爆炸性危险场所用电气设备的安全隐患及控制措施

刘彦杰，邢立兵，何丙元，薛丁法

(国家安全生产天津防爆电气检测检验中心，天津 300131)

1 引言

从石油和化学工业行业统计的爆炸事故案例来看，每年由于防爆电气设备选型、安装、使用、维护、检修不当或防爆电气设备长期使用后安全性能失效等原因，造成的大小爆炸事故就约近百起。因此对于防爆电气设备不仅要保证其制造质量，还要重视其选型、安装、使用、维护及检修等各个环节，只有这样才能真正达到防爆的目的。

目前国家已发布了一系列国家标准，以规范防爆电气设备的选型、安装、维护、检修等工作，例如GB50058 － 1992、GB3836.13 － 1997、GB3836.15 －2000、GB3836.16－2006以及 AQ3009－2007等。但由于工程设计单位、石化生产企业、项目施工安装单位、防爆电气检查检修单位的不重视或不遵守以上标准，造成了很多防爆电气设备的安全隐患，其掩盖的不安全因素甚至比直接使用非防爆电气设备更多，后果更严重，更容易造成用户的麻痹意识。

本文对爆炸性危险场所在用防爆电气设备普遍存在的安全隐患及其形成原因、控制措施进行了广泛研究。

2 在用防爆电气设备存在的安全隐患

防爆电气设备的质量与爆炸性危险场所的安全息息相关，为此国家实施了防爆合格证制度、生产许可证制度以及产品质量抽查制度，其目的都是为了保证防爆电气设备能有过硬的产品质量和完善的质量保证体系。同时，石化生产企业、设备安装单位、电气检修单位对防爆电气的认知程度也越来越高，但却大多局限于识别防爆标志和防爆证书的层面上，至于防爆电气设备的安装、维护、检修要求却不甚了解，以至本来防爆质量合格的产品经不恰当安装、维护、检修后反而防爆性能下降甚至失效。

爆炸性危险环境中，因为化工过程与工艺的原因，腐蚀性介质、高湿、高温、振动等恶劣的环境条件普遍存在，不同程度的造成在用电气设备防爆性能的下降甚至失效。

从现场检测检验来看，爆炸性危险场所在用防爆电气设备存在的比较突出的安全隐患有以下方面。

2.1 爆炸性危险场所使用非防爆电气设备

GB50058、AQ3009等相关标准明确规定:爆炸性危险场所必须使用防爆电气设备。但是在现场检测检验过程中经常会发现一些非防爆电气设备在使用。例如非防爆的检测仪表、配电箱、控制柜、电热油汀、计算机、打印机、插座等等。

2.2 对防爆电气设备的选型错误

在GB50058、AQ3009、GB3836系列标准中都明确规定了根据现场不同的危险等级和可燃气性质选择相应防爆型式的电气设备。在现场防爆电气设备的防爆类型与环境要求不符的情况也时有发生，例如Ⅱ类厂用环境里使用了Ⅰ类矿用防爆电气设备、设备的温度组别不满足现场可燃气对温度组别的要求。

2.3 使用假冒伪劣防爆电气产品

假冒伪劣的防爆电气产品其防爆性能无法得到任何保障，是要坚决杜绝和避免的。但是，现场检测检验中也经常会发现一些假冒伪劣的防爆产品。假冒伪劣产品比较明显的特点有防爆合格证号不符合发证机构的编写规则(见图1);防爆标志不符合标准规定的编写规则(见图2);防爆标志与产品实际防爆结构不符等。

2.4 隔爆面的问题

隔爆面的间隙、长度、粗糙度等相关参数决定着隔爆性产品的防爆性能。由于现场工况的影响以及人为因素的干预，致使很多隔爆型产品的隔爆面不再符合标准要求，造成隔爆性能下降甚至失效。较典型的情况有:隔爆面锈蚀严重(见图3);安装或维护造成的隔爆面磕碰划伤;隔爆面上添加了防护用橡胶垫(见图4);隔爆面间隙超差等等。

2.5 橡胶密封垫的问题

增安型、正压型、限制呼吸型以及粉尘防爆型等防爆电气设备为了提高外壳的防护等级，需要在外壳接合面上安装橡胶密封衬垫。但由于使用环境的高温、光照等因素会加速橡胶材料老化，再加之设备安装、维护时施工人员的不细心，致使橡胶衬垫折皱、断裂(见图5)甚至丢失(见图6)等，不能切实起到应有的防护效果。

2.6 引入口的问题

防爆电气设备对于引入口的处理存在的问题比较多。集中体现在:塑料材质临时压紧螺母没有更换为金属材质压紧螺母，从而无法压紧密封圈，不能防止引入电缆被拔脱;电缆配线时，单个引入口引入了多根电缆甚至导线;电缆配线时，橡胶护套过早被剥离，电缆在密封圈压紧处甚至未引入前仅剩芯线，不能形成有效封堵(见图7);钢管配线时，配线钢管与电气设备引入口之间没有安装过渡压紧元件，也没有安装隔离密封盒;未使用的引入口没有配置相应防爆类型的封堵件，未进行有效封堵;密封填料函没有按规定安装，内穿电缆截面积过大(见图8);擅自更改引入装置元件等等。

2.7 紧固件的问题

防爆电气设备外壳紧固件对于保证电气设备的防爆性能起着至关重要的作用，甚至直接决定着防爆性能是否失效。对于隔爆型产品紧固件决定着隔爆接合面的间隙;对于增安型产品紧固件决定着外壳的防护等级;对于正压型、限制呼吸型产品紧固件决定着外壳的气密性。但是，由于振动、腐蚀等客观因素(见图9)以及疏忽大意等人为主观因素(见图10)导致的紧固件松脱、丢失现象极其常见。

2.8 接地和等电位连接的问题

对于防爆电气设备的接地和等电位连接，AQ3009、GB3836.15等相关标准有明确的规定。现场检验过程中经常发现的问题有:接地元件丢失;有接地螺钉等元件，但没有连接;接地连接件锈蚀严重;接地线因锈蚀或连接件松脱而浮接甚至断开;接地线没有接到专用的接地螺钉上(例如连接到外壳紧固件上)。

2.9 存在未经批准的修改

AQ3009规定不允许有未经批准的修改。在现场施工安装或维护维修防爆电气设备时，为了功能的需要，有时会修改防爆电气设备的结构(如擅自增加引入口、增开观察窗等，见图11)或安装新的电气元件(如在接线箱内安装电磁阀、PLC等，见图12)，破坏了原外壳的防爆性能，不再符合原设备温度组别的要求。对于防爆电气设备的修改须经国家认可的防爆质检机构备案并批准，否则即为未经批准的修改。

除了以上九个方面的安全隐患比较突出外，爆炸性危险场所在用防爆电气设备比较常见的隐患还有:设备外壳破损;铭牌丢失或无法清晰辨识;立式安装的电动机风罩上方没有安装防止异物坠入的挡板;地坪引出的钢管没有做有效的隔离密封;电缆的自由端没有进行妥善处理等等。

另外，对于防爆电气设备管理工作的不规范和不完善也是相当明显的问题，主要表现在:没有为在用防爆电气设备建立档案(内容应包含设备基本信息、安装区域、工位编号、防爆合格证复印件、使用说明书、维护保养记录等);没有执行甚至制定清晰的连续监督和定期检查计划;没有或很少进行防爆电气设备的检查和维护。

3 防爆电气设备主要安全隐患的形成原因

爆炸性危险环境中，腐蚀性介质、高湿、高温、振动等恶劣的环境条件会不同程度的造成在用电气设备防爆性能的下降甚至失效，造成安全隐患。

湿热环境和气、雾、尘等形式的腐蚀性介质会造成防爆电气设备的外壳、接合面、衬垫、紧固件等部件的腐蚀，从而降低防爆性能。腐蚀会使外壳强度降低、接合面隔爆性能下降、衬垫老化防护性能和密封性能下降、绝缘材料的耐泄痕指数降低，对运转部件的锈蚀使得正常的动作受阻或磨擦，对电气连接件的腐蚀使其接触电阻增大甚至断裂开路。高温可导致胶粘剂或浇封剂、防护用橡胶衬垫、进线口橡胶密封圈、电气绝缘材料等非金属材料劣化和老化加速，从而影响其发挥作用。振动会对防爆电气设备的防爆结构造成破坏，直观表现为使外壳紧固件、电气连接件松脱甚至丢失，使外壳的隔爆、防护性能下降，使电气连接造成虚接或短路等电气故障。

另一方面，在采购、安装、使用、维护、检修等环节，由于企业安全管理水平、各环节人员素质等诸多原因，均有可能造成防爆电气设备在不良状态或错误状态下运行，使其安全性能下降甚至失效，形成重大的安全隐患。

爆炸性危险场所使用非防爆电气设备、对防爆电气设备的选型错误往往发生于小规模的项目改造或增加设备，由于电气设备未经过专业设计人员或技术人员的正确选型而导致。有时也会发生在设备维护过程中，用选型错误或非防爆的电气设备替换了原有的防爆电气设备。另外，使用人员的技术欠缺或疏忽大意也是造成此类安全隐患的重要原因。

假冒伪劣防爆电气产品的使用应该是管理环节薄弱造成的。相关部门没有对防爆电气设备的生产、销售、供货体系做全面深入的评估，没有积极主动的向制造商索取相关证照，没有对防爆电气建立专门的设备档案，没有认真细致的查询和核实防爆电气设备的铭牌、防爆合格证(复印机)、发证机构网站公布的防爆信息及其一致性，这些都是此类问题频频出现的直接原因。

隔爆面问题、橡胶密封垫问题、引入装置问题、紧固件问题、接地和等电位连接问题此五类安全隐患除现场环境以外，其最主要的原因是防爆电气从业人员技术力量薄弱。国家标准 GB3836.15、GB3836.16、GB3836.13都明确规定防爆电气设备的安装、维护、检修均需由有资质的人员进行，并且维护和检修工作应定期进行。而实际情况中往往是企业很少进行定期维护、检修工作，一般是当设备出现了比较严重的、看的见的问题时才着手维护或检修。这就很难发现防爆电气设备的不规范安装和由于环境、使用等原因造成的隔爆面锈蚀和隔爆间隙超差、橡胶密封垫和密封圈老化、紧固件松动、电气连接件锈蚀所致的虚接断路等各种安全隐患。

设备存在未经批准的修改也是由于设备安装或检修人员防爆知识欠缺所致。防爆电气设备经过私自改装或改造后，在防爆型式、结构参数、发热温度等方面，往往不再符合防爆要求，从而完全丧失防爆性能。防爆电气从业人员应该能清醒的认识到这一点，并在安装、使用、维护、检修各个环节上重视此问题，以杜绝未经批准的修改。

4 防爆电气设备主要安全隐患的预防和控制

防爆电气设备是爆炸性危险环境中保证安全生产、减少爆炸事故的重要保障。科学合理的对防爆电气设备进行选型、安装、使用、维护、检修，是保证在用防爆电气设备安全有效发挥防爆功能的重要途径。为了预防和控制防爆电气设备的安全隐患，应至少从以下三个方面做起:

(1)对于客观的环境因素，应采取措施尽量避免其对防爆电气设备的直接影响。例如，可以为设备增加防护罩，以减少设备与腐蚀性介质或雨水、滴液等直接接触;设置隔热板或增加通风措施，以减少高温热源对防爆电气设备的不利影响。

也可以在设计阶段将设备安置在远离高温、高湿、高腐蚀、有振动的地方，在选型阶段选择更适于恶劣环境下使用的防爆电气设备，例如在有腐蚀性介质的环境使用非金属外壳的设备等等。

(2)对于从业人员应加强防爆技术培训，普遍提高从业人员的理论知识和选型、安装、使用、维护、检修水平。AQ3009第7.1.2条规定:防爆电气设备的检查和维护应由符合规定条件的有资质的专业人员进行，这些人员应经过包括各种防爆型式、安装实践、相关规章和规程，以及危险场所分类的一般原理等在内的业务培训，这些人员还应接受适当的继续教育或定期培训，并具备相关经验和经过培训的资质证书。

(3)对于防爆电气设备应加强管理。建立合格供应商名录，实行定期评价，动态管理。制定和完善防爆电气设备档案，确保一台设备一份档案，并确保档案内容和产品一致。根据设备使用情况和工况恶劣程度制定适宜的维护和检修计划，并由具备专业资格、资质的从业人员或机构严格执行。对于设备的每次维护和检修都应记入该设备对应的档案中。根据AQ3009规定，为使危险场所用电气设备的点燃危险降至最小，在装置和设备投入运行前、工程竣工交接验收时应对它们进行初始检查;为了保证危险场所在用电气设备处于良好状态，应进行连续监督和定期检查，并且初始检查和定期检查应委托具有防爆专业资质的安全生产检测检验机构进行。

AQ3009第7.1.3.1条规定:连续监督应由企业的专业人员按要求进行，并做好相应的记录，发现的异常现象应及时处理。AQ3009第7.1.3.2条规定:定期检查应委托具有防爆专业资质的安全生产检测检验机构进行，时间间隔一般不超过3年。企业应当根据检查结果及时采取整改措施，加强内部管理。

维护时发现防爆电气设备的结构、参数发生变化，与原防爆型式及设计不符且不能修复的，即判定失效，并迅速予以停用、更换。

在对防爆电气设备彻查建档以及使用、维护、检修过程中发现的非防爆设备、选型错误的防爆设备、假冒伪劣产品、存在未经批准修改的设备应及时参照国标GB50058和AQ3009的规定重新选型并更换。

对于防爆电气设备的隔爆面问题、橡胶密封垫问题、引入口问题、紧固件问题、接地和等电位连接的问题应及时进行维护和检修。对于经过检修不能恢复原有防爆等级的设备可根据实际防爆性能，降低防爆等级使用或降为非防爆电气设备使用。

5 结束语

对于爆炸性危险场所在用防爆电气设备，不同程度的存在着以上安全隐患，其安全生产状况让人担忧。为了营造良好的安全生产环境、促进社会和谐发展，在用防爆设备的安全隐患问题必须引起社会各界的广泛重视，共同探讨其形成原因，研究其预防和控制措施，以采取切实可行的方法手段消除安全隐患，减少爆炸危险场所安全生产事故。

由于电气设备防爆是一个非常庞杂的系统工程，本文仅就防爆电气设备本身存在的安全隐患及其形成原因、控制措施做出了讨论，而与设备紧密相关的布线系统、配线方式等对于电气设备防爆安全也是至关重要的。

［1］AQ3009－2007危险场所电气防爆安全规范［S］.

［2］GB3836.13－1997爆炸性气体环境用电气设备第13部分:爆炸性气体环境用电气设备的检修［S］.

［3］GB3836.15－2000爆炸性气体环境用电气设备第15部分:危险场所电气安装(煤矿除外)［S］.

［4］GB3836.16－2006爆炸性气体环境用电气设备第16部分:电气装置的检查和维护(煤矿除外)［S］.

［5］GB50058－1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范［S］.

［6］薛丁法.工厂防爆电气设备应用技术［M］.中国科学技术出版社.

［7］王文义.爆炸危险场所电气防爆安全技术［M］.学术书刊出版社.

［8］王厚余.低压电气装置的设计安装和检验［M］.中国电力出版社.

［9］汤明钧.化工防火与防爆［M］.南京理工大学出版社.