隨著現代通信事業的迅猛發展,無線通信工具已經成為人們日常生活及工作的工具,手機給人們帶來了許 多方便,反之,如果使用不當也會給人們帶來麻煩。例如,手機 給靜電場帶來的噪聲、手機對飛機導航系統的干擾、手機電磁 輻射對人們健康的影響,而在油庫爆炸性氣體混合物環境中, 如使用普通手機通話則可能產生爆炸危險。
一、使用普通手機產生的爆炸事故
2008年 3月,長春郊區某油庫在清罐過程中,罐內一人和罐外一人進行作業,當罐上人員的手機響了后,油罐忽然發 生爆炸,造成罐內作業人員當即死亡。2005 年 4 月,廣西北海 某公司的一艘名為“通油 8”號的油船??吭谀虾>戎直焙?基地碼頭旁,給另外一艘船加油。當船內柴油快卸完時,一名 工人下到儲油艙里看看還剩下多少油。剛剛下到艙底,這名工 人的手機響了,就在他接聽手機一瞬間,船艙內發生了爆燃, 造成一名員工遇難。
有關部門曾經做過試驗,首先將一普通紙團澆上汽油并 放入空盤當中,然后在旁邊用手機反復電話,在過程 中,沾有汽油的紙團突然燃燒。物體產生爆炸需要具備以下三 個必要條件,即:①爆炸性物質的存在,如易燃易爆氣體(煤礦 井下的甲烷、石油化工場所的乙炔、乙烯、氨等)、液體蒸氣(石 油、汽油、煤油等);②助燃物質的存在(如空氣中的氧或爆炸 性物質本身所含氧);③點燃源的存在(如電火花、電弧、靜電 火花、危險溫度等)。手機作為一種通信設備,正常工作時始終 處于接收射頻,或者發射射頻信號的狀態,該射頻信號屬于非 電離輻射信號,而由射頻輻射所產生的電磁波在與任何電構 件相切割時,通常會在導電構件中感應出電流。當處于正常連 接中的構件部分出現短暫的斷裂或分離時,假如在斷裂時感 應電壓和電流足夠大,就可能產生火花。另外,手機內部電路、 電池組部件在正常工作或某個故障狀態下,可能產生足夠大 的電火花或熱效應。若上述兩種狀況發生在危險場所,就會出現引燃或爆炸的危險性。1996 年澳大利亞的一家加油站就曾因顧客在加油站 10m 的范圍內使用手機引發爆炸;埃索石油 公司設在比利時盧森堡和荷蘭的加油站也明令禁止在加油站10m 的范圍內使用手機。
二、手機組成
手機一般由天線、信號放大器、射頻信號產生和處理電路以及電池組和保護電路等共同組成。電池組一般由單只鋰電 池或多只鎳氫、鎳鉻等電池組成。其接收原理為:當手機天線 接收到射頻信號,經信號放大和混頻等電路處理后,送主電路 解碼或編碼,再送音頻放大器處理,由接收者接聽信號。發射 電路工作原理是:把音頻信號經過調制變換后,由功率放大器 放大和控制,產生射頻信號經天線發射出去。當手機處于待機 狀態時,消耗功率較小,而在手機接收或發射的瞬間,以及在 開關手機和撥號時,手機內電流驟然增大,其天線周圍也會產 生較大的能量。若該能量超過某一規定數值,在爆炸性氣體環 境中就會產生點燃危險。
三、手機防爆
普通手機既然會在危險場所產生爆炸危險,那么如何防爆呢?按常規防爆處理方式,手機可設計成本安型或無火花 型。“Ia ”等級本安型防爆手機可用于 0、1、2 區危險場所,“Ib ” 等級本安型防爆手機可以用于 1 區和 2 區危險場所;而無火 花型防爆手機只能用于 2 區危險場所。
本安型電氣設備指在正常工作或規定的故障條件下產生 的任何電火花或任何熱效應,均不能點燃規定的爆炸性氣體 環境的電氣設備。無火花型是指在正常運行條件下,不會點燃 周圍爆炸性混合物,且一般不會發生有點燃危險的故障。因 此,本安型防爆等級高于無火花型,使用時優先選擇本安型電 氣設備。從防爆原理可知,本安型防爆設備正常使用時,一般 不會出現足夠大的電火花和熱效應,而著重點在于規定的故 障條件下,該電氣設備運行時產生的任何電火花和熱效應,也不會點燃周圍爆炸性氣體環境。手機在特定的故障條件下,電池組短路有可能在輸出引腳或元器件引腳之間產生電火花, 另外在電池組表面和電池組內部電路原件中會發熱。手機主 機電路部分有些儲能元件,如電容和電感或感性線圈等元件, 如出現短路或開路故障,就會在其周圍產生電火花。另外由于 射頻信號產生的感應電壓和電流,在天線處出現斷裂或分離 現象時也會產生電火花。
四、手機使用管理
由于手機主機和電池組是兩個可以分離的部件,手機主機往往可與多種電池單元組合使用,因此,防爆手機在危險場 所使用時應該注意下述情況:①請勿在潛在爆炸性氣體環境 中更換電池或對電池充電,安裝和拆下電池時可能會引起接 觸電火花并導致爆炸;②電池的裸露電極不要被金屬導體觸 及,以防短路;③另外有些防爆對講機的天線以及其他附件均 可拆卸,在爆炸危險場所使用時,同樣也是不允許隨意更換或 拆卸的,都可能產生接觸火花而引起爆炸;④手機的電池單元 必須是與手機主機同時經過防爆認證合格的產品,不能隨意 組合和更換手機主機和電池單元。
常見的加油站以及石油化工環境場所等,都存在潛在的爆炸性氣體環境,在此區域內使用的電氣設備必須是防爆電 器設備,例如,防爆電機、變送器、一次儀表等設備。這些設備多采用隔爆型、本安型、增安型或膠封型 等,甚至是復合型防爆電器設備。另外,在國內外的普通手機使用說明書中都明確規定: “請不要在加油站內使用手機”的警告語。假如在存在潛在的爆炸性氣體環境下使用,極有可能發生火災和爆炸的危險,那么后果可想而知。 因此,在存在爆炸性氣體混合物存在的場所,應避免 使用普通手機,而應該使用防爆手機,并且還需按上述注意事 項操作手機。爆炸性氣體危險場所應在明顯的位置設置警告標示牌, 如:“危險場所禁用手機!”并廣泛宣傳,引起人們足夠重視,加 強手機在潛在爆炸性氣體危險場所的使用安全。