在噴涂、化工、制藥、鋰電材料、粉體輸送和金屬加工等設(shè)備中，有時不僅存在可燃氣體、蒸氣或易燃溶劑，還會同時產(chǎn)生可燃性粉塵。

例如，噴涂設(shè)備周圍可能存在有機溶劑蒸氣，同時伴隨涂料粉末；制藥設(shè)備既要處理含醇溶液，也要輸送藥物粉末；鋰電材料生產(chǎn)中，設(shè)備附近可能同時存在電解液揮發(fā)物和可燃粉體。

面對這類復(fù)雜工況，防爆伺服電機不能只按照“氣體防爆”或者“粉塵防爆”單獨選擇。

正確的選型思路是：分別識別氣體危險和粉塵危險，再按照兩套條件中更嚴(yán)格的要求，確認(rèn)電機及附件是否同時具備相應(yīng)的防爆能力。

 

一、為什么普通氣體防爆伺服電機可能不夠用？

爆炸性氣體環(huán)境與爆炸性粉塵環(huán)境屬于兩套不同的危險分類體系。

氣體防爆主要考慮：

• 可燃氣體、蒸氣或薄霧的種類；
• 氣體危險區(qū)域是0區(qū)、1區(qū)還是2區(qū)；
• 氣體組別屬于IIA、IIB還是IIC；
• 氣體的引燃溫度及設(shè)備溫度組別；
• 電機運行過程中是否產(chǎn)生電弧、火花或危險高溫。

粉塵防爆則需要考慮：

• 粉塵屬于可燃飛絮、非導(dǎo)電粉塵還是導(dǎo)電粉塵；
• 危險區(qū)域是20區(qū)、21區(qū)還是22區(qū)；
• 粉塵云和粉塵層的最低點燃溫度；
• 粉塵是否會進入電機內(nèi)部；
• 電機表面積塵是否影響散熱并造成溫升。

因此，標(biāo)有“Ex db IIC T4 Gb”的防爆伺服電機，說明其防爆能力針對的是爆炸性氣體環(huán)境，并不能僅憑這個標(biāo)志認(rèn)定其可以用于爆炸性粉塵環(huán)境。

同樣，只具有粉塵防爆標(biāo)志的電機，也不能直接用于存在可燃氣體的場所。

二、粉塵與可燃氣體同時存在時，先確定兩個危險區(qū)域

選型前，首先要確認(rèn)防爆伺服電機的實際安裝位置，而不是只看整個車間的大環(huán)境。

1.確定氣體危險區(qū)域

爆炸性氣體環(huán)境通常分為：

危險區(qū)域	基本含義	常見設(shè)備保護級別
0區(qū)	爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)、長時間或頻繁出現(xiàn)	Ga
1區(qū)	正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境	Ga或Gb
2區(qū)	正常運行時一般不會出現(xiàn)，即使出現(xiàn)也只是短時間存在	Ga、Gb或Gc

防爆伺服電機較常見的應(yīng)用場景是1區(qū)和2區(qū)。若設(shè)備安裝位置被劃為1區(qū)，電機通常需要滿足相應(yīng)的Gb級設(shè)備保護要求。

2.確定粉塵危險區(qū)域

爆炸性粉塵環(huán)境通常分為：

危險區(qū)域	基本含義	常見設(shè)備保護級別
20區(qū)	爆炸性粉塵環(huán)境連續(xù)、長時間或頻繁出現(xiàn)	Da
21區(qū)	正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性粉塵環(huán)境	Da或Db
22區(qū)	正常運行時一般不會出現(xiàn)，即使出現(xiàn)也只是短時間存在	Da、Db或Dc

如果電機安裝在粉體投料口、混料機、包裝機、除塵設(shè)備或粉塵容易沉積的位置，還要特別注意局部21區(qū)和22區(qū)的劃分。

我國現(xiàn)行的爆炸性粉塵環(huán)境場所分類可參考GB/T 3836.35—2021《爆炸性環(huán)境 第35部分：爆炸性粉塵環(huán)境場所分類》。

當(dāng)同一個安裝位置既屬于氣體1區(qū)，又屬于粉塵21區(qū)時，防爆伺服電機必須同時滿足這兩個區(qū)域的使用要求，不能只選擇其中一種。

三、重點查看電機有沒有雙重防爆標(biāo)志

對于氣體和粉塵危險同時存在的場所，可重點核對電機是否具有類似下面的雙重防爆標(biāo)志：

Ex db IIC T4 Gb / Ex tb IIIC T135℃ Db

需要說明的是，這只是常見的標(biāo)志示例，不代表所有項目都必須采用完全相同的等級。最終防爆標(biāo)志應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場物質(zhì)、危險區(qū)域和溫度條件確定。

這個示例可以拆分為兩部分理解。

氣體防爆部分：Ex db IIC T4 Gb

• Ex：表示設(shè)備用于爆炸性環(huán)境；
• db：表示采用隔爆外殼保護；
• IIC：表示適用的氣體組別；
• T4：表示設(shè)備最高表面溫度不超過135℃；
• Gb：表示設(shè)備具有較高保護級別，通?？捎糜跉怏w1區(qū)和2區(qū)。

在氣體分組中，一般按照IIA、IIB、IIC進行劃分。IIC對設(shè)備結(jié)構(gòu)、隔爆接合面和防爆能力的要求更高，但選型時仍應(yīng)核對證書范圍，不能只憑廠家宣傳判斷。

粉塵防爆部分：Ex tb IIIC T135℃ Db

• Ex：表示設(shè)備用于爆炸性環(huán)境；
• tb：表示采用外殼防止粉塵點燃；
• IIIC：表示適用于導(dǎo)電性粉塵環(huán)境；
• T135℃：表示設(shè)備規(guī)定條件下的最高表面溫度；
• Db：表示設(shè)備具有較高保護級別，通?？捎糜诜蹓m21區(qū)和22區(qū)。

粉塵分組通常包括：

• IIIA：可燃性飛絮；
• IIIB：非導(dǎo)電性粉塵；
• IIIC：導(dǎo)電性粉塵。

需要特別注意：IIC與IIIC不是同一個概念。

IIC對應(yīng)爆炸性氣體組別，IIIC對應(yīng)爆炸性粉塵組別。電機達到IIC氣體防爆等級，不代表自動具備IIIC粉塵防爆能力。

四、溫度等級不能只看“T4”

很多用戶在選防爆伺服電機時，只確認(rèn)“是不是T4”，但在氣體與粉塵并存的場所，這種判斷方式并不完整。

氣體防爆通常采用T1至T6溫度組別，例如T4表示設(shè)備允許的最高表面溫度不超過135℃。

粉塵防爆則通常直接標(biāo)注設(shè)備最高表面溫度，例如T135℃、T130℃或T100℃。選型時還要結(jié)合粉塵云最低點燃溫度、粉塵層最低點燃溫度以及積塵厚度進行判斷。

粉塵覆蓋在電機表面后，會形成隔熱層，影響電機散熱。對于長期低速大轉(zhuǎn)矩運行、頻繁啟停或持續(xù)過載的伺服電機，實際表面溫升可能比普通工況更值得關(guān)注。

因此，氣體T4合格，并不等于粉塵溫度要求一定合格。兩部分應(yīng)分別核算，并按照更嚴(yán)格的溫度限制選型。

五、防護等級高不等于粉塵防爆

部分用戶認(rèn)為，電機達到IP65或IP66，就可以用于可燃性粉塵環(huán)境。這種理解并不準(zhǔn)確。

IP防護等級主要說明設(shè)備防塵、防水能力，而粉塵防爆還涉及：

• 外殼結(jié)構(gòu)和接合部位；
• 密封材料；
• 電纜引入裝置；
• 設(shè)備最高表面溫度；
• 粉塵進入后的點燃風(fēng)險；
• 靜電積聚及接地；
• 對應(yīng)的防爆試驗和認(rèn)證。

因此，IP65、IP66只能作為環(huán)境防護能力參考，不能替代“Ex tb”粉塵防爆標(biāo)志和相應(yīng)的防爆證書。

粉塵外殼防爆的相關(guān)要求可參考GB/T 3836.31—2021《爆炸性環(huán)境 第31部分：由防粉塵點燃外殼“t”保護的設(shè)備》。

六、防爆伺服電機還要核對這些關(guān)鍵配置

防爆伺服電機不僅是一臺電機，還包括編碼器、制動器、電纜、接線裝置、驅(qū)動器及溫度保護等部分。氣體與粉塵同時存在時，需要重點檢查以下項目。

1.編碼器是否包含在認(rèn)證結(jié)構(gòu)中

伺服電機依靠編碼器完成速度和位置反饋。無論采用旋轉(zhuǎn)變壓器、增量式編碼器還是絕對值編碼器，都應(yīng)確認(rèn)其屬于電機認(rèn)證結(jié)構(gòu)的一部分。

不能將普通編碼器直接安裝到防爆電機后部，然后把整套設(shè)備當(dāng)作防爆伺服電機使用。

2.電纜引入裝置是否匹配

動力線、編碼器線和制動器線進入電機的位置，是防爆系統(tǒng)中容易被忽略的環(huán)節(jié)。

電纜接頭、格蘭頭、密封圈、堵頭和接線盒都要與電機防爆型式、線纜外徑及使用區(qū)域匹配。未經(jīng)確認(rèn)，不應(yīng)現(xiàn)場隨意擴大進線孔或更換普通接頭。

3.抱閘是否屬于防爆配置

如果防爆伺服電機需要配置抱閘，應(yīng)確認(rèn)抱閘結(jié)構(gòu)是否包含在相應(yīng)型號的防爆認(rèn)證范圍內(nèi)。

同時還要區(qū)分保持制動和安全制動。普通抱閘通常用于停機保持位置，不應(yīng)未經(jīng)評估就作為人員安全或垂直軸防墜落的唯一措施。

4.驅(qū)動器安裝在哪里

多數(shù)伺服驅(qū)動器并不直接安裝在爆炸危險區(qū)域內(nèi)，通常放置在安全區(qū)域的控制柜中，通過動力線和反饋線連接防爆伺服電機。

如果驅(qū)動器、接線箱、制動電阻或控制元件也需要安裝在危險區(qū)域內(nèi)，則這些部件同樣需要進行單獨的防爆適用性確認(rèn)。

5.低速大轉(zhuǎn)矩工況是否會造成過熱

伺服電機經(jīng)常在低速、高轉(zhuǎn)矩、頻繁啟停和快速加減速狀態(tài)下工作。轉(zhuǎn)速降低后，電機自身散熱能力可能下降，而粉塵積聚又會進一步影響散熱。

選型時不能只看額定功率，還要提供：

• 連續(xù)轉(zhuǎn)矩；
• 峰值轉(zhuǎn)矩；
• 工作轉(zhuǎn)速范圍；
• 單次運行時間；
• 啟停頻率；
• 加減速時間；
• 負(fù)載慣量；
• 環(huán)境溫度；
• 安裝方式；
• 是否存在表面積塵。

必要時還要配置溫度傳感器、過載保護和驅(qū)動器溫度監(jiān)控。

七、氣體與粉塵并存時的正確選型步驟

為了減少漏項，可以按照以下流程選擇雙防爆伺服電機。

第一步：確認(rèn)危險物質(zhì)

明確可燃氣體、蒸氣和粉塵的具體名稱，不能只寫“現(xiàn)場有氣體和粉塵”。

需要了解氣體組別、引燃溫度、粉塵導(dǎo)電性、粉塵云最低點燃溫度及粉塵層最低點燃溫度等數(shù)據(jù)。

第二步：分別確定危險區(qū)域

確認(rèn)電機安裝位置對應(yīng)的氣體區(qū)域和粉塵區(qū)域，例如：

• 氣體1區(qū)；
• 粉塵21區(qū)。

不能簡單以整個車間的區(qū)域劃分替代電機具體安裝位置的風(fēng)險判斷。

第三步：確定防爆標(biāo)志

根據(jù)危險區(qū)域、物質(zhì)組別和溫度條件，確定氣體防爆與粉塵防爆兩部分標(biāo)志。

例如項目可能要求：

Ex db IIC T4 Gb / Ex tb IIIC T135℃ Db

但最終標(biāo)志仍應(yīng)由項目設(shè)計單位、安全評估人員或具備相應(yīng)能力的專業(yè)人員確認(rèn)。

第四步：提供完整的伺服參數(shù)

除了防爆等級，還要提供電機功率、額定轉(zhuǎn)矩、峰值轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速、電壓、編碼器類型、抱閘要求、線纜長度及安裝尺寸。

第五步：核對銘牌和證書

采購前應(yīng)核對：

• 電機銘牌上的完整防爆標(biāo)志；
• 防爆合格證上的產(chǎn)品名稱和型號；
• 證書是否同時覆蓋氣體和粉塵環(huán)境；
• 認(rèn)證型號是否與實際交付型號一致；
• 編碼器、抱閘和接線結(jié)構(gòu)是否包含在認(rèn)證范圍內(nèi)；
• 證書中的特殊使用條件和環(huán)境溫度范圍。

國內(nèi)爆炸性環(huán)境電氣裝置的設(shè)計、選型和安裝，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)行的GB 3836.15—2024《爆炸性環(huán)境 第15部分：電氣裝置設(shè)計、選型、安裝規(guī)范》。該標(biāo)準(zhǔn)已于2025年8月1日實施，部分舊資料仍引用已經(jīng)廢止的GB/T 3836.15—2017，項目選型時應(yīng)注意版本更新。

八、三種常見選型錯誤

錯誤一：有IIC氣體防爆證，就認(rèn)為也能防粉塵

IIC和IIIC分別屬于氣體與粉塵分類體系。只有氣體防爆標(biāo)志，不能證明電機適用于爆炸性粉塵環(huán)境。

錯誤二：直接選擇最高防爆等級就可以

防爆等級越高，并不代表所有工況都能直接使用。還要檢查環(huán)境溫度、粉塵點燃溫度、運行轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、編碼器、抱閘和電纜接口。

錯誤三：只看電機，不看整套伺服系統(tǒng)

電機合格，不代表現(xiàn)場使用的普通插頭、接線盒、格蘭頭和控制元件也合格。防爆安全需要覆蓋完整的電氣和機械連接系統(tǒng)。

九、選型時建議向廠家提供哪些資料？

為了提高防爆伺服電機選型效率，建議一次性提供以下信息：

1. 可燃氣體或蒸氣名稱；
2. 粉塵名稱及是否導(dǎo)電；
3. 氣體危險區(qū)域；
4. 粉塵危險區(qū)域；
5. 要求的完整防爆標(biāo)志；
6. 現(xiàn)場環(huán)境溫度；
7. 電機功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速；
8. 電源電壓；
9. 編碼器類型；
10. 是否需要抱閘；
11. 電纜長度；
12. 安裝方式和空間尺寸；
13. 是否長期低速或頻繁啟停；
14. 是否存在明顯積塵、沖洗或腐蝕環(huán)境。

資料越完整，越容易避免出現(xiàn)“電機功率合適，但防爆標(biāo)志不覆蓋現(xiàn)場環(huán)境”的問題。

結(jié)語

粉塵與可燃氣體同時存在時，防爆伺服電機的選擇不能簡單理解為“選一個等級更高的氣體防爆電機”。

正確方法是分別完成氣體危險和粉塵危險識別，核對區(qū)域、物質(zhì)組別、設(shè)備保護級別、溫度限制及證書范圍，再確認(rèn)電機、編碼器、抱閘、電纜引入裝置和驅(qū)動系統(tǒng)是否形成完整可靠的防爆方案。

如果現(xiàn)場同時屬于氣體1區(qū)和粉塵21區(qū)，可以優(yōu)先考慮具有氣體與粉塵雙重防爆標(biāo)志的伺服電機，例如同時標(biāo)注“Ex db IIC T4 Gb”和“Ex tb IIIC T135℃ Db”的產(chǎn)品。但具體型號能否使用，仍應(yīng)以現(xiàn)場危險區(qū)域劃分、物質(zhì)特性及對應(yīng)型號的防爆證書為準(zhǔn)。

易普森可根據(jù)氣體類型、粉塵類別、防爆區(qū)域、功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及編碼器要求，協(xié)助進行防爆伺服電機與配套驅(qū)動系統(tǒng)選型。涉及雙重危險環(huán)境的項目，建議在設(shè)備設(shè)計階段完成防爆條件確認(rèn)，避免設(shè)備制造完成后再重新更換電機和電氣附件。

常見問題

1.氣體防爆伺服電機能用于粉塵環(huán)境嗎？

不能僅憑氣體防爆證使用。需要確認(rèn)電機銘牌和證書中是否同時具有粉塵防爆標(biāo)志。

2.IIC防爆等級是否包含IIIC？

不包含。IIC是氣體組別，IIIC是導(dǎo)電性粉塵組別，兩者屬于不同分類體系。

3.IP66電機能不能代替粉塵防爆電機？

不能。IP66表示外殼防塵防水能力，不等同于粉塵防爆認(rèn)證。

4.氣體1區(qū)、粉塵21區(qū)應(yīng)該選擇什么電機？

應(yīng)選擇同時滿足氣體1區(qū)和粉塵21區(qū)使用要求的防爆伺服電機，并核對完整防爆標(biāo)志、溫度限制和證書覆蓋范圍。

5.伺服驅(qū)動器也需要防爆嗎？

如果驅(qū)動器安裝在安全區(qū)域，一般按照控制柜及系統(tǒng)要求配置；如果安裝在爆炸危險區(qū)域，則驅(qū)動器及相關(guān)電氣部件也需要單獨進行防爆適用性確認(rèn)。