防爆电气线路：危险环境中的安全防线

在爆炸危险环境中，电气线路位置的选择至关重要，稍有不慎就可能引发严重的安全事故。首要原则是在爆炸危险性较小或距离释放源较远的位置敷设电气线路，从而降低爆炸风险。

危险气体、蒸气的密度与空气的对比情况，是决定电气线路敷设高度的关键因素。当爆炸危险气体或蒸气比空气重时，它们倾向于在下方聚集，因此电气线路应在高处敷设，这样可以有效避免与危险物质接触。电缆可直接埋地敷设，利用土壤的隔离作用增强安全性；或采用电缆沟充砂敷设，砂粒能填充空隙，阻止危险气体进入电缆沟，减少潜在的爆炸隐患。反之，当爆炸危险气体或蒸气比空气轻时，它们会向上扩散，此时电气线路宜敷设在低处，电缆则采取电缆沟敷设，使线路处于相对安全的位置。

电气线路沿有爆炸危险的建筑物的外墙敷设也是常见做法。这不仅便于线路的安装与维护，而且一旦发生危险，可减少对建筑物内部的影响。当电气线路沿输送易燃或易燃液体的管道栈桥敷设时，应尽量沿危险程度较低的管道一侧敷设。当易燃或蒸气比空气重时，电气线路应在管道上方，避免因管道泄漏，危险物质直接接触线路；当易燃或蒸气比空气轻时，电气线路应在管道下方，防止危险物质积聚在上方对线路造成威胁。

电气线路还应避开可能受到机械损伤、振动、污染、腐蚀及受热的地方。机械损伤可能破坏线路的绝缘层，使线路短路引发火灾；振动会导致线路连接松动，影响电气性能；污染和腐蚀会逐渐侵蚀线路的金属部分，降低其导电性和强度；受热则可能使绝缘材料老化、性能下降。若无法避开这些危险区域，就必须采取防护措施，如使用防护套管、加强固定等。

此外，10kV 及其以下的架空线路不得跨越爆炸危险环境，这是因为架空线路一旦发生故障，如导线断裂、放电等，产生的电火花很可能点燃周围的爆炸危险物质。当架空线路与爆炸危险环境邻近时，其间距离不得小于杆塔高度的 1.5 倍，这一安全距离能有效降低因架空线路故障引发爆炸危险环境事故的可能性 ，为安全生产提供有力保障。

在爆炸危险环境中，电气线路的敷设方式直接关乎着整个系统的安全性与稳定性，稍有差池就可能引发严重的安全事故。这里主要采用防爆钢管配线和电缆配线两种方式，严禁明敷绝缘导体，从根源上杜绝因绝缘导体暴露而引发的爆炸隐患。

固定敷设的电力电缆应采用铠装电缆，其坚实的铠装层就像给电缆穿上了一层坚固的铠甲，能够有效抵御外界的机械损伤、腐蚀等危害，保障电力传输的稳定。固定敷设的照明、通讯、信号和控制电缆可采用铠装电缆和塑料护套电缆，它们能在各自的工作领域中发挥稳定的性能，确保信号传输的准确与照明、控制的正常运行。非固定敷设的电缆应采用非燃性橡胶护套电缆，这种电缆具有良好的柔韧性和耐磨损性，能够适应移动设备的频繁弯折与摩擦，同时非燃性材质也大大提高了其安全性。例如在一些需要经常移动设备的化工生产车间，非固定敷设的非燃性橡胶护套电缆就发挥着重要作用，为设备的正常运行提供可靠的电力支持。煤矿井下高压电缆宜采用铠装、不滴流式电缆，这是因为煤矿井下环境复杂，存在瓦斯、煤尘等易燃易爆物质，且湿度较大，铠装、不滴流式电缆能有效防止电缆油滴漏引发火灾，铠装结构还能增强电缆的机械强度，抵御井下的各种恶劣条件。

不同用途的电缆分开敷设是十分必要的，这能避免不同电缆之间的相互干扰，提高系统的可靠性。比如，电力电缆传输的是强电流，而通讯电缆传输的是微弱的信号，如果它们不分开敷设，电力电缆产生的电磁干扰可能会导致通讯信号失真，影响通讯质量。

钢管配线应使用镀锌钢管或使用处理过内壁毛刺且做过内、外壁防腐处理的水管或煤气管。镀锌钢管具有良好的耐腐蚀性，能有效延长使用寿命；处理过的水管或煤气管也能满足防爆环境下的使用要求，降低成本的同时保证了安全性。两段钢管之间、钢管与钢管附件之间、钢管与电气设备之间应用螺纹连接，螺纹啮合不少于 6 扣，并应采取防松和防腐蚀措施。螺纹连接的紧密性和防松、防腐蚀措施能确保连接部位的稳定性，防止因松动产生电火花，引发爆炸危险。例如在石油化工企业中，管道连接部位的稳定性至关重要，稍有松动就可能引发严重的安全事故。钢管与电气设备直接连接有困难处，以及管路通过建筑物的伸缩缝、沉降缝处应装挠性连接管，挠性连接管具有良好的柔韧性，能够适应建筑物的变形，保证电气线路的正常运行 ，避免因建筑物的位移而导致线路损坏。

隔离密封是防爆电气线路中的关键环节，它在防止爆炸危险传播方面发挥着至关重要的作用。当敷设电气线路的沟道以及保护管、电缆或钢管在穿过爆炸危险环境等级不同的区域之间的隔墙或楼板时，必须使用非燃性材料进行严密堵塞，这就如同在不同危险区域之间筑起了一道坚固的屏障，阻止爆炸性气体、火焰或危险物质通过这些通道传播，从而有效降低爆炸事故蔓延的风险 。

隔离密封盒的位置选择十分关键，应尽量靠近隔墙。这是因为隔墙是不同危险区域的分界线，靠近隔墙设置隔离密封盒能够更及时、有效地阻止危险物质的扩散。同时，墙与隔离密封盒之间不允许有管接头、接线盒或其他任何连接件，避免这些部件成为危险物质传播的途径，确保隔离密封的完整性和有效性。

隔离密封盒的防爆等级应与爆炸危险环境的等级相适应，这是保证其正常发挥作用的基本要求。不同等级的爆炸危险环境具有不同的危险程度，只有匹配相应防爆等级的隔离密封盒，才能在该环境中可靠地工作，防止爆炸危险的传播。例如，在危险等级较高的区域，就需要选用防爆性能更强的隔离密封盒。隔离密封盒不应作为导线的连接或分线用，其主要功能是实现隔离密封，若用于导线连接或分线，会破坏其密封性能，增加安全隐患。

在可能引起凝结水的地方，应选用排水型隔离密封盒。这是考虑到凝结水可能会影响隔离密封的效果，甚至可能导致电气故障。排水型隔离密封盒能够及时排出积聚的凝结水，保持内部干燥，维持良好的密封性能。例如在一些湿度较大的化工生产车间，排水型隔离密封盒就显得尤为重要。

钢管配线的隔离密封盒应采用粉剂密封填料，这种填料具有良好的密封性能，能够有效填充缝隙，阻止危险物质通过。在使用时，要严格按照规定的方法和步骤进行操作，确保密封效果。电缆配线的保护管管口与电缆之间，应使用密封胶泥进行密封。密封胶泥具有良好的柔韧性和粘结性，能够紧密贴合电缆和保护管，形成可靠的密封。在两级区域交界处的电缆沟内应采取充砂、填阻火材料或加设防火隔墙等措施，进一步增强隔离效果，阻止火灾和爆炸的蔓延 。

在爆炸危险环境中，导线材料的选择直接关系到电气系统的安全运行，是防爆电气线路设计与安装中不容忽视的关键环节。其中，铝芯导线和铜芯导线在性能上存在显著差异，这使得它们在不同危险等级区域的适用性也有所不同。

铝导体的机械强度较差，这是其在爆炸危险环境中应用的一大劣势。在受到外力作用时，铝芯导线易于折断，一旦导线断裂，不仅会导致电气设备无法正常工作，还可能产生电火花，成为点燃周围爆炸危险物质的火源。而且，铝芯导线需要过渡连接，这就需要加大接线盒，增加了安装的复杂性和成本。同时，铝芯导线的连接技术要求较高，难以保证连接的可靠性，容易出现接触不良的情况，导致电阻增大，产生过热现象，进一步增加了安全隐患。因此，铝芯导线和铝芯电缆的安全性能相对较差。如果条件允许，在爆炸危险环境中应优先采用铜线。

在爆炸危险环境危险等级 2 区的范围内，当配电线路的导线连接以及电缆的封端采用压接、熔焊或钎焊等可靠的连接方式时，电力线路可采用截面积 4mm² 及以上的铝芯导线或电缆，照明线路可采用截面积 2.5mm² 及其以上的铝芯导线或电缆。这是因为在这些连接方式下，能够在一定程度上弥补铝芯导线的不足，降低安全风险。然而，在爆炸危险环境危险等级 1 区的范围内，由于该区域的爆炸危险性更高，对电气线路的安全性要求更为严格，配电线路必须选用铜芯导线或电缆，以确保在最危险的环境中，电气线路也能稳定、安全地运行。

在有剧烈振动处，应选用多股铜芯软线或多股铜芯电缆。剧烈振动会对导线产生持续的冲击力和拉力，多股铜芯软线或电缆具有更好的柔韧性和抗疲劳性能，能够适应这种恶劣的工作条件，减少因振动导致的导线断裂风险。例如在一些大型机械设备附近，由于设备运行时会产生强烈的振动，使用多股铜芯软线或电缆就能有效保障电气线路的正常运行。

煤矿井下环境特殊，存在瓦斯、煤尘等易燃易爆物质，且湿度大、腐蚀性强。在这样的环境中，铝芯电力电缆极易受到腐蚀，导致性能下降，甚至引发安全事故，所以煤矿井下不得采用铝芯电力电缆。

对于爆炸危险环境内的配线，一般采用交联聚乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或合成橡胶绝缘的、有护套的电线或电缆。这些绝缘材料具有良好的绝缘性能，能够有效防止电流泄漏，避免因漏电引发的爆炸危险。同时，爆炸危险环境宜采用有耐热、阻燃、耐腐蚀绝缘的电线或电缆，以适应恶劣的工作环境。耐热性能可保证电线电缆在高温环境下正常工作，不发生绝缘老化、性能下降等问题；阻燃性能能够阻止火焰的蔓延，降低火灾发生的可能性；耐腐蚀性能则能抵抗环境中的化学物质侵蚀，延长电线电缆的使用寿命。而油浸纸绝缘电缆不宜在爆炸危险环境中使用，因为其绝缘性能在受到潮湿、高温等因素影响时会显著下降，且油浸纸本身易燃，增加了爆炸危险 。

在爆炸危险环境，低压电力、照明线路所用电线和电缆的额定电压不得低于工作电压，并不得低于 500V。这是为了确保在正常工作和可能出现的电压波动情况下，电线电缆都能安全运行，不会因电压过高而击穿绝缘层，引发短路和爆炸事故。工作零线应与相线有同样的绝缘能力，并应在同一护套内，这样可以保证在工作过程中，零线和相线的绝缘性能一致，避免因零线绝缘损坏而导致的电气故障和安全隐患 。

在爆炸危险环境中，允许载流量的合理把控是预防危险温度产生、确保电气系统安全稳定运行的关键环节。过高的电流通过导线或电缆时，会使导体发热，当热量无法及时散发，就可能引发危险温度，进而点燃周围的爆炸危险物质，导致爆炸事故的发生。因此，为避免这种潜在的危险，爆炸危险环境的允许载流量不应高于非爆炸危险环境的允许载流量 ，这是从根源上控制温度升高的重要措施。

对于 1 区、2 区绝缘导线截面和电缆截面的选择，有着严格的标准。导体允许载流量不应小于熔断器熔体额定电流和断路器长延时过电流脱扣器整定电流的 1.25 倍。熔断器熔体额定电流和断路器长延时过电流脱扣器整定电流是根据电气设备的正常工作电流和过载保护要求确定的。规定导体允许载流量不小于它们的 1.25 倍，是为了确保在正常工作以及可能出现的过载情况下，导线和电缆都能安全承载电流，不会因过热而引发危险。例如，在一个处于 2 区的化工生产车间，若某台电气设备的熔断器熔体额定电流为 100A，那么为该设备供电的绝缘导线或电缆的导体允许载流量就不应小于 125A ，这样才能保证在各种工况下，电气线路的安全性。

引向低压笼型感应电动机支线的允许载流量也有着明确要求，不应小于电动机额定电流的 1.25 倍。低压笼型感应电动机在工业生产中应用广泛，其启动电流通常较大，运行过程中也可能出现短时过载的情况。规定支线允许载流量不小于电动机额定电流的 1.25 倍，就是为了满足电动机启动和运行时的电流需求，防止支线因电流过大而发热损坏，确保电动机的正常运行。比如，一台额定电流为 50A 的低压笼型感应电动机，其引向支线的允许载流量就应不小于 62.5A 。

对于线路电压 1000V 以上的导线和电缆，还应按短路电流进行热稳定校验。短路是电气系统中可能出现的严重故障，短路电流会瞬间急剧增大，产生巨大的热量和电动力。如果导线和电缆不能承受短路电流产生的热效应，就可能导致绝缘损坏、导体熔断等问题，引发更严重的事故。热稳定校验就是通过计算，确保导线和电缆在短路电流作用下，在规定的时间内，其温度不会超过允许值，从而保证电气线路的安全。

在爆炸危险环境中，电气线路的连接质量直接关系到整个系统的安全稳定运行，稍有不慎就可能引发严重的安全事故。对于 1 区和 2 区的电气线路，连接要求极为严格，首先要坚决避免有中间接头。这是因为中间接头处往往是线路的薄弱环节，容易出现接触不良、电阻增大等问题，从而产生电火花，成为点燃周围爆炸危险物质的火源。然而，若电气线路的连接是在与该危险环境相适应的防护类型的接线盒或接头盒附近的内部，则不属于这种严格禁止的情况 。

不同区域适用的接线盒类型也有所不同。1 区由于爆炸危险性很高，宜采用隔爆型接线盒。隔爆型接线盒具有坚固的外壳，能够承受内部爆炸产生的压力而不损坏，并且能阻止内部爆炸火焰传播到外部，从而有效防止爆炸事故的扩大。在石油化工企业的生产车间，很多都处于 1 区的爆炸危险环境，隔爆型接线盒被广泛应用，为电气线路的安全连接提供了可靠保障。2 区的爆炸危险性相对较低，可采用增安型接线盒。增安型接线盒通过采取一系列措施，如增加电气间隙和爬电距离、提高绝缘性能等，进一步提高了电气线路连接的安全性，防止因电气故障产生火花引发爆炸 。

当 2 区的电气线路选用铝芯电缆或导线与铜线连接时，必须使用可靠的铜铝过渡接头。这是因为铜和铝的化学性质不同，直接连接时，在潮湿的环境中，容易发生电化腐蚀，导致接触电阻增大，发热严重，甚至可能引发火灾或爆炸事故。铜铝过渡接头能够有效避免这种情况的发生，它通过特殊的工艺处理，使铜和铝之间实现良好的过渡连接，降低接触电阻，确保连接的可靠性和稳定性。

导线的连接或封端应采用压接、熔焊或钎焊等可靠的方式，而严禁使用简单的机械绑扎或螺旋缠绕的连接方式。压接通过施加一定的压力，使导线与连接端子紧密结合，形成可靠的电气连接；熔焊是利用高温将导线和连接部位熔化，使其融为一体，连接强度高；钎焊则是通过熔点较低的钎料，在加热的作用下，将导线与连接部件连接在一起，连接效果也较为可靠。这些连接方式能够保证导线连接的紧密性和稳定性，降低接触电阻，减少发热，有效预防因连接不良引发的安全事故 。