防爆区域选型:Zone 0/1/2 对应什么认证
防爆场合选型的第一步不是挑产品,而是确认现场的危险区域等级。区域等级由使用方或设计院依据可燃性物质出现的频率与持续时间划定,等级确定后才能反推可用的保护型式:本安 Ex ia 可用于 Zone 0/1/2,Ex ib 可用于 Zone 1/2,隔爆 Ex d 可用于 Zone 1/2,粉尘环境采用 Ex tD 等粉尘防爆型式。此外还须核对设备类别、气体组别与温度组别三项,三项任一不匹配,证书等级再高也不合规。防爆基础概念见 防爆基础课:本安、隔爆、粉尘防爆区别。
区域等级与保护型式的对应
| 区域 | 危险物质出现情况 | 可用保护型式 | 磁致伸缩选型方向 |
|---|---|---|---|
| Zone 0 | 爆炸性气体环境连续出现或长期存在 | 本安 Ex ia | 本安型 + 安全栅,回路整体计算 |
| Zone 1 | 正常运行时可能出现 | 本安 Ex ia / Ex ib、隔爆 Ex d | 本安型或隔爆型均可,依安装条件取舍 |
| Zone 2 | 正常运行时不太可能出现,出现也短暂 | Ex ia / Ex ib / Ex d 等 | 可选范围较宽 |
| 粉尘区(20/21/22) | 可燃性粉尘环境 | Ex tD 等粉尘防爆型式 | 需同时满足外壳防尘与表面温度限制 |
Germanjet 德敏哲的 17EX 系列为本安型(Ex i)防爆产品,面向可燃气体环境的液压缸位置检测,产品细节见 17EX 本安防爆详解:可燃气体环境怎么部署。具体型号的证书等级、气体组别与温度组别应在下单前逐项确认,不可按系列名笼统认定。
本安与隔爆的工程差异
本安(Ex i)的思路是"限制能量":把回路中的电压、电流与储能元件限制在不足以点燃爆炸性混合物的水平。它的优点是允许带电作业与在线维护、整体安装轻便;代价是必须配安全栅(隔离栅或齐纳栅),并且要做本安回路参数匹配计算——现场设备的 Ci、Li 加上电缆的分布电容、电感,必须小于关联设备允许的 Co、Lo;同时 Ui、Ii、Pi 要覆盖安全栅的输出参数。这项计算是本安系统合规性的核心,不能省略。
隔爆(Ex d)的思路是"约束爆炸":允许外壳内部发生爆炸,但通过隔爆接合面阻止火焰传出。优点是对回路参数没有本安那样的严格限制、可承载较大功率;代价是外壳笨重、隔爆面不得损伤或随意打磨、开盖必须断电并办理作业许可、电缆引入必须使用配套的隔爆格兰或浇封。
粉尘防爆(Ex tD)的关键在两点:外壳防尘性能(与 IP 防护等级直接相关)与最高表面温度必须低于粉尘层与粉尘云的点燃温度。粉尘层堆积会阻碍散热、抬高表面温度,因此清扫制度本身也是防爆措施的一部分。
三项必须同时核对的参数
- 设备保护级别(EPL)与区域匹配:Ga/Gb/Gc 对应 Zone 0/1/2,Da/Db/Dc 对应粉尘 20/21/22。
- 气体组别:ⅡA / ⅡB / ⅡC。氢气、乙炔等属于最严苛的 ⅡC,按 ⅡB 采购用于 ⅡC 场合属于严重不合规。
- 温度组别:T1~T6,对应设备最高表面温度。须与现场可燃物质的引燃温度比对,同时结合环境温度上限;高温工况会挤压温度组别的裕量,参见 高温环境选型。
本安回路的安装要求
选对型号只完成一半,本安系统的合规性取决于整条回路:
- 安全栅接地:齐纳式安全栅必须接本安接地系统,接地电阻符合规范;隔离式安全栅无需本安接地但需正确供电;
- 本安与非本安线缆分离:不得同槽混布,端子排必须物理隔离并有蓝色标识;
- 电缆参数计入:电缆的分布电容与电感随长度增加,长线路必须重新做本安参数校核;
- 不得擅自更换器件:替换安全栅或传感器需重新核算回路参数;
- 文件留存:本安回路计算书、证书复印件、接线图应随设备档案保存,以备检查。
安装细节见 防爆区域安装:本安接线与隔离栅。防爆场合同样要满足防护等级要求,IP 与 Ex 是两套独立指标,需分别确认,参见 IP65/67/68/69K 不是数字游戏。典型行业落地可参考 石油钻井钻具位移与防爆部署 与 化工反应釜搅拌与位置防爆监测。出口设备还需对应目标市场的认证体系,见 出口设备选型:CE / ATEX / UL 认证怎么看。
工程师实操小贴士
- IP65 表示 6.3mm 喷嘴从任意方向喷水无有害影响;IP67 表示可在 1m 水深浸没条件下无有害进水(原文定义)。
- 电位器式传感器防护通常只有 IP40/50,而非接触式磁致伸缩可达 IP65 甚至 IP67——高粉尘高湿环境请选非接触式(原文:Potentiometer IP rating is IP40 or 50 but non-contact position transducer IP rating is IP65 or even 67)。
常见问题
Q:Zone 0/1/2 分别能用什么保护型式?
Zone 0 连续或长期存在爆炸性气体,需本安 Ex ia;Zone 1 正常运行时可能出现,可用 Ex ia、Ex ib 或隔爆 Ex d;Zone 2 出现可能性低且短暂,可选范围较宽。粉尘区域采用 Ex tD 等粉尘防爆型式。
Q:本安和隔爆怎么取舍?
本安通过限制回路能量实现,允许带电作业与在线维护,安装轻便,但必须配安全栅并做本安回路参数匹配计算。隔爆通过外壳约束爆炸实现,对回路参数限制少、可承载较大功率,但外壳笨重、隔爆面不得损伤、开盖须断电并办作业许可。
Q:选型时除了区域等级还要核对什么?
三项:设备保护级别 EPL 与区域匹配(Ga/Gb/Gc 对应 Zone 0/1/2);气体组别 IIA/IIB/IIC,氢气乙炔属最严苛的 IIC;温度组别 T1 到 T6,需与现场可燃物质引燃温度及环境温度上限比对。
Q:本安回路的合规性只看传感器证书吗?
不是。整条回路都要合规:安全栅接地、本安与非本安线缆分离且端子物理隔离、电缆的分布电容与电感必须计入参数校核、更换器件需重新核算、本安回路计算书与证书应随设备档案留存。



