儀表外殼都需要接地嗎？隔爆空外殼符合整體防爆要求嗎？排水三通到底要不要封堵？金屬管道法蘭需要等電位連接嗎？氣體防爆能不能替代粉塵防爆？CCC認(rèn)證必須要辦理嗎？安全檢查的依據(jù)是安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和規(guī)定文件，由于對(duì)規(guī)范理解不一致，導(dǎo)致很多安全檢查整改建議脫離了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，存在過度解讀問題。認(rèn)真讀完本文，下次遇到儀表外殼接地、排水三通、防爆檢查整改意見，這樣做！
石油化工裝置在生產(chǎn)過程中存在泄漏爆炸混合物的可能性，為保障人身和生產(chǎn)安全，應(yīng)合理選擇防爆儀表設(shè)備，并進(jìn)行符合要求的工程安裝和使用。安監(jiān)總管三[2017]121號(hào)《化工和危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營單位重大生產(chǎn)安全事故隱患判定標(biāo)準(zhǔn)(試行)》將“爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所未按國家標(biāo)準(zhǔn)安裝使用防爆電氣設(shè)備”列為重大事故隱患判定項(xiàng)，在安全檢查過程中也存在一些不確定的判斷和爭(zhēng)議。本文對(duì)儀表防爆安全檢查常見問題進(jìn)行討論。
安全檢查是近來為工廠安全生產(chǎn)、防止危險(xiǎn)事故、消除事故隱患的措施之一，儀表防爆檢查是安全檢查的內(nèi)容之一。檢查的依據(jù)是安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和規(guī)定文件，同時(shí)也要考慮到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采取科學(xué)的理論和工程實(shí)踐判定是否為隱患、怎樣處理和改正。
儀表外殼接地
儀表金屬外殼是否需要接地是大家經(jīng)常爭(zhēng)論的問題，也是安全檢查中經(jīng)常遇到的問題，不同標(biāo)準(zhǔn)要求也存在一些差異。以下是幾個(gè)具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)要求，本文分析標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的條文背景及用意，進(jìn)行討論并給出工程建議。
1、SH/T3081-2019《石油化工儀表接地設(shè)計(jì)規(guī)范》正文：
a)與己經(jīng)接地的金屬盤、臺(tái)、箱、柜、架等電氣接觸良好，或與其實(shí)施了導(dǎo)電連接的儀表和控制系統(tǒng)的外露導(dǎo)電部分可不另外實(shí)施保護(hù)接地。
b)非爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中，供電電壓低于36V的現(xiàn)場(chǎng)儀表金屬外殼、金屬保護(hù)箱、金屬接線箱，可不實(shí)施保護(hù)接地，但對(duì)于可能與高于36V電壓設(shè)備接觸的應(yīng)實(shí)施保護(hù)接地。
c)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中，非本質(zhì)安全系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)儀表金屬外殼、金屬保護(hù)箱、金屬接線箱應(yīng)實(shí)施保護(hù)接地，本質(zhì)安全系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)儀表金屬外殼、金屬保護(hù)箱、金屬接線箱可不實(shí)施保護(hù)接地。
SH/T3081-2019上述摘錄中的a)條認(rèn)可自然接地；b)條是從人身安全電壓考慮作出的規(guī)定；c)條是從爆炸性環(huán)境考慮，36V是人身安全電壓，并非爆炸性環(huán)境的安全電壓，爆炸性環(huán)境的接地實(shí)施可以本安和非本安進(jìn)行區(qū)分。
2、GB 50257-2014《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電氣裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》正文：
在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的電氣設(shè)備的金屬外殼、金屬構(gòu)架、安裝在已接地的金屬結(jié)構(gòu)上的設(shè)備、金屬配線管及其配件、電纜保護(hù)管、電纜的金屬護(hù)套等非帶電的裸露金屬部分，均應(yīng)接地。
條文說明中進(jìn)一步說明了正文要求的依據(jù)：根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行修訂，在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境內(nèi)的所有電氣設(shè)備的金屬外殼，無論是否安裝在已接地的金屬結(jié)構(gòu)上都應(yīng)接地。為保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全，將此條列為強(qiáng)制性條文。
從以上要求看出，GB50257-2014不認(rèn)可自然接地，而大多數(shù)的儀表標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可自然接地。同時(shí)，GB50257-2014上述要求沒有區(qū)分電壓等級(jí)，也就是說對(duì)于所有電壓等級(jí)，在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的電氣設(shè)備的金屬外殼均需接地。無論是從防爆原理和工程實(shí)際，該規(guī)范的此項(xiàng)規(guī)定都偏嚴(yán)格，有過度防范之嫌。
3、GB/T 3836.15-2017《爆炸性環(huán)境第15部分：電氣裝置的設(shè)計(jì)、選型和安裝》
在第6章節(jié)“防止危險(xiǎn)(易燃)火花”中對(duì)安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)有如下要求：安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)應(yīng)符合GB/T16895.21第414章規(guī)定的要求。任何裸露導(dǎo)電部件可不接地，也可接地。SELV用安全隔離變壓器應(yīng)符合GB/T19212.7的要求。
安全特低電壓(SELV)的定義是，在下列條件下，電力系統(tǒng)的電壓不超過特低電壓的值：在正常條件下，和在單一故障條件下，包括其他電路中的接地故障。
GB/T16895.21-2020《低壓電氣裝置第4-41部分：安全防護(hù)電擊防護(hù)》中定義SELV通常要求電壓不超過交流50V或直流120V(見IEC 61140)。
從以上要求看出，如果儀表屬于安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)，針對(duì)防爆要求，不論爆炸性環(huán)境分區(qū)如何以及不論儀表防爆型式如何，儀表金屬外殼可不接地，也可接地。該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定更科學(xué)、準(zhǔn)確，也給工程實(shí)施留有余地，但敘述略復(fù)雜，并有關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。
4、GB/T16895.21-2020《低壓電氣裝置第4-41部分：安全防護(hù)電擊防護(hù)》
GB/T16895.21-2020是以GB/T17045-2020為依據(jù)編制的人和家畜的基本電氣安全標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了電擊防護(hù)的基本要求，包括對(duì)人體和家畜的基本防護(hù)和故障防護(hù)。
5、GB/T17045-2020《點(diǎn)擊防護(hù)裝置和設(shè)備的通用部分》規(guī)定：
電擊防護(hù)的基本原則是在正常情況下和在單一故障的情況下危險(xiǎn)的帶電部分是不可觸及的，而可觸及的可導(dǎo)電部分是不可以帶危險(xiǎn)電位的。
低壓(LV)用基本防護(hù)和一般的故障防護(hù)來確保電擊防護(hù)。當(dāng)使用特低電壓(ELV)時(shí)，不需要故障防護(hù)，在某些條件下，基本防護(hù)是由限制電壓來提供的。這些條件包括特殊應(yīng)用定義的接觸面積、濕度、電壓、電流及其他。
根據(jù)GB/T16895.21-2020和GB/T17045-2020，安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)不以電氣設(shè)備金屬外殼接地作為保護(hù)措施，電氣設(shè)備金屬外殼可不接地，也可接地。該規(guī)定比較科學(xué)、細(xì)致，并沒有“一刀切”，便于靈活運(yùn)用，但不符合某些“統(tǒng)歸劃一”的習(xí)慣。
總結(jié)和工程建議
從防止信號(hào)干擾的角度，儀表金屬外殼不需要接地。從防爆型式有效性的角度，儀表金屬外殼接地并非防爆型式有效性的前提條件。從人身電擊防護(hù)的角度，儀表金屬外殼可不接地，也可接地。
儀表供電及電路和儀表金屬外殼之間是絕緣的，絕緣強(qiáng)度和可靠性足夠好時(shí)，儀表金屬外殼不需要接地。GB/T3836.15-2017規(guī)定安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)的電氣設(shè)備金屬外殼可不接地，也可接地，保護(hù)措施之一就是良好的絕緣。
具體工程實(shí)施中可以采用以下兩種方式之一：
a)根據(jù)工程實(shí)際情況和標(biāo)準(zhǔn)適用范圍選擇適用的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求，不苛求道理。
b)安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)的儀表金屬外殼可不接地，也可接地。非安全特低電壓系統(tǒng)(SELV)時(shí)，儀表金屬外殼應(yīng)接地。工程實(shí)際中也可以對(duì)重點(diǎn)管控并且危險(xiǎn)性大的場(chǎng)所實(shí)施更為嚴(yán)格的要求，比如爆炸性環(huán)境0區(qū)和1區(qū)內(nèi)的儀表金屬外殼接地。
由于標(biāo)準(zhǔn)要求并不一致，通常應(yīng)遵循某一適用標(biāo)準(zhǔn)，不宜簡(jiǎn)單行事，刻意符合所有標(biāo)準(zhǔn)，某些標(biāo)準(zhǔn)之間由于針對(duì)的行業(yè)和適用對(duì)象不同而有相悖的條款，不能兼顧。具體工程實(shí)施中宜和監(jiān)管部門及檢查者協(xié)商溝通。
隔爆空外殼和整體防爆
儀表放入取得防爆合格證的隔爆空外殼，是否需要對(duì)整體儀表進(jìn)行防爆認(rèn)證，是工程實(shí)際中經(jīng)常遇到的問題。
GB/T3836.15-2017《爆炸性環(huán)境第15部分：電氣裝置的設(shè)計(jì)、選型和安裝》的10.1條款對(duì)隔爆外殼“d”提出了補(bǔ)充要求：僅有Ex元件防爆合格證(帶有符號(hào)“U”)的隔爆外殼不得安裝，它們應(yīng)與設(shè)備組裝在一起取得設(shè)備防爆合格證。設(shè)備不經(jīng)重新評(píng)定不能改變?cè)O(shè)備的內(nèi)部元件，因?yàn)楹鲆晽l件變化會(huì)導(dǎo)致壓力重疊、溫度組別變化或其他類似的可能使防爆合格證失效的情況。
從以上要求可以看出，不論儀表是否有防爆合格證，將其放入取得防爆合格證的隔爆空外殼，都需要對(duì)整體儀表進(jìn)行防爆認(rèn)證。采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法，而不采用實(shí)物或資料檢查法是科學(xué)、合理、簡(jiǎn)便的方法，并且符合驗(yàn)證科學(xué)體系，比某些儀表特性的資料檢查法好得多。
其他防爆型式有類似的考慮和要求，比如，改變?cè)O(shè)備的內(nèi)部元件可能導(dǎo)致溫度組別的變化，適用于各種防爆型式，因此Ex元件防爆合格證，可以簡(jiǎn)化整體取證程序，但不能替代整體取證。
排水三通
電纜采用保護(hù)管敷設(shè)時(shí)，保護(hù)管與檢測(cè)元件或現(xiàn)場(chǎng)儀表之間，采用防護(hù)軟管連接時(shí)，保護(hù)管口應(yīng)低于儀表進(jìn)線口約250mm，保護(hù)管從上向下敷設(shè)至儀表時(shí)，在管末端應(yīng)加排水三通，如圖1所示。排水三通是否需要封堵，是工程安裝和安全檢查中常見的問題，有觀點(diǎn)認(rèn)為從防爆角度排水三通應(yīng)封堵，也有觀點(diǎn)認(rèn)為排水三通是排水用的，不應(yīng)封堵。
圖1 排水三通示意
排水三通是否需要封堵應(yīng)根據(jù)電氣線路布線形式確定，如果是電纜布線，圖1中所示的排水三通不應(yīng)封堵，如果是鋼管布線，鋼管布線系統(tǒng)內(nèi)的排水三通應(yīng)有密封措施。
GB50257-2014《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電氣裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)鋼管布線的密封要求作出了規(guī)定，爆炸性環(huán)境1區(qū)、2區(qū)、20區(qū)、21區(qū)和22區(qū)的鋼管配線，應(yīng)做好隔離密封，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
a)電氣設(shè)備無密封裝置的進(jìn)線口應(yīng)裝設(shè)隔離密封件。
b)在正常運(yùn)行時(shí)，所有點(diǎn)燃源外殼的450mm范圍內(nèi)應(yīng)做隔離密封。
c)管徑為50mm及以上的管路在距引入的接線箱450mm以內(nèi)及每距15m處應(yīng)設(shè)隔離密封件。
d)易積結(jié)冷凝水的管路，應(yīng)在其垂直段的下方裝設(shè)排水式隔離密封件，排水口應(yīng)置于下方。
鋼管布線中排水型隔離密封盒示意如圖2所示。
圖2 鋼管布線中排水型隔離密封盒
儀表電氣接口處采用電纜接頭作為電纜引入裝置時(shí)，屬于電纜布線，不屬于鋼管布線，圖1所示的排水三通不應(yīng)封堵，應(yīng)敞開用于排水。
現(xiàn)場(chǎng)儀表的防水、防潮是南方多雨地區(qū)的大問題，應(yīng)當(dāng)采取封堵和流通兩種方式相結(jié)合的方法解決。GB 0257-2014的規(guī)定可能沒有、或者不全是根據(jù)實(shí)驗(yàn)做出的。可能是在無妨大局的前提下，為便于統(tǒng)一施工驗(yàn)收。
金屬管道法蘭等電位連接
金屬管道法蘭等電位連接雖然不屬于儀表防爆，由于工程實(shí)際中相關(guān)要求和實(shí)施方案存在較多爭(zhēng)論，本文也討論一下。
金屬管道法蘭連接處的導(dǎo)電連接實(shí)現(xiàn)了等電位，目的是靜電防護(hù)和雷電防護(hù)。
導(dǎo)電連接不同于靜電接地，靜電接地是為了借助于大地釋放靜電，取得物體的靜電平衡，避免物體的靜電積聚。金屬管道法蘭連接處的等電位連接是為了避免金屬管道法蘭面間的電荷不均衡形成電位差，避免因電位差產(chǎn)生靜電間隙放電或雷電間隙放電。金屬管道法蘭連接處的等電位連接應(yīng)關(guān)注兩個(gè)方面：連接方式和電荷導(dǎo)通載流能力。
對(duì)于配對(duì)金屬管道法蘭之間的等電位連接，不同標(biāo)準(zhǔn)要求不盡相同，以下是幾個(gè)具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)要求。
GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中4.2.2條款規(guī)定：對(duì)于第一類防雷建筑物防閃電感應(yīng)，當(dāng)長金屬物的閥門、法蘭盤、彎頭等連接處的連接電阻值大于0.03Ω時(shí)，應(yīng)采用金屬導(dǎo)線跨接。連接螺栓不少于5根的法蘭在非腐蝕環(huán)境下可以不跨接。第二類和第三類防雷建筑物防閃電感應(yīng)沒有以上要求。
SH/T3097-2017《石油化工靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]中5.3.4條款規(guī)定：當(dāng)金屬法蘭采用金屬螺栓緊固時(shí)，通常可不另設(shè)靜電跨接連接線，但應(yīng)保證至少有兩個(gè)金屬螺栓具有良好的導(dǎo)電接觸面。
GB50516-2010《加氫站技術(shù)規(guī)范(2021年版)》中10.3.3A條款規(guī)定：氫氣、液氫等可燃物管道上的法蘭連接處應(yīng)采用金屬線跨接。跨接電阻應(yīng)小于0.03Ω。在正常環(huán)境無銹的情況下，管道法蘭等處的接觸電阻在0.03Ω以下，如果腐蝕生銹，由于接觸電阻增大，將有可能發(fā)生靜電或雷電火花，發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故，為防止管道上法蘭兩端由于連接不良或金屬銹蝕，使接觸電阻增大，作本條規(guī)定。
建議工程上可以采用下述幾種導(dǎo)電跨接方式：
1、通過螺栓或墊片導(dǎo)電跨接
法蘭配套的金屬螺栓及墊片是良好的導(dǎo)體，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接。此方式需要考慮環(huán)境對(duì)法蘭、螺栓材質(zhì)的腐蝕影響。對(duì)于很多現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境都會(huì)采取防腐措施，例如：涂刷防銹漆、鍍鋅、表面處理等。應(yīng)評(píng)估防腐措施對(duì)于導(dǎo)電的影響。不可采用去除防腐措施的方法提高導(dǎo)電性能。可以采用通過螺栓實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接的場(chǎng)合如下：
a)非腐蝕環(huán)境。例如：干旱地區(qū)、非鹽鹵環(huán)境地區(qū)。
b)耐腐蝕材料的法蘭、螺栓。例如：耐工藝介質(zhì)腐蝕的不銹鋼。
c)導(dǎo)電的防腐措施。例如：導(dǎo)電的防腐涂層或鍍層。
2、通過螺母壓接接地片實(shí)現(xiàn)等電位連接
通過法蘭配套的螺栓螺母壓接金屬連接片，連接片壓接跨接導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接。應(yīng)采用防腐蝕的金屬配伍或與法蘭螺栓材質(zhì)相同的連接片。
3、設(shè)置“接地附件”實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電跨接
在腐蝕環(huán)境采取防腐措施的法蘭螺栓連接不能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接時(shí)，建議采用設(shè)置專用“接地附件”或過渡連接件的方式。
4、使用螺栓防腐膠
對(duì)法蘭導(dǎo)電跨接需要關(guān)注法蘭螺栓本身的導(dǎo)電，不是所有的法蘭都需要另加導(dǎo)電連接。法蘭連接還應(yīng)當(dāng)注意腐蝕問題，需要采取相應(yīng)的防腐措施。有些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的0.03Ω連接電阻不是靜電防護(hù)、雷電防護(hù)導(dǎo)電跨接的必然需要。靜電電荷流通的電阻是103-106量級(jí)，雷電流是數(shù)kA量級(jí)的。非腐蝕環(huán)境，法蘭螺栓連接具有良好導(dǎo)電性時(shí)，優(yōu)先采用螺栓連接實(shí)現(xiàn)等電位連接。在某些場(chǎng)合可以采用接地附件的方法進(jìn)行導(dǎo)電跨接。
粉塵防爆和氣體防爆
粉塵防爆級(jí)別高還是氣體防爆級(jí)別高以及氣體防爆能不能替代粉塵防爆，是工程設(shè)計(jì)和安全檢查中經(jīng)常遇到的問題。
粉塵防爆電氣設(shè)備和氣體防爆電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志不一樣，試驗(yàn)、型式檢驗(yàn)等都不一樣，兩者之間不能互相替代，也沒有哪個(gè)更高之說。
如果電氣設(shè)備所處環(huán)境即是爆炸危險(xiǎn)氣體環(huán)境，也是爆炸危險(xiǎn)粉塵環(huán)境，電氣設(shè)備必須選擇滿足雙重防爆的電氣設(shè)備，即需要同時(shí)具有爆炸危險(xiǎn)氣體環(huán)境防爆合格證和爆炸性粉塵防爆合格證。
GB50058-2014《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說明5.2.3條款明確指出：對(duì)于爆炸性氣體和粉塵同時(shí)存在的區(qū)域，其防爆電氣設(shè)備的選擇應(yīng)該即滿足爆炸性氣體的防爆要求，又要滿足爆炸性粉塵的防爆要求，其防爆標(biāo)志同時(shí)包括氣體和粉塵的防爆標(biāo)識(shí)。
防爆強(qiáng)制認(rèn)證
按照《市場(chǎng)監(jiān)管總局關(guān)于防爆電氣等產(chǎn)品由生產(chǎn)許可轉(zhuǎn)為強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理實(shí)施要求的公告》[2019年第34號(hào)]要求，“由生產(chǎn)許可轉(zhuǎn)為強(qiáng)制性認(rèn)證產(chǎn)品范圍”里的防爆電氣等產(chǎn)品應(yīng)取得國家授權(quán)的防爆認(rèn)證機(jī)構(gòu)頒發(fā)的防爆電氣類產(chǎn)品國家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證(CCC認(rèn)證)證書，且證書在有效期內(nèi)。證書不再稱為防爆合格證書。“由生產(chǎn)許可轉(zhuǎn)為強(qiáng)制性認(rèn)證產(chǎn)品范圍”包含17個(gè)類別的防爆電氣設(shè)備，詳見上述公告附件。17個(gè)類別以外的防爆電氣設(shè)備，在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所使用時(shí)，應(yīng)取得國家授權(quán)防爆認(rèn)證機(jī)構(gòu)頒發(fā)的產(chǎn)品防爆合格證。
自2020年10月1日起，納入CCC認(rèn)證管理的產(chǎn)品未獲得強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書和未標(biāo)注強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)志，不得出廠、銷售、進(jìn)口或在其他經(jīng)營活動(dòng)中使用。
目前防爆電氣CCC認(rèn)證證書取得國家授權(quán)的發(fā)證機(jī)構(gòu)有6家，分別是：
1、中國質(zhì)量認(rèn)證中心(CQC)
2、方圓標(biāo)志認(rèn)證集團(tuán)有限公司(CQM)
3、南陽防爆電氣研究所有限公司(CNEx)
4、上海儀器儀表自控系統(tǒng)檢驗(yàn)測(cè)試所有限公司(SITIIAS)
5、中創(chuàng)新海(天津)認(rèn)證服務(wù)有限公司(PCEC)
6、佳木斯防爆電機(jī)研究所有限公司(JEXM)
總的來說，按照法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等要求，對(duì)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所內(nèi)的防爆電氣設(shè)備進(jìn)行正確的選型和安裝使用，是保障人身和生產(chǎn)安全的重要內(nèi)容。應(yīng)從防爆原理、法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、產(chǎn)品情況、工程實(shí)際等方面全面考慮，科學(xué)合理的進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和工程實(shí)施，防爆檢查也應(yīng)特別注意法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求的前提條件和適用范圍，即要避免過度設(shè)計(jì)，也要避免欠缺或不足設(shè)計(jì)。
作者：范詠峰、葉向東
