本安电路评定

1. 本安电路的定义

作为通讯、监控、检测、报警以及控制系统的供电设备，本质 安全电源主要应回用在石油、化工、纺织答和煤矿等含有爆炸性混合物环境中。本质安全电源电路必须符合本质安全电路标准的要求，本质安全电路是指在标准规定的条 件（包括正常工作和标准规定的故障条件）下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路；其特点是：电源电路内部和引出线不论是在正常工作还是在故障状态下都是安全的，所产生的电火花不会点燃周围环境中的爆炸性混合物。人们对本质安全电 路理论研究已经有一百多年的发展历史，目前本质安全产品和标准已经形成了较为完整的体系。

2. 什么是本质安全电路

是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或版发生故权障的情况下也不会造成事故。具体包括两方面内容：
1、失误——安全功能
2、故障——安全功能
上述两种安全功能应该是设备、设施和技术工艺本身固有的，即在它们的规划设计阶段就被纳入其中，而不是事后补偿的。
本质安全是生产中“预防为主”的根本体现，也是安全生产的最高境界。

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3. 什么是本质安全电路和非本质安全电路

本质安全电抄路是指在规定的试验条袭件下，在正常工作或规定的故障状态下，产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体混合物的电路。

非本质安全电路是指在规定的试验条件下，在正常工作或规定的故障状态下，产生的电火花和热效应均会导致点燃规定的爆炸性气体混合物的电路。

4. 本质安全型电气设备有哪些等级

ia等级和ib等级。

本质安全型电气设备是由本质安全电路组成的电气设备。本质安全型电版气设备及关权联设备，按使用场所和安全程度不同分为ia等级和ib等级。

1、ia等级。电气设备正常工作中出现一个故障和两个故障时，均不能点燃瓦斯、煤尘的电气设备；

2、ib等级。在正常工作和一个故障时，不能点燃瓦斯、煤尘的电气设备。煤矿井下一般使用ib等级防爆电气设备。

(4)本安电路评定扩展阅读：

电力在我们的生活和生产中所发挥的重要作用不容忽视，其带给我们极大的便利，成为我们生产生活中的重要能源。电厂中能够让电力正常运行和输送的最为关键的因素便是电气设备。

电气安全

（1）研究并采取各种有效的安全技术措施。

（2）研究并推广先进的电气安全技术，提高电气安全水平。

（3）制定并贯彻安全技术标准和安全技术规程。

（4）建立并执行各种安全管理制度。

（5）开展有关电气安全思想和电气安全知识的教育工作。

5. 什么是本安电路的关联设备

关联设备作为限能设备能有效地保护危险场所的现场设备，在正常工作条件下能使系统完好地工作，而在故障条件下能限制到达危险场所的电压、电流。 在实践应用中关联设备主要是指安全栅，它又分为齐纳式安全栅和隔离式安全栅。 已经介绍清楚，如果感兴趣可以看下面。 由于关联设备与现场设备间的连接电缆存在分布电容和分布电感，因此其储能势必对本安系统的防爆性能造成影响。在实践中通常将电缆按集中参数处理，其参数主要包括： Cc——本安系统最大允许电容； Lc——本安系统最大允许电感。 2 本安系统安全性评定和关联设备(安全栅)的选取 2．1本安系统安全性评定 目前，典型本安系统采用“回路认证(LmPAp-Proval)”即“系统认证(System Approval)”。这也是我国现行的本安防爆系统认证技术——联合取证。这种组合一经认定，其本安设备或关联设备就不能用未经检验机构认证过的其他型号规格的设备替代。而国际上采用“参量认证”的方式，即对关联设备与现场设备分别给出一组安全参数，并可由用户自由地将不同生产厂商的电气设备进行组合，从安全性角度出发只须满足如下关系： Vmax≥Vo Imax≥Isc (Cc+Ci)≥Ca (Lc+Li)≥La2．2关联设备的选取原则 本安防爆系统安全性的保障主要取决于关联设备(安全栅)。下面以齐纳式安全栅为例，简要说明其选用原则，并结合应用较广泛的变送器系统进行实例分析。 1)齐纳式安全栅的选用原则 a)根据现场防爆要求，确定所需安全栅的防爆等级； b)检查控制室仪表可能存在或产生的最高电压，确定安全栅最高允许电压； c)根据现场设备的信号、电源对地的极性，确定安全栅的极性； d)考虑安全栅端电阻压降的影响，确定系统能否正常工作； e)共模电压和漏电流的影响对信号响应的精度； f)安全栅允许的分布参数是否合乎要求。 2)现场设备涉及的种类繁多，对不同的设备须在上述原则的基础上再进一步深入考虑，表2列出了各类现场仪表配用安全栅的大致情况。 3)变送器本安系统安全栅选用实例(图2) 由变送器构成的防爆系统在选取关联设备(安全栅)时，应该从电路工作性能(特别是20mA信号时)和安全性能两个角度出发。而在选用齐纳式安全栅之前必须知道变送器的最低工作电压及二次仪表的供电电压大小(一般为24V)，然后选用一个内阻合适的安全栅以保证变送器能正常工作。 a)安全栅内部电阻及i(端电阻)的选用：若Ri值较大，其在20mA信号附近可能由于压降太大而使系统无法正常工作；但若及i值较小，则安全栅Isc较大可能使Isc≥Imax从而不满足安全性能。因此选择确切的Ri值必须通过计算其允许的压降来实现。 b)提高系统的性能：从图2可以看出，仅有转换电阻Rc(2500)和安全栅端电阻Ri可以减小，以提高变送器的工作电压，若Rc减小到100Ω，则4-20mA信号将变为0．4-2．0V，而这对DCS的安装和应用提出了新的要求，显然是一种不切实际的方案。 因此最好的方案是选用低内阻的安全栅。而对一般危险场所选用HB产品能满足要求就尽量采用HB产品。表3列出了ⅡB与ⅡC产品各项参数的比较。显然，ⅡB比ⅡC产品有小得多的内部电阻Ri，即相应它上面的压降很小，但同时却有相当高的Isc。

6. 防爆认证的本安型依据的标准有哪些

用于确定设备符合防爆标准的要求、型式试验和适应的例行试验并发放相关合格证书的工作。证书可针对Ex设备或Ex元件。
认证机构
国内外有很多认证机构
国际--欧洲 法国
CEE--国际电气设备认可规则委员会
IEC--国际电工技术委员会
CENELEC--欧洲电工标准化组织
ISO--国际标准化组织
LLOYD'SREGISTER OF SHIPPING--劳氏船级社
LCIE--法国中央实验室

英国
丹麦
BASEEFA--英国防爆电气设备检验局
BSI--英国标准学会
SFA--特殊可燃气氛
DEMKO--丹麦电工技术委员会

美国 德国
F M--工厂互助研究社
U L--保险商实验室
NEC--全国电气规程
DIN--德国标准学会
BVS--德国矿山设备检验局

加拿大 挪威
CSA--加拿大标准协会
DET NORSKE VERITAS--挪威船级社

荷兰 日本

KEMA--荷兰电工委员会
ML--劳动部
NK--日本海运协会

中国

CQST国家防爆电气产品质量监督检验中心
NEPSI--国家级仪器表防爆安全监督检测站
中国石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心（PCEC）

企业要求
申请产品认证的企业需要通过ISO9000系列认证方可申请。

申请办理
需要申请的用户可以联系相应的检测机构进行办理。

送检指南
防爆电器产品生产企业在申请办理防爆合格证和试验报告时，应按下列程序办理并提供资料和样机。

送检资料
1、企业资证
企业工商营业执照的复印件（初次送检时），单位介绍信/委托书/申请函。
2、企业质量保证书
按GB3836.1－2010的规定，企业在送审时，应提供相应的质量保证书。当企业通过ISO9000系列认证，提供ISO9000系列认证的复印件即可。
3、技术资料
企业送审的技术资料包括企业标准或技术要求、产品图纸、使用说明书等。所有的技术资料应一式两份。
a) 企业标准/技术要求
产品的企业标准/技术要求应按规定的格式编写，其内容除应包括产品的性能要求外，还应包括防爆方面相关的内容：如基本参数、防爆标志、使用环境条件、防爆性能要求、防爆性能的相关试验、与防爆相关的标志等。
b) 产品图纸
当企业申请本安型电气设备的防爆合格证时，应提供总装图、电路原理图、印刷线路板图、丝印图、元器件材料表及铭牌图等。当企业申请非本安型电气设备的防爆合格证时，送检技术资料应包括能反映样品防爆性能的图纸（包括总装图和零件图）。当总图能明确表明产品的防爆参数及结构时，也可只送检总图。
c)使用说明书
使用说明书应包括基本参数、防爆标志、产品外形图、安装、维护、订货须知以及向用户明示确保在安装、使用中产品防爆性能的注意事项。
d) 其它资料
对于有胶粘、浇封的产品，应提供相应胶粘剂、浇封剂的型号名称、性能说明以及有关的工艺文件。对于塑料外壳的产品，应提供塑料的材质及相应性能文件。
4、申请防爆合格证的送检样品
企业送检的样机应与审核图纸一致，并装配完整，其检验台数应满足要求。如果有特殊拆装工具时，应一并送到。对于浇封型电气设备，应送浇封完好和未浇封的产品各一套。观察窗的透明件应另送5件，至少3件。灯具的透明件应另送8件，至少5件。橡胶老化试验应提供35×15×6橡胶块3～5块。塑料外壳绝缘电阻测定须提供直径150×60的塑料片2块。如尺寸允许，可直接对塑料外壳进行测定。
5、申请方式：
5.1自由申请： 送检单位自行申请，自行准备相关资料，自行协助调试样机，自行修改资料中不规范的部分，周期相对较长，综合费用较高。
5.2 代理申请：代理申请是指由专业的防爆电气技术服务机构进行代理申办全过程，中间的资料修改，样机调试，进度协调交由代理机构*根据授权完成，进度有较好的保证，中间的签订委托协议后大约30天就可以拿到证书，缺点是需要支付代理机构一些代理费用。

关于取证时间说明：
图纸、样品齐全，且都符合标准规定，没有特殊复杂试验，一般为一个月。[1]

关于取证费用说明
根据产品的防爆标志、产品复杂程度、大小、有无复杂试验项目、考虑代表型号。一般为10000元左右，代表型号每个另加10%。大型成套产品、系列产品、中心收费标准中未列的，按照《合同评审程序》执行，协商确定。[1]

更改
如果防爆合格证内容有误应及时进行更改，单位地址的变更及原制造单位名称改变，应持变更手续及申请函进行变更。

到期换证
当企业的防爆合格证有效期即将到期时，企业应在有效期前后三个月内提供一份换证的申请函，并应携带以下的资料再次申请换证。如有意外情况，应及时通知我中心。申请函包括申请换证的产品名称、型号、原防爆等级、原防爆合格证号和产品有无更改的说明。企业还应将到期的防爆合格证及送检过的技术资料送至中心重新审查，并提供复检的样品。

国内机构简介

国家防爆电气产品质量监督检验中心（CQST）
国家质量监督检验检疫总局授权的国家产品质量监督检验机构和国家安全生产监督管理总局授权的国家安全生产甲级检测检验机构，它是经中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可和中国国家认证认可监督管理委员会（CNCA）授权的唯一的国家防爆电气产品质量监督检验中心，同时也是国家进出口商品检验实验室认可委员会认可的进出口防爆电气产品验证试验机构；
相互认可的机构有：中国船级社认可的船用防爆电气产品检验实验室；美国能源部认可的NVLAP电动机效率实验室；IECEX国际实验室。CQST承担按照中国国家标准GB3836系列等对防爆电机、防爆电器、防爆灯具、防爆仪器仪表、防爆通讯设备、防爆运输车辆和防爆机械设备（如防爆电梯、防爆起重机）等防爆电气产品防爆性能的审查和检测，颁发防爆合格证；CQST还能够按照IEC60079系列、欧洲EN50014、美国UL和FM、加拿大CSA等标准进行防爆产品及电动机产品试验工作，CQST与国外多家防爆认证检验机构（挪威NEMKO、DNV，德国PTB，美国UL、FM，澳大利亚TESTSAFE，法国LCIE、INERIS，英国BASEEFA，俄罗斯CCVE，荷兰KEMA，日本TIIS等）建立了相互认可检验结果的合作关系。
CQST追求检测技术的卓越，注重品牌形象和保护客户知识产权利益。以严肃的工作态度、严密的工作程序、严格的工作要求以及先进的设备、一流的技术向您提供公正准确、科学可靠、优质高效的服务！

国家级仪器表防爆安全监督检测站(NEPSI)
国家级仪器仪表防爆安全监督检验站（NEPSI）是经国家授权，专业从事防爆基础技术研究和防爆试验、产品认证及工程项目防爆安全检查、评价的技术机构。
NEPSI是国际电工委员会IECEx组织认可的国际防爆实验室；是国家安全生产监督管理总局授权的国家安全生产上海防爆电气检测检验中心（国家安全生产检测检验甲级资质）；是经国家质量监督检验检疫总局(AQSIQ)批准设立的全国工业产品生产许可证办公室防爆电气设备审查部防爆仪表工作站。
NEPSI试验室始建于1979年，并于1985年正式建成投入运行。1986年1月，防爆试验室经国家劳动部审查认可，正式被命名为“国家级仪器仪表防爆安全监督检验站”。
NEPSI严格按ISO/IEC17025和ISO/IEC17020运行，在人员素质、试验设备和测试仪器、管理等方面都具有相当的水平。作为上海仪器仪表自控系统检验测试所(SITIIAS)的重要组成部分，NEPSI的检测能力和检查能力获得了中国合格评定国家认可委员会(CNAS)的认可。NEPSI曾多次派出专业技术人员赴英国SIRA、德国PTB和美国FMRC等国际著名防爆检验机构进行专业培训。其主要检验工作均由10年以上工作经验的工程师、高级工程师和教授级高级工程师担任。其中，有的是全国防爆电气设备标准化委员会、中国劳动保护学会、上海防火防爆专业委员会、美国仪表学会防爆电气设备委员会（ISA SP12）、国际电工委员会防爆电气设备认证体系(IECEx)的委员、IECEx体系国际评审员；有的曾去英国SIRA、美国工厂联研会（FM Global）、德国联邦物理技术研究院（PTB）、德国北德集团认证技术股份有限公司（TUV Nord）、德国矿山安全设备检验局（DMT/BVS，现名EXAM BBG）、法国国际检验局法国中央实验室(BV/LCIE)、日本劳动省产业安全技术研究所(TIIS)、澳大利亚TestSafe/SIMTARS、韩国KTL/KOSHA、匈牙利BKI、西班牙LOM等世界著名防爆检验机构进行过专业考察或开展合作研究工作。

中国石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心（PCEC）
中国防爆电气检验机构PCEC 即国家安全生产天津防爆电气检测检验中心 , 石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心 ,中海油天津化工研究设计院电气安全检验研究实验室是经国家认证认可监督管理委员会（CNAS）、国际电工委员会防爆电气设备标准认证体系（IECEx Scheme）、国际实验室认可合作组织(ilac)、中国船级社（CCS）认可，国家安全生产监督管理总局和中国石油和化学工业协会授权的电气防爆、大气环境、船用电气产品和电动机型式检测检验研究实验室，行政上隶属于中国海洋石油总公司。
PCEC不仅是国际电工委员会IECEx防爆电气检测实验室。而且也是中国船级社（CCS）、德国联邦物理技术研究院（PTB）、法国国际检验局（BV）/中央实验室（LCIE）、俄罗斯防爆及矿用电气设备认证中心（CCVE）和挪威船级社（DNV）认可的检验机构。
PCEC具有完善的质量管理体系和检验研究环境、先进/齐全的检验设备和仪器、高水平的专业检验研究人员和完备的检验资源，实验室质量体系符合ISO/IEC17025《检测和校准实验室能力的通用要求》，试验室能力能够满足中国标准、IEC标准和EN标准的各种防爆结构类型的型式检验和其他环境试验。
PCEC具有一大批在上述特殊环境领域里年富力强、高技术水平的机械、电气、仪表专家和石油、化学专家，他们有着丰富的实验室检验研究和安全生产现场检测的经验。多年来，PCEC连续承担了防爆电气产品的国家监督抽查和全国防爆电气产品生产许可证的检验、国际IECEx和欧洲ATEX防爆电气产品的认证检验工作，相继完成了天津市和国家科学技术部多项研究课题，承接了大量的石油、化工、制药和军工等行业企业的安全生产检测检验和技术服务。

7. 本安电路的标准

可查阅国家强制标准，GB—3836。

8. 本安电路的基本原理

本质安全电气设备防爆基本原理是：通过限制电气设备电路的各种参数或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现电气防爆。
本质安全型电气设备根据其安全程度不同分为ia和ib两个等级。ia等级是指电路在正常工作、一个或两个计数故障时，都不能点燃爆炸性混合物的电气设备。ib等级是指电路在正常工作或一个计数故障时，不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
电路放电火花的基本形式为：火花放电、弧光放电、辉光放电和由三种放电形式组成的 混合放电。火花放电是在接通和断开电容电路时，击穿放电间隙中的气体而产生的，其特点是低电压大电流放电。弧光放电是由某种形式的不稳定放电不断转化而产 生的，如高压击穿时产生的放电形式，特点是：可以产生持续的电弧、电流密度大、放电能量集中、点燃周围爆炸性混合物的能力强，电感性电路放电形式属弧光放电。辉光放电是在高电压小电流的条件下产生的放电形式，其特点是：放电能量不集中、能量散失大、点燃周围爆炸性混合物的能力差。由于弧光放电是最危险的放电形式，因此电感性电路是研究本质安全电路的重要内容。
模型的建立，是以线性本质安全电源为基础进行的理论研究。随着电子技术和电力电子元器件技术的进步，开关电源技术得到了飞速的发展。出现了开关型本质安全电源技术。
本质安全电路理论经过一百多年的进步和发展，电路的技术理论已经成熟。开关电路技 术同样经过几十年的发展，已经广泛应用于各个领域，开关电源技术无论是在理论还是在实际电路中都已经非常成熟。而本质安全电源电路却仍然停留在线性电源的 阶段，由于线性电源在煤矿井下应用存在着许多不足之处，尤其是输出功率很难提高，已经不能满足现阶段煤矿企业的发展需求。开关型本质安全电源可以弥补线性 本质安全电源的缺点，选择适当的电路拓扑结构和工作频率，能够有效提高本质安全电源的输出功率。因此，对于本质安全电路来讲，即是一种新的应用技术，同时 也是本质安全电路未来的发展方向。

9. 有关本安电路设计~希望前辈不吝赐教。

分数是浮云，我来帮你。

本质安全电路只要解决两个问题：一是避免火花点燃，二是避免热点燃。

首先说火花点燃，简单来讲就是电路的储能在相应气体的点燃水平以下，比如IIC等级就是40uJ。电路按储能可分为电阻性电路（不含电感电容）、容性储能、感性储能三种。对于电阻性电路，你要去查GB3836.4表A.1，竖排代表电路电压，横排代表在该电压水平下允许的电流，要查乘1.5那列（具体原因不是一两句话讲得清的）。容性储能则查表A.2，代表某电压下允许多少电容。感性储能查图A.4或图A.6（注意横坐标是对数坐标），曲线恒定部分的左下侧是安全的参数。

再说说热点燃，这个与你说的功率有关。输入功率越大，元器件发热就愈大，那么首先你要确定你设计的电路满足什么温度组别，去查GB3836.1的5.3条。确定温度组别后，可以按照小元件来评价元器件温升是否符合温度组别，比如你选T4，则查3836.1的表3可知，功率不得超过1.3W（最高环境温度40度）。

无论是火花还是热点燃评价，都要考虑故障，而故障又分计数故障和非计数故障，3836.4标准里都有解释，同样，这不是一两句话能说清的。

本安是个比较复杂的系统问题，想研究透彻得多花点功夫。

10. 关于本安型电路设计的要点

电源双重保护，少用电感和电容或小容量，非本安信号要隔离。看看国标GB3836.4和GB3836.1相关条款。