本安電路評定

1. 本安電路的定義

作為通訊、監控、檢測、報警以及控制系統的供電設備，本質 安全電源主要應回用在石油、化工、紡織答和煤礦等含有爆炸性混合物環境中。本質安全電源電路必須符合本質安全電路標準的要求，本質安全電路是指在標准規定的條 件（包括正常工作和標准規定的故障條件）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路；其特點是：電源電路內部和引出線不論是在正常工作還是在故障狀態下都是安全的，所產生的電火花不會點燃周圍環境中的爆炸性混合物。人們對本質安全電 路理論研究已經有一百多年的發展歷史，目前本質安全產品和標准已經形成了較為完整的體系。

2. 什麼是本質安全電路

是指通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性，即使在誤操作或版發生故權障的情況下也不會造成事故。具體包括兩方面內容：
1、失誤——安全功能
2、故障——安全功能
上述兩種安全功能應該是設備、設施和技術工藝本身固有的，即在它們的規劃設計階段就被納入其中，而不是事後補償的。
本質安全是生產中「預防為主」的根本體現，也是安全生產的最高境界。

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3. 什麼是本質安全電路和非本質安全電路

本質安全電抄路是指在規定的試驗條襲件下，在正常工作或規定的故障狀態下，產生的電火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣體混合物的電路。

非本質安全電路是指在規定的試驗條件下，在正常工作或規定的故障狀態下，產生的電火花和熱效應均會導致點燃規定的爆炸性氣體混合物的電路。

4. 本質安全型電氣設備有哪些等級

ia等級和ib等級。

本質安全型電氣設備是由本質安全電路組成的電氣設備。本質安全型電版氣設備及關權聯設備，按使用場所和安全程度不同分為ia等級和ib等級。

1、ia等級。電氣設備正常工作中出現一個故障和兩個故障時，均不能點燃瓦斯、煤塵的電氣設備；

2、ib等級。在正常工作和一個故障時，不能點燃瓦斯、煤塵的電氣設備。煤礦井下一般使用ib等級防爆電氣設備。

(4)本安電路評定擴展閱讀：

電力在我們的生活和生產中所發揮的重要作用不容忽視，其帶給我們極大的便利，成為我們生產生活中的重要能源。電廠中能夠讓電力正常運行和輸送的最為關鍵的因素便是電氣設備。

電氣安全

（1）研究並採取各種有效的安全技術措施。

（2）研究並推廣先進的電氣安全技術，提高電氣安全水平。

（3）制定並貫徹安全技術標准和安全技術規程。

（4）建立並執行各種安全管理制度。

（5）開展有關電氣安全思想和電氣安全知識的教育工作。

5. 什麼是本安電路的關聯設備

關聯設備作為限能設備能有效地保護危險場所的現場設備，在正常工作條件下能使系統完好地工作，而在故障條件下能限制到達危險場所的電壓、電流。 在實踐應用中關聯設備主要是指安全柵，它又分為齊納式安全柵和隔離式安全柵。 已經介紹清楚，如果感興趣可以看下面。 由於關聯設備與現場設備間的連接電纜存在分布電容和分布電感，因此其儲能勢必對本安系統的防爆性能造成影響。在實踐中通常將電纜按集中參數處理，其參數主要包括： Cc——本安系統最大允許電容； Lc——本安系統最大允許電感。 2 本安系統安全性評定和關聯設備(安全柵)的選取 2．1本安系統安全性評定 目前，典型本安系統採用「迴路認證(LmPAp-Proval)」即「系統認證(System Approval)」。這也是我國現行的本安防爆系統認證技術——聯合取證。這種組合一經認定，其本安設備或關聯設備就不能用未經檢驗機構認證過的其他型號規格的設備替代。而國際上採用「參量認證」的方式，即對關聯設備與現場設備分別給出一組安全參數，並可由用戶自由地將不同生產廠商的電氣設備進行組合，從安全性角度出發只須滿足如下關系： Vmax≥Vo Imax≥Isc (Cc+Ci)≥Ca (Lc+Li)≥La2．2關聯設備的選取原則 本安防爆系統安全性的保障主要取決於關聯設備(安全柵)。下面以齊納式安全柵為例，簡要說明其選用原則，並結合應用較廣泛的變送器系統進行實例分析。 1)齊納式安全柵的選用原則 a)根據現場防爆要求，確定所需安全柵的防爆等級； b)檢查控制室儀表可能存在或產生的最高電壓，確定安全柵最高允許電壓； c)根據現場設備的信號、電源對地的極性，確定安全柵的極性； d)考慮安全柵端電阻壓降的影響，確定系統能否正常工作； e)共模電壓和漏電流的影響對信號響應的精度； f)安全柵允許的分布參數是否合乎要求。 2)現場設備涉及的種類繁多，對不同的設備須在上述原則的基礎上再進一步深入考慮，表2列出了各類現場儀表配用安全柵的大致情況。 3)變送器本安系統安全柵選用實例(圖2) 由變送器構成的防爆系統在選取關聯設備(安全柵)時，應該從電路工作性能(特別是20mA信號時)和安全性能兩個角度出發。而在選用齊納式安全柵之前必須知道變送器的最低工作電壓及二次儀表的供電電壓大小(一般為24V)，然後選用一個內阻合適的安全柵以保證變送器能正常工作。 a)安全柵內部電阻及i(端電阻)的選用：若Ri值較大，其在20mA信號附近可能由於壓降太大而使系統無法正常工作；但若及i值較小，則安全柵Isc較大可能使Isc≥Imax從而不滿足安全性能。因此選擇確切的Ri值必須通過計算其允許的壓降來實現。 b)提高系統的性能：從圖2可以看出，僅有轉換電阻Rc(2500)和安全柵端電阻Ri可以減小，以提高變送器的工作電壓，若Rc減小到100Ω，則4-20mA信號將變為0．4-2．0V，而這對DCS的安裝和應用提出了新的要求，顯然是一種不切實際的方案。 因此最好的方案是選用低內阻的安全柵。而對一般危險場所選用HB產品能滿足要求就盡量採用HB產品。表3列出了ⅡB與ⅡC產品各項參數的比較。顯然，ⅡB比ⅡC產品有小得多的內部電阻Ri，即相應它上面的壓降很小，但同時卻有相當高的Isc。

6. 防爆認證的本安型依據的標准有哪些

用於確定設備符合防爆標準的要求、型式試驗和適應的例行試驗並發放相關合格證書的工作。證書可針對Ex設備或Ex元件。
認證機構
國內外有很多認證機構
國際--歐洲 法國
CEE--國際電氣設備認可規則委員會
IEC--國際電工技術委員會
CENELEC--歐洲電工標准化組織
ISO--國際標准化組織
LLOYD'SREGISTER OF SHIPPING--勞氏船級社
LCIE--法國中央實驗室

英國
丹麥
BASEEFA--英國防爆電氣設備檢驗局
BSI--英國標准學會
SFA--特殊可燃氣氛
DEMKO--丹麥電工技術委員會

美國 德國
F M--工廠互助研究社
U L--保險商實驗室
NEC--全國電氣規程
DIN--德國標准學會
BVS--德國礦山設備檢驗局

加拿大 挪威
CSA--加拿大標准協會
DET NORSKE VERITAS--挪威船級社

荷蘭 日本

KEMA--荷蘭電工委員會
ML--勞動部
NK--日本海運協會

中國

CQST國家防爆電氣產品質量監督檢驗中心
NEPSI--國家級儀器表防爆安全監督檢測站
中國石油和化學工業電氣產品防爆質量監督檢驗中心（PCEC）

企業要求
申請產品認證的企業需要通過ISO9000系列認證方可申請。

申請辦理
需要申請的用戶可以聯系相應的檢測機構進行辦理。

送檢指南
防爆電器產品生產企業在申請辦理防爆合格證和試驗報告時，應按下列程序辦理並提供資料和樣機。

送檢資料
1、企業資證
企業工商營業執照的復印件（初次送檢時），單位介紹信/委託書/申請函。
2、企業質量保證書
按GB3836.1－2010的規定，企業在送審時，應提供相應的質量保證書。當企業通過ISO9000系列認證，提供ISO9000系列認證的復印件即可。
3、技術資料
企業送審的技術資料包括企業標准或技術要求、產品圖紙、使用說明書等。所有的技術資料應一式兩份。
a) 企業標准/技術要求
產品的企業標准/技術要求應按規定的格式編寫，其內容除應包括產品的性能要求外，還應包括防爆方面相關的內容：如基本參數、防爆標志、使用環境條件、防爆性能要求、防爆性能的相關試驗、與防爆相關的標志等。
b) 產品圖紙
當企業申請本安型電氣設備的防爆合格證時，應提供總裝圖、電路原理圖、印刷線路板圖、絲印圖、元器件材料表及銘牌圖等。當企業申請非本安型電氣設備的防爆合格證時，送檢技術資料應包括能反映樣品防爆性能的圖紙（包括總裝圖和零件圖）。當總圖能明確表明產品的防爆參數及結構時，也可只送檢總圖。
c)使用說明書
使用說明書應包括基本參數、防爆標志、產品外形圖、安裝、維護、訂貨須知以及向用戶明示確保在安裝、使用中產品防爆性能的注意事項。
d) 其它資料
對於有膠粘、澆封的產品，應提供相應膠粘劑、澆封劑的型號名稱、性能說明以及有關的工藝文件。對於塑料外殼的產品，應提供塑料的材質及相應性能文件。
4、申請防爆合格證的送檢樣品
企業送檢的樣機應與審核圖紙一致，並裝配完整，其檢驗台數應滿足要求。如果有特殊拆裝工具時，應一並送到。對於澆封型電氣設備，應送澆封完好和未澆封的產品各一套。觀察窗的透明件應另送5件，至少3件。燈具的透明件應另送8件，至少5件。橡膠老化試驗應提供35×15×6橡膠塊3～5塊。塑料外殼絕緣電阻測定須提供直徑150×60的塑料片2塊。如尺寸允許，可直接對塑料外殼進行測定。
5、申請方式：
5.1自由申請： 送檢單位自行申請，自行准備相關資料，自行協助調試樣機，自行修改資料中不規范的部分，周期相對較長，綜合費用較高。
5.2 代理申請：代理申請是指由專業的防爆電氣技術服務機構進行代理申辦全過程，中間的資料修改，樣機調試，進度協調交由代理機構*根據授權完成，進度有較好的保證，中間的簽訂委託協議後大約30天就可以拿到證書，缺點是需要支付代理機構一些代理費用。

關於取證時間說明：
圖紙、樣品齊全，且都符合標准規定，沒有特殊復雜試驗，一般為一個月。[1]

關於取證費用說明
根據產品的防爆標志、產品復雜程度、大小、有無復雜試驗項目、考慮代表型號。一般為10000元左右，代表型號每個另加10%。大型成套產品、系列產品、中心收費標准中未列的，按照《合同評審程序》執行，協商確定。[1]

更改
如果防爆合格證內容有誤應及時進行更改，單位地址的變更及原製造單位名稱改變，應持變更手續及申請函進行變更。

到期換證
當企業的防爆合格證有效期即將到期時，企業應在有效期前後三個月內提供一份換證的申請函，並應攜帶以下的資料再次申請換證。如有意外情況，應及時通知我中心。申請函包括申請換證的產品名稱、型號、原防爆等級、原防爆合格證號和產品有無更改的說明。企業還應將到期的防爆合格證及送檢過的技術資料送至中心重新審查，並提供復檢的樣品。

國內機構簡介

國家防爆電氣產品質量監督檢驗中心（CQST）
國家質量監督檢驗檢疫總局授權的國家產品質量監督檢驗機構和國家安全生產監督管理總局授權的國家安全生產甲級檢測檢驗機構，它是經中國合格評定國家認可委員會（CNAS）認可和中國國家認證認可監督管理委員會（CNCA）授權的唯一的國家防爆電氣產品質量監督檢驗中心，同時也是國家進出口商品檢驗實驗室認可委員會認可的進出口防爆電氣產品驗證試驗機構；
相互認可的機構有：中國船級社認可的船用防爆電氣產品檢驗實驗室；美國能源部認可的NVLAP電動機效率實驗室；IECEX國際實驗室。CQST承擔按照中國國家標准GB3836系列等對防爆電機、防爆電器、防爆燈具、防爆儀器儀表、防爆通訊設備、防爆運輸車輛和防爆機械設備（如防爆電梯、防爆起重機）等防爆電氣產品防爆性能的審查和檢測，頒發防爆合格證；CQST還能夠按照IEC60079系列、歐洲EN50014、美國UL和FM、加拿大CSA等標准進行防爆產品及電動機產品試驗工作，CQST與國外多家防爆認證檢驗機構（挪威NEMKO、DNV，德國PTB，美國UL、FM，澳大利亞TESTSAFE，法國LCIE、INERIS，英國BASEEFA，俄羅斯CCVE，荷蘭KEMA，日本TIIS等）建立了相互認可檢驗結果的合作關系。
CQST追求檢測技術的卓越，注重品牌形象和保護客戶知識產權利益。以嚴肅的工作態度、嚴密的工作程序、嚴格的工作要求以及先進的設備、一流的技術向您提供公正准確、科學可靠、優質高效的服務！

國家級儀器表防爆安全監督檢測站(NEPSI)
國家級儀器儀表防爆安全監督檢驗站（NEPSI）是經國家授權，專業從事防爆基礎技術研究和防爆試驗、產品認證及工程項目防爆安全檢查、評價的技術機構。
NEPSI是國際電工委員會IECEx組織認可的國際防爆實驗室；是國家安全生產監督管理總局授權的國家安全生產上海防爆電氣檢測檢驗中心（國家安全生產檢測檢驗甲級資質）；是經國家質量監督檢驗檢疫總局(AQSIQ)批准設立的全國工業產品生產許可證辦公室防爆電氣設備審查部防爆儀表工作站。
NEPSI試驗室始建於1979年，並於1985年正式建成投入運行。1986年1月，防爆試驗室經國家勞動部審查認可，正式被命名為「國家級儀器儀表防爆安全監督檢驗站」。
NEPSI嚴格按ISO/IEC17025和ISO/IEC17020運行，在人員素質、試驗設備和測試儀器、管理等方面都具有相當的水平。作為上海儀器儀表自控系統檢驗測試所(SITIIAS)的重要組成部分，NEPSI的檢測能力和檢查能力獲得了中國合格評定國家認可委員會(CNAS)的認可。NEPSI曾多次派出專業技術人員赴英國SIRA、德國PTB和美國FMRC等國際著名防爆檢驗機構進行專業培訓。其主要檢驗工作均由10年以上工作經驗的工程師、高級工程師和教授級高級工程師擔任。其中，有的是全國防爆電氣設備標准化委員會、中國勞動保護學會、上海防火防爆專業委員會、美國儀表學會防爆電氣設備委員會（ISA SP12）、國際電工委員會防爆電氣設備認證體系(IECEx)的委員、IECEx體系國際評審員；有的曾去英國SIRA、美國工廠聯研會（FM Global）、德國聯邦物理技術研究院（PTB）、德國北德集團認證技術股份有限公司（TUV Nord）、德國礦山安全設備檢驗局（DMT/BVS，現名EXAM BBG）、法國國際檢驗局法國中央實驗室(BV/LCIE)、日本勞動省產業安全技術研究所(TIIS)、澳大利亞TestSafe/SIMTARS、韓國KTL/KOSHA、匈牙利BKI、西班牙LOM等世界著名防爆檢驗機構進行過專業考察或開展合作研究工作。

中國石油和化學工業電氣產品防爆質量監督檢驗中心（PCEC）
中國防爆電氣檢驗機構PCEC 即國家安全生產天津防爆電氣檢測檢驗中心 , 石油和化學工業電氣產品防爆質量監督檢驗中心 ,中海油天津化工研究設計院電氣安全檢驗研究實驗室是經國家認證認可監督管理委員會（CNAS）、國際電工委員會防爆電氣設備標准認證體系（IECEx Scheme）、國際實驗室認可合作組織(ilac)、中國船級社（CCS）認可，國家安全生產監督管理總局和中國石油和化學工業協會授權的電氣防爆、大氣環境、船用電氣產品和電動機型式檢測檢驗研究實驗室，行政上隸屬於中國海洋石油總公司。
PCEC不僅是國際電工委員會IECEx防爆電氣檢測實驗室。而且也是中國船級社（CCS）、德國聯邦物理技術研究院（PTB）、法國國際檢驗局（BV）/中央實驗室（LCIE）、俄羅斯防爆及礦用電氣設備認證中心（CCVE）和挪威船級社（DNV）認可的檢驗機構。
PCEC具有完善的質量管理體系和檢驗研究環境、先進/齊全的檢驗設備和儀器、高水平的專業檢驗研究人員和完備的檢驗資源，實驗室質量體系符合ISO/IEC17025《檢測和校準實驗室能力的通用要求》，試驗室能力能夠滿足中國標准、IEC標准和EN標準的各種防爆結構類型的型式檢驗和其他環境試驗。
PCEC具有一大批在上述特殊環境領域里年富力強、高技術水平的機械、電氣、儀表專家和石油、化學專家，他們有著豐富的實驗室檢驗研究和安全生產現場檢測的經驗。多年來，PCEC連續承擔了防爆電氣產品的國家監督抽查和全國防爆電氣產品生產許可證的檢驗、國際IECEx和歐洲ATEX防爆電氣產品的認證檢驗工作，相繼完成了天津市和國家科學技術部多項研究課題，承接了大量的石油、化工、制葯和軍工等行業企業的安全生產檢測檢驗和技術服務。

7. 本安電路的標准

可查閱國家強制標准，GB—3836。

8. 本安電路的基本原理

本質安全電氣設備防爆基本原理是：通過限制電氣設備電路的各種參數或採取保護措施來限制電路的火花放電能量和熱能，使其在正常工作和規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃周圍環境的爆炸性混合物，從而實現電氣防爆。
本質安全型電氣設備根據其安全程度不同分為ia和ib兩個等級。ia等級是指電路在正常工作、一個或兩個計數故障時，都不能點燃爆炸性混合物的電氣設備。ib等級是指電路在正常工作或一個計數故障時，不能點燃爆炸性混合物的電氣設備。
電路放電火花的基本形式為：火花放電、弧光放電、輝光放電和由三種放電形式組成的 混合放電。火花放電是在接通和斷開電容電路時，擊穿放電間隙中的氣體而產生的，其特點是低電壓大電流放電。弧光放電是由某種形式的不穩定放電不斷轉化而產 生的，如高壓擊穿時產生的放電形式，特點是：可以產生持續的電弧、電流密度大、放電能量集中、點燃周圍爆炸性混合物的能力強，電感性電路放電形式屬弧光放電。輝光放電是在高電壓小電流的條件下產生的放電形式，其特點是：放電能量不集中、能量散失大、點燃周圍爆炸性混合物的能力差。由於弧光放電是最危險的放電形式，因此電感性電路是研究本質安全電路的重要內容。
模型的建立，是以線性本質安全電源為基礎進行的理論研究。隨著電子技術和電力電子元器件技術的進步，開關電源技術得到了飛速的發展。出現了開關型本質安全電源技術。
本質安全電路理論經過一百多年的進步和發展，電路的技術理論已經成熟。開關電路技 術同樣經過幾十年的發展，已經廣泛應用於各個領域，開關電源技術無論是在理論還是在實際電路中都已經非常成熟。而本質安全電源電路卻仍然停留在線性電源的 階段，由於線性電源在煤礦井下應用存在著許多不足之處，尤其是輸出功率很難提高，已經不能滿足現階段煤礦企業的發展需求。開關型本質安全電源可以彌補線性 本質安全電源的缺點，選擇適當的電路拓撲結構和工作頻率，能夠有效提高本質安全電源的輸出功率。因此，對於本質安全電路來講，即是一種新的應用技術，同時 也是本質安全電路未來的發展方向。

9. 有關本安電路設計~希望前輩不吝賜教。

分數是浮雲，我來幫你。

本質安全電路只要解決兩個問題：一是避免火花點燃，二是避免熱點燃。

首先說火花點燃，簡單來講就是電路的儲能在相應氣體的點燃水平以下，比如IIC等級就是40uJ。電路按儲能可分為電阻性電路（不含電感電容）、容性儲能、感性儲能三種。對於電阻性電路，你要去查GB3836.4表A.1，豎排代表電路電壓，橫排代表在該電壓水平下允許的電流，要查乘1.5那列（具體原因不是一兩句話講得清的）。容性儲能則查表A.2，代表某電壓下允許多少電容。感性儲能查圖A.4或圖A.6（注意橫坐標是對數坐標），曲線恆定部分的左下側是安全的參數。

再說說熱點燃，這個與你說的功率有關。輸入功率越大，元器件發熱就愈大，那麼首先你要確定你設計的電路滿足什麼溫度組別，去查GB3836.1的5.3條。確定溫度組別後，可以按照小元件來評價元器件溫升是否符合溫度組別，比如你選T4，則查3836.1的表3可知，功率不得超過1.3W（最高環境溫度40度）。

無論是火花還是熱點燃評價，都要考慮故障，而故障又分計數故障和非計數故障，3836.4標准里都有解釋，同樣，這不是一兩句話能說清的。

本安是個比較復雜的系統問題，想研究透徹得多花點功夫。

10. 關於本安型電路設計的要點

電源雙重保護，少用電感和電容或小容量，非本安信號要隔離。看看國標GB3836.4和GB3836.1相關條款。