防爆電器選用指南：危險場所區域等級 (Zone 0/1/2) 與防爆構造詳解

防爆電器產品主要用於具有可燃性氣體或粉塵滯留的危險場所。為了防止電氣設備在操作時產生的火花、電弧或高溫成為點火源，引發火災或爆炸事故，正確選用符合規範的防爆設備至關重要。本文將深入解析危險場所區域等級劃分（Zone 0, 1, 2）、各類防爆構造原理以及各國規範對照。

什麼是危險場所區域等級？

危險場所是指「出現爆炸性混合氣或預期可能出現之環境，必須對電機設備構造及安裝採取特別安全對策的場所」。根據我國國家標準 (CNS) 及國際電工標準 (IEC)，危險區域的劃分並非單純依據可燃性氣體濃度，而是依據濃度達到爆炸界限的機率（發生頻率）及存在時間而定。

依據風險由高至低，分為以下 3 個等級：

0 區 (Zone 0)：極高風險

• 定義：爆炸性氣體環境連續性或長期存在。

• 特徵：爆炸性混合氣體在該場所長時間或連續存在。

• 適用設備要求：極高，通常僅允許本質安全型 (Ex ia) 或樹脂充填型 (Ex ma) 等雙重保護構造。

1 區 (Zone 1)：高風險

• 定義：爆炸性氣體環境在正常操作下「可能」存在。

• 特徵：在設備正常運轉狀態下，有可能出現爆炸性混合氣。

• 常見場所：維修口、排放口附近。

2 區 (Zone 2)：潛在風險

• 定義：爆炸性氣體環境在正常操作下「不太可能」發生。

• 特徵：如果發生，也僅是偶爾且短時間存在；或僅在異常狀態（如洩漏、故障）下才可能存在。

• 常見場所：儲槽區、管線法蘭連接處。

防爆電氣機具的選用原則與構造介紹

電氣機具防爆化的核心目的，在於防止電氣火花或設備表面高溫點燃危險氣體。選用原則遵循「高規格可向下相容」的邏輯：

• 適用於 0 區 的設備，可安裝於 1 區或 2 區。

• 適用於 1 區 的設備，可安裝於 2 區。

• 適用於 2 區 的設備，只能安裝於 2 區。

常見防爆構造代號與原理

目前常見的防爆構造及其代號如下（依據 CNS/IEC 標準）：

• 耐壓型 (Ex d)：設備外殼能承受內部爆炸壓力，且不引燃外部氣體。

• 增加安全型 (Ex e)：針對正常使用不產生火花的設備，提高其安全性（如端子箱）。

• 本質安全型 (Ex i)：限制電路能量，使其產生的火花不足以點燃氣體（分為 ia, ib, ic）。

• 模鑄型 (Ex m)：將產生火花的元件封裝在樹脂中。

• 無火花型 (Ex n)：正常運轉下不產生電弧或高溫（僅適用 Zone 2）。

• 正壓型 (Ex p)：通入保護氣體保持內部壓力高於外部，阻止危險氣體進入。

• 浸油型 (Ex o)：將帶電部件浸入油中。

• 填粉型 (Ex q)：填充石英砂等顆粒狀物質。

 表1 防爆電氣機具和系統之保護構造與場所等級

防爆構造	記號	使用區域
		0種場所	1種場所	2種場所
本質安全防爆構造	Ex ia	○	○	○
	Ex ib	×	○	○
	Ex ic	×	×	○
耐壓防爆構造	Ex d	×	○	○
內壓防爆構造	Ex px, py	×	○	○
	Ex pz	×	×	○
安全增防爆構造	Ex e	×	○	○
油入防爆構造	Ex o	×	○	○
樹脂充填防爆構造	Ex ma	○	○	○
	Ex mb	×	○	○
	Ex mc	×	×	○
簡易防爆構造	Ex n	×	×	○

雖然表1列出了各種構造形式的防爆構造，但如前所述，某些構造只適合某些特定機具。因為受限於點火源的類別與適合之防爆化構造，並非可以任意選用任何的防爆構造。除了前述本質安全防爆構造只適用於感測器等弱電裝置之外，耐壓防爆構造因為製作上的限制，不適合大型的電氣機具。另一方面，內壓防爆構造因為必須有相關周邊設備，所以較適合大型的電氣機具。
除了防爆構造與危險場所區域等級之外，防爆電氣機具的使用還要考慮溫度等級。防爆電氣設備的溫度等級（最高表面溫度）如表2所示。其所標定之特定最高表面溫度不可以超過該使用場所爆炸性氣體或蒸氣之著火溫度(ignition temperature)。實際選用時應有10℃之寬限值。

表2 防爆電氣設備之最高表面溫度與溫度等級（單位：^oC）

溫度等級	設備最高表面溫度
T1	450 oC
T2	300 oC
T3	200 oC
T4	135 oC
T5	100 oC
T6	85 oC

世界各國有關危險區域之分類比較表

級別                                     系統	中華民國CNS	日本JIS	歐洲IEC	美國NEC
				Article 500	Article 505
0	0區 (Zone 0)	0級	ZONE 0	Class I Divsion 1	Class I Zone 0
1	1區 (Zone 1)	1級	ZONE 1		Class I Zone 0
2	2區 (Zone 2)	2級	ZONE 2	Class I Divsion 2	Class I Zone 2

	第一位	第二位	第三位	範          例
	構造代號	爆發等級代號	燃點溫度等級	安全增防爆	耐壓防爆
CNS (歐 IEC)	d,e,I,q,s,o,p,m,n	ⅡA,ⅡB,ⅡC	T1~T6	Ex e T3 (EExe T3)	Ex d ⅡB T4 (EEx d ⅡB T4)	Ex d ⅡC T6 (EEx d ⅡC T6)
美 (NEC500)	Class 1 Div.1	Group A,B,C,D	T1~T6	Class 1 Div.2 T3	Class 1 Div.1 Group C, T4	Class 1 Div.1 Group A&B, T6
日 (指針)	d,e,I,q,s,o,f,m	1,2,3 3a,3b,3c,3n	G1~G6	eG3	d2G4	d3G6

如何看懂防爆標示？(範例解讀)

在選購防爆產品時，銘牌上的標示代表了該設備的防護能力。以下拆解幾個常見範例：

範例 1：Ex d IIB T4

• Ex：防爆公用符號

• d：耐壓防爆構造

• IIB：氣體群組（適用於乙烯等氣體環境）

• T4：溫度等級（表面溫度不超過 135°C）

• 對應美規：約等於 Class 1, Div 1, Group C, T4

範例 2：Ex e T3

• Ex：防爆公用符號

• e：增加安全型防爆（無火花）

• T3：溫度等級（表面溫度不超過 200°C）

• 對應美規：約等於 Class 1, Div 2, T3