詳解防爆電纜與電纜防爆保護系統(tǒng)
在爆炸危險場所（如石油、化工、礦山、制藥等行業(yè)），電氣系統(tǒng)的安全是重中之重。我們常常關注電機、儀表、控制柜等設備的防爆，卻容易忽略連接它們的“血管”——電纜。電纜本身可能成為點火源（由于短路、過熱、火花等），也可能成為危險介質傳播的路徑。
因此，構建一個完整的防爆電氣系統(tǒng)，必須深入理解兩大概念：“防爆電纜” 本身的特點與選擇，以及 “電纜的防爆保護產品”（即如何讓電纜安全穿過危險區(qū)域）的技術規(guī)范。
01、第一部分：防爆電纜的特點
首先需要明確一個概念：通常所說的“防爆電纜”并非指電纜自身能抵抗內部爆炸，而是指其具有特殊的結構和材質，能最大限度地防止因自身故障引發(fā)外部爆炸，并能在火災等極端條件下維持一段時間的電路完整性。
其主要特點如下：
1、阻燃特性
特點：阻燃是防爆電纜最核心的特性。其絕緣和護套材料采用特殊配方，當暴露在火焰中時，能有效抑制火焰的蔓延和傳播，離開火源后能自行熄滅。這可以防止火勢沿著電纜竄燃，將事故控制在局部。
標準體現(xiàn)：常用IEC 60332系列標準進行衡量。例如IEC 60332-1（單根垂直燃燒）、IEC 60332-3（成束燃燒）。阻燃等級常見A/B/C類，其中A類要求最高。
2、無鹵低煙特性
特點：傳統(tǒng)電纜（如PVC）燃燒時會釋放出大量黑色濃煙和腐蝕性、毒性的鹵酸氣體（如氯化氫）。這不僅阻礙人員逃生和救援，還會嚴重腐蝕精密電子設備。
無鹵低煙電纜采用聚烯烴等材料，燃燒時煙密度低，毒性小，透光率高。這在空間相對封閉的石油平臺、化工廠房、地鐵隧道中至關重要。
3、耐高溫與耐熱特性
特點：爆炸危險環(huán)境常伴有高溫工況。防爆電纜的絕緣和護套材料具有更高的長期允許工作溫度（如90°C, 105°C, 甚至125°C以上）和耐熱變形能力，防止因過熱導致絕緣老化、熔化，進而引發(fā)短路。
4、機械防護增強
特點：為防止在安裝或使用過程中因擠壓、磨損、撕裂等機械損傷破壞絕緣，此類電纜常采用鎧裝設計（如鋼絲鎧裝、鋼帶鎧裝）或加強型護套，提供優(yōu)異的抗壓和抗拉性能。
5、屏蔽結構
特點：很多防爆電纜集成銅絲編織或鋁塑復合帶屏蔽層。這不僅能抵抗電磁干擾（EMI），保證信號傳輸?shù)姆�(wěn)定性（對儀表和通訊電纜尤其重要），還能在一定程度上疏導短路電流和內外部電火花能量。
總結： 選擇“防爆電纜”時，不應只看名稱，而應核查其技術參數(shù)，確保其滿足所需的阻燃等級（如IEC 60332-3A）、無鹵低煙特性、溫度等級和機械防護要求。
02
第二部分：電纜防爆保護產品的技術規(guī)范
電纜自身達標后，如何安全地將其引入防爆設備、穿越墻壁或隔板，是另一個關鍵環(huán)節(jié)。這里的“防爆”是指通過一系列密封和保護措施，維持整個電氣系統(tǒng)的防爆完整性。其主要產品和規(guī)范如下：
核心產品：電纜引入裝置—— 俗稱“防爆格蘭頭”
這是最常用、最重要的電纜防爆保護產品。其技術規(guī)范極為嚴格。
1.防爆型式與認證
規(guī)范要求：必須與所連接的設備防爆型式匹配并獲得認證。例如，用于隔爆型（Ex d）設備的格蘭頭，其自身也必須具有Ex d認證。它通過精密的螺紋嚙合和壓力來保證與設備接口處的隔爆性能。
標志：產品上必須清晰鑄有防爆標志（如 Ex d IIC Gb/Ex e II Gb） 和認證編號。
2.夾緊與密封性能
夾緊電纜：格蘭頭必須提供足夠的機械夾緊力（通過密封圈和壓緊螺母實現(xiàn)），防止電纜被拉脫或扭轉，提供夾緊保護。
密封防塵防水：必須有效密封電纜與格蘭頭之間的空隙，達到較高的防護等級（IP代碼），通常要求不低于IP66（防塵浸水級），防止外部潮氣和粉塵侵入，保護設備內部。
阻止傳爆（對于隔爆型）：這是隔爆型格蘭頭的核心功能。其內部結構（如多層密封圈、迷宮式通道）能確保設備內部發(fā)生爆炸時，火焰和高溫氣體在通過格蘭頭時被冷卻和熄滅，防止傳到外部。
3.結構材料與腐蝕防護
材料：主體通常采用黃銅、不銹鋼（304/316） 或高品質工程塑料（對于增安型等）。不銹鋼材質尤其適用于腐蝕性環(huán)境。
防腐：許多格蘭頭帶有耐化學腐蝕的密封圈（如Viton氟橡膠）。
4.適用電纜范圍
每個格蘭頭都有明確的適用電纜外徑范圍。選型時必須確保電纜外徑在此范圍內，否則無法實現(xiàn)有效密封和夾緊。
其他關鍵保護產品：
防爆密封接頭（Through-wall Sealing）：當電纜需要穿過危險區(qū)與非危險區(qū)之間的墻壁或地板時，必須使用防爆密封接頭或密封模塊（Sealing Module），用防爆膠泥或復合填料將穿墻孔徹底封死，防止爆炸通過電纜橋架或管道縫隙傳播到另一個區(qū)域。
防爆撓性連接管（Flexible Conduit）：用于設備進線口與剛性鋼管之間的最后連接段，保護電纜免受機械應力（振動、拉扯）并維持防爆完整性。它由金屬網套或波紋管與兩端的防爆接頭組成。
其他關鍵保護產品：
防爆密封接頭（Through-wall Sealing）：當電纜需要穿過危險區(qū)與非危險區(qū)之間的墻壁或地板時，必須使用防爆密封接頭或密封模塊（Sealing Module），用防爆膠泥或復合填料將穿墻孔徹底封死，防止爆炸通過電纜橋架或管道縫隙傳播到另一個區(qū)域。
防爆撓性連接管（Flexible Conduit）：用于設備進線口與剛性鋼管之間的最后連接段，保護電纜免受機械應力（振動、拉扯）并維持防爆完整性。它由金屬網套或波紋管與兩端的防爆接頭組成。
03、第三部分：系統(tǒng)應用的核心規(guī)范與標準
所有設計和選型必須遵循以下核心法規(guī)和標準：
GB 3836.1-2021 《爆炸性環(huán)境 第1部分：設備 通用要求》：提供了總則和設備選型的通用要求。
GB 3836.2-2021 《爆炸性環(huán)境 第2部分：由隔爆外殼“d”保護的設備》：詳細規(guī)定了隔爆型設備（包括格蘭頭）的結構、試驗和標志要求。
GB 3836.15-2017 《爆炸性環(huán)境 第15部分：電氣裝置的設計、選型和安裝》： 這是電纜敷設和保護的直接依據(jù)。它明確規(guī)定：
電纜的阻燃耐火要求。
電纜引入裝置的選擇和安裝要求。
隔離密封的要求（在危險區(qū)域邊界、導管進出口等位置必須進行密封）。
IEC 60079系列標準：對應的國際標準，與GB標準大多等效。
GB/T 19666-2019 《阻燃和耐火電線電纜或光纜通則》：規(guī)定了電纜阻燃和耐火性能的分級和要求。
04、結論
構建一個真正安全的防爆電氣系統(tǒng)，是一個從“線”到“點”的全方位工程：
“線”：選擇符合環(huán)境要求的阻燃、低煙、無鹵、耐用的電纜，這是安全的基礎血脈。
“點”：在每一個電纜的接入點、穿越點，都必須使用經過認證、正確選型、規(guī)范安裝的防爆保護產品（如格蘭頭、密封接頭），這是保證系統(tǒng)防爆完整性的關鍵節(jié)點。
忽視任何一環(huán)，都等同于在危險的爆炸環(huán)境中埋下了致命的隱患。唯有嚴格按照國家標準進行設計、選型、施工和驗收，才能確保這條“生命線”的安全與可靠。
