防爆馬達選型全攻略：搞懂 ATEX 等級與 Zone 防爆區域，杜絕工安隱憂

星泰國際教你如何為化工與半導體產線挑選最安全的防爆驅動方案

當您的產線涉及易燃氣體、化學溶劑或可燃性粉塵時，一個微小的電氣火花都可能引發災難性的工安事故。近期國內外多起化工廠與粉塵作業區的爆炸意外，再次敲響了工業安全的警鐘。在這些高風險環境中，「防爆馬達」不僅是法規要求的標準配備，更是守護企業資產與人員性命的最後一道防線。

然而，面對 ATEX、IECEx、TS 等繁雜的認證標準，以及 Zone 1、Zone 2 等危險區域劃分，許多工程師與採購人員在進行防爆馬達選型時常感到無所適從。選錯等級不僅無法通過安檢，更可能埋下不定時炸彈。

本文將由擁有 30 年傳動控制經驗的星泰國際，為您深入解析防爆馬達原理、全球認證差異及選型關鍵。無論您身處石油化學、半導體製程還是粉體加工產業，這篇指南都將協助您做出最正確、安全的決策。

什麼是防爆馬達？為什麼危險場所必須使用？

摘要說明：本段落將定義防爆馬達的核心概念——並非「馬達本身不會爆炸」，而是「不會引起外部環境爆炸」，並解析燃燒三要素與電氣點火源的關係。

許多人對「防爆馬達」有誤解，認為它是指馬達本身炸不壞。事實上，防爆馬達（Explosion-proof Motor）的真正定義是：在規定的運轉條件下，馬達內部的運作不會點燃周圍環境中的易燃氣體、蒸氣或粉塵。

防爆馬達原理與定義

要理解防爆原理，必須先回到「燃燒三要素」：可燃物（如氫氣、粉塵）、助燃物（氧氣）與點火源（火花、高溫）。在化工廠或半導體廠區，可燃物與氧氣往往無法完全避免，因此唯一的預防手段就是阻斷「點火源」。

防爆馬達透過特殊的結構設計（如耐壓外殼、增安絕緣），確保馬達在啟動、運轉或故障（如堵轉）時，產生的電弧、火花或表面高溫，被有效地隔離或抑制，無法接觸並引燃外部的爆炸性混合物。

電氣設備為何會成為引爆源？

一般標準馬達在運作時，可能產生以下危險源：

• 電弧與火花：碳刷接觸、繞組短路、接觸器開關瞬間都可能產生電氣火花。

• 高溫表面：馬達長時間負載運轉，機殼表面溫度可能超過環境氣體的「自燃溫度」。

• 靜電放電：旋轉部件摩擦累積的靜電。

哪些產業強制規範使用防爆馬達？

根據職安法規，以下場域必須強制使用具備對應等級的防爆馬達：

• 石油與化學工業：煉油廠、化工原料廠（存在揮發性溶劑）。

• 半導體與電子業：晶圓製程中使用多種易燃特殊氣體與化學藥劑的區域。

• 表面塗裝業：噴漆房（充滿油漆氣霧與揮發溶劑）。

• 食品與製藥業：麵粉廠、糖廠、藥粉混合區（存在高濃度可燃性粉塵）。

全球防爆認證標準大解析：ATEX、IECEx 與 TS 標章差異在哪？

摘要說明：本段比較歐規 ATEX、國際 IECEx 與台灣 TS 防爆標章的適用範圍與法規要求，解決採購時最常遇到的認證困惑。

在採購防爆馬達時，您會看到銘牌上標示著各種 logo。了解這些標準的差異，是確保設備合規的第一步。

IECEx 國際電工委員會防爆認證

IECEx 是目前全球通用度最高的認證體系，旨在促進防爆設備的國際貿易。如果您的設備需要出口到多個國家（如澳洲、紐西蘭及部分亞洲國家），選用具備 IECEx 證書的馬達通常是最安全的選擇。它強調單一標準、單一證書與單一標誌。

歐盟 ATEX 防爆指令

ATEX 是歐盟強制執行的法規，分為「設備指令」(2014/34/EU) 與「工作環境指令」(1999/92/EC)。凡是進入歐洲市場的防爆設備，都必須取得 ATEX 認證並標示 CE 標誌與 Ex 六角形符號。ATEX 的特點是將防爆安全視為整體系統，不僅規範電氣設備，也涵蓋機械設備（如減速機）。

台灣 TS 防爆標章 (勞動部職安署)

這是台灣工程師最需注意的重點。根據台灣《職業安全衛生法》，所有在國內指定危險場所使用的防爆電氣設備，必須取得台灣勞動部職安署核發的「TS 防爆標章」。

關鍵注意：即使您的馬達已經有歐美 ATEX 或 IECEx 證書，仍不能直接在台灣使用。進口設備必須持國外證書向台灣驗證機構申請轉發 TS 證書。星泰國際在代理 Parker 防爆馬達 ¹ 等進口產品時，皆能協助客戶釐清相關認證文件，確保符合在地法規。

北美 UL/NEC 防爆標準 (Class/Division)

美國與加拿大主要採用 NEC (National Electrical Code) 標準，將危險場所分為 Class (類別) 與 Division (分區)。雖然近年北美也逐漸接軌 IEC 的 Zone 系統，但在舊廠房或特定規範中，仍常見 Class I, Division 1 等標示。選型時需特別注意美規與歐規（IEC）的對照關係。

如何劃分危險區域？Zone 0、Zone 1、Zone 2 有何不同？

摘要說明：詳解氣體與粉塵環境的危險區域劃分標準，這是選型的第一步，決定了您需要購買什麼防護等級的馬達。

防爆區域的劃分（Hazardous Area Classification）依據「爆炸性物質出現的頻率與持續時間」來定義。等級越高的區域，對防爆馬達的規格要求越嚴格。

氣體環境 (Gas) 的區域劃分

針對易燃氣體、蒸氣或薄霧環境：

• Zone 0 (0區)：爆炸性氣體環境連續出現或長時間存在的區域。

  • 範例：儲油槽內部、化學反應槽內部。

  • 馬達選用：極少在此區安裝馬達，通常僅允許本質安全型 (Ex ia) 的感測儀表。

• Zone 1 (1區)：在正常操作下，爆炸性氣體環境可能出現的區域。

  • 範例：灌裝口附近、排放閥周圍、噴漆作業區。

  • 馬達選用：必須使用耐壓防爆 (Ex d)、增安型 (Ex e, 部分條件) 或正壓型 (Ex p)。

• Zone 2 (2區)：在正常操作下不太可能出現，即使出現也僅是短暫存在的區域。

  • 範例：法蘭連接處、管線焊接點周圍。

  • 馬達選用：可使用無火花型 (Ex n) 或上述更高規格的馬達。

粉塵環境 (Dust) 的區域劃分

針對可燃性粉塵環境（如麵粉、鋁粉、塑膠粉末）：

• Zone 20：導電性或可燃性粉塵連續或長時間存在的區域（如集塵機內部）。

• Zone 21：正常運作下可能出現粉塵雲或粉塵層的區域。

• Zone 22：異常狀況下才可能短暫出現堆積粉塵的區域。

防爆構造種類詳解：Ex d、Ex e、Ex p 該選哪一種？

摘要說明：深入技術核心，針對不同防爆構造（耐壓、增安、正壓等）進行詳細的原理、特點與應用場景解析，幫助您依據成本與安全性做出最佳選擇。

選定區域 (Zone) 後，接下來要選擇馬達的防爆構造（Type of Protection）。這直接影響設備的體積、重量與價格。

1. 耐壓防爆型 (Ex d / Flameproof)

• 定義/原理：這是最傳統且可靠的防爆形式。其設計理念並非阻止氣體進入馬達，而是假設易燃氣體已進入殼體內部並發生爆炸。Ex d 馬達擁有極為堅固的外殼（通常為鑄鐵或鋁合金），能夠承受內部的爆炸壓力而不損壞，且其接合面（Flame Path）具有特殊的間隙設計，能將噴出的火焰冷卻至無法點燃外部氣體的程度。

• 核心特點：結構笨重、殼體厚實、價格較高，但可靠度極高。

• 主要應用情境：適用於 Zone 1 與 Zone 2 的高風險區域。常見於泵浦、風機、壓縮機等需要高功率驅動且環境惡劣的場所。

2. 增安防爆型 (Ex e / Increased Safety)

• 定義/原理：Ex e 構造適用於在正常運轉下本身就不會產生電弧或火花的電氣設備。其原理是透過提高安全係數的設計，例如使用更高品質的絕緣材料、加強繞組浸漆、特殊的端子連接設計，以及嚴格控制轉子與定子的間隙，來防止內部出現電弧、火花或危險高溫。

• 核心特點：結構較輕便（接近一般馬達）、成本低於 Ex d 型。但它不能承受內部爆炸，因此對過載保護與維護的要求更嚴格。

• 主要應用情境：主要用於 Zone 2，在符合特定條件下可用於 Zone 1。適合照明燈具、接線箱以及低風險區域的馬達驅動。

3. 正壓防爆型 (Ex p / Pressurized)

• 定義/原理：Ex p 利用物理隔離的方式，將保護氣體（通常是清潔空氣或氮氣）注入馬達或儀表箱內部，使其內部壓力高於外部環境壓力。這個持續的「正壓」能有效阻絕外部的易燃氣體或粉塵進入殼體內，從而達到防爆效果。

• 核心特點：需要配置一套附屬的氣體供應與監控系統（Purge system），結構複雜，但不受馬達功率大小限制。

• 主要應用情境：適用於 Zone 1 或 Zone 2。常用於超大型馬達（因為做成 Ex d 外殼太昂貴且沈重）或包含非防爆元件的控制箱、儀表盤。

4. 本質安全型 (Ex i) 與無火花型 (Ex n)

• 本質安全 (Ex i)：限制電路中的能量（電壓/電流），使其產生的火花能量不足以點燃氣體。僅適用於低功率的感測器、編碼器，不適用於驅動馬達。

• 無火花型 (Ex n)：類似 Ex e，但要求較低，僅確保正常運轉無火花。專門用於 Zone 2 區域，是成本效益最高的選擇。

不知道您的製程適合哪種防爆構造？

搞錯防爆構造不僅浪費預算，更可能導致安檢卡關。

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溫度組別 (T-Class) 與氣體群組 (Gas Group) 怎麼看？

摘要說明：解讀銘牌上的 IIA/IIB/IIC 與 T1-T6 代碼，這是工程師最容易忽略但攸關安全性的關鍵規格，直接決定馬達是否會成為熱點火源。

防爆馬達的銘牌上常有一串如 Ex d IIC T4 的代碼，其中「氣體群組」與「溫度組別」至關重要。

氣體群組分級：IIA、IIB、IIC

這是根據氣體的「最大試驗安全間隙 (MESG)」與「最小點燃電流 (MIC)」來分類，代表氣體被點燃的容易程度。

• Group IIA：丙烷、丙酮（危險性較低）。

• Group IIB：乙烯（危險性中等）。

• Group IIC：氫氣、乙炔（最危險）。

• 選型原則：IIC 等級的馬達可以向下相容 IIB 與 IIA 環境；但 IIB 馬達不可用於 IIC 環境。若您的產線涉及氫氣製程（如半導體廠），務必選用 IIC 等級。

溫度等級：T1 至 T6 的表面溫度限制

這代表馬達在額定運轉下，殼體表面可能達到的最高溫度。

• T1：最高表面溫度 450°C

• T2：300°C

• T3：200°C

• T4：135°C

• T5：100°C

• T6：85°C (最安全)

• 選型原則：馬達的溫度等級必須低於環境氣體的「自燃溫度」。例如，二硫化碳的自燃溫度是 90°C，您就必須選用 T6 (85°C) 或 T5 (100°C) 的馬達，而絕對不能用 T4。一般而言，T4 等級已能涵蓋大多數工業氣體需求。

進階應用：為何自動化設備需要「防爆伺服馬達」？

摘要說明：從傳統感應馬達轉向高精度控制，探討 Parker 等高階防爆伺服馬達在噴塗機器人、半導體晶圓搬運的應用優勢，滿足精密定位需求。

在過去，防爆區多僅使用傳統的感應馬達驅動泵浦或風扇。但隨著工業 4.0 發展，許多位於危險區域的自動化設備（如噴漆機器人、晶圓清洗機台、印刷機）也開始需要高精度的位置與速度控制。這時，一般的防爆感應馬達就顯得笨重且反應遲鈍，您需要的是「防爆伺服馬達」。

一般防爆感應馬達 vs. 防爆伺服馬達

Parker 防爆伺服馬達的技術特點

星泰國際代理的 Parker 防爆伺服馬達（如 EX 系列） ²，專為 Zone 1 與 Zone 2 環境設計，具備以下優勢：

1. 高動態性能：採用稀土磁鐵轉子，提供極佳的扭力與加速性能，解決傳統防爆馬達反應慢的問題。

2. 緊湊強固設計：堅固的防爆外殼同時兼顧散熱與體積縮減，非常適合安裝空間受限的自動化產線。

3. 完整認證：同時具備 ATEX 與 IECEx 認證，符合北美 UL 標準，讓您的設備能順利銷往全球。

4. 系統整合能力：星泰國際能提供與 Parker 馬達完美匹配的防爆驅動器與線纜方案，解決最頭痛的電磁相容性 (EMC) 與佈線問題。

防爆馬達選型常見的 5 大錯誤與避免方式

摘要說明：列舉實務上常犯的錯誤，如「Zone 1 用成 Zone 2 馬達」或「忽略變頻器搭配認證」，展現專家經驗，幫您省下昂貴的學費。

1. 錯誤一：混淆氣體 (G) 與粉塵 (D) 認證

   • 狀況：買了 Ex d IIB T4 (氣體防爆) 馬達，卻用在麵粉廠 (粉塵環境)。

   • 正解：氣體與粉塵的防爆機制不同（外殼氣密性 IP 等級要求不同）。粉塵環境需認明 Ex tb IIIC 等標示。

2. 錯誤二：使用變頻器 (VFD) 卻未選用變頻專用防爆馬達

   • 狀況：將一般定速防爆馬達接上變頻器降速運轉。

   • 正解：變頻運轉會導致馬達溫升異常，甚至燒毀線圈。必須選用銘牌上註明「VFD Rated」或「Inverter Duty」的防爆馬達，且須內建熱敏電阻 (PTC) 進行過熱保護。

3. 錯誤三：未考量環境溫度 (Ambient Temp) 超過 40°C

   • 狀況：安裝在鍋爐旁或熱帶地區，環境溫度達 50°C。

   • 正解：標準防爆馬達設計基準為 40°C。若環境溫度過高，馬達的 T-Class 可能會失效，必須要求原廠進行「降額 (De-rating)」計算或客製耐高溫型。

4. 錯誤四：電纜接頭 (Cable Gland) 未使用對應防爆等級

   • 狀況：馬達是防爆的，但進線口隨便用一般的防水接頭。

   • 正解：這會破壞整體的防爆完整性（破口）。防爆馬達必須搭配相同或更高等級的「防爆電纜接頭」。

5. 錯誤五：僅看價格，忽略全生命週期成本

   • 狀況：選用廉價、認證不明的品牌。

   • 正解：劣質防爆馬達可能存在鑄件沙孔、絕緣老化快等隱患。一旦發生事故或被勞檢勒令停工，損失遠超馬達價差。選擇如 Parker 等國際大廠產品 ³，品質與認證效期更有保障。

選錯馬達恐導致工廠停工或安檢未過！

別讓您的產線暴露在風險中。

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防爆馬達常見問題 (FAQ)

摘要說明：針對工程師與採購人員最常搜尋的疑問提供簡潔權威的解答，協助您釐清觀念。

Q1: 一般馬達可以加裝防爆外殼變成防爆馬達嗎？

A: 絕對不行。防爆馬達是經過「整體」設計與測試的，包含殼體強度、接合面間隙、螺絲強度、端子盒結構等。自行加裝外殼無法保證能承受爆炸壓力或阻隔火焰，且無法取得合法的防爆認證。

Q2: 防爆馬達的維修有什麼特殊規定？

A: 防爆馬達的維修必須由具備防爆維修資格的廠商執行。嚴禁自行拆卸、車削接合面或更換非原廠零件（如螺絲、密封圈），因為這極可能改變「火焰路徑 (Flame Path)」的間隙尺寸，導致防爆功能失效。

Q3: Zone 2 區域可以使用一般高效率馬達嗎？

A: 依據法規是不允許的。雖然 Zone 2 危險性較低，但仍需使用具備 Ex n (無火花型) 或 Ex e (增安型) 認證的設備，確保在正常運轉下不會產生電弧或高溫。一般馬達無法保證這一點。

Q4: 申請 TS 防爆標章需要多久時間？

A: 若是進口已具備 IECEx 或 ATEX 證書的產品，進行轉登錄申請通常需 2-4 個月不等（視文件完整度而定）。星泰國際擁有豐富的代理經驗，能協助客戶預先評估文件，加速 Parker 等進口產品的申請流程。

結論：安全是產線的基石，選擇專業代理商更有保障

防爆馬達的選型不僅是一項採購任務，更是對企業安全責任的承諾。從正確劃分危險區域 (Zone)、選擇合適的防爆構造 (Ex d/e/p)，到注意氣體群組 (IIC) 與溫度等級 (T-Class)，每一個細節都關乎著產線的安危。

星泰國際科技 (Suntech) 成立逾 30 年來 ⁴，專注於精密定位與傳動控制技術。我們深知化工、半導體與自動化產業對「安全」與「效能」的雙重需求。做為 Parker 等國際頂尖品牌的合作夥伴 ⁵，我們提供的這不僅是高品質的防爆伺服馬達與驅動系統，更包含：

• 專業選型諮詢：協助您解讀法規與規格。

• 系統整合規劃：從馬達到驅動器、減速機的完整防爆配置。

• 完善售後支援：原廠技術對接與維修建議。

別讓選型失誤成為工安的破口。現在就選擇最專業的合作夥伴，為您的產線打造堅不可摧的安全防護網。

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