本质安全型产品培训讲座课件.ppt

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1、本质安全型防爆技术,石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心,目录,防爆基础知识本质安全防爆技术的发展历程本质安全型设备的基本要求本质安全型电路的设计要求典型关联设备安全栅本质安全型设备的型式试验本质安全型设备的安装和使用,防爆基础知识,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，才能避免成为危险点燃源，防止爆炸事故的发生。,爆炸基本原理,产生爆炸的基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、热表面） 点燃源 这三个条件（称为爆炸三要素

2、）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。 防止爆炸发生的基本方法 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避免形成爆 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相同。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行分类、分级、分组，以及对爆炸性危险区域进行分区。,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）,注：类不分级，只有甲烷气体。,防爆设备的分类、分级、分组,电气设

3、备分组（同爆炸性气体分组）,难,注：电气设备最高表面温度不应超过150。,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,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规范GB3836.14-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第14部分 危险场所划分GB12476.3-2007 可燃性粉尘环境用电气设备 第3部分 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,安全区：小于1h/y。,设备保护等级（EPL）

4、,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。,电气设备主要防爆型式,注：GB3836.1-2010规定了各防爆型式的通用要求。,本质安全防爆技术的发展历程,本质安全技术的起源,本质安全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安全的。因此这些规定逐渐被人们所认识和承认，并把这一技术叫做“本质安全”。,本质安全技术标准,1977年安全火花型防爆电气设备 制造检验暂行规定（由一机部、煤炭部

5、和石化部编制。）GB 3836.4-1983爆炸性环境用防爆电气设备 本安型电路和电气设备“i”GB 3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备 第4部分: 本质安全型“i”（IEC60079-11:1999）GB 3836.4-2010爆炸性环境 第4部分: 由本质安全型“i”保护的设备（IEC60079-11:2006）,本质安全型设备的特点,结构简单、体积小、重量轻、造价低；安全程度高，ia等级可用于0区；可带电操作与维护，可有效避免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。,本质安全型设备的基本要求,GB3836.1标准对本质安全设备和关联设备排除

6、条款,GB3836.1标准对本质安全设备和关联设备排除条款,本质安全型设备种类、等级,本安设备种类本安设备：所有内部电路均为本质安全电路的电气设备。关联设备：装有限能电路和非限能电路，且结构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,电磁能和超声波能辐射的设备,GB3836.1-

7、2010 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 EPL Ma、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下列值：连续源0.1W/cm2和10MHz， 脉冲源0.1W/cm2和2mJ/cm2,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，表面绝缘电阻不超过1G（1109）限定非金属部件的表面积，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，则表面积可增加四倍。,外壳材料 非金属材料,采用导电涂层的措施。表面绝缘电阻不超过109。限制导电表面

8、的非金属层厚度，应不超过下表的值。按“起电试验”(见GB3836.1-2010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下列数值：,外壳材料 非金属材料,按“电容测量”（见GB3836.1-2010第26.15）试验方法，使其不能存贮危险电荷。最大电容应为下列数值：对于固定安装设备，为避免静电放电危险，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！使用中应避

9、免摩擦！清洁时请用湿布！禁止在有流动性的非导电介质环境中安装！”,外壳材料 金属材料,I 类电气设备外壳用材料（见GB3836.1-2010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GB3836.1-2010第8.1.3）,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（根据危险场所和安全程度） ia、ib、ic （关联设备） 类别 ：（矿用）、（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,本质安全型设备结

10、构要求,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，否则应加绝缘板或接地金属板进行隔离。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：本质安全电路之间至少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

11、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。,本质安全型设备结构要求,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、避免火花、降低温度、防止爆炸性气体侵入的安全有效措施。 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，组成本安组件。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

12、定值的1/3。防止人为更换元件，保证电路工作的可靠性。降低元件或导线的表面温度。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表面温度。被浇封电路的间距应满足GB3836.4表中5的规定值。注意浇封表面与被浇封元件、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 ：印刷线路板表面应有绝缘涂层。若采用喷涂法应二次，若采用刷、浸法可一次，其爬电距离不小于BG3836.4表5的规定。,本质安全型电路设计要求,基本准则,本质安全电路应满足下列三个基本准则限制电路能量 当电路根据电气设备规定的保护等级和级别进行试验或评定时，不得发生火花点燃。控制温度

13、本安电路中所有元器件和导线的最高表面温度须不大于所规定的温度组别的要求。以避免热表面引起点燃。可靠隔离 本质安全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,GB3836.4-2010中图A.1图A.6参考曲线或表A.1和表A.2给出了电阻、电容和电感三种基本电路不同类别、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

14、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。,安全系数,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，使用时应考虑安全系数。所谓安全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达到规定的安全系数。,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下列程序：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

15、路），考虑相应的安全系数，对应最小点燃曲线，进行评定和修改电路。检查电路参数是否符合本安要求 使考虑安全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行验证。 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规范，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

16、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：符合标准结构要求的电气设备的部件上出现的故障。非计数故障：不符合标准结构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, 则应认为是计数短路故障；当小于下表的规定，又小于1/3, 则应认为是非计数短路故障。,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，并考虑相应安全系数。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

17、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，否则为计数故障。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，使表面温度下降。限制电压使用安全栅。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

18、的。限制能量 对于不符合本安要求的电路，必须采取下列措施进行限制。,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：电路中应尽量避免采用大电容。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，达到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

19、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 ：结构要求：电解液不能够溢出的结构型式。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；但电池组若安装在关联设备中，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分离。外部充电

20、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达到下表的规定值： （原电池）,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）,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，那么在下列情况下不要求在单体蓄电池的端

21、子处进行火花点燃放电试验：单体蓄电池的峰值开路电压小于4.5V和单体蓄电池端子处的最大电压和瞬态电流的乘积不超过33 W。,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C,考虑电源波动10%的因素，电源U20V1.122V，查GB3836.4附录 图A.1 (C)，22V对应的最小点燃电流为337mA将安全系数K1.5加在电流上即Ik337mA/1.5224mA20V的直流电源串联的限流电阻R22V/224mA98.2，考虑电阻允许误差5%，限流电阻最小阻值至少为103.1，当该电源为电池组，直接用于

22、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。,U,U,R？,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: 类场所用，电路由30V电池组与可靠元件10K电阻、10uF电容器连接而成。假定30V和10uF值为最大值, 10K 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Uo30V, 电池最大短路电流IoUo/R30V/10K 3mA取安全系数K1.5, Ik1.53mA4.5mA查GB3836.4图A.1电阻电路(I), 30V对应最小点燃电流Imin700mA评定：因为Ik(4.5mA)远小于Imin(700mA), 安全系

23、数超过了100倍,所以该电源是本质安全的。电容器 C10uf, U30V取安全系数K1.5, Uk1.530V45V查GB3836.4图A.2 I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,该电路不是本质安全的。,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C10uF，查GB3836.4 图A.2 (I)，对应最小点燃电压Vmin26V所以电压应降低为UkVmin(26V)/1.517.3V修改方案2：电压值不变，减小电容值。因为U30V ，取安全系数K1.5，Uk1.530V45V 查GB3836.4

24、 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R5.6)U30V，取安全系数K1.5，Uk1.530V45V 查GB3836.4图A.2(I)，对应10uf5.6这条曲线，最小点燃电压Umin=48V因为Uk(45V)小于Umin(48V), 所以该电路是本质安全的。,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: 如图所示，假定有一个C电路，电源由20V电池组与300可靠限流电阻组成，向一个1100和100mH的电感器供电，评价该电路的本安性

25、能。假定：300和1100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Uo22V电池最大短路电流IoUo/R22V/30073.3mA(忽略电池内组)取安全系数K1.5，Ik1.573.3mA110mA查GB3836.4图A.1(C), 22V对应最小点燃电流Imin337mA评定：因Ik(110mA)小于Imin(337mA)，所以电源是本质安全的电感器电感中的最大电流IUo/R22V/(3001100)15.7mA取安全系数K1.5，Ik1.515.7mA23.6mA查GB3836.4图A.4 类电感电路(C)，100mH对应最小点燃电流Imain28mA

26、评定：因Ik(23.6mA)小于Imin(28V)，所以电路是本质安全的。,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：任何与本质安全性能有关的元件，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1.7I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：1.51.7In电压额定值：

27、Um或Ui功率额定值：1.5(1.7In)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。变压器结构：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行，不应击穿。变压器绕组温度应不超过GB/T 11021中给出的绝缘等级允许值。,

28、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。分流安全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-安全栅,典型关联设备-安全栅,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安全

29、区，若安装在危险区，必须置于另一种防爆型式之中。安全栅是一种典型的、最常见的关联设备。 如：齐纳式安全栅、隔离式安全栅。,齐纳式安全栅,齐纳安全栅电路一般由快速熔断器、限流电阻和并联的稳压管组成。基本原理 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(1.7In)2限流器件的最大电阻,+,F,R1,R2,D1、D2,Vi,非本安端,本安端,齐纳式安全栅,齐纳式安全栅结构特点ia等级并联3个稳压管；ib等级并联2个稳压管；i

30、c等级并联1个稳压管。安全栅本安与非本安端子的距离应不小于50mm。二极管安全栅应设有两个接地端子，接地线截面积不小于4 mm2。采取不对称的安装设计或使用颜色区分，防止安装错误。安全栅电路整体浇封或用一个拆卸后不可复原的外壳来保护。,隔离式安全栅,隔离式安全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、限流功能的二极管安全栅所组成。基本原理 隔离式安全栅采用快速切断、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，提高了系统运行的安全可靠性。,隔离式安全栅结构特

31、点具有齐纳式安全栅的结构特点，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。,隔离式安全栅,安全栅参数,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

32、本质安全电路的最大功率。安全参数应满足：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),本质安全型设备的型式试验,主要型式试验项目,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安全栅和安全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表面电阻测定等,火花点燃试验,所有

33、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，通过进行火花点燃试验进行考核验证，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，并考虑安全系数。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行。,火花点燃试验,安全系数 应用安全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行型式试验和评定，或者采用更易点燃的气体混合物对原电路进行试验。1.5倍安全系数应按下列方法之一获得 方法1：（1.5倍安全系数加

34、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倍安全系数，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倍安全系数加在气体上）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倍安全系数应按下列方法之一获得 方法2：（1.5倍安全系数加在气体上）,如果要求1.0倍的安全系数，则使用下表规定的试

35、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，而隔盘则以转速比50：12向相

36、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1.5MHz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 （纸或金属等）。温度应在每只电池或电池组的外壳表面获得，并取最大值。试验应在每种情况下同限流器件一起，即10只电池短路时进行。 电池的温度试验实际上是模

37、拟电池内部短路状态下，检测电池发热的最高表面温度。对于较大功率的电池，例如锂电池、镍氢电池等一般只满足T3温度组别。其他型式试验详见GB3836.1和GB3836.4标准中的有关内容。,本质安全型设备的安装和使用,安装原则,按照GB3836152000爆炸性气体环境用电气设备 第15部分：危险场所电气安装标准和使用说明书的相关要求进行安装，保护本质安全电路的整体性能，即使发生电路的断路、短路或接地时，也不会超过电路安全能量极限值，不会引起危险环境的点燃。,本质安全防爆系统基本结构,本质安全防爆系统一般由本安型设备、关联设备和连接电缆组成。,本安设备的安装要求,安装在危险场所的本安设备必须按GB

38、3836.1和GB3836.4要求设计，并已被国家检验单位认可，即已取得防爆合格证的产品，非防爆产品不得在危险场所使用。设备的防爆标志必须适应于使用危险场所的安全要求。即：安装在0区的设备，应满足“ia”等级的要求；安装在1区的设备，应至少符合“ib”等级的要求；安装在2区的设备，应至少符合“ic”等级的要求。本安设备除独立电源供电外，必须按说明书的要求，与相应的关联设备相连接；关联设备的防爆等级必须不低于本安现场设备的防爆等级；没有特殊保护的关联设备必须安装在安全区；齐纳安全栅作为关联设备，要可靠接地，应设两根接地线，而且接地电阻应小于1。,连接电缆的选用原则,本安设备用电缆应选用铜芯电缆，

39、而且而且每根导线直径应不小于0.1mm。接地线必须为耐用结构，截面积不小于4cm2。本安用电缆应能承受绝缘介电强度不低于500V的耐压试验，不能用绝缘性能差的细软线或通信线，电缆应有一定的机械强度，防止外来的机械损伤、腐蚀和高温。导线绝缘层的厚度应与导线的直径和绝缘的属性相适应，例如：聚乙烯绝缘最小径向厚度为0.2mm。连接电缆长度的限制,计算方法： 电缆分布参数：根据 CcCo-Ci；LcLo-Li 公式分别计算。 电缆长度：按照L=Cc/Ck（F/km）和L=Lc/Lk（mH/km）公式分别计算， 取其最小值。电缆尽量缩短，禁止盘卷，以减少分布电感。,现场布线原则,本安防爆系统必须按防爆检

40、验单位认可的系统组成，而且按认可的接线图接线。本安设备的安装尽量远离大功率的电气设备，防止电磁干扰。本安与非本安电路电缆应隔离，不能共用同一电缆或钢管，也不能捆成一束，防止混触、静电感应及电磁感应（但导线间用绝缘层和接地金属进行隔离的除外）。多个本安电路或关联设备不能共用同一电缆（但电缆芯线间分别屏蔽的除外），不能共用同一钢管（但用屏蔽导线的除外）电缆的标志本安电路用电缆护套或表层应为浅蓝色。若电缆已有铠装、金属护套（钢管）或屏蔽，不需要再做记号。本安电路终端：本安与非本安电路接线端子如果在同一接线盒内，它们之间要可靠隔离，否则应加隔板，使间距大于50mm，本安端子应为浅蓝色或加本安标记。中间

41、接头：本安电路的外部配线，原则上不得在爆炸危险场所相互连接和分路，在特殊情况下，需在1区、2区范围内进行连接和分路时，应按规定选用相应的接线盒或分线盒加以保护。设有接地端子的本安型电气设备，应可靠接地，以保证设备运行安全和人身安全。,使用维护注意事项,本安型电气设备在使用和维护过程中，必须注意要保持本安电路的电气参数和保护电路，电气参数不得高于使用说明书给出的额定值，保护性能应符合使用说明书的设计要求。更换本安电路及关联电路电气元件时，不得改变原电路的的电气参数和本安性能，也不能擅自改变电器元件的型号、规格，特别是保护元件更要格外注意。更换的保护元件应严格筛选，保证整定值及保护性能与原设计要求一致 。如果本安电路需要改动，应携带修改的图纸和有关文件及样机到防爆检验单位进行审查，合格后方可使用。,