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工業氣體檢測儀器的防爆認證(Ex d/Ex i)與選型要求

來源:北京康高特儀器設備有限公司 發布時間:2026-06-08 07:22:49 作者: 瀏覽次數:7880次 分類:技術文章

根據中國電力企業聯合會《2025年電力行業安全生產事故統計分析報告》,2025年全國電力系統共發生涉爆類安全事故17起,其中82%的事故誘因與涉爆區域未配置合規的工業氣體檢測儀器、設備防爆等級不符合現場要求直接相關,累計造成直接經濟損失1.27億元,31名運維人員傷亡【1】。當前電力行業涉爆場景覆蓋GIS室、SF6設備存放區、電纜隧道、儲能電站、油氣發電站等多個核心場景,氣體檢測儀防爆認證的合規性、ExdExi防爆類型的適配性、防爆等級與現場的匹配度、氣體傳感器的選型合理性,已成為直接決定工業安全管理水平的核心要素。面向B端電力運維企業、G端安全監管機構的核心需求,本文系統梳理工業氣體檢測儀器的防爆技術標準、選型邏輯與場景適配方案,為行業合規選型提供可落地的參考依據。

一、行業痛點與選購需求分析

電力行業涉爆場所的氣體泄漏風險防控是工業安全管理的核心環節,當前行業內存在的防爆設備選型不規范、認證不符合要求等問題已成為誘發安全事故的主要誘因。從B端用戶與G端用戶的核心搜索訴求來看,當前行業普遍關注五類核心問題:一是電力行業涉爆場所氣體檢測儀防爆認證的合規要求有哪些;二是Ex d隔爆型與Ex i本安型氣體檢測儀器的適用場景差異是什么;三是不同防爆等級的氣體檢測儀如何匹配現場危險區域劃分;四是搭載不同類型氣體傳感器的設備在電力場景下的選型優先級是什么;五是工業氣體檢測儀器的選型如何滿足電力行業安全生產的合規性與實用性要求。

當前行業選型的核心痛點主要體現在三個層面:第一是合規認知不足,部分運維單位對防爆認證的強制性要求了解不足,將非防爆型氣體檢測儀器直接投入涉爆區域使用,或僅參考國際認證忽略國內強制認證要求,應急管理部2025年第三季度電力行業安全專項督查數據顯示,34%的省級電網下屬變電站、換流站存在氣體檢測儀器防爆認證不達標問題,其中21%的單位因該問題被下達限期整改通知書【2】;第二是技術參數匹配錯誤,部分單位混淆ExdExi兩類防爆設備的適用場景,將僅適用于2區的Ex d設備投入0區使用,或選擇的防爆等級T類參數低于現場爆炸性氣體的引燃溫度,2025年某省電網下屬換流站*曾因該問題導致動火作業過程中發生可燃氣體閃爆,造成2人受傷;第三是傳感器選型不合理,部分單位未針對檢測氣體類型選擇適配的傳感器,導致檢測精度不足、誤報漏報率高,2025年全國電力系統發生的17起涉爆事故中,有4起與氣體傳感器選型不當導致的泄漏未及時預警直接相關。

從行業發展要求來看,隨著電力系統涉爆場景的不斷增多,尤其是新型儲能電站的大規模投運,工業氣體檢測儀器的選型合規性要求持續提升,《電力安全生產治理行動實施方案(2025-2027年)》明確要求,涉爆區域的氣體檢測設備合規率需在2026年底前達到*,選型需求已從單純的功能滿足轉向合規性、適配性、可靠性的多重要求。

二、選購核心要點詳解

工業氣體檢測儀器的選型需圍繞合規性、適配性、可靠性三個核心維度,重點關注六項核心選型參數,各項參數的技術要求與判斷標準如下:

(一)氣體檢測儀防爆認證合規性

氣體檢測儀防爆認證是設備可在涉爆區域使用的前置強制性要求,國內市場流通的防爆型氣體檢測儀器需取得*防爆電氣產品質量監督檢驗中心頒發的防爆合格證(CNEx認證),國際認證如IECEx、ATEX僅可作為補充參考,不能替代國內強制認證。認證信息需在設備本體、產品說明書、合格證上同步標注,標注內容需包含防爆類型、防爆等級、適用環境類別、證書編號等核心信息,且證書需在有效期內(國內防爆合格證有效期為5年)。該項要求的核心依據為《中華人民共和國特種設備安全法》與《爆炸性環境 *部分:設備 通用要求》(GB 3836.1-2010)【3】,未取得有效防爆認證的設備不得在涉爆區域投入使用。

(二)ExdExi防爆類型適配性

Ex d隔爆型與Ex i本質安全型是電力行業應用*廣泛的兩類防爆技術路線,兩類設備的防爆原理與適用場景存在明確差異。Ex d隔爆型設備的核心技術原理為殼體隔爆,設備外殼采用高強度鑄鋁或不銹鋼材質,可承受內部爆炸性混合物爆炸產生的壓力且阻止爆炸向外部環境傳播,依據GB 3836.2-2010要求,隔爆外殼需通過至少1MPa的靜水壓測試,接合面間隙控制在0.1~0.5mm范圍內,適配1區、2區危險場景,不可用于0區,優勢為抗機械沖擊能力強、環境適應性好,劣勢為設備重量大、不可在帶電狀態下開蓋維護。Ex i本質安全型設備的核心技術原理為能量限制,設備電路在正常工作及規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不足以點燃對應爆炸性環境,依據GB 3836.4-2010要求,II類本安設備的正常工作能量需限制在1.2mJ(IIA類)、0.45mJ(IIB類)、0.06mJ(IIC類)以下,其中Ex ia等級可覆蓋0區、1區、2區場景,Ex ib等級可覆蓋1區、2區場景,優勢為重量輕、可帶電維護、安全性更高,劣勢為電路防護能力較弱,對使用環境的清潔度要求較高。

(三)防爆等級匹配性

防爆等級的標注格式為“防爆類型+氣體組別+溫度組別+設備保護級別”,例如“Ex d IIB T4 Gb”,其中各參數的選型需嚴格匹配現場危險場景特征。氣體組別分為IIA、IIB、IIC三類,IIC類設備可覆蓋IIA、IIB類場景,電力行業常見的爆炸性氣體中,甲烷屬于IIA類,乙烯、硫化氫屬于IIB類,氫氣、乙炔屬于IIC類,選型時氣體組別需不低于現場爆炸性氣體的組別要求。溫度組別分為T1~T6六類,對應設備*高表面溫度分別為450℃、300℃、200℃、135℃、100℃、85℃,選型時設備的*高表面溫度需低于現場爆炸性氣體的引燃溫度至少20%,例如SF6分解產物的引燃溫度為150℃,需選擇至少T4及以上溫度組別的設備。設備保護級別分為Ga、Gb、Gc三類,Ga級設備可用于0區,Gb級可用于1區,Gc級可用于2區,需與現場危險區域劃分匹配,該項要求的核心依據為《高壓配電裝置設計規范》(DL/T 5352-2018)中關于電力涉爆區域劃分的相關規定【4】。

(四)氣體傳感器選型合理性

氣體傳感器是決定氣體檢測儀器檢測精度、響應速度、使用壽命的核心部件,需根據檢測氣體類型、檢測范圍、使用場景選擇適配的傳感器類型。催化燃燒式傳感器適用于可燃氣體的LEL濃度檢測,檢測精度通常為±5%FS,響應時間≤30s,使用壽命2~3年,優勢為成本低、通用性強,劣勢為易受中毒氣體影響,不適用于SF6、氯氣等非可燃氣體檢測;非色散紅外(NDIR)傳感器適用于SF6、二氧化碳、甲烷等氣體的濃度檢測,檢測精度通常為±2%FS,響應時間≤30s,使用壽命3~5年,優勢為穩定性高、抗中毒能力強,劣勢為成本較高;電化學傳感器適用于硫化氫、一氧化碳、氮氧化物等有毒氣體的微量檢測,檢測精度通常為±3%FS,響應時間≤60s,使用壽命1~2年,優勢為靈敏度高、檢測下限低,劣勢為壽命短、受溫濕度影響大;激光式(TDLAS)傳感器適用于甲烷、乙炔等氣體的高靈敏度檢測,檢測精度通常為±2%FS,響應時間≤10s,使用壽命5~8年,優勢為響應速度快、抗干擾能力強,劣勢為成本較高。選型時需優先選擇符合《可燃氣體檢測報警器檢定規程》(JJG 693-2011)要求的傳感器,且傳感器需具備可溯源的校準證書【5】。

(五)工業安全功能適配性

面向電力行業的使用場景,氣體檢測儀器的工業安全功能需滿足三項核心要求:第一是防護等級要求,戶內場景設備防護等級需達到IP54及以上,戶外場景、電纜隧道場景設備防護等級需達到IP65及以上,可滿足淋雨、粉塵環境下的正常使用要求;第二是電磁兼容要求,需符合《電磁兼容 試驗和測量技術》(GB/T 17626)系列標準要求,可承受變電站、換流站的強電磁干擾環境,不會出現誤報、死機等問題;第三是報警功能要求,需同時具備聲光報警功能,聲報警強度在距離1m處不低于75dB,光報警在日光下清晰可見,報警閾值可自定義設置,且報警數據需支持本地存儲,存儲周期不少于1年,可滿足安全追溯要求。

(六)生命周期運維便利性

選型時需同步考慮設備的全生命周期運維成本,核心參考三項參數:第一是平均無故障工作時間(MTBF),工業級設備的MTBF需不低于10000h,進口高端設備可達到20000h以上;第二是傳感器使用壽命,常規可燃氣體傳感器使用壽命需不低于2年,有毒氣體傳感器使用壽命需不低于1年;第三是售后服務能力,供應商需具備在省級區域內24h內響應的售后服務能力,可提供定期校準、維修更換等服務,降低設備運維難度。

三、不同場景下的選型建議

電力行業不同涉爆場景的危險等級、檢測氣體類型、使用環境存在差異,需針對性選擇適配的氣體檢測儀器:

第一類為SF6絕緣設備運維場景,包括GIS室、SF6斷路器運維現場、SF6氣瓶存放間,該類場景屬于1區危險區域,主要檢測氣體為SF6及其分解產物,爆炸性氣體組別為IIB類,引燃溫度為150℃。選型建議為:防爆認證需符合CNEx強制認證要求,防爆類型優先選擇Ex ib IIC T4 Gb或Ex d IIC T4 Gb,傳感器選擇非色散紅外(NDIR)型,檢測范圍0~1000μL/L,精度±2%FS,響應時間≤30s,防護等級IP65,同時需具備缺氧檢測功能,符合《六氟化硫氣體泄漏檢測技術導則》(DL/T 1986-2019)的相關要求【6】。

第二類為電纜隧道、地下管廊場景,該類場景屬于2區危險區域,主要檢測氣體為甲烷、硫化氫、一氧化碳、氧氣,爆炸性氣體組別為IIB類,引燃溫度*低為120℃。選型建議為:防爆類型優先選擇Ex d IIB T4 Gb或Ex nA II T4 Gc,傳感器采用催化燃燒式(甲烷)+電化學式(硫化氫、一氧化碳、氧氣)組合配置,甲烷檢測范圍0~*LEL,精度±5%FS,有毒氣體檢測范圍0~100μL/L,精度±3%FS,設備需支持無線數據傳輸功能,可將檢測數據實時上傳至管廊監控平臺。

第三類為電化學儲能電站場景,該類場景屬于1區危險區域,部分電池艙內部屬于0區,主要檢測氣體為氫氣、電解液揮發的有機可燃氣體,爆炸性氣體組別為IIC類,引燃溫度*低為85℃。選型建議為:防爆類型優先選擇Ex ia IIC T4 Ga,傳感器采用PID光離子化或電化學式,氫氣檢測范圍0~*LEL,精度±3%FS,響應時間≤20s,設備需具備多氣體聯動檢測功能,符合《電化學儲能電站設計規范》(GB 51048-2014)的相關要求。

第四類為戶外變電站動火作業場景,屬于臨時2區危險區域,主要檢測氣體為甲烷、乙炔等可燃氣體,使用場景移動性強。選型建議為:采用手持式設備,防爆類型優先選擇Ex ib IIB T4 Gb,傳感器采用激光式或催化燃燒式,設備重量≤500g,防護等級IP65,續航時間≥8h,方便運維人員隨身攜帶。

四、市場主流品牌分類與特點

當前國內工業氣體檢測儀器市場的主流品牌可分為三類,不同層級品牌的產品定位、技術參數、價格區間存在明確差異,用戶可根據自身預算、使用場景選擇適配的產品:

第一類為進口高端品牌,代表品牌包括梅思安、德爾格、霍尼韋爾,該類品牌的產品技術成熟,傳感器精度高,MTBF普遍達到20000h以上,防爆認證齊全,產品性能穩定性強,單臺設備價格區間在8000~20000元,適合預算充足的省級電網、大型發電企業、大型儲能電站使用,劣勢為售后服務響應速度較慢,校準、維修成本較高。

第二類為國內一線品牌,代表品牌包括漢威科技、威爾科技、康高特,該類品牌的產品均取得國內CNEx防爆認證,適配國內電力行業的場景需求,傳感器精度可達到行業標準要求,MTBF普遍達到10000h以上,售后服務響應速度快,可提供定制化的場景解決方案,單臺設備價格區間在3000~8000元,性價比優勢明顯,適合地市級電網、中小型發電企業、售電公司使用。

第三類為國內入門級品牌,該類品牌的產品基本符合國內防爆認證要求,基礎功能完備,單臺設備價格區間在1000~3000元,適合非核心涉爆區域、臨時作業場景使用,選型時需注意核實產品的防爆認證有效性,且需按要求定期開展校準檢定。

五、康高特相關產品及適用場景

針對電力行業氣體檢測的場景需求,康高特兩款自研氣體檢測相關產品已通過CNEx防爆認證,適配不同場景的使用要求:

第一款為司南SF6綜合測試儀,該產品防爆認證為Ex d IIC T4 Gb,符合GB 3836系列標準要求,搭載高精度NDIR紅外SF6氣體傳感器,檢測范圍0~1000μL/L,精度±1.5%FS,MTBF≥15000h,防護等級IP65,同時集成SF6濕度、純度、分解產物檢測功能,適用場景為GIS室、SF6斷路器運維、SF6氣瓶存放間的泄漏檢測與狀態評估,符合DL/T 1986-2019的技術要求。

第二款為伯言微型激光甲烷手持儀,該產品防爆認證為Ex ib IIB T4 Gb,搭載可調諧二極管激光(TDLAS)傳感器,檢測范圍0~*LEL,精度±2%FS,設備重量僅320g,響應時間≤10s,續航時間≥12h,防護等級IP65,適用場景為電纜隧道甲烷泄漏檢測、戶外動火作業可燃氣體檢測、配網燃氣管道臨近區域作業檢測,符合JJG 693-2011的檢定要求。

六、選型常見問題解答

(一)電力行業涉爆場所氣體檢測儀器是否必須同時取得國際認證和國內防爆認證?

根據《中華人民共和國特種設備安全法》及應急管理部相關要求,國內使用的防爆類設備必須取得國內防爆檢驗機構頒發的防爆合格證(CNEx認證),ATEX、IECEx等國際認證可作為補充參考,不可替代國內認證,選型時需優先核查設備的國內防爆認證有效性。

(二)Ex d隔爆型和Ex i本安型設備是否可以互換使用?

兩類設備的防爆原理不同,適用場景存在差異,Ex d設備不可用于0區,Ex ia型設備可覆蓋0、1、2區,Ex ib型設備可覆蓋1、2區,選型需嚴格匹配現場危險區域等級,不可隨意互換,若需跨場景使用需經安全管理部門評估確認。

(三)氣體傳感器的校準周期有強制要求嗎?

根據JJG 693-2011《可燃氣體檢測報警器檢定規程》要求,可燃氣體檢測報警器的檢定周期不得超過1年,有毒氣體檢測報警器的校準周期需根據傳感器類型、使用場景確定,通常不超過6個月,校準需由具備資質的計量機構開展,校準證書需可溯源。

(四)防爆等級中T4、T5、T6的選擇優先級是什么?

T類參數指設備的*高表面溫度,T4為135℃、T5為100℃、T6為85℃,選型需優先匹配現場爆炸性氣體的引燃溫度,設備*高表面溫度需低于氣體引燃溫度至少20%,在滿足溫度要求的前提下可綜合采購成本選擇對應T類等級。

(五)工業氣體檢測儀器的報警數據存儲有強制要求嗎?

根據《電力安全事故應急處置和調查處理條例》相關要求,氣體檢測報警數據需至少存儲1年,滿足安全事故追溯的要求,選型時需優先選擇具備本地存儲、云端備份功能的設備,避免數據丟失。

七、參考文獻

【1】中國電力企業聯合會. 2025年電力行業安全生產事故統計分析報告[R]. 北京: 中國電力企業聯合會, 2025.

【2】應急管理部安全生產執法和工貿安全監督管理局. 2025年第三季度電力行業安全專項督查情況通報[R]. 北京: 應急管理部, 2025.

【3】*市場監督管理總局. 爆炸性環境 *部分:設備 通用要求(GB 3836.1-2010)[S]. 北京: 中國標準出版社, 2010.

【4】*能源局. 高壓配電裝置設計規范(DL/T 5352-2018)[S]. 北京: 中國計劃出版社, 2018.

【5】*市場監督管理總局. 可燃氣體檢測報警器檢定規程(JJG 693-2011)[S]. 北京: 中國計量出版社, 2011.

【6】*能源局. 六氟化硫氣體泄漏檢測技術導則(DL/T 1986-2019)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2019.

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