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危險區域防爆設備分類 · Reay Huang Maritime Notes

危險區域防爆設備分類

Ex 防爆等級、保護型式與實務選用筆記

在船舶、油氣、化工與粉塵作業環境中,可燃氣體、蒸氣或粉塵可能與空氣形成爆炸性氣氛。若電氣設備產生火花、電弧或高溫表面,就可能成為點火源。防爆設備分類的目的,是用一套共同標準說明 危險區域有多危險、可燃物有多容易被引燃、設備能用什麼方式避免引爆, 讓工程師能正確選型、安裝、檢查與維護。

補充說明(IEC / IECEx / ATEX 與本頁範圍)

防爆電氣設備 Ex 分類與定義,主要由 IEC 國際電工委員會的 IEC TC 31 制定,標準集中在 IEC 60079 系列;國際上常見 IECEx 認證體系,歐盟則另有 ATEX 指令與協調標準的要求。

實務上,相關規範對危險區域分類、設備保護型式、氣體/粉塵群組、溫度等級、設備保護等級(EPL)、安裝方式與查證文件等,仍有許多細部規定與特殊情境。本頁以工程師與檢驗人員日常最常接觸的標示判讀與選型邏輯為主,整理常見分類與重點,協助讀者建立初步認識;深入設計、採購與合規仍須回到正式標準、設備證書與專案技術文件。

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Ex d IIB T5

一個完整的防爆標示,通常可快速拆成:防爆設備、保護型式、氣體群組與溫度等級。

10 常見防爆保護型式
4 標示判讀核心欄位
6 溫度等級 T1 至 T6
1 核心目標:避免爆炸事故

如何判讀防爆設備標示?

防爆標示的目的是讓工程師、檢驗員與現場維修人員快速確認設備能否安全用於指定危險區域。

範例:Ex d IIB T5

這個標示代表:該設備為防爆設備,使用耐壓防爆外殼,適用 IIB 氣體群組,最高表面溫度不超過 100°C。

記憶順序: Ex → 保護型式 → 氣體群組 → 溫度等級

實務提醒

實務選用時不能只看 Ex 標示,還要確認 Zone 區域、設備保護等級、證書、特殊使用條件、環境溫度、電纜接頭與安裝方式。

常見錯誤:只確認設備本體,卻忽略接頭、堵頭、接地與證書限制。
Ex 防爆設備

適用於爆炸性氣體、蒸氣或粉塵環境。

d 保護型式

耐壓防爆外殼,內部爆炸不傳到外部。

IIB 氣體群組

適用於乙烯等級氣體環境。

T5 溫度等級

設備最高表面溫度不超過 100°C。

為什麼要做防爆分類?

防爆分類的核心目的,是將「危險環境」、「可燃物性質」與「設備可能產生的點火源」用共同語言連接起來,避免錯誤選型與錯誤安裝。

01

控制點火源

危險區域可能存在可燃氣體、蒸氣或粉塵。設備若產生火花、電弧或高溫,就可能成為引爆源。

02

建立選型依據

透過 Zone、氣體群組、溫度等級與保護型式,判斷設備是否能安全安裝於特定區域。

03

形成文件責任

業主、製造商與驗證機構需透過查證文件證明區域分類、設備選型與安裝符合要求。

分區 官方定義重點
Zone 0 爆炸性氣體環境連續存在或長時間存在
Zone 1 正常操作中可能偶爾發生爆炸性氣體環境
Zone 2 正常操作中不太可能發生,若發生也只會短時間存在

防爆設備選用六步驟

現場選型時,建議依序確認區域、物質、群組、溫度、證書與附件,不要只依設備名稱或外觀看似防爆來判斷。

Step 1

區域分類

確認 Zone 0、1、2 或粉塵 Zone 20、21、22。

Step 2

危險物質

確認是氣體、蒸氣、霧氣或粉塵。

Step 3

群組特性

確認 IIA、IIB、IIC 或粉塵特性。

Step 4

溫度等級

確認表面溫度低於自燃溫度。

Step 5

證書標示

確認完整防爆標示、EPL 與特殊條件。

Step 6

安裝附件

確認電纜接頭、堵頭、密封與接地。

常見防爆保護型式

下列卡片使用「意義 → 應用 → 注意事項」結構,方便初學者理解,也方便專業人士快速複查。

Ex d
Flameproof enclosure · 圍阻型

耐壓防爆外殼

外殼可承受內部爆炸壓力,並防止火焰或高溫氣體傳到外部。

  • 應用:馬達、燈具、開關箱、防爆控制盒。
  • 注意:不可破壞防爆接合面,不可任意鑽孔或更換螺栓。
Ex p
Pressurised apparatus · 隔離/稀釋

正壓/吹掃防爆

以空氣或惰性氣體維持外殼內部正壓,防止危險氣體進入。

  • 應用:控制盤、分析儀櫃、大型電氣櫃。
  • 注意:需確認吹掃時間、壓力監控與失壓保護。
Ex q
Powder filling · 圍阻型

充砂/充粉防爆

以粉末或砂填充,使電弧、火焰或高溫不易傳播到外部。

  • 應用:小型變壓器、電容、電子模組。
  • 注意:不可任意拆開、倒出或重新填充。
Ex o
Oil immersion · 隔離型

油浸型

將可能引燃元件浸入油中,使可燃氣體無法接觸點火源。

  • 應用:油浸式變壓器、電阻器、開關裝置。
  • 注意:需檢查油位、洩漏、油質劣化與密封狀態。
Ex e
Increased safety · 避免點火源

增安型

透過加強絕緣距離、端子可靠性與溫升控制,避免正常操作產生點火源。

  • 應用:接線箱、端子箱、馬達、燈具。
  • 注意:端子扭力、溫升、過載保護與絕緣距離非常重要。
Ex i
Intrinsic safety · 限制能量

本質安全型

限制電壓、電流、功率、電容與電感,使故障時能量也不足以引燃。

  • 應用:儀表迴路、感測器、氣體偵測器。
  • 注意:要檢查整個迴路,包括安全柵、隔離器與電纜參數。
Ex n
Zone 2 equipment · 低風險區域

Zone 2 型防爆

正常運轉下不產生有效點火源,主要用於爆炸性氣體短暫出現的區域。

  • 應用:Zone 2 燈具、馬達、接線盒。
  • 注意:通常不可用於 Zone 0 或 Zone 1。
Ex m
Encapsulation · 隔離型

澆封型

以樹脂或封裝材料包覆帶電元件,使危險氣體無法接觸點火源。

  • 應用:線圈、感測器、電子模組、LED 模組。
  • 注意:不可切開、不可自行修理,樹脂裂開後不可繼續使用。
Ex op
Optical radiation · 光能量控制

光輻射防爆

控制雷射、紅外線、高功率 LED 或光纖系統的光輻射引燃風險。

  • 應用:光纖通訊、紅外線偵測器、光學氣體偵測器。
  • 注意:注意光功率、光路損壞、端面污染與連鎖保護。
Ex t
Protection by housing · 粉塵外殼保護

粉塵外殼保護

防止可燃粉塵進入設備內部,並限制外殼表面溫度。

  • 應用:穀物、煤炭、糖粉、麵粉、粉體裝卸區。
  • 注意:粉塵堆積會影響散熱,需確認 IP 等級與定期清潔。

氣體群組與溫度等級

氣體群組反映氣體被引燃的難易度;溫度等級則限制設備最高表面溫度,避免設備表面成為熱點火源。

群組 代表氣體 危險程度概念
I 甲烷 礦坑環境常見
IIA 丙烷 相對較低
IIB 乙烯 中等
IIC 氫氣 最高,最容易被引燃
溫度等級 最高表面溫度 判斷重點
T1450°C不可超過此表面溫度
T2300°C不可超過此表面溫度
T3200°C不可超過此表面溫度
T4135°C不可超過此表面溫度
T5100°C不可超過此表面溫度
T685°C不可超過此表面溫度
記憶重點: IIC > IIB > IIA。設備表面溫度必須低於周圍可燃氣體或蒸氣的自燃溫度。

防爆保護的五個基本原理

不同代碼背後其實是不同的控制策略:隔離、圍阻、限制能量、稀釋與避免點火源。

隔離

把危險物與點火源分開

代表型式:Ex m、Ex o、Ex p、Ex t。

圍阻

爆炸發生也不傳到外部

代表型式:Ex d、Ex q。

限制

讓能量不足以引燃

代表型式:Ex i。

稀釋

透過通風或部分 Ex p 設計降低可燃氣體濃度,使其不易達到爆炸範圍。

避免點火源

透過增安、無火花等設計,避免正常操作下產生火花、電弧或危險高溫。

危險區域相關責任分工

防爆安全不是單一設備問題,而是業主、製造商、驗證機構與安裝維護團隊共同形成的安全鏈。

Owner / Operator

最終使用者/業主/操作方

  • 負責工廠與裝置安全。
  • 負責危險區域分類。
  • 負責風險評估。
  • 確認設備選用與現場危險區域相符。
Manufacturer

製造商

  • 負責設備正確設計。
  • 選用合適標準。
  • 維持製造品質。
  • 提供證書、技術文件與產品標示。
Certifying Body

驗證/認證機構

  • 評估設備是否符合相關標準。
  • 審查設計、測試與文件。
  • 確認設備可安全用於指定危險區域。

查證文件應包含什麼?

查證文件是證明電氣設備與安裝符合防爆安全要求的一整套文件,也是檢查、維護與事故追溯的重要依據。

01

區域分類文件

說明哪些區域屬於危險區域,例如 Zone 0、Zone 1、Zone 2。

02

物質分類資料

確認氣體、蒸氣或粉塵種類、群組與點燃特性。

03

設備文件

包含設備標示、防爆型式、證書、適用範圍與特殊使用條件。

04

安裝維護文件

包含安裝方式、檢查紀錄、維護資料與變更管理文件。

現場最容易出錯的風險訊號

下列情況應觸發重新確認、技術審查或向負責人升級處理。

Ex d:防爆接合面刮傷、腐蝕、上漆、螺栓缺失或電纜接頭不匹配。
Ex e:端子鬆脫、過載、普通開關或繼電器被放入增安型箱體。
Ex i:只看現場儀表,未核對安全柵、隔離器、電纜電容與電感。
Ex p:吹掃時間不足、壓力監控失效、失壓後沒有警報或斷電邏輯。
Ex t:粉塵堆積造成散熱不良,密封圈老化導致防塵能力下降。
Ex n:將 Zone 2 用設備誤裝於 Zone 0 或 Zone 1。

初學者常見問題

以下整理初學者最常混淆的幾點,協助快速排除基本誤解。

有 Ex 標示就一定可以裝在任何危險區域嗎?

不可以。必須同時確認 Zone、保護型式、氣體群組、溫度等級、EPL、環境溫度、證書條件與安裝附件。

IIC 設備可以用在 IIB 或 IIA 環境嗎?

通常 IIC 要求高於 IIB 與 IIA,但仍需確認完整證書、溫度等級、設備型式與安裝條件,不可只憑群組單一因素判斷。

Ex i 為什麼要看整個迴路?

本質安全依賴整個迴路的能量限制,包括現場設備、安全柵或隔離器、電纜電容、電感與接地方式。

粉塵區可以直接用氣體防爆設備嗎?

不可直接等同。粉塵風險重點包含粉塵進入、粉塵層堆積、外殼表面溫度與 IP 防護,應使用符合粉塵區要求的設備。

快速查表

專業人士可用此表快速回查代碼、原理、應用與最關鍵注意事項。

代碼 中文名稱 核心原理 常見應用 主要注意事項
Ex d耐壓防爆外殼把爆炸限制在外殼內馬達、燈具、開關箱、攝影機不可破壞防爆接合面
Ex p正壓/吹掃防爆維持內部正壓控制盤、分析儀櫃、電氣櫃監控壓力與吹掃時間
Ex q充砂/充粉防爆用粉末抑制電弧引燃小型變壓器、電容、電子模組不可任意拆開或重新填充
Ex o油浸防爆點火源浸在油中隔離變壓器、電阻器、開關設備注意油位、洩漏與劣化
Ex e增安型避免火花、電弧與高溫接線箱、端子箱、馬達、燈具端子鎖固與溫升很關鍵
Ex i本質安全型限制電壓、電流與能量儀表迴路、感測器、氣體偵測器檢查整個迴路
Ex nZone 2 型防爆正常狀態不產生有效點火源Zone 2 燈具、馬達、接線盒不可用於 Zone 0 或 Zone 1
Ex m澆封型用樹脂封裝點火源線圈、感測器、電子模組不可修理內部元件
Ex op光輻射防爆控制光能量光纖、紅外線偵測器、光學氣體偵測器注意光功率與光路損壞
Ex t粉塵外殼保護防粉塵進入並限制表面溫度穀物、煤炭、粉體貨物區注意粉塵堆積與 IP 等級

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