号原煤筒仓2楼照明接线盒防爆级别为ⅡB（用于气体防爆），设备采购、制造错误。
▲图14 防爆接线盒现场图。
问题十：某客户1100气化主框架爆炸性气体混合物级别为ⅡC，但现场防爆防火阀执行机构防爆级别为ⅡB，设备采购、制造错误。
▲图15 防爆防火阀执行机构现场图。
问题十一：某客户1140气化黑水絮凝剂装置防爆操作箱缺少专用防爆堵件。
▲图16 防爆操作箱现场图。
问题十二：某客户1100气化主框架照明防爆接线盒缺少专用防爆堵件。
▲图17 防爆接线盒现场图。
问题十三：某客户净化工段1210变换单元大通调节阀XZV-21007阀位开关未安装防爆堵头。
▲图18 调节阀阀位开关现场图。
问题十四：某客户备煤工段爆炸性粉尘级别为IIIC，查看现场1500筒仓布袋清灰系统差压变送器无防爆级别，设备采购、制造错误。
▲图19 差压变送器现场图。
问题十五：某客户气化工段1110磨煤制粉单元防爆设计为：爆炸性气体级别IIC、爆炸性粉尘级别IIIC，应采用混（复）合型防爆型式Ex设备、Ex元件，实现气体防爆、粉尘防爆功能。现场查看调节阀定位器仅有IIC防爆标志，不具备粉尘防爆功能。
▲图20 调节阀定位器现场图。
Part 3 ：原因分析及建议措施
以上问题的背后原因：企业电仪专业技术人员不研究防爆设计、选型、安装、运行、维护等相关技术标准，仅根据以往经验对防爆开展了点状管理，未形成防爆系统性管理思维；企业缺乏电仪职能监督管理人员，对电仪专业管理缺乏监督。
我们将以上问题向企业高层进行了反馈，企业高层十分重视，立即安排人员进行了整改，同时邀请我们对企业中层、高层管理人员开展防爆管理系统性培训。我们培训完成后，协助电仪专业技术人员编制、完善了企业防爆管理程序及相关管理表单。
希望本篇文章能够给企业带来警醒，认真研究防爆技术标准，按照技术标准对Ex元件、Ex关联设备开展现场举一反三核查，挖掘防爆设备隐患，避免生产安全事故发生。
作者：张聚会
