采矿或石油天然气钻探公司等许多行业都要在易爆环境中操作其设备。国际电工委员会 (IEC) 已经在 IEC 60079 结构下设定了多项标准来规范在此类环境中使用的设备。

IEC 60079-0 将易爆环境定义如下：环境中包含的气体、粉尘、纤维或扬尘如果与氧气按一定比例混合，那么在电气电路冒出火花或设备发热时，可能会引发爆炸。这类环境中安装的电气设备必须消除或隔离火源，从而防止构成爆炸三角形（图 1-1）的三种要素同时存在：可燃物、氧气和火源。

图 1-1 构成爆炸三角形的三个要素

IEC 60079-11 将本质安全“i”定义为如下保护类型，即这种保护可将设备内的电能以及暴露在易爆环境中的互连接线限制在可通过火花或热效应导致点火的级别以下。本质安全涉及在本质上安全的设备或接线。换句话说，本质安全系统就是指能级很低而无法导致火花或产生足够热量来引发爆炸的系统。本质安全通常通过使用隔离层来限制能量进入危险或潜在易燃区域来实现，而隔离层要么是齐纳二极管和电阻器，要么是光耦合器和数字隔离器等隔离栅。

IECEx 体系是指与易爆环境中所用设备相关的针对标准认证的国际电工委员会体系。用于易爆环境中的元件和设备分别被称为防爆元件和设备，它们需要通过 IECEx 或其他地区认证，例如欧洲的 ATEX。ATEX 是法语“ATmosphère EXplosives”一词的缩写，指欧洲指令 2014/34/EU。

尽管国际分组和分区体系正在变得越来越流行，但在欧洲，危险区域通常是按类别划定的。

适用于易爆环境的电气设备可分为以下几类：

• I 类涵盖适用于以下环境的电气设备：容易发生瓦斯泄露的矿井 (M)。
• II 类涵盖适用于以下环境的电气设备：各种爆炸性气体 (G) 环境场所，容易发生瓦斯泄露的矿井除外。II 类可细分如下：
  • IIA – 典型气体为丙烷
  • IIB – 典型气体为乙二醇
  • IIC – 典型气体为氢

  标记为 IIC 的设备也适用于要求 IIA 和 IIB 的应用，因为氢气允许的点火能量 (20 µJ) 要低于乙二醇 (80 µJ) 和丙烷: (160 µJ)。

• III 类涵盖适用于以下预期环境的电气设备：爆炸性粉尘 (D) 环境场所，容易发生瓦斯泄露的矿井除外。III 类包含以下细分：
  • IIIA – 可燃扬尘
  • IIIB – 非导电粉尘
  • IIIC – 导电粉尘

  标记为 IIIC 的设备也适用于分别要求 IIIA 和 IIIB 的应用。

IEC 60079-11 定义了三种保护等级，分别是“ia”、“ib”和“ic”，对应于易爆环境发生点燃的可能性大小。这些术语的定义如下：

• “ia”提供了一种“非常高”的保护等级，这类设备被视为足够安全并能够用在最为危险的场所，并且在正常工作期间、预期故障期间或罕见故障期间，即使在发生气体泄露时保持为通电状态，也不太可能会成为火源。
• “ib”提供了一种“较高”的保护等级，这类设备在正常工作或预期故障期间不会成为火源。
• “ic”提供了一种”增强“的保护等级，这类设备在正常工作时不会成为火源，而且可能会提供一些额外的保护，确保设备在一些常规预期情况（例如灯泡故障）下仍不会成为火源。

设备保护级别 (EPL) 是 IEC 60079-0 中使用的另一个术语，用于定义根据成为火源的可能性大小而分配给设备的保护等级，并区分爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境和容易发生瓦斯泄露的矿井中易爆环境之间的差别。例如，设备保护级别“Ga”会分配给用于爆炸性气体环境的以下设备：具有“非常高”的保护等级，并且在正常工作期间、预期故障期间或罕见故障期间不会成为火源。

危险气体与可燃粉尘的混合物在接触灼热表面时可能会被点燃。灼热表面燃烧的条件取决于温度、表面积以及气体或粉尘混合物的浓度。产品的温度分级表示给定产品在规定的环境温度条件下不会超过的最高表面温度。表 4-1 显示了 II 类电气设备最高表面温度的温度分级。例如，如果产品的温度分级为 T3，则表示在制造商规定的环境温度下工作时，该产品的最高表面温度不会超过 200°C。

从易爆环境标准的角度来看，整个世界分为两个区域：危险区域和非危险区域；请参阅图 5-1。在危险区域中使用的设备被称为本质安全 (IS) 设备，而在非危险区域中使用的设备被称为非本质安全（非 IS）设备。在危险区域中，气体和粉尘的存在形成了一种易爆环境，因此应当限制能级（电压和电流）与储能元件（电容和电感），以免出现火花或过热问题。此外，危险区域中还应当限制功率水平和环境温度水平。在非危险区域中，环境中不存在危险条件，因此不会导致也不用担心爆炸，因而也就不存在任何关于功率水平和环境温度水平的本质安全相关限制。在危险区域中，电压电平只允许升高到如此水平，因此隔离耐受电压仅在 500V_RMS 条件下进行了测试，而非 IS 区域中的电压可能会升高到很高的水平，对应的隔离耐受电压可能达到 3000V_RMS 或更高。

图 5-1 独立本质安全 (IS) 电路之间的数字隔离器

本质安全设备可通过以下两种方法之一进行认证评估：系统认证或参量认证。在系统认证中，要指定系统的每个组件，然后对整个系统进行评估和认证。任何组件发生变化都会导致认证作废。相比之下，参量认证中是对每个组件分别进行评估，并会被分配一组安全或实体参数。借助参量认证，制造商可将现场设备连接到任何具有兼容实体参数的隔离栅。参量法让设备制造商能够轻松选择设计所需的组件。