一、先分清:类别是按"环境气体"划分的
GB/T 3836.1-2021 第 4 章按使用环境把设备分类:
- I 类:煤矿井下甲烷(瓦斯)气体环境——即"矿用";
- II 类:工厂爆炸性气体环境,再按气体危险性分 IIA(丙烷类)、IIB(乙烯类)、IIC(氢气/乙炔类);
- III 类:爆炸性粉尘环境(IIIA 可燃性飞絮 / IIIB 非导电粉尘 / IIIC 导电粉尘)。
注意:I 类 vs II 类是"环境"的分界,IIA/IIB/IIC 是"气体敏感度"的分界——甲烷在气体敏感度上并不算最危险(MIE≈0.28mJ),但井下环境的特殊性(瓦斯积聚、煤尘、人员密集、难以及时撤离)决定了矿用要求从严。
树状图:根"爆炸性环境设备",三分支 I(煤矿-甲烷,矿灯图标)/ II(工厂气体,化工厂图标,下分 IIA/IIB/IIC)/ III(粉尘,粮仓图标,下分 IIIA/B/C),每个分支标注代表气体
二、保护等级的对应:Ma/Mb vs Ga/Gb/Gc
GB/T 3836.4-2021 第 4 章给本安装置和关联装置定义了类别:
| I 类(矿用) | II 类(工厂) | 对应本安等级 | EPL | 区域 |
|---|---|---|---|---|
| Ma | Ga | ia(附加矿用要求) | Ma/Ga | 正常+故障期间均需保护(0 区/煤矿含瓦斯断电工况) |
| Mb | Gb | ib(附加矿用要求) | Mb/Gb | 1 区/煤矿正常运行中出现瓦斯工况需保护 |
| — | Gc | ic | Gc | 2 区 |
要点: - Ma 要求在设备带电期间任何工况(包括瓦斯突然出现)下都不点燃,并附加矿用特有要求(如故障后的断电保护逻辑),比工厂 Ga 的单纯电路要求更综合; - Mb 允许在瓦斯出现时切断电源(矿用断电保护传统),对应 ib 级别加上矿用附加要求; - II 类独有的 ic(2 区)在矿用没有对应——井下没有"低风险区"。
左右两列(矿用/工厂)三行对应卡片,标注"ia+矿用附加""ib+矿用附加",ic 行在矿用列画"无对应"
三、五个维度的实质差异
3.1 气体与点燃参数
- II 类按 IIA/IIB/IIC 三级查曲线,点燃参数随气体敏感度阶梯变化(氢气最严);
- I 类按 I 类曲线查,代表气体甲烷——点燃曲线比 IIC 宽松得多,所以矿用本安电源能输出几瓦(第 9 篇案例),而 IIC 场景同样的功率几乎不可能。
3.2 温度评定
- II 类:温度组别 T1~T6(450/300/200/135/100/85℃)按工厂气体引燃温度选择;
- I 类:矿用设备表面温度要求结合煤尘叠加考虑——煤尘覆盖会恶化散热并自身可燃,标准对矿用表面温度另有从严限值(GB/T 3836.1);
- III 类本安装置在 3836.4 的 5.6.5 有专门规定(标志 T135℃、粉尘浸没耗散功率按表 4 限值)。
3.3 电源体系
- 工厂:DCS/PLC 系统配安全栅/隔离栅,24V 仪表电源体系;
- 矿井:井下电网 AC127V/380V/660V + 隔爆兼本安电源箱,供电半径、电缆长、母线波动大,本安电源必须应对宽输入范围与多路输出的能量管理;矿用断电保护逻辑(瓦斯超限断电)与电源设计耦合。
3.4 环境与结构
- 井下:高湿、振动、煤尘、腐蚀(硫化物),外壳机械强度、IP 等级、电缆引入装置(3836.1 附录 A)要求更严;
- 接地:井下电网的接地体系与工厂不同,齐纳栅依赖接地的方案在矿用需特别论证——矿用更倾向隔离式方案。
3.5 认证路径
- 工厂 II 类:防爆合格证(Ex 认证),防爆电气已纳入 CCC 认证管理;
- 矿用 I 类:矿用产品安全标志(MA 认证),由安标国家矿用产品安全标志中心管理,除防爆试验外还有井下工业性试验等附加环节。
五行×两列对比矩阵:气体曲线/温度评定/电源体系/环境结构/认证路径,每格一句话核心差异,矿用列用橙色、工厂列用蓝色
四、一张总表:I 类 vs II 类速查
| 维度 | I 类(矿用) | II 类(工厂) |
|---|---|---|
| 代表气体 | 甲烷(+煤尘) | 丙烷/乙烯/氢气(IIA/IIB/IIC) |
| 最小点燃能量 | ≈0.28mJ(较"迟钝") | 0.25→0.019mJ(IIC 最敏感) |
| 保护等级 | Ma / Mb | Ga / Gb / Gc(ia/ib/ic) |
| 点燃曲线 | I 类曲线(最宽松) | IIC 曲线最严 |
| 本安功率上限 | 大(可到数瓦) | IIC 场景小(百毫瓦级常见) |
| 温度要求 | 表面温度+煤尘叠加从严 | T1~T6 按气体选 |
| 典型产品形态 | 隔爆兼本安(Ex d[ib] I) | 本安(Ex ia/ib IIC)或隔爆 |
| 认证 | MA 矿用安标 | Ex 防爆合格证 / CCC |
| 设计倾向 | 隔离式、断电保护、宽输入 | 齐纳栅/隔离栅皆可 |
本表格做成信息图,矿用列与工厂列左右对照,用图标点缀每行
五、给工程师的三条实操建议
- 先定环境,再定等级:接项目先问清"下井吗"——下井走 Ma/Mb(MA 认证路线),不下的按 II 类区域定 Ga/Gb/Gc;两套标志不可互换替代。
- 矿用方案优先隔离式:井下接地条件与断电逻辑让齐纳栅方案风险高,隔离式安全栅/本安电源是主流。
- IIC 经验不能直接搬去井下:点燃曲线宽松了,但结构、温度(煤尘)、认证附加要求更严了——能量账好算,环境账难算。
本篇小结
- 类别划分看环境(I 煤矿 / II 工厂气体 / III 粉尘),等级划分看严格度(ia~ic / Ma~Gc);
- Ma≈ia+矿用附加、Mb≈ib+矿用附加;矿用没有 ic 对应的"低风险区";
- I 类点燃曲线宽松 → 本安功率更大,但温度(煤尘)、结构、认证全面从严;
- 认证双轨:MA 安标 vs Ex/CCC,项目启动时就要锁定路线。
下期预告:第 11 篇《系列总结:设计自查清单 + 认证避坑指南》——一页式 CheckList、试验要点回顾、认证失败 Top10,收官之作。
参考资料 1. GB/T 3836.4-2021 第 4 章、5.6.5、附录 A 2. GB/T 3836.1-2021 第 4 章(分类)、第 5 章(温度)、附录 A(电缆引入装置)
免责声明:文中最小点燃能量等参数为典型值,评定以标准正式曲线为准;认证要求以发证机构现行规定为准。

