复合防爆型式灯具深度探讨与应用指南

在石油、化工、船舶、矿山等爆炸性危险环境中，照明灯具不仅是保证生产进行的必要设备，更是保障人员安全的关键设施。与普通环境不同，此处的灯具一旦失效，不仅意味着停产，更可能因其自身成为点火源而引发灾难性事故。

随着防爆技术的进步，复合防爆型式灯具因其更高的可靠性、灵活性和安全性，已成为危险场所照明的首选。本文将从其概念、常见类型、常见故障及选型注意事项四个方面进行深入探讨。

一、 复合防爆型式：1+1 > 2 的安全哲学

1. 定义
复合防爆型式是指在同一台防爆电气设备上，采用两种或两种以上的防爆保护型式，共同构成一个完整的防爆系统。这些型式相互补充，共同确保设备在正常故障、罕见故障甚至某些异常情况下都能维持其防爆安全性。

2. 为何需要复合？
单一防爆型式可能存在局限性。例如：

• 隔爆型（Ex d） 外壳坚固，但内部元件故障可能导致温度过高。
• 增安型（Ex e） 能防止正常运行产生火花，但无法承受内部爆炸。
• 本安型（Ex i） 能量限制极好，但难以驱动大功率光源。

通过复合，可以扬长避短，实现更高等级的防护。其设计理念符合 GB/T 3836.1 (IEC 60079-0) 中关于“由两种以上防爆型式保护的设备”的规定。

二、 常见复合类型及其工作原理

在灯具领域，以下几种复合型式最为常见：

1. 隔爆型与增安型复合（Ex de）

• 结构：灯具的主腔体（如安装驱动电源、接线端子的部分）采用增安型（Ex e） 结构，确保接线端子和线路在正常运行下不会产生电弧火花；而光源腔（如LED模组或灯泡所在位置）则采用隔爆型（Ex d） 结构，即使灯泡发生罕见的爆炸（或LED驱动故障产生火花），也能将爆炸限制在光源腔内，并通过隔爆接合面冷却熄焰，防止传爆。
• 优势：兼顾了接线安全与内部爆炸 containment，是目前大功率LED防爆灯具最主流、最经典的复合形式。安全性高，维护方便（Ex e接线腔开盖无需断电在安全区）。

2. 本安型与隔爆型或其他型式复合（Ex ia/ib + Ex d ...）

• 结构：设备的一部分电路（如传感器、控制信号线路）采用本安型（Ex i），而电源或功率输出部分采用其他型式（如隔爆型）。在灯具中，可能表现为本安型控制模块与隔爆型光源的结合。
• 优势：实现了信号端真正的本质安全，特别适用于需要频繁调节或带有智能控制功能的高端防爆灯具。

3. 正压型与其他型式复合（Ex p + ...）

• 结构：整个灯具外壳采用正压型（Ex p） 保护，通过持续通入保护气体维持内部正压，阻止外部爆炸性气体进入。而其内部的镇流器、电源等可能本身也带有其他防爆措施。
• 优势：散热性能极佳，非常适合数百瓦以上的超大功率投光灯、泛光灯，解决了传统隔爆灯具的散热难题。
• 缺点：需要气源，系统复杂，成本高。

三、 常见故障及排查预防

即使是复合型防爆灯具， improper use and maintenance can also lead to failure. 常见故障主要集中在以下几方面：

1. 密封失效（最常见）

• 现象：灯具内部进水、起雾，绝缘下降，导致短路跳闸或金属件腐蚀。
• 原因：
• 密封圈老化：长期高温、日晒、油污腐蚀导致橡胶密封圈硬化、开裂。
• 未压紧密封圈：维护后未将盖板紧固到位，或密封圈脱落、错位。
• 外壳破损：隔爆面或壳体因撞击产生裂纹或变形。
• 预防：定期检查密封圈弹性及完整性；开盖维护后必须按对角线顺序均匀紧固螺栓；严禁对灯具进行敲打改造。

2. 光源与驱动电源故障

• 现象：灯具不亮、闪烁、光衰严重。
• 原因：
• 驱动电源过热：散热设计不良或安装环境散热条件差，导致电源内部电解电容干涸、器件烧毁。
• 光源（LED芯片）光衰：长期超负荷工作或散热不良，导致芯片过热，提前失效。
• 预防：选择品质可靠、留有足够散热余量的品牌产品；确保灯具安装在通风良好处，避免被保温材料覆盖。

3. 隔爆面损伤

• 现象：肉眼可见的划痕、磕碰凹坑、严重锈蚀。
• 原因：粗暴运输、安装或维护时使用工具不当，破坏了精加工的隔爆接合面。
• 危害：这是致命故障！ 隔爆面间隙和长度是熄焰能力的关键，一旦损坏，隔爆性能即告失效。
• 预防：搬运安装时轻拿轻放；严禁用锉刀、砂纸打磨隔爆面；对于锈蚀，只能用煤油浸泡后轻轻擦除，并涂覆防锈油。

4. 引入装置问题

• 现象：电缆接头处松动、进水的痕迹。
• 原因：未使用合格的防爆格兰头，或格兰头未拧紧，未能有效夹紧和密封电缆。
• 预防：必须使用与灯具防爆等级匹配的电缆引入装置，并规范安装。

四、 选型注意事项

选择合适的复合防爆灯具，需进行系统考量：

1. 防爆标志与认证是前提：
2. 首要确认产品有完整的防爆合格证，铭牌标志清晰（如 Ex de IIC T6 Gb / Ex tD A21 IP66 T135°C）。
3. 确保其防爆级别（IIC）、温度组别（T6）和设备保护级别（Gb）适用于目标区域。
4. 按区域危险等级选型：
5. 1区、21区：必须选择安全性更高的复合型，如 Ex de。
6. 2区、22区：可选择复合型或单一型（如 Ex e），但复合型通常意味着更长的寿命和更高的可靠性。
7. 环境适应性考量：
8. 防护等级（IP）：户外或潮湿环境需至少 IP65（防喷水）；水下安装需 IP68。
9. 防腐等级（WF）：化工、海上平台等腐蚀环境需选择不锈钢材质或高防腐等级（WF1）的产品。
10. 耐温性能：环境温度过高时，需选择允许环境温度（Ta）值更高或降额使用的产品。
11. 性能与维护性：
12. 光效与寿命：优先选择高光效、长寿命的LED光源，降低长期运行和维护成本。
13. 配光曲线：根据照明区域大小和照度要求，选择合适的配光（如窄光束投光灯、宽光束泛光灯）。
14. 维护便利性：Ex de型灯具的增安接线腔可不开盖断电（在安全区）进行接线，设计更为人性化。

结论

复合防爆型式灯具代表了防爆照明技术的先进水平，通过多种防爆技术的协同作用，提供了远超单一型式的安全保障。对于用户而言，理解其工作原理，有助于正确选型；熟知其常见故障，能指导日常巡检与预防性维护。

最终，安全照明来自于“合规的产品选择 + 规范的安装施工 + 科学的维护管理”三位一体的体系化建设。投资于高质量的复合防爆灯具，并配以严谨的管理，是在为企业的安全生产和人员的生命健康构筑一道坚实的光明防线。