在涉及易燃气体、蒸气、粉尘等高风险环境中作业的工业场所，如炼油厂、化工厂、加油站、饲料加工厂、塑料和烟花工厂，防爆箱体已成为确保人员与设备安全不可或缺的重要装置。这类结构坚固、密封性强的防爆柜，主要用于防止电气元件在内部发生爆炸后，将火焰或高温传播至周围环境，从而引发更严重的事故。
为什么需要使用防爆箱体或本安型（IS）电气柜
一旦你的设备被安装在国家防火协会（NFPA）定义的危险区域，你就必须使用经过认证的防爆或本安型电气柜来保护电气元件（如按钮、开关等）。这样做可以确保符合以下标准：
- 美国职业安全与健康管理局（OSHA） 的安全规定；
- 《国家电气规范》（NEC） 对危险区域的分类要求；
- 国家电气制造商协会（NEMA） 制定的结构和性能标准。
防爆柜和本安型柜不仅可以有效阻止电气设备内部爆炸进一步波及周围区域，而且还可降低财产损失风险，保护企业投资安全，更为现场作业人员创造一个更安全的工作环境。
防爆箱体的机械设计核心
防爆箱体的制造属于典型的机械设计与安全工程应用，不同厂家可能采用不同的设计理念与技术手段，但其目的一致——控制与限制爆炸风险。以下是几种常见的防爆设计方式：
1. 隔爆型（Flame-proof）结构
这种结构适用于压力较高的工作环境。即使箱体内设备发生爆炸，厚重的金属外壳也能承受内部产生的高压冲击，从而防止火焰传播至外部。通常使用铸铁、不锈钢或碳钢等高强度材料制造外壳。
2. 防护等级（IP等级）设计
通过密封设计，防止水汽、粉尘或其他异物进入箱体内部，从而保护敏感的电气元件，延长设备使用寿命，同时降低事故隐患。
3. 正压/清扫（Pressurization / Purging）
- 清扫（Purging）：在设备运行前或运行中，注入惰性气体（如氮气）以稀释箱体内可燃气体浓度，防止点燃。
- 正压（Pressurization）：在箱体内形成比外部更高的压力，以阻止粉尘或可燃物进入。
4. 灌封技术（Encapsulation）
通过耐高温、耐腐蚀的树脂将电气元件完全封装，使其不会直接接触空气中潜在的可燃气体或粉尘，常见于电路板、小型控制单元的防爆保护。
防爆与本安型（IS）箱体的本质区别
- 防爆型（Explosion Proof）：强调“容纳”——即设备内部可以发生爆炸，但不得将爆炸波及外部环境；
- 本安型（Intrinsically Safe）：强调“预防”——通过降低电压、电流与温度，从根本上杜绝产生电弧或火花，从而避免发生任何形式的点燃。
例如：本安型电路设计保证其在任何情况下都不会产生超过可燃气体引燃能量的电火花，特别适用于高温、高粉尘的工业环境。
常见的防爆箱体类型与系统
1. 防爆接线盒（Junction Boxes）
用于含有电缆接头和分线器的区域，如加油站、油气管道系统。需具备良好的密封性与抗冲击性。
2. 防爆电气柜（Explosion Proof Cabinets）
用于存放易燃液体、危险化学品或大功率电气设备，具有：
- 加厚钢板外壳；
- 通风孔或温控装置；
- 多层防火涂层等安全功能。
3. 本安型隔离栅（IS Barriers）
通过控制供电电流和电压，阻断高能量进入危险区域的可能性。典型应用如：
- 信号隔离
- 过程控制电路保护
防爆箱体适用的认证标准与分级
箱体设计必须符合NEC、NEMA 或 IEC 标准。以下是一些典型的分类说明：
NEMA 1
- 适用于室内安装环境
- 主要防止触电与基本防尘
NEMA 7
- 适用于 NEC Class I, Group A/B/C/D
- 用于可能存在可燃气体的环境中
- 要求外壳在内部爆炸时不发生结构破坏，且不能引燃外部气体
NEMA 9
- 适用于 NEC Class II, Group E/F/G
- 着重防尘，防止外部粉尘进入并被内部设备点燃
IEC 防爆区划（Zone 分类）
IEC依据可燃物质的出现频率将危险区划为：
- Zone 0：持续存在可燃气体
- Zone 1：运行期间可能存在
- Zone 2：短时间偶尔存在
对于Zone 1，需要使用d级隔爆型或e级增强安全型设备，后者不能产生电弧、火花，也不能过热。
NFPA 496 标准下的正压/清扫箱体
《NEC》第500条也允许在特定情况下使用正压/清扫型防爆柜，需满足NFPA 496标准要求。
保障生命与财产安全的第一道防
无论是石化、电力、制药还是自动化行业，使用合规的防爆箱体与本安型系统已经成为企业安全管理的重要组成部分。不仅可有效防止因电气问题引发的火灾与爆炸事故，还可满足政府监管要求，避免高额处罚。
