在危险区域通信应用中,常见两类明显不同的设备。一类是采用坚固金属外壳、专用紧固件和电缆引入装置的重型电话、对讲终端或控制站;另一类的外形更接近普通手持设备,例如危险区域专用手机、无线电台或低功耗现场终端。两者都可能取得爆炸性环境使用认证,但采用的防护原理截然不同。
从设计角度看,一种方案允许设备内部存在可能点燃气体混合物的火花、电弧或高温部件,并依靠经过特殊设计和测试的外壳容纳内部爆炸。另一种方案则在电路层面限制电压、电流、功率和储能,使外露电路在规定条件下没有足够的能量成为有效点火源。
对于通信终端,这两种方案会影响设备尺寸、扬声器输出、蓄电池设计、显示屏、接口、布线、维护流程,甚至整个网络架构。因此真正需要回答的选型问题是: 需要哪些通信功能?需要多大功率?设备是固定式还是移动式?适用哪种危险区域分区?整个通信电路采用何种防爆型式?
“防爆型”和“本质安全型”究竟是什么意思?
“防爆电话”“防爆对讲机”和“防爆终端”等称谓通常泛指获得爆炸性环境使用认证的设备。但在 IEC 60079 系列标准中,防爆具有多种不同的保护型式,包括隔爆外壳 Ex d、增安型 Ex e、本质安全型 Ex i、正压型 Ex p 以及浇封型 Ex m。它们的总体目标都是降低电气设备引燃周围爆炸性环境的风险,但实现方式不同。
为了进行更准确的技术比较,这两种型式应表述为: 隔爆型通信终端(隔爆外壳,Ex d)与本质安全型通信终端(本质安全,Ex i)。 在 IECEx 体系中,IEC 60079-1 适用于隔爆外壳“d”,IEC 60079-11 适用于本质安全“i”,IEC 60079-0 则规定防爆设备在结构、试验和标志等方面的通用要求。这一区分十分重要,因为铭牌上只有“Ex”字样并不能确定防爆型式,后续标志,例如 db、ia、ib 和 ic等,也必须一并识读。
两种不同的防爆原理
隔爆设备与本安设备的根本区别在于:前者控制爆炸向外传播,后者限制可能引燃环境的能量。
Ex d:将爆炸限制在外壳内部
隔爆外壳的原理并不是保证设备内部永远不会出现电弧、火花或点燃现象,而是使外壳能够在规定条件下承受内部爆炸产生的压力,并通过专门设计的接合面和结构,防止火焰传播到周围爆炸性环境中。
因此,外壳强度、隔爆接合面或接缝、紧固件、电缆引入装置以及其他影响外壳完整性的部件,都属于防爆保护系统的一部分。
对于固定式通信终端,这种方案具有重要的实际优势:只要整机采用适当的保护型式完成设计与认证,外壳内就能够容纳常规通信电子电路、继电器、放大器以及功率相对较高的部件。
Ex i:将电路能量限制在点燃阈值以下
本质安全采用完全不同的方法。它不依赖厚重外壳承受内部爆炸,而是限制电压、电流、功率以及电容和电感中的储存能量,使电火花和热效应在规定的正常及故障条件下,均不足以点燃指定的爆炸性环境。
因此,评估范围不仅限于外壳,还包括 电气电路及与之连接的整个本质安全回路。
| 比较项目 | 隔爆型 Ex d | 本质安全型 Ex i |
|---|---|---|
| 核心原理 | 承受内部爆炸,并阻止火焰传播到外部环境 | 限制电能和热能,避免形成有效点火源 |
| 主要设计重点 | 外壳、接合面、紧固件、电缆引入装置及相关结构 | 电压、电流、功率、储能和整个回路的参数 |
| 典型特征 | 结构坚固,对较高功率电子部件的设计适应性较强 | 严格控制能量,适用于低功耗电子设备和信号电路 |
| 常见通信设备 | 固定电话、扩音对讲终端、控制站和声光报警终端 | 手持终端、无线电台和低功耗现场设备 |

为什么两者的外壳差异如此明显?
两种保护原理直接反映在产品外观和机械结构上。
典型的固定式隔爆电话通常采用坚固的铝合金、不锈钢或其他经过适当工程设计的金属外壳,并配备符合要求的盖板、紧固件和电缆引入结构。它通常比普通办公电话更重、更大,因为外壳不仅用于抗冲击,还可能是防爆型式的重要组成部分。因此,即使看似微小的结构变化也需要慎重评估。更换不同型号的螺栓、加工接合面、现场开孔或替换电缆引入装置,都可能影响原有防爆保护条件。
本质安全型终端更侧重内部电路设计。当电路、元器件、印制电路板间距、储能、电池和外部连接满足适用的本安要求时,设备不一定需要依靠厚重的隔爆外壳实现保护。这也是许多获得危险区域认证的手持电台、移动终端和仪表能够保持相对紧凑的原因。但塑料外壳不一定代表本安型,金属外壳也不一定代表 Ex d。必须根据认证标志和证书确认实际保护型式,不能仅凭外观判断。
功率需求可能决定选型
对于通信设备而言,Ex d 与 Ex i 最实际的区别之一不只体现在证书上,更体现在功率预算中。
通信终端不仅是传感器,还可能需要驱动听筒、扬声器、显示屏、背光、摄像头、无线模块、处理器、继电器、警示灯,甚至外置号角。所有这些功能都需要消耗能量。
隔爆设计可以容纳通信应用所需的电路和功率器件,通过经认证的外壳及整体结构管理相关危险。因此,高噪声区域使用的固定电话、扩音对讲终端、呼叫站和报警设备常采用隔爆型或组合式防爆型式。
本质安全从源头限制能量,对于传感器、信号设备、手持通信设备和专门设计的低功耗电子装置很有价值。但当终端需要持续输出较大音量、驱动高功率扬声器或连接高耗能外设时,本安设计就更具挑战性。
因此,不能简单认为所有危险区域电话都应采用本质安全型。高噪声化工装置中的固定电话可能需要高音量铃声、大功率免提扩音、外置号角扬声器或声光报警联动。这些功率要求本身就是选型的一部分。
| 通信需求 | 隔爆型/组合防爆设计 | 本质安全型设计 |
|---|---|---|
| 标准双向语音 | 实现相对直接 | 视认证设计而定,可以实现 |
| 高功率免提扩音 | 在较高输出功率方面具有更大灵活性 | 受到能量限制的约束更明显 |
| 外置高功率号角扬声器 | 可通过适当认证的系统实现 | 通常需要额外考虑功率和接口设计 |
| 声光报警 | 常见于固定式工业终端 | 须在完整本安设计中评估能量 |
| 电池供电的移动设备 | 可以实现,但结构可能更复杂 | 常见于专门设计的低功耗移动终端 |

安装与维护要求有所不同
两类设备都不能按照普通工业终端的方法安装或维护,但各自最容易出现问题的环节不同。
隔爆设备对结构改动尤其敏感
对于 Ex d 终端,维护人员必须保持外壳结构完整。不能随意打磨或加工隔爆接合面,不能仅因另一种螺栓尺寸相同就替换指定紧固件,也不能只凭螺纹能够拧入就选择电缆引入装置、转接件或封堵件。
为方便布线而现场额外开孔,或在维护中将原有结构件换成未经核验的替代品,都可能破坏原始保护条件。
本安系统对回路参数和隔离变化尤其敏感
对于 Ex i 系统,主要风险通常不在外壳改动,而在电路改动。更换安全栅、合并不同电路、改变电缆类型或长度、添加未经评估的设备,或未保持本安电路与非本安电路之间规定的隔离,均可能改变系统原先的设计条件。
因此,维护本安通信回路不能只检查替换设备是否采用相同电压,还需要重新核对系统参数及适用的安装文件。
另一个常见误解是:“既然电路具有本质安全性能,就可以随时带电断开或检修。”本质安全在某些维护场景下确实具有重要优势,但能否带电作业仍取决于设备证书、现场规程、适用标准和作业许可制度。 本质安全并不意味着自动允许不受限制的带电作业。

防爆型式最终必须服务于通信任务
在危险区域通信中,Ex d 和 Ex i 并非相互竞争的产品标签,而是两种不同的工程手段。Ex d 解决的是:当设备内部电路可能具有足够的点燃能量时,如何利用经认证的结构将危险限制在内部。Ex i 解决的是:如何在电路层面限制电能和热能,使其低于有效点燃阈值。前者为需要较大音频输出、较高功率及复杂现场接口的固定式通信设备提供更大灵活性;后者特别适合低功耗电路、移动终端、仪表以及必须严格控制回路能量的应用。不过,任何选型结论都必须结合具体产品的 Ex 标志、认证证书和现场条件进行判断。
工业通信系统应避免仅为统一标准而强制所有设备采用同一种防爆型式。化工厂可以同时使用隔爆固定电话、本安移动电台、危险区域扬声器以及安装在安全区的普通调度设备。只要每台设备都适合其安装环境,通信平台也能将其整合到统一的呼叫、PTT、调度和报警流程中,这种混合架构通常更符合实际运行需求。
贝克通信面向石油天然气、化工、能源、仓储等危险区域应用,提供防爆电话、工业通信终端、IP PBX 系统、SIP 服务器、RoIP 网关和指挥调度系统。
常见问题
防爆型与本质安全型是同一类型的两个保护等级吗?
不是。“防爆”常被用作危险区域设备的宽泛描述,而 Ex i 是基于本质安全的具体保护型式。严格的技术比较应当是隔爆型 Ex d 与本质安全型 Ex i。二者采用不同的保护原理,不能简单排列为较高或较低的等级。
Zone 1 区域更适合 Ex d 还是 Ex i?
当设备满足所需保护级别且具体证书允许该用途时,两种型式都可用于 Zone 1。Ex db 常用于适合 Zone 1 的固定式通信终端;本安设备则可采用 Ex ib 或更高保护级别。最终选型还取决于气体组别、温度组别、环境条件和设备功能需求。
本安设备一定更轻吗?
不一定。由于本质安全并不依靠厚重的隔爆外壳容纳内部爆炸,低功耗手持设备和现场终端通常能够设计得较为紧凑。但最终重量还取决于电池、机械防护、IP 等级、显示屏和通信功能。不能仅凭重量判断防爆型式。
本安设备可以直接连接普通交换机或电源吗?
不一定。本安设备可能需要安全栅、电气隔离器、关联设备,并要求完整本安回路的参数匹配。应依据设备证书、控制图和系统设计,核对 Uo、Io、Po 与 Ui、Ii、Pi,并同时考虑所连接设备及电缆的电容和电感。
高噪声危险区域的固定电话适合采用哪种防爆型式?
当通信点需要高音量铃声、大功率免提扩音、外置号角扬声器、声光报警或其他较高功率功能时,隔爆型或其他适当的组合防爆型式通常提供更大的设计灵活性。最终仍应根据设备证书、现场分区、环境噪声和实际功能需求决定,而不是只看防爆型式。