電氣設備防爆的重要性-石孟昌



電氣設備產生之危害主要除了可能導致感電災害外,還有可能引起電氣火災及爆炸危害,據消防署統計資料,可發現火災當中因電氣設備而引起火災者占大多數,一旦發生火災,恐將造成難以估計的財產損失,因此不可輕忽防災的重要性。平時準備好防火設備與工具,養成安全正確使用電器的習慣,並規劃好逃生路線,有助遠離災難。 為防止電氣設備成為引火源,其電氣設備須具有防爆功能之設計,並根據場所的危险區域等級,選用適當之防爆電氣設備,即可預防類似災害減到最低。
(一) 洩漏源 內容物含有可燃性物料者,應視為潛在釋放源,故應先按物質的釋放頻繁程度和持續時間長短確定釋放源的等級:
1. 持續存在:持續存在或預期可能長時間存在或短時間但頻繁存在的場所。
2. 主要洩漏等級:在正常操作下,週期或偶爾釋放的洩漏源,
3. 次要洩漏等級:在正常操作下,不預期會洩漏,即使洩漏也僅是偶爾短時間且不常發生。
(二) 危險區域劃分 爆炸性環境出現之區域,或爆炸性環境預期出現之量會使得在電機設備之構造、安裝及使用上,需要特別預防措施之區域。
1. Zone0:爆炸性環境連續、長時間或經常存在。
2. Zone1:在正常操作下,爆炸性環境可能存在。
3. Zone2:在正操操作下,爆炸性環境不太可能存在,若存在亦僅為極短暫的時間。
(三) 防爆電氣設備 所謂防爆電氣設備,依據職業安全衛生設施規則第一百七十七條規範之電氣機械、器具或設備,係指包括電動機、變壓器、連接裝置、開關、分電盤、配電盤等電流流通之機械、器具或設備及非配線或移動電線之其他類設備,具有防爆性能構造者。電氣設備防爆結構如下列:


(四) 溫度等級 除了防爆結構與危險區域等級之外,防爆電氣設備的使用還要考慮溫度等級如下列:
1. 第I群電機設備 最高表面溫度不應超過: 150℃:煤塵可能堆積成層之任何表面。 450℃:煤塵不可能堆積成層之處。
2. 第II群電機設備

3. 第III群電機設備
(1) 在無粉塵層情況下測定之最高表面溫度,所測定之最高表面溫度,不應超過所指定之最高表面溫度。
(2) 粉塵層之最高表面溫度,除了要求之最高表面溫度之外,亦可對環繞設備各側之已知厚度的粉塵測定最高表面溫度。 其所標定之特定最高表面溫度不可以超過該使用場所爆炸性氣體或蒸氣之著火溫度。
(五) 設備保護等級EPL 依據設備成為引燃源之可能性,並辨別爆炸性氣體環 境、爆炸性粉塵環境及在易受沼氣影響之礦坑爆炸性環 境之間的差異,而對設備所指定之保護等級如下列:


(六) TS認證防爆安全標示 防爆電氣設備其性能、構造、試驗、標示及危險區域劃分等,應符合國家標準 CNS3376 (或CNS 15591) 系列、國際標準 IEC 60079 (或IEC 61241) 系列或與其同等之標準規定。國家標準系列與國際標準系列有不一致者,以國際標準系列規定為準。

防爆電氣設備應在該設備所規定之環境條件下使用,才可避免電氣性或機械性之功能失效。如欲在該限制環境以外使用,應得到製造商或其他專家之相關建議才可進行。其操作和環境條件對防爆電氣設備產生的影響主要有:
(一) 操作條件惡劣:在運作時,受到強烈振動或衝擊,會影響電氣設備的機械結構和強度,增安型防爆電氣易受操作條件的不利影響。
(二) 潮濕環境:長期在潮濕環境下使用,會對設備的絕緣產生影響,導致絕緣電阻降低,發生電擊或漏電,破壞增安型和無火花型的防爆安全性,亦會使耐壓型的接合處產生銹蝕等影響。
(三) 腐蝕環境:嚴重的腐蝕會使設備外殼、固定件及接合面等產生銹蝕,破壞耐壓型及其他類型之設備殼體防護等級降低。
(四) 環境溫度:通常電氣設備允許的環境溫度範圍約-20~+40C,在高溫環境下操作,除導致設備的溫度升高外,亦會影響絕緣材料的加速老化。
(五) 其他影響:如陽光的照射導致絕緣材料、塑膠外殼老化;而雨水、灰塵會使絕緣性能降低,並影響設備運動件(如軸承)之間的潤滑,而產生摩擦高溫等影響。 電氣設備是產業中不可缺少的,然而工廠與工作場所普遍存在可燃性物質,電氣設備在正常使用時會消耗功率,消耗功率即會產生熱量,所以不論是正常或異常操作情況下,電氣設備都極有可能成為火源,故依據環境設置防爆電氣設備是必須的。 但國內往往僅將重點放在購置價格或應付勞動檢查,並未真正的暸解危險區域場所設置防爆電氣產品的重要性,忽略其延伸危害,因此有必要推廣防爆電氣驗證宣導及相關教育訓練課程,使其可能發生之危害減到最低。

按:石孟昌,中華民國工業安全衛生協會安全與環保技術服務處。