本质安全型产品培训讲座

本质安全型产品培训讲座目录防爆根底知识本质平安防爆技术的开展历程本质平安型设备的根本要求本质平安型电路的设计要求典型关联设备—平安栅本质平安型设备的型式试验本质平安型设备的安装和使用防爆根底知识引言凡涉及爆炸性物质的生产、加工、储存和运输的场所都可能形成爆炸性环境。所以使用在这些场所的电气设备都必须采取防爆措施，并取得防爆合格证，才能防止成为危险点燃源，防止爆炸事故的发生。爆炸根本原理产生爆炸的根本条件 爆炸性物质爆炸性物质〔可燃性气体或粉尘〕 助燃剂〔空气中氧气〕 爆炸性物质助燃剂点燃源〔如电火花、热外表〕点燃源

这三个条件〔称为爆炸三要素〕必须同时存在，缺一不可。而且爆炸性物质与空气的混合浓度处于爆炸极限范围内。例如氢气，4%-75%浓度范围内均可爆炸。防止爆炸发生的根本方法设法排除三要素中的一个或多个要素，排除可能的点火源或防止形成爆炸性环境，使爆炸危险程度降到最低。防爆设备的分类、分级、分组电气设备的主要点燃源是电火花和温度产生的。不同爆炸性物质的电火花和温度点燃特性各不一样。举例：为了使采取的防爆措施更有针对性，有必要对爆炸性物质进展分类、分级、分组，以及对爆炸性危险区域进展分区。物质点燃特性

丙烷(ⅡA)

乙烯(ⅡB)

氢气(ⅡC)电火花最小点燃能量(μJ)

1806020引燃温度(AIT)(℃)

466(T1)425(T2)560(T1)防爆设备的分类、分级、分组分类设备分级〔同爆炸性气体分级〕按设备使用环境分类按爆炸性危险物质分类中国、IEC、欧洲标准北美标准Ⅰ类：矿井用Ⅰ类：甲烷ClassⅠ：爆炸性气体ClassII：爆炸性粉尘ClassIII：纤维II类：工厂用II类：爆炸性气体混合物III类：爆炸性粉尘和纤维环境用III类：爆炸性粉尘和纤维典型气体最大试验安全间隙（MESG），mm最小点燃电流比（MICR）中国、IEC欧洲标准北美标准（Group）点燃特性甲烷1.141.0ⅠD难易丙烷0.9<MESG<1.140.8＜MICR＜1.0IIA乙烯0.5≤MESG≤0.90.45≤MICR≤0.8IIBC氢气MESG<0.5MICR＜0.45IICB乙炔A注：Ⅰ类不分级，只有甲烷气体。防爆设备的分类、分级、分组电气设备分组〔同爆炸性气体分组〕难中国、IEC、欧洲标准温度组别北美标准温度组别气体引燃温度（℃）最高表面温度（℃）点燃特性T1T1＞450450

难易T2T2300＜t≤450300T2A280＜t≤300280T2B260＜t≤280260T2C230＜t≤260230T2D215＜t≤230215T3T3200＜t≤215200T3A180＜t≤200180T3B165＜t≤180165T3C160＜t≤165160T4T4135＜t≤160135T4A120＜t≤135120T5T5100＜t≤120100T6T685＜t≤10085注：Ⅰ电气设备最高外表温度不应超过150℃。爆炸性危险区域的划分爆炸性危险区域主要以爆炸性危险物质出现的程度和持续时间为划分依据的。对于粉尘场所，还应考虑粉尘的厚度。主要标准依据GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计标准GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备第14局部危险场所划分GB12476.3-2007可燃性粉尘环境用电气设备第3局部存在或可能存在可燃性粉尘的场所分类爆炸性危险区域的划分爆炸危险区域划分对照危险区域定义中国、IEC、欧洲标准（Zone）北美标准(Division)危险程度气体粉尘气体粉尘高

低正常情况下连续出现（1000h/y以上）0区20Division1正常情况下有可能出现（10～1000h/y）1区21仅在异常时短时间出现（10h/y以下）2区22Division2平安区：小于1h/y。设备保护等级〔EPL〕依据设备成为点燃源的可能性及爆炸性环境不同而规定的保护等级。EPL概念的引入能够使现有的防爆设备选型有了替代方法。保护级别很高高加强甲烷环境用设备EPLMaEPLMb/爆炸性气体环境用设备EPLGaEPLGbEPLGc爆炸性粉尘环境用设备EPLDaEPLDbEPLDc危险区域气体/粉尘0、1、2/20、21、221、2/21、222/22保护特性在正常、预期故障或在罕见的故障条件下不会成为点燃源。在正常、预期故障条件下不会成为点燃源。在正常运行过程中不会成为点燃源。电气设备主要防爆型式序号防爆型式代号国家标准技术措施1隔爆型dGB3836.2-2010隔离点火源2增安型eGB3836.3-2010设法防止产生点火源3本质安全型ia、ib、icGB3836.4-2010限制点火源的能量4正压型pGB3836.5-2004把危险物质与点火源隔开5充油型oGB3836.6-20046充沙型qGB3836.7-20047N型nA、nC、nR、nLGB3836.8-2003设法防止产生点火源8浇封型mGB3836.9-2006注：GB3836.1-2021规定了各防爆型式的通用要求。本质平安防爆技术的开展历程本质平安技术的起源本质平安技术起源于英国的一场煤矿爆炸事故。调查结果证明，断路火花能量是由电铃中的电感线圈产生的。英国内政部根据调查结果作出了相应的规定，一些类似设备也采用了同样的措施，实践证明这些规定确实是平安的。因此这些规定逐渐被人们所认识和成认，并把这一技术叫做“本质平安〞。本质平安技术标准1977年?平安火花型防爆电气设备制造检验暂行规定?〔由一机部、煤炭部和石化部编制。〕GB3836.4-1983?爆炸性环境用防爆电气设备本安型电路和电气设备“i〞?GB3836.4-2000?爆炸性气体环境用电气设备第4局部:本质平安型“i〞?〔IEC60079-11:1999〕GB3836.4-2021?爆炸性环境第4局部:由本质平安型“i〞保护的设备?〔IEC60079-11:2006〕本质平安型设备的特点构造简单、体积小、重量轻、造价低；平安程度高，ia等级可用于0区；可带电操作与维护，可有效防止人员触电伤亡事故发生；本安设备一般为低电压小电流，对于高电压大电流有局限性。本质平安型设备的根本要求GB3836.1标准对本质平安设备和关联设备排除条款GB3836.1中的条款或分条款本安设备关联设备5.3最高表面温度适用排除6.3设备外壳的开启时间排除排除7.1.1适用性适用排除7.1.2材料的规定适用排除7.1.3*塑料材料排除排除7.2*热稳定性排除排除7.3*耐光性排除排除7.4非金属材料外壳表面的静电电荷适用排除7.6螺孔排除排除8.1金属成分适用排除8.2螺孔排除排除9紧固件排除排除10联锁装置排除排除11绝缘套管排除排除12粘结材料排除排除14连接件和接线空腔排除排除15接地导体或等电位导体的连接件排除排除GB3836.1标准对本质平安设备和关联设备排除条款GB3836.1中的条款或分条款本安设备关联设备16.5分支点和引入点的温度排除排除17旋转电机的补充规定排除排除18开关的补充规定排除排除19熔断器的补充规定排除排除20插头、插座和连接件的补充规定排除排除21灯具的补充规定排除排除22帽灯和手提灯的补充规定排除排除23.2电池组适用排除26.4外壳试验适用排除26.5.1温度测定适用排除26.5.2热剧变试验排除排除26.5.3小元件点燃试验（I类和II类）适用排除26.6绝缘套管扭转试验排除排除26.7*非金属外壳或外壳的非金属部件排除排除26.8*耐热试验排除排除26.9*耐寒试验排除排除26.10*光老化试验排除排除26.11*I类设备的耐化学试剂试验排除排除26.12接地连续性排除排除本质平安型设备种类、等级本安设备种类本安设备：所有内部电路均为本质平安电路的电气设备。关联设备：装有限能电路和非限能电路，且构造使非限能电路不能对限能电路产生不利影响的电气设备。本安设备等级ia等级：正常工作、施加一个和两个计数故障再加上最不利条件下的非计数故障情况下，均不能点燃爆炸性气体混合物。ib等级：正常工作、施加一个计数故障加上最不利条件下的非计数故障情况下，均不能点燃爆炸性气体混合物。ic等级：正常工作情况下应不能引起点燃爆炸性气体混合物。环境温度使用的环境温度和附加标志

电气设备运行中的环境温度附加标志正常情况最高+40℃

最低-20℃无特殊情况由制造商规定Ta或Tamb附加规定范围例如：-30℃≤Ta≤+40℃或符号“X”电磁能和超声波能辐射的设备GB3836.1-2021对电磁波、光辐射和超声波能量控制做出了定量规定。例如：射频功率限值超声波源EPLMa、Mb、Ga、Gb、Gc、Da、Db、Dc级电气设备超声波源的输出参数应不超过以下值： —连续源0.1W/cm2和10MHz，类别功率限值W热点燃时间（平均时间）µsI类6200IIA类6100IIB类3.580IIC类220III类6200外壳材料非金属材料金属材料外壳材料–非金属材料非金属材料主要应满足以下条件之一合理选材，外表绝缘电阻不超过1GΩ〔1×109Ω〕限定非金属部件的外表积，如下表所示 长形状部件的直径或宽度如下表所示 如果非金属材料外露面积用接地框架围住，那么外表积可增加四倍。

最大表面积，mm2I类设备II类设备设备保护等级IIA类IIB类IIC类10000EPLGa50002500400EPLGb10000100002000EPLGc10000100002000最大直径或宽度，mmI类设备II类设备设备保护等级IIA类IIB类IIC类30EPLGa331EPLGb303020EPLGc303020外壳材料–非金属材料采用导电涂层的措施。外表绝缘电阻不超过109Ω。限制导电外表的非金属层厚度，应不超过下表的值。按“起电试验〞(见GB3836.1-2021第26.14)试验方法，限制移动电荷。非导电外壳材料的转移电荷应低于以下数值：最大厚度，mmI类设备II类设备设备保护等级IIA类IIB类IIC类2EPLGa220.2EPLGb220.2EPLGc220.2设备类别最大移动电荷I类或IIA类60nCIIB类30nCIIC类10nCIII类200nC外壳材料–非金属材料按“电容测量〞〔见GB3836.1-2021第26.15〕试验方法，使其不能存贮危险电荷。最大电容应为以下数值：对于固定安装设备，为防止静电放电危险，应设置静电电荷警告牌，并在相关文件中提供必要预防措施。以确保设备的静电放电危险降至最小。合格证号加“X〞，指出特殊使用条件。警告牌内容如：“警告：潜在性静电电荷危险-见使用说明书。〞说明书中的警告内容如：“警告：产品的塑料外壳〔或部件〕有潜在静电电荷危险！使用中应防止摩擦！清洁时请用湿布！制止在有流动性的非导电介质环境中安装！〞设备类别最大电容I类或IIA类50pFIIB类15pFIIC类5pFIII类10pF外壳材料–金属材料I类电气设备外壳用材料〔见GB3836.1-2021第8.1.1〕II类电气设备外壳用材料III类电气设备外壳用材料〔见GB3836.1-2021第8.1.3〕保护等级按质量百分比的总含量不应超过EPLGa10%的铝、镁、钛和锆；7.5%的镁、钛和锆当铝、镁、钛、锆的总量超过10%的限制时，应有充足的信息确定设备是否可以特殊应用，并在防爆合格证号上加“X”，指出特殊使用条件。例如：“产品外壳为铝合金，不符合GB3836.1中第8.1条的要求，所以要求用户必须警惕避免任何碰撞或摩擦导致的点燃风险！”EPLGb7.5%的镁和钛EPLGc除风扇、风扇罩和通风孔挡板应符合EPLGb的要求外，无其他要求。防爆标志Ex等级类别级别温度组别EPLEx：〔防爆标识〕 等级：ia、ib、ic〔根据危险场所和平安程度〕 [ia]、[ib]、[ic]〔关联设备〕类别：Ⅰ〔矿用〕、Ⅱ〔厂用〕级别：A、B、C〔根据最小点燃电流比〕温度组别：T1-T6〔根据引燃温度〕EPL：Ga、Gb、Gc〔根据设备保护等级〕防爆标志举例防爆标志备注ExiaIICT6Ga可安装在0区、IIC等级、最高表面温度不超过85℃的本安设备。[ExiaGa]IIC安装在安全区的关联设备。Exd[iaIICGa]IIBT4Gb安装在危险区的关联设备。隔爆外壳内装关联设备。但关联设备与隔爆设备的类别、设备保护等级不同。ExdibIICT4Gb安装在危险区。隔爆外壳内装关联设备，外接本安设备。如果设备的保护等级相同，取消关联设备标志，而不是Exdib[ibGb]IICT4Gb。Exdia[iaGa]IICT4Gb安装在危险区。隔爆外壳内装关联设备，外接本安设备。如果设备的保护等级不同，带有关联设备标志。本质平安型设备构造要求外壳防护等级：IP20设备的外部连接接线端子同一接线盒内，本安与非本安接线端子的间距不小于50mm，否那么应加绝缘板或接地金属板进展隔离。而且本安接线端子应为浅蓝色或有本安标记。各本安电路接线端子的裸露导体部件之间的电气间隙应等于或大于GB3836.4表5给出值。 外部连接装置不同裸露导电部件的电气间隙：本质平安电路之间至少6mm；距接地部件至少3mm。接线端子应具有防松措施〔加弹垫〕，确保连接可靠。插接件用于连接外部本安与非本安电路的插头和插座应是分开的，而且不能互换。外部连接配备有一个以上的插头和插座时，应有防互换、防互插、防拔脱措施。内部导线本安与非本安导线尽量分开布置。本安导线应至少能承受500V绝缘介电强度试验，非本安导线至少能承受1500V绝缘介电强度试验。同一外壳中的本安导线应为浅蓝色或加蓝色套管标记。导线的截面积可根据实际电流合理选用。本质平安型设备构造要求防止极性接反保护：为防止电源或电池组的电池间连接极性接反，使本安性能失效，使用一只二极管是允许的。浇封：浇封是防止元器件短路、加强绝缘、防止火花、降低温度、防止爆炸性气体侵入的平安有效措施。

浇封常用于以下情况：当电路中某一元件或参数值过大而达不到本安性能时，可接入保护性元件并用环氧树脂或硅胶等浇粘剂浇注为一体，组本钱安组件。当电路中裸露导体之间电气间隙和爬电距离过小，可用浇封使电气间隙减小到规定值的1/3。防止人为更换元件，保证电路工作的可靠性。降低元件或导线的外表温度。 浇封要求浇封材料应具有足够的热稳定性，即浇封材料允许的工作温度应高于元器件的最高外表温度。被浇封电路的间距应满足GB3836.4表中5的规定值。注意浇封外表与被浇封元件、导线之间的浇封厚度应＞1mm，以保证具有足够的机械强度。印刷线路板：印刷线路板外表应有绝缘涂层。假设采用喷涂法应二次，假设采用刷、浸法可一次，其爬电距离不小于BG3836.4表5的规定。本质平安型电路设计要求根本准那么本质平安电路应满足以下三个根本准那么限制电路能量当电路根据电气设备规定的保护等级和级别进展试验或评定时，不得发生火花点燃。控制温度本安电路中所有元器件和导线的最高外表温度须不大于所规定的温度组别的要求。以防止热外表引起点燃。可靠隔离本质平安电路应与其它电路充分隔离。防止本安电路与非本安电路间的击穿，确保本安防爆性能。参考曲线和数据表GB3836.4-2021中图A.1～图A.6参考曲线或表A.1和表A.2给出了电阻、电容和电感三种根本电路不同类别、级别的最小点燃曲线，是设计人员设计本安电路的重要工具。最小点燃曲线包括最小点燃电流曲线和最小点燃电压曲线。它是通过大量的火花点燃试验确定的点燃爆炸性气体混合物的临界值曲线。最小点燃电流曲线用标准火花试验装置，在电阻电路和电感电路中引起爆炸性气体混合物点燃的最小电流。最小点燃电压曲线用标准火花试验装置，在电容电路中引起爆炸性气体混合物点燃的最低电压。平安系数由于点燃曲线中给出的最小点燃电流〔或电压〕只是点燃的临界值，不能直接使用，使用时应考虑平安系数。所谓平安系数是指最小点燃电流〔或电压〕与本安电路设计的电流〔或电压〕相比的倍数。

通常情况下，对于电感电路降低电流，电容电路降低电压，电阻电路降低电压或电流的方法到达规定的平安系数。设备状态安全系数iaibic正常工作+非计数故障1.51.51.0一个计数故障+非计数故障1.51.5/两个计数故障+非计数故障1.0//本安电路设计程序通常情况下，本安电路设计或分析应遵守以下程序：分析电路考虑正常工作和故障状态下的最不利因素(电源波动、元件的容差等)，确定电路参数。评定和修改电路根据设备的防爆等级和电路的型式〔电阻电路、电容电路、电感电路〕，考虑相应的平安系数，对应最小点燃曲线，进展评定和修改电路。检查电路参数是否符合本安要求使考虑平安系数后的电压或电流值小于最小点燃电压或最小点燃电流值。如果需要可用火花点燃试验进展验证。重点：正确分析电路，找到故障点，会利用最小点燃曲线，确定符合本安要求的电气参数。电路分析的要点正常工作电路分析的要点正常工作：设备符合电气和机械设计技术标准，并在制造商限定的条件下工作。以下情况均为正常工作：规定限制内供电电压的变化。考虑在最不利条件下所有元件的容差。外部连接电缆的断路、短路和接地。用火花点燃试验接通和断开被检的本安电路。电路分析的要点故障状态电路分析的要点故障：未被标准定义为可靠的，而且影响本安性能的任何元件、元件之间的间距、绝缘和连接的任何失效。计数故障：符合标准构造要求的电气设备的部件上出现的故障。非计数故障：不符合标准构造要求的电气设备的部件上出现的故障。例如：印刷线路板的间距当小于下表的规定，但大于1/3,那么应认为是计数短路故障；当小于下表的规定，又小于1/3,那么应认为是非计数短路故障。1234567电压V电气间隙mm通过浇封化合物的间距mm通过固体绝缘的间距mm爬电距离mm涂层下的爬电距离mm相比漏电起痕指数CTI防护等级ia,ibicia,ibicia,ibicia,ibicia,ibiciaib,ic101.50.40.50.20.50.21.51.00.50.3--302.00.80.70.20.50.22.01.30.70.3100100电气间隙、爬电距离和间距电路分析的要点故障状态电路分析的要点电路分析应分别考虑一个计数故障(ib)和两个计数故障(ia)的情况，并考虑相应平安系数。由一个故障引起的一系列故障只能算做一个故障。符合可靠元件或组件和具有规定的电气间隙和爬电距离的保护性元件，分析故障时可不考虑。额定值不符合标准规定的元件故障，是非计数故障，否那么为计数故障。应考虑连接线和印制线开路故障或有可能移动引起的短路故障。对于仅有一个计数故障或无计数故障的设备，可认为满足ia等级。ic等级不考虑故障状态。本安电路的防爆措施控制温度可通过合理选择元器件额定值。合理选择导线、印制线的截面。采取有效散热措施〔散热器〕。限制最高环境温度。采用浇封措施，使外表温度下降。限制电压使用平安栅。使用稳压器件可靠稳压〔双重或三重化〕。限制电流串联可靠限流电阻。应用其他电流保护，例如晶体管限流〔ib等级需双重化〕。注：对于〞ia〞等级设备，使用半导体和可控半导体器件作为限流器限制火花点燃是不允许的。限制能量对于不符合本安要求的电路，必须采取以下措施进展限制。本安电路的防爆措施–限制能量电阻性电路：是通过限制电路中的电压和电流来限制火花能量的。电容性电路：电路中应尽量防止采用大电容。限制电容器放电火花能量的方法：在电容器两端并联限压元件。限制电容器上的电压。 对于ib等级并联双重化稳压二极管，对于ia等级并联三重化稳压二极管。将电容器和电阻串接并浇封为一体。限制电容器放电的速率，到达抑制电容器释放能量的目的。串联电阻保护时有效电容允许降低。等效电容如以下图所示：串联电阻保护时有效电容的允许降低系数电阻，R降低系数本安电路的防爆措施–限制能量本安电路的防爆措施–限制能量电感性电路：尽量减小电路的电感量或电流值，当仍达不到要求时，电感两端可并接分流保护性元件，并与电感元件浇封为一体。

例如：对于直流的电感线圈，ib等级并联双重化二极管，ia等级并联三重化二极管。本安电路的防爆措施–限制能量电池和电池组：构造要求：电解液不能够溢出的构造型式。电池短路不会引起爆炸。电池组件的电池与限流器件应封装为一体；但电池组假设安装在关联设备中，可不要求限流器件作为电池组的整体部件。电对于不可更换到电池组件，可将电池与限流器件的外壳配有特殊紧固件，并加警告标志：例如：“在爆炸性环境中不得拆卸电池或电池组！〞便携式产品的跌落试验，应防止电池和电池组从电气设备中抛出或别离。外部充电触点应防止短路或对外放电。本安电路的防爆措施–限制能量电池和电池组： 限制电池能量：为了评定和试验，新的原电池和可充电电池组充电后，电池最高开路电压应到达下表的规定值：〔原电池〕GB/T8897.1类型正极电解质负极标称电压V最高开路电压V-二氧化锰氯化铵,氯化锌锌1.51.73A氧气氯化铵,氯化锌锌1.41.55B氟化碳有机电解质锂33.7C二氧化锰有机电解质锂33.7E亚硫酰氯(SOCI2)无水无机化合物锂3.63.9F二硫化铁(FeS2)有机电解质锂1.51.83G氧化铜(II)(CuO)有机电解质锂1.52.3L二氧化锰碱性金属氢氧化物锌1.51.65P氧气碱性金属氢氧化物锌1.41.68S氧化银(Ag2O)碱性金属氢氧化物锌1.551.63T氧化银(AgO，Ag2O)碱性金属氢氧化物锌1.551.87a二氧化硫无水有机盐锂3.03.0a水银碱性金属氢氧化物锌数据待定数据待定注：GB/T8897.1-2003标准列入锌/二氧化锰电池，但是没有类型字母分类。a有电池标准时才可使用。本安电路的防爆措施–限制能量电池和电池组： 限制电池能量：〔蓄电池〕有关标准类型类型电解质标称电压V最高开路电压VK类GB/T19639.1-2005GB/T5008.1-2005铅-酸(湿式)铅-酸(干式)硫酸(SG1,25)2.22.22.672.35K类GB/T15142-2002GB/T13259-2005GB/T2208.4-2008镍-镉氢氧化钾(SG1,3)1.21.55a镍-铁氢氧化钾(SG1,3)数据待定1.6a锂无水有机盐数据待定数据待定GB/T22084.2-2008氢化镍金属氢氧化钾1.21.5a有电池标准时才可使用。本安电路的防爆措施–限制能量电池和电池组： 限制电池能量：限制电池及电池组的能量〔U、I〕应依据GB383.4标准附录A中的表A.1。对于ia等级，限流器件必须是可靠限流电阻。对于ib等级，限流器件除选用限流电阻外，也可选用带有双重化的保护电路。如果设备所含的蓄电池不允许在爆炸性气体环境中更换，那么在以下情况下不要求在单体蓄电池的端子处进展火花点燃放电试验：单体蓄电池端子处的最大电压和瞬态电流的乘积不超过33W。简单电路设计简单电阻性电路:一个20V的直流电源,选多大的限流电阻,才能适用于氢气危险场所?首先确认电路类型为电阻电路,防爆级别为ⅡC,考虑电源波动10%的因素，电源U＝20V×1.1＝22V，查GB3836.4附录图A.1(ⅡC)，22V对应的最小点燃电流为337mA 即Ik＝337mA/1.5＝224mA20V的直流电源串联的限流电阻R＝22V/224mA＝98.2Ω，考虑电阻允许误差±5%，限流电阻最小阻值至少为103.1Ω，当该电源为电池组，直接用于危险场所时，电池与限流电阻必须整体封装为一体，防止电池直接短路。

UUR？对于电阻电路：通过限制电压和电流控制火花能量。简单电路设计简单电容性电路:Ⅰ类场所用，电路由30V电池组与可靠元件10KΩ电阻、10uF电容器连接而成。假定30V和10uF值为最大值,10KΩ电阻值为最小值。评定此电路的本安性能。电源电路电池最高电压Uo＝30V,电池最大短路电流Io＝Uo/R＝30V/10KΩ＝3mA查GB3836.4图A.1电阻电路(I),30V对应最小点燃电流Imin＝700mA评定：因为Ik(4.5mA)远小于Imin(700mA),平安系数超过了100倍,所以该电源是本质平安的。电容器C＝10uf,U＝30V取平安系数K＝1.5,Uk＝1.5×30V＝45V查GB3836.4图A.2I类电容电路，10uF对应最小点燃电压Vmin=26V评定：因为Uk(45V)大于Umin(26V),所以,该电路不是本质平安的。简单电路设计简单电容性电路:修改方案1：电容值不变，降低电压。因为C＝10uF，查GB3836.4图A.2(I)，对应最小点燃电压Vmin＝26V修改方案2：电压值不变，减小电容值。因为U＝30V，取平安系数K＝1.5，Uk＝1.5×30V＝45V查GB3836.4图A.2(I)，45V最小点燃电压对应的最小电容值为3uF修改方案3：电容、电压值都不变，电容串联可靠电阻(取R＝5.6Ω)U＝30V，取平安系数K＝1.5，Uk＝1.5×30V＝45V查GB3836.4图A.2(I)，对应10uf＋5.6Ω这条曲线，最小点燃电压Umin=48V因为Uk(45V)小于Umin(48V),所以该电路是本质平安的。对于电容性电路，应尽可能降低电源电压或电容值，当仍达不到要求时，可将电容串接可靠电阻并浇封为一体。简单电路设计简单电感性电路:如下图，假定有一个ⅡC电路，电源由20V电池组与300Ω可靠限流电阻组成，向一个1100Ω和100mH的电感器供电，评价该电路的本安性能。 假定：300Ω和1100Ω为最小值，100mH为最大值，电池组的最高电压为22V。 电源电路电池最高电压Uo＝22V电池最大短路电流Io＝Uo/R＝22V/300Ω＝73.3mA(忽略电池内组)取平安系数K＝1.5，Ik＝1.5×73.3mA＝110mA查GB3836.4图A.1(ⅡC),22V对应最小点燃电流Imin＝337mA评定：因Ik(110mA)小于Imin(337mA)，所以电源是本质平安的 电感器查GB3836.4图A.4Ⅱ类电感电路(ⅡC)，100mH对应最小点燃电流Imain＝28mA评定：因Ik(23.6mA)小于Imin(28V)，所以电路是本质平安的。对于电感性电路，应尽量减小电路的电感量或电流值，当仍达不到要求时，电感两端可并接分流保护性元件，而且要双(三)重化，并与电感浇封为一体。与本安性能有关的元件元件额定值：任何与本质平安性能有关的元件，在正常工作和故障条件下，最大电流、电压和功率不得超过其额定值得2/3。

熔断器熔断器应能连续通过1.7Iｎ电流。对于“ia〞和“ib〞保护等级，在爆炸危险环境中应是密封的并浇封处理。对于250V的电网应满足分断能力1500A。对于用限流器件限制预期短路电流的，限流器件额定值应不小于：电流额定值：1.5×1.7×In电压额定值：Um或Ui功率额定值：1.5×(1.7×In)2×限流器件的最大电阻与本安性能有关的元件可靠元件和组件：认为不会发生标准规定的故障的元件或组件，在使用或储存中出现故障状态概率很低，因此该故障状态可不予考虑。

电源变压器保护措施：向本安电路供电的变压器的输入电路应有熔断器或断路器保护。变压器构造：要求向本安电路供电的绕组应与其它所有绕组隔离。电源变压器铁芯必须接地。变压器本安供电绕组的出线端子与其他端子分两侧布置，电气间隙和爬电距离应满足要求。变压器绕组应用浇封等方法加以固定。变压器绝缘介电强度试验应按标准要求进展，不应击穿。变压器绕组温度应不超过GB/T11021中给出的绝缘等级允许值。与本安性能有关的元件可靠元件和组件 限流电阻主要用于限流电路中。限流电阻可选用金属膜或线绕电阻，碳膜电阻不宜选用。限流电阻额定值应符合标准规定。可靠限流电阻应认为仅出现开路故障，这时应认为是一个计数故障。分流平安器主要用于保护电感电路。例如电感两端并联双重化〔ib等级〕或三重化(ia等级)的续流保护器件。并联限压器主要用于限制电路的电压。例如电容两端并联双重化〔ib等级〕或三重化(ia等级)的稳压管。典型关联设备-----平安栅典型关联设备-----平安栅关联设备是设置在本安电路与非本安电路之间的限压、限流装置，可起到防止非本安电路产生的危险能量串入本安电路的保护作用。关联设备一般安装在平安区，假设安装在危险区，必须置于另一种防爆型式之中。平安栅是一种典型的、最常见的关联设备。如：齐纳式平安栅、隔离式平安栅。齐纳式平安栅齐纳平安栅电路一般由快速熔断器、限流电阻和并联的稳压管组成。根本原理F：快速熔断器D1、D2：直流电路选用稳压二极管；交流电路可选用双向稳压管稳压二极管功率额定值≥1.7In×二极管最高齐纳电压R1、R2：应选择精度高(不低于±5%)、功率大、性能稳定的限流电阻电阻功率额定值≥1.5×(1.7×In)2×限流器件的最大电阻+FR1R2D1、D2Vi非本安端本安端齐纳式平安栅齐纳式平安栅构造特点ia等级并联3个稳压管；ib等级并联2个稳压管；ic等级并联1个稳压管。平安栅本安与非本安端子的距离应不小于50mm。二极管平安栅应设有两个接地端子，接地线截面积不小于4mm2。采取不对称的安装设计或使用颜色区分，防止安装错误。平安栅电路整体浇封或用一个拆卸后不可复原的外壳来保护。隔离式平安栅隔离式平安栅一般由熔断器以及保护元件或电路、可靠隔离元件以及一个相当于具有限压、限流功能的二极管平安栅所组成。根本原理

隔离式平安栅采用快速切断、隔离、限流、限压等多种措施，是将电源、输入和输出信号完全隔离，再经限能装置与危险场所的本安设备相连。不但保证了系统的本安防爆性能，而且增强了系统抗干扰能力，提高了系统运行的平安可靠性。隔离式平安栅构造特点具有齐纳式平安栅的构造特点，但不必浇封。本安与非本安回路之间可靠隔离。隔离可采用隔离变压器，也可采用光电隔离器等。隔离式平安栅平安栅参数最高电压(Um)：施加到非本安连接装置上，而不会使本安性能失效的最高电压。最高输出电压(Uo)：在开路条件下，非本安端施加最高电压，本安端可能出现的最高输出电压。最大输出电流(Io)：来自电气设备连接装置的本安电路的最大电流。最大外部电容(Co)：可以连接到电气设备连接装置上，而不会使本安性能失效的本安电路的最大电容。最大外部电感(Lo)：可以连接到电气设备连接装置上，而不会使本安性能失效的本安电路的最大电感。最大输出功率(Po〕：能从电气设备获得的本质平安电路的最大功率。平安参数应满足：Uo(最高输出电压)≤Ui(最高输入电压)Io(最高输出电流)≤Ii(最高输入电流)Po(最大输出功率)≤Pi(最大输出功率)Co(最大外部电容)≥Ci(最大内部电容)＋Cc(导线最大分布电容)Lo(最大外部电感)≥Li(最大内部电感)＋Lc(导线最大分布电感)本质平安型设备的型式试验主要型式试验工程火花点燃试验温度试验介电强度试验规定不严密的元件参数的测定电池和电池组试验装有压电器件的电气设备试验二极管平安栅和平安分流器的型式试验变压器试验其它试验跌落试验外壳防护等级试验非金属材料外壳部件的外表电阻测定等火花点燃试验 所有无法通过最小点燃曲线确认的本安电路，在与设备防爆标志相适应的试验条件下，通过进展火花点燃试验进展考核验证，其结果不能引起点燃。试验要求首先分析电路，找到试验点。火花试验装置接入被试电路中认为可能出现开路、短路或接地故障的每一个试验点。试验应模拟正常工作和故障条件，并考虑平安系数。试验前后应标定火花试验装置的灵敏度。试验是在容器中充满最易点燃的试验气体与空气的混合物的情况下进展。火花点燃试验平安系数应用平安系数的目的是为了确保使用比原电路更容易引起点燃的电路进展型式试验和评定，或者采用更易点燃的气体混合物对原电路进展试验。1.5倍平安系数应按以下方法之一获得

方法1：〔1.5倍平安系数加在电路上〕把主电源(供电系统)电压提高到允许额定电压的110%，或按规定将其它形式的电源电压〔例如，电池组、电源和限压器件〕调整到最高值。对于电感和电阻电路，减小限流电阻值把电流提高到1.5倍的故障电流。如果达不到1.5倍平安系数，可进一步提高电源电压。对于电容电路，把电压提高到1.5倍故障电压。或者，当一只可靠限流电阻与电容器一起使用时，电容器可视为电池，电路可视为电阻性电路。方法2：〔1.5倍平安系数加在气体上〕按下表使用最易点燃爆炸性试验混合物。火花点燃试验1.5倍平安系数应按以下方法之一获得方法2：〔1.5倍平安系数加在气体上〕如果要求1.0倍的平安系数，那么使用下表规定的试验混合物。 火花试验装置：试验装置由至少250立方厘米的爆炸容器内布置一组电极组成，电极用于在规定的爆炸性试验混合物内产生闭合火花和开路火花。

火花点燃试验 火花试验装置：

火花点燃试验主电极〔极握〕〔爆炸性气体混合物〕隔盘

钨丝

气体入口

试验电路

50：12

气体出口

爆炸容器(能承受1500Kpa爆炸压力)

主电极(极握)：由黄铜制成，直径50mm，上面有4个夹具，固定4根钨丝，夹具距隔盘10mm，钨丝自由长度11mm，直径0.2mm。隔盘(另一个电极)：直径30mm，上面有两个宽度与深度均2mm的槽，槽距中心6.5mm。主电极以80转/分的速度旋转，而隔盘那么以转速比50：12向相反方向旋转，以便钨丝能划过隔盘上的两个槽。火花试验转数，对于直流400转，对于交流1000转，以不点燃试验气体为合格。 火花试验装置适用范围

试验电流不大与3A对于电阻性和电容性的电路开路电压不大于300V对于电感性电路，电感不大于1H电路频率不超过火花试验结果任一选定试验点的每一次试验均不应出现点燃。火花点燃试验电池的温度试验电池或电池组外部的所有限流器件试验时应短路。试验时应除去电池或电池组上不是外壳本身的任何外层覆盖物