摘　要：　本文论述了在防爆电气设计中本质安全电路的重要性，以企业厂房中构成爆炸的三个基本条件:释放源、点燃源、爆炸浓度为电气防爆设计的前提条件，例举实际案例，从电气设计的角度阐述了本质安全电路应用在防爆立体库中，对提高防爆安全的有效性及必要性的探讨。

　　关键词：　本质安全电路；本质安全型电气设备；释放源；点燃源；爆炸浓度；防爆措施
 
　　本质安全电路是设计制造本质安全型电气设备的关键所在。所谓本质安全电路是指在电路设计时通过合理地选择电气参数，使电路在规定的试验条件下，无论是正常工作或是在规定的故障状态下产生的电火花和热效应都不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。

　　本质安全型电气设备的防爆原理是：通过限制电气设备电路的各种参数，或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现了电气防爆，这种电气设备的电路本身就具有防爆性能，也就是从“本质”上就是安全的，故称为本质安全型。采用本质安全电路的电气设备称为本质安全型电气设备。由于本质安全型电气设备的电路本身就是安全的，所产生的火花、电弧和热能都不能引燃周围环境爆炸性混合物，因此本质安全型电气设备不需要专门的防爆外壳，这样就可以缩小设备的体积和重量，简化设备的结构。

　　在一些企业生产过程中,由于使用大量挥发性有机物质,使厂房内的某些区域成为爆炸危险区域。厂房的电气设计必须把防爆安全作为设计方案的首要因素来慎重对待。
    
　　因此,有必要研究和考虑各种影响安全的因素,充分考虑生产、维修过程中可能出现的各种危险,才能有效提高企业防爆厂房的设计水平,降低由于电气原因发生爆炸危险的概率。
  
　　1 　构成爆炸的三个基本条件
  
　　1. 1 　释放源
    
　　可释放出能形成爆炸性混合物的物质所在的位置或地点称为释放源。
    
　　有时这种释放是不可避免的,如自动计量或自动分析仪等在正常操作过程中,也会释放出少量可燃、易燃物质。电气设备应当能够在这种状态下长期正常工作,在设计中必须考虑相应措施,使其不产生爆炸混合物。
  
　　1. 2 　点燃源
    
　　烟头、撞击火花、明火、化学反应热、热物体表面等都可以起到点燃作用,成为点燃源。而电器控制设备,如灯开关、磁力起动器等在分合过程中产生的电弧以及电器设备表面的热积累都是可能的点燃源。在电气设计中最重要的是要防止因电气设备导致点燃的问题。
  
　　1. 3 　爆炸浓度
    
　　爆炸性气体、蒸汽、粉尘等要与空气混合成一定比例,才能形成爆炸性混合物,这种比例称作爆炸浓度。当混合物浓度超过爆炸浓度上限或低于爆炸浓度下限时,都不能被点燃。在上限与下限的危险区域之中,特别应当注意下限,因为低于下限的混合物经过积累,随时可能达到爆炸浓度的下限而被点燃。因此,对企业厂房所有可能泄漏可燃性物质的地方都不可忽视。

　　释放源、点燃源和爆炸浓度构成了爆炸的三个基本条件,缺少其中任何一个条件时,均够不成爆炸。因此,电气中的本质安全电路设计首先应当以这三个方面为出发点，思维慎密，设计严谨。
 
　　2 　案例分析

　　某厂房为防爆立体仓库，总体设计有2台双立柱巷道堆垛机和2台输送机。在设计堆垛机与输送机的部分控制电路中，考虑到厂房环境，设计中增加了本质安全型电气元件，提高了电路的防爆安全可靠性。

　　本案例中采用佳木斯YBZSE系列起重用隔爆型双速电磁制动三相异步电动机，它特别适用于那些短时或断续运转，频繁起，制动的设备。

 
　　上图中，为堆垛机运行，起升及货叉动作时暴露在控制柜外部的转换开关，松绳过载限位开关，急停和电源锁等按钮，将它们用一个直流24V本安电源供电，应用了安全防爆的设计思路。

　　上图中，为输送机手动/自动，正转/反转按钮控制回路，在按钮与输入模块之间增加了防爆安全栅，有效防止了在输入模块内部光电隔离作用下接地导通时的危险，同样应用了防爆的设计思路。

　　另外，在所有电机电源出线端，开关进线端等处，都采用了电缆接头和尼龙软管加以固定与密封。

　　通过此案例，我们在今后的立体库防爆电气设计当中应该采取相应的措施，从而提高防爆安全性。
  
　　3 　提高电气防爆安全的几条措施
  
　　3. 1 　慎重选择防爆电气设备
    
　　为了防止电弧和电火花的外泄,降低电气设备表面温度,企业防爆厂房常选用充油型、隔爆型、无火花型、充气型、正压型、增安型电气设备，这些设备能有效的防止电火花外泄。
     
　　在企业防爆厂房内要尽量不使用携带式或移动式设备,因为设备外壳之间的碰撞、磨擦,以及放在水泥地面时均可能产生火花成为点燃源。装在反应釜窥视孔上方的局部照明应采用固定安装方式,不允许采用捆扎等临时性固定措施。如设备在检修时，不得不移动的情况下 ,应选用铝制件。如果采用合金材料,则含镁量不得超过6 % ,铝合金中铝的含量不得少于80 % ,还应注意,由于锌会引起电弧,因而在导线与设备的联接处,不得采用镀锌方式。
    
　　另外，设备选型要注意配套,在一些防爆厂房中常可以看到电机是隔爆型而控制设备是增安型,灯具是隔爆型而开关是普通型,这是十分危险的,因为控制设备和灯开关经常会产生电火花。
  
　　3. 2 　正确完成配线工作
    
　　防爆区域内的电气配线是很重要的一环,由于不容易检查,往往又成为最薄弱的一个环节。防爆设备如果没有正确的配线将会失去防爆的意义。在电气设计中最常见的缺陷是缺少电气管道的密封设计。按照我国《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》( GB50028 - 92)规定,与设备相联的长导管要隔一定距离密封一次,其目的是: ①防止设备产生电火花并发生燃烧时,燃烧气体通过电气管道连通到另一个有爆炸性混合物的联接系统中。②防止爆炸混合物通过电气管道从危险区扩散到非危险区。
    
　　密封的主要作用在于隔离,因此密封点取在高危险区与低危险区隔墙处的低危险区一侧。在联接两个隔爆设备的电气管道管口处,需各设一个密封点。
    
　　在企业防爆厂房内,所有的电气管路应采用低压流体输送用镀锌焊接钢管。当采用管箍连接时,对直径25 mm 及以下的钢管,螺纹旋合不应少于5 扣,对直径32 mm锁紧螺母,钢管与电气设备的连接处宜采用挠性连接管。

　　由于在一些防爆厂房电气设计中不注明密封标志,甚至不注明密封要求,在施工中也不作灌注密封,使电气防爆的可靠性大为降低。因此,电气管线的密封要求不容忽视,并应贯彻到设计与施工之中。
  
　　3. 3 　静电接地
    
　　静电接地对防爆、防电击具有重要作用。在企业防爆厂房中,金属容器、管道、构架及操作平台很多。由于防爆的需要,电气管路大多为明设。这么多的管线长短不一,很容易形成不同的感应电位和静电电位。为了预防不同电位金属件之间的电荷释放而产生电火花,并防止用电设备对操作人员安全的危害,企业防爆厂房内一定要采取静电接地措施。
    
　　防爆厂房内各工艺设备、管道(水管除外) 、各种金属构件、电气设备正常不带电的金属外壳、工艺管道在建筑物的进出口处均应直接与静电接地干线做可靠的电气连接。
   
　　4 　结束语
    
　　本质安全电路的设计应用在防爆立体库厂房中,要针对构成爆炸的基本条件,采取完整的防范措施,做到既经济又有效。同时，防爆立体库厂房的电气施工,必须按规范规定严格认真地进行,这也是保证工程达到设计防爆要求的重要环节。