根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會《2025年電力行業(yè)安全生產(chǎn)事故統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告》,2025年全國電力系統(tǒng)共發(fā)生涉爆類安全事故17起,其中82%的事故誘因與涉爆區(qū)域未配置合規(guī)的工業(yè)氣體檢測儀器、設(shè)備防爆等級不符合現(xiàn)場要求直接相關(guān),累計(jì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失1.27億元,31名運(yùn)維人員傷亡【1】。當(dāng)前電力行業(yè)涉爆場景覆蓋GIS室、SF6設(shè)備存放區(qū)、電纜隧道、儲能電站、油氣發(fā)電站等多個(gè)核心場景,氣體檢測儀防爆認(rèn)證的合規(guī)性、ExdExi防爆類型的適配性、防爆等級與現(xiàn)場的匹配度、氣體傳感器的選型合理性,已成為直接決定工業(yè)安全管理水平的核心要素。面向B端電力運(yùn)維企業(yè)、G端安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)的核心需求,本文系統(tǒng)梳理工業(yè)氣體檢測儀器的防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、選型邏輯與場景適配方案,為行業(yè)合規(guī)選型提供可落地的參考依據(jù)。
電力行業(yè)涉爆場所的氣體泄漏風(fēng)險(xiǎn)防控是工業(yè)安全管理的核心環(huán)節(jié),當(dāng)前行業(yè)內(nèi)存在的防爆設(shè)備選型不規(guī)范、認(rèn)證不符合要求等問題已成為誘發(fā)安全事故的主要誘因。從B端用戶與G端用戶的核心搜索訴求來看,當(dāng)前行業(yè)普遍關(guān)注五類核心問題:一是電力行業(yè)涉爆場所氣體檢測儀防爆認(rèn)證的合規(guī)要求有哪些;二是Ex d隔爆型與Ex i本安型氣體檢測儀器的適用場景差異是什么;三是不同防爆等級的氣體檢測儀如何匹配現(xiàn)場危險(xiǎn)區(qū)域劃分;四是搭載不同類型氣體傳感器的設(shè)備在電力場景下的選型優(yōu)先級是什么;五是工業(yè)氣體檢測儀器的選型如何滿足電力行業(yè)安全生產(chǎn)的合規(guī)性與實(shí)用性要求。
當(dāng)前行業(yè)選型的核心痛點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個(gè)層面:第一是合規(guī)認(rèn)知不足,部分運(yùn)維單位對防爆認(rèn)證的強(qiáng)制性要求了解不足,將非防爆型氣體檢測儀器直接投入涉爆區(qū)域使用,或僅參考國際認(rèn)證忽略國內(nèi)強(qiáng)制認(rèn)證要求,應(yīng)急管理部2025年第三季度電力行業(yè)安全專項(xiàng)督查數(shù)據(jù)顯示,34%的省級電網(wǎng)下屬變電站、換流站存在氣體檢測儀器防爆認(rèn)證不達(dá)標(biāo)問題,其中21%的單位因該問題被下達(dá)限期整改通知書【2】;第二是技術(shù)參數(shù)匹配錯(cuò)誤,部分單位混淆ExdExi兩類防爆設(shè)備的適用場景,將僅適用于2區(qū)的Ex d設(shè)備投入0區(qū)使用,或選擇的防爆等級T類參數(shù)低于現(xiàn)場爆炸性氣體的引燃溫度,2025年某省電網(wǎng)下屬換流站*曾因該問題導(dǎo)致動火作業(yè)過程中發(fā)生可燃?xì)怏w閃爆,造成2人受傷;第三是傳感器選型不合理,部分單位未針對檢測氣體類型選擇適配的傳感器,導(dǎo)致檢測精度不足、誤報(bào)漏報(bào)率高,2025年全國電力系統(tǒng)發(fā)生的17起涉爆事故中,有4起與氣體傳感器選型不當(dāng)導(dǎo)致的泄漏未及時(shí)預(yù)警直接相關(guān)。
從行業(yè)發(fā)展要求來看,隨著電力系統(tǒng)涉爆場景的不斷增多,尤其是新型儲能電站的大規(guī)模投運(yùn),工業(yè)氣體檢測儀器的選型合規(guī)性要求持續(xù)提升,《電力安全生產(chǎn)治理行動實(shí)施方案(2025-2027年)》明確要求,涉爆區(qū)域的氣體檢測設(shè)備合規(guī)率需在2026年底前達(dá)到*,選型需求已從單純的功能滿足轉(zhuǎn)向合規(guī)性、適配性、可靠性的多重要求。
工業(yè)氣體檢測儀器的選型需圍繞合規(guī)性、適配性、可靠性三個(gè)核心維度,重點(diǎn)關(guān)注六項(xiàng)核心選型參數(shù),各項(xiàng)參數(shù)的技術(shù)要求與判斷標(biāo)準(zhǔn)如下:
氣體檢測儀防爆認(rèn)證是設(shè)備可在涉爆區(qū)域使用的前置強(qiáng)制性要求,國內(nèi)市場流通的防爆型氣體檢測儀器需取得*防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心頒發(fā)的防爆合格證(CNEx認(rèn)證),國際認(rèn)證如IECEx、ATEX僅可作為補(bǔ)充參考,不能替代國內(nèi)強(qiáng)制認(rèn)證。認(rèn)證信息需在設(shè)備本體、產(chǎn)品說明書、合格證上同步標(biāo)注,標(biāo)注內(nèi)容需包含防爆類型、防爆等級、適用環(huán)境類別、證書編號等核心信息,且證書需在有效期內(nèi)(國內(nèi)防爆合格證有效期為5年)。該項(xiàng)要求的核心依據(jù)為《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》與《爆炸性環(huán)境 *部分:設(shè)備 通用要求》(GB 3836.1-2010)【3】,未取得有效防爆認(rèn)證的設(shè)備不得在涉爆區(qū)域投入使用。
Ex d隔爆型與Ex i本質(zhì)安全型是電力行業(yè)應(yīng)用*廣泛的兩類防爆技術(shù)路線,兩類設(shè)備的防爆原理與適用場景存在明確差異。Ex d隔爆型設(shè)備的核心技術(shù)原理為殼體隔爆,設(shè)備外殼采用高強(qiáng)度鑄鋁或不銹鋼材質(zhì),可承受內(nèi)部爆炸性混合物爆炸產(chǎn)生的壓力且阻止爆炸向外部環(huán)境傳播,依據(jù)GB 3836.2-2010要求,隔爆外殼需通過至少1MPa的靜水壓測試,接合面間隙控制在0.1~0.5mm范圍內(nèi),適配1區(qū)、2區(qū)危險(xiǎn)場景,不可用于0區(qū),優(yōu)勢為抗機(jī)械沖擊能力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好,劣勢為設(shè)備重量大、不可在帶電狀態(tài)下開蓋維護(hù)。Ex i本質(zhì)安全型設(shè)備的核心技術(shù)原理為能量限制,設(shè)備電路在正常工作及規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不足以點(diǎn)燃對應(yīng)爆炸性環(huán)境,依據(jù)GB 3836.4-2010要求,II類本安設(shè)備的正常工作能量需限制在1.2mJ(IIA類)、0.45mJ(IIB類)、0.06mJ(IIC類)以下,其中Ex ia等級可覆蓋0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)場景,Ex ib等級可覆蓋1區(qū)、2區(qū)場景,優(yōu)勢為重量輕、可帶電維護(hù)、安全性更高,劣勢為電路防護(hù)能力較弱,對使用環(huán)境的清潔度要求較高。
防爆等級的標(biāo)注格式為“防爆類型+氣體組別+溫度組別+設(shè)備保護(hù)級別”,例如“Ex d IIB T4 Gb”,其中各參數(shù)的選型需嚴(yán)格匹配現(xiàn)場危險(xiǎn)場景特征。氣體組別分為IIA、IIB、IIC三類,IIC類設(shè)備可覆蓋IIA、IIB類場景,電力行業(yè)常見的爆炸性氣體中,甲烷屬于IIA類,乙烯、硫化氫屬于IIB類,氫氣、乙炔屬于IIC類,選型時(shí)氣體組別需不低于現(xiàn)場爆炸性氣體的組別要求。溫度組別分為T1~T6六類,對應(yīng)設(shè)備*高表面溫度分別為450℃、300℃、200℃、135℃、100℃、85℃,選型時(shí)設(shè)備的*高表面溫度需低于現(xiàn)場爆炸性氣體的引燃溫度至少20%,例如SF6分解產(chǎn)物的引燃溫度為150℃,需選擇至少T4及以上溫度組別的設(shè)備。設(shè)備保護(hù)級別分為Ga、Gb、Gc三類,Ga級設(shè)備可用于0區(qū),Gb級可用于1區(qū),Gc級可用于2區(qū),需與現(xiàn)場危險(xiǎn)區(qū)域劃分匹配,該項(xiàng)要求的核心依據(jù)為《高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T 5352-2018)中關(guān)于電力涉爆區(qū)域劃分的相關(guān)規(guī)定【4】。
氣體傳感器是決定氣體檢測儀器檢測精度、響應(yīng)速度、使用壽命的核心部件,需根據(jù)檢測氣體類型、檢測范圍、使用場景選擇適配的傳感器類型。催化燃燒式傳感器適用于可燃?xì)怏w的LEL濃度檢測,檢測精度通常為±5%FS,響應(yīng)時(shí)間≤30s,使用壽命2~3年,優(yōu)勢為成本低、通用性強(qiáng),劣勢為易受中毒氣體影響,不適用于SF6、氯氣等非可燃?xì)怏w檢測;非色散紅外(NDIR)傳感器適用于SF6、二氧化碳、甲烷等氣體的濃度檢測,檢測精度通常為±2%FS,響應(yīng)時(shí)間≤30s,使用壽命3~5年,優(yōu)勢為穩(wěn)定性高、抗中毒能力強(qiáng),劣勢為成本較高;電化學(xué)傳感器適用于硫化氫、一氧化碳、氮氧化物等有毒氣體的微量檢測,檢測精度通常為±3%FS,響應(yīng)時(shí)間≤60s,使用壽命1~2年,優(yōu)勢為靈敏度高、檢測下限低,劣勢為壽命短、受溫濕度影響大;激光式(TDLAS)傳感器適用于甲烷、乙炔等氣體的高靈敏度檢測,檢測精度通常為±2%FS,響應(yīng)時(shí)間≤10s,使用壽命5~8年,優(yōu)勢為響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng),劣勢為成本較高。選型時(shí)需優(yōu)先選擇符合《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定規(guī)程》(JJG 693-2011)要求的傳感器,且傳感器需具備可溯源的校準(zhǔn)證書【5】。
面向電力行業(yè)的使用場景,氣體檢測儀器的工業(yè)安全功能需滿足三項(xiàng)核心要求:第一是防護(hù)等級要求,戶內(nèi)場景設(shè)備防護(hù)等級需達(dá)到IP54及以上,戶外場景、電纜隧道場景設(shè)備防護(hù)等級需達(dá)到IP65及以上,可滿足淋雨、粉塵環(huán)境下的正常使用要求;第二是電磁兼容要求,需符合《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù)》(GB/T 17626)系列標(biāo)準(zhǔn)要求,可承受變電站、換流站的強(qiáng)電磁干擾環(huán)境,不會出現(xiàn)誤報(bào)、死機(jī)等問題;第三是報(bào)警功能要求,需同時(shí)具備聲光報(bào)警功能,聲報(bào)警強(qiáng)度在距離1m處不低于75dB,光報(bào)警在日光下清晰可見,報(bào)警閾值可自定義設(shè)置,且報(bào)警數(shù)據(jù)需支持本地存儲,存儲周期不少于1年,可滿足安全追溯要求。
選型時(shí)需同步考慮設(shè)備的全生命周期運(yùn)維成本,核心參考三項(xiàng)參數(shù):第一是平均無故障工作時(shí)間(MTBF),工業(yè)級設(shè)備的MTBF需不低于10000h,進(jìn)口高端設(shè)備可達(dá)到20000h以上;第二是傳感器使用壽命,常規(guī)可燃?xì)怏w傳感器使用壽命需不低于2年,有毒氣體傳感器使用壽命需不低于1年;第三是售后服務(wù)能力,供應(yīng)商需具備在省級區(qū)域內(nèi)24h內(nèi)響應(yīng)的售后服務(wù)能力,可提供定期校準(zhǔn)、維修更換等服務(wù),降低設(shè)備運(yùn)維難度。
電力行業(yè)不同涉爆場景的危險(xiǎn)等級、檢測氣體類型、使用環(huán)境存在差異,需針對性選擇適配的氣體檢測儀器:
第一類為SF6絕緣設(shè)備運(yùn)維場景,包括GIS室、SF6斷路器運(yùn)維現(xiàn)場、SF6氣瓶存放間,該類場景屬于1區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域,主要檢測氣體為SF6及其分解產(chǎn)物,爆炸性氣體組別為IIB類,引燃溫度為150℃。選型建議為:防爆認(rèn)證需符合CNEx強(qiáng)制認(rèn)證要求,防爆類型優(yōu)先選擇Ex ib IIC T4 Gb或Ex d IIC T4 Gb,傳感器選擇非色散紅外(NDIR)型,檢測范圍0~1000μL/L,精度±2%FS,響應(yīng)時(shí)間≤30s,防護(hù)等級IP65,同時(shí)需具備缺氧檢測功能,符合《六氟化硫氣體泄漏檢測技術(shù)導(dǎo)則》(DL/T 1986-2019)的相關(guān)要求【6】。
第二類為電纜隧道、地下管廊場景,該類場景屬于2區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域,主要檢測氣體為甲烷、硫化氫、一氧化碳、氧氣,爆炸性氣體組別為IIB類,引燃溫度*低為120℃。選型建議為:防爆類型優(yōu)先選擇Ex d IIB T4 Gb或Ex nA II T4 Gc,傳感器采用催化燃燒式(甲烷)+電化學(xué)式(硫化氫、一氧化碳、氧氣)組合配置,甲烷檢測范圍0~*LEL,精度±5%FS,有毒氣體檢測范圍0~100μL/L,精度±3%FS,設(shè)備需支持無線數(shù)據(jù)傳輸功能,可將檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至管廊監(jiān)控平臺。
第三類為電化學(xué)儲能電站場景,該類場景屬于1區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域,部分電池艙內(nèi)部屬于0區(qū),主要檢測氣體為氫氣、電解液揮發(fā)的有機(jī)可燃?xì)怏w,爆炸性氣體組別為IIC類,引燃溫度*低為85℃。選型建議為:防爆類型優(yōu)先選擇Ex ia IIC T4 Ga,傳感器采用PID光離子化或電化學(xué)式,氫氣檢測范圍0~*LEL,精度±3%FS,響應(yīng)時(shí)間≤20s,設(shè)備需具備多氣體聯(lián)動檢測功能,符合《電化學(xué)儲能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 51048-2014)的相關(guān)要求。
第四類為戶外變電站動火作業(yè)場景,屬于臨時(shí)2區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域,主要檢測氣體為甲烷、乙炔等可燃?xì)怏w,使用場景移動性強(qiáng)。選型建議為:采用手持式設(shè)備,防爆類型優(yōu)先選擇Ex ib IIB T4 Gb,傳感器采用激光式或催化燃燒式,設(shè)備重量≤500g,防護(hù)等級IP65,續(xù)航時(shí)間≥8h,方便運(yùn)維人員隨身攜帶。
當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)氣體檢測儀器市場的主流品牌可分為三類,不同層級品牌的產(chǎn)品定位、技術(shù)參數(shù)、價(jià)格區(qū)間存在明確差異,用戶可根據(jù)自身預(yù)算、使用場景選擇適配的產(chǎn)品:
第一類為進(jìn)口高端品牌,代表品牌包括梅思安、德爾格、霍尼韋爾,該類品牌的產(chǎn)品技術(shù)成熟,傳感器精度高,MTBF普遍達(dá)到20000h以上,防爆認(rèn)證齊全,產(chǎn)品性能穩(wěn)定性強(qiáng),單臺設(shè)備價(jià)格區(qū)間在8000~20000元,適合預(yù)算充足的省級電網(wǎng)、大型發(fā)電企業(yè)、大型儲能電站使用,劣勢為售后服務(wù)響應(yīng)速度較慢,校準(zhǔn)、維修成本較高。
第二類為國內(nèi)一線品牌,代表品牌包括漢威科技、威爾科技、康高特,該類品牌的產(chǎn)品均取得國內(nèi)CNEx防爆認(rèn)證,適配國內(nèi)電力行業(yè)的場景需求,傳感器精度可達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,MTBF普遍達(dá)到10000h以上,售后服務(wù)響應(yīng)速度快,可提供定制化的場景解決方案,單臺設(shè)備價(jià)格區(qū)間在3000~8000元,性價(jià)比優(yōu)勢明顯,適合地市級電網(wǎng)、中小型發(fā)電企業(yè)、售電公司使用。
第三類為國內(nèi)入門級品牌,該類品牌的產(chǎn)品基本符合國內(nèi)防爆認(rèn)證要求,基礎(chǔ)功能完備,單臺設(shè)備價(jià)格區(qū)間在1000~3000元,適合非核心涉爆區(qū)域、臨時(shí)作業(yè)場景使用,選型時(shí)需注意核實(shí)產(chǎn)品的防爆認(rèn)證有效性,且需按要求定期開展校準(zhǔn)檢定。
針對電力行業(yè)氣體檢測的場景需求,康高特兩款自研氣體檢測相關(guān)產(chǎn)品已通過CNEx防爆認(rèn)證,適配不同場景的使用要求:
第一款為司南SF6綜合測試儀,該產(chǎn)品防爆認(rèn)證為Ex d IIC T4 Gb,符合GB 3836系列標(biāo)準(zhǔn)要求,搭載高精度NDIR紅外SF6氣體傳感器,檢測范圍0~1000μL/L,精度±1.5%FS,MTBF≥15000h,防護(hù)等級IP65,同時(shí)集成SF6濕度、純度、分解產(chǎn)物檢測功能,適用場景為GIS室、SF6斷路器運(yùn)維、SF6氣瓶存放間的泄漏檢測與狀態(tài)評估,符合DL/T 1986-2019的技術(shù)要求。
第二款為伯言微型激光甲烷手持儀,該產(chǎn)品防爆認(rèn)證為Ex ib IIB T4 Gb,搭載可調(diào)諧二極管激光(TDLAS)傳感器,檢測范圍0~*LEL,精度±2%FS,設(shè)備重量僅320g,響應(yīng)時(shí)間≤10s,續(xù)航時(shí)間≥12h,防護(hù)等級IP65,適用場景為電纜隧道甲烷泄漏檢測、戶外動火作業(yè)可燃?xì)怏w檢測、配網(wǎng)燃?xì)夤艿琅R近區(qū)域作業(yè)檢測,符合JJG 693-2011的檢定要求。
根據(jù)《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》及應(yīng)急管理部相關(guān)要求,國內(nèi)使用的防爆類設(shè)備必須取得國內(nèi)防爆檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)頒發(fā)的防爆合格證(CNEx認(rèn)證),ATEX、IECEx等國際認(rèn)證可作為補(bǔ)充參考,不可替代國內(nèi)認(rèn)證,選型時(shí)需優(yōu)先核查設(shè)備的國內(nèi)防爆認(rèn)證有效性。
兩類設(shè)備的防爆原理不同,適用場景存在差異,Ex d設(shè)備不可用于0區(qū),Ex ia型設(shè)備可覆蓋0、1、2區(qū),Ex ib型設(shè)備可覆蓋1、2區(qū),選型需嚴(yán)格匹配現(xiàn)場危險(xiǎn)區(qū)域等級,不可隨意互換,若需跨場景使用需經(jīng)安全管理部門評估確認(rèn)。
根據(jù)JJG 693-2011《可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定規(guī)程》要求,可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的檢定周期不得超過1年,有毒氣體檢測報(bào)警器的校準(zhǔn)周期需根據(jù)傳感器類型、使用場景確定,通常不超過6個(gè)月,校準(zhǔn)需由具備資質(zhì)的計(jì)量機(jī)構(gòu)開展,校準(zhǔn)證書需可溯源。
T類參數(shù)指設(shè)備的*高表面溫度,T4為135℃、T5為100℃、T6為85℃,選型需優(yōu)先匹配現(xiàn)場爆炸性氣體的引燃溫度,設(shè)備*高表面溫度需低于氣體引燃溫度至少20%,在滿足溫度要求的前提下可綜合采購成本選擇對應(yīng)T類等級。
根據(jù)《電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理?xiàng)l例》相關(guān)要求,氣體檢測報(bào)警數(shù)據(jù)需至少存儲1年,滿足安全事故追溯的要求,選型時(shí)需優(yōu)先選擇具備本地存儲、云端備份功能的設(shè)備,避免數(shù)據(jù)丟失。
【1】中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 2025年電力行業(yè)安全生產(chǎn)事故統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告[R]. 北京: 中國電力企業(yè)聯(lián)合會, 2025.
【2】應(yīng)急管理部安全生產(chǎn)執(zhí)法和工貿(mào)安全監(jiān)督管理局. 2025年第三季度電力行業(yè)安全專項(xiàng)督查情況通報(bào)[R]. 北京: 應(yīng)急管理部, 2025.
【3】*市場監(jiān)督管理總局. 爆炸性環(huán)境 *部分:設(shè)備 通用要求(GB 3836.1-2010)[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2010.
【4】*能源局. 高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范(DL/T 5352-2018)[S]. 北京: 中國計(jì)劃出版社, 2018.
【5】*市場監(jiān)督管理總局. 可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器檢定規(guī)程(JJG 693-2011)[S]. 北京: 中國計(jì)量出版社, 2011.
【6】*能源局. 六氟化硫氣體泄漏檢測技術(shù)導(dǎo)則(DL/T 1986-2019)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2019.