由於火災爆炸直接威(wei)脅(xie)人身和(he)財產(chan)安全，人(ren)們特別(bie)注意儀(yi)器(qi)的防爆，以防止火災爆炸事故。目(mu)前(qian)，防爆(bao)技術(shu)取(qu)得了顯著進(jin)展，並廣泛應用於(yu)各(ge)行各業(ye)。本安型、隔爆型、增(zeng)安型是(shi)自動(dong)化儀表防爆形(xing)式中(zhong)較常(chang)見的。與(yu)其他防爆形式相比，本安(an)防爆技術，即本質安全型（以下簡稱本安全(quan)型）防爆形式，不僅(jin)結構簡單，應用廣泛，而且操作維護(hu)方便(bian)，非常受歡迎。目(mu)前(qian)，本安防爆儀器以抑製點火源能量為防爆手段，已被製造商和用(yong)戶(hu)廣泛接(jie)受，並得到了更廣(guang)泛(fan)的推廣和應用。為(wei)方便用戶更好(hao)地(di)應(ying)用本安儀表(biao)，本(ben)文(wen)介紹了本安儀表的(de)防爆知識。

防爆標誌

一、本安防爆技術的工(gong)作原理

本安防爆技術實際上是一種(zhong)低功率設計技術。例(li)如，氫（IIC）環境(jing)必須將電路功率限(xian)製在1.3W左右。由(you)此(ci)可見，本安技(ji)術可以(yi)很(hen)好地適用於工業自動化儀器。

由於爆炸性危險(xian)氣體爆炸的主(zhu)要(yao)引爆源是電火花和熱效應，本質(zhi)安全技術通過限製電(dian)火花(hua)和熱效應來防止爆炸。在(zai)正常工作和故障狀(zhuang)態下，當儀器產生的電火花或熱效應能量小於一定(ding)程度時，低度(du)計不能點燃爆炸性(xing)危(wei)險氣體(ti)並(bing)產生(sheng)爆炸。本質上，安全防爆技術本質上(shang)是一種低功(gong)率設計技術。其原(yuan)理是將電路中的電壓和電流(liu)限製在允許可靠的範圍(wei)內。本安儀表在正常工作或(huo)短件損壞等(deng)故障下產生的電火(huo)花和熱效(xiao)應不會導致周圍可能的危險氣體爆炸。

對氣(qi)環境，即較危險、較易爆的環(huan)境，通常必須將功率限製在1.3W下麵。國際(ji)電工**（IEC）根據規(gui)定，危險程(cheng)度較(jiao)高的危險場所(suo)0區使(shi)用Exia本級(ji)防爆技術。可見，本質安全防爆技術是較安全、較可靠、適用範圍較廣的防爆技術之(zhi)一。

根據安全程度和使用場(chang)所的不同，本質儀表設備可分為Exia和Exib。而Exia防爆等級應高於Exib。具體說來：

Exia當級本安儀表在正常工作(zuo)狀態(tai)和電路中出(chu)現兩(liang)個故障時，電路(lu)元件不會爆炸(zha)。ia工作電流限製(zhi)在作電流限製在100mA適(shi)用於0區(qu)、1區(qu)、2區(qu)。

Exib當級本安儀表在正常工作狀態和電路中出現(xian)故障時，電路元(yuan)件不會(hui)發生燃燒爆炸。ib工作電流限製在150mA適用於1區和2區。

二、本安防爆技術的主要特(te)點

1.安全性和可靠性高(gao)。由於緊固螺栓(shuan)丟失或結合麵腐蝕、劃傷(shang)等人為原因，本安全儀表的安全可靠性降(jiang)低(di)。

2.應用廣泛。本安技術是目前0區危險場所唯一的防爆技術。

3.作為一(yi)種弱電技術，本安防爆技術可以有效避免現場工程技術人員使用本安儀器時的觸電傷亡。

4.儀器的一些(xie)部件也(ye)可以在帶電的情況下進行維護、校準(zhun)和更換。

5.無需設計製造工藝複雜、體積大(da)、體積大(da)的隔爆外殼。因此，本安儀表具有結構簡單、體積小、重量輕、成本低的特點。根據數據，本安型和隔爆型開關傳輸電路的成本比(bi)約(yue)為1:4。

6.對於熱電偶等簡單(dan)設(she)備，本安全防(fang)爆係統無需特殊認證即(ji)可接入(ru)。

可(ke)見，與其他防爆類型相(xiang)比，本安防爆技術具(ju)有(you)明(ming)顯的優勢(shi)。

三、本安防爆技術在自動化工程過程中的應用

本安防爆係統由現場本安儀表、本質安全電纜和本質安全相關設備組(zu)成。具體指：

1.現場儀表包括(kuo)安裝在危險場所的各種檢(jian)測儀表。

以二線變送器為代表的基(ji)本安全電纜(lan)有一條特殊的接地線，與其(qi)他電纜不同。

3、基本安全相關設備包括齊(qi)納安全柵、隔離(li)安全柵(shan)（分為操作端隔離(li)安全柵(shan)和檢測端隔離(li)安全柵(shan)）、具有限流限壓(ya)功能的其他保護裝置。

本安防爆技術可將能(neng)量限製在安全值內，以確保現場設備(bei)、人員和生產的安全。

四(si)、本安防爆認證

1.本安全防爆是一種整體防爆。組成係(xi)統的現場設備和安全柵必須(xu)經(jing)過國家(jia)授(shou)權認證機構的防爆認證(zheng)。同(tong)時(shi)，需要認證機構簽(qian)發的本安儀器和安全柵的聯合取證，以確認本安全回路的安全性。現場設備為簡(jian)單設備時，無需(xu)本安認證認證的安全柵配合，形成(cheng)本安防爆回路。簡易設備是指不含儲能元件的觸點開關、熱電偶(ou)、熱電阻(zu)、發(fa)光(guang)二極管、橋(qiao)路等。

2、基本安全回路防爆認證原則。

五、本安儀表及本安儀表回路的特殊要求

1.對(dui)接地的特殊要求

本質安全儀表係統必須有可靠的獨立接地。整(zheng)個(ge)自動化儀表係統有四種類(lei)型的接地：本安儀表保護接地、係統接地、信號電路接地和屏蔽接地。其中，電氣工程低壓電氣設備的保護接地網可的保(bao)護接地網。信(xin)號電路接地和屏蔽(bi)接地可共(gong)用單獨的接地極。本安儀表係統需要獨立設置接地係統，距離其他接地網(wang)5m一般要求本質安全地的接地電阻小(xiao)於1Ω。根據設計或規範(fan)，其他兩種接地電阻一般為4Ω以下。

2.連接電纜的特殊(shu)要求(qiu)

從係統布(bu)線工程的角(jiao)度來(lai)看，由於連接電纜具有分布電容和分布電感，連接電纜成為儲(chu)能元件。它(ta)們(men)在信號(hao)傳輸過程中不可避免地儲存能量。一旦(dan)線路開路或短路，這些儲能將以電火花或熱效應的形式釋放(fang)，影響係統的安全性能。因(yin)此，連接傳輸電纜不受外部電磁(ci)場幹擾和與其他電路混(hun)合(he)的影響(xiang)，限製布線長度和感(gan)應電勢帶(dai)來的額外非安全能量，確定電纜的允(yun)許分布電容和允許(xu)分布電感，世界防爆檢測機構主要采用電纜分(fen)布參(can)數的方法(fa)。

本質安全電纜是一種低電容、低電感的電纜，與其他電纜相比具有優異的屏蔽性能和抗幹擾性能，適用於爆炸危險場所等防爆安全要求較高的場合。使用中應注意以下幾點：

①接地線和屏蔽連接線應可靠絕緣。

②屏(ping)蔽電纜的備用芯線和屏蔽層應連接到(dao)同一側的信號電路。

③信號電路的接地點(dian)應在控(kong)製室側。當使用接地熱電偶和檢測(ce)部件已接地的儀器時，控製室(shi)側不再(zai)接地。

3.設備溫度等級

基於技術和經濟考慮(lv)，設備溫度等級規定了設備表麵的較高允許溫度值。在大多數情(qing)況下，低溫設備的購買和安全成本較高。本安裝設備將更加(jia)經濟(ji)有效。本安裝設備直接安裝在危險場所需要考(kao)慮設備的溫度等級，而相關設備不需要設備的溫度等級。危險場所環境中使用的可燃(ran)物質的點燃溫度必(bi)須小於設備溫度等級，以免引(yin)起(qi)燃燒(shao)爆炸。

4.本安電氣設備選(xuan)擇(ze)原則

①簡單設備

按照GB3836.4-2000防爆標(biao)準規定電壓不超過1.2V、電流不(bu)超(chao)過0.1A，其功率不超過(guo)25mW電氣設備可視為簡單設備，其典型(xing)特點是儀表設備內(nei)部等效電感Li=內部(bu)等效電容Ci=0.此類設備可直接應用於現場。

②安裝在危險場所的現場設備，必須明確以下問(wen)題：

◆防爆標誌規定的等級是否適用於危險場所的安全要求。

◆根據(ju)電路是否與安全柵接口處的電路有效隔離本安電路是否(fou)接地或接地。

◆本安電氣設備的信號傳輸(shu)方式(shi)、較低工作電壓和電路正常工作電流。

◆是否已按照GB3836.1-2000和GB3836.本安電氣設備4-2000要求設計(ji)，已(yi)被(bei)國家防爆檢驗(yan)機(ji)構(gou)認可。

在明確上述問題(ti)的基礎上，選擇相應的安全柵。

③選擇安全柵的原則

◆安全柵的防爆標誌(zhi)等級得(de)低於本安現場設備防爆標誌等級。

◆安全柵的端電阻和電路電阻可滿足(zu)本安現場設備的較低工作電壓。

◆安全柵的安全參數可以滿足Uoc≤Ui、Isc≤Ii、Ca≥Ci Cc、La≥Li Lc的要求。

◆安全柵應與本安現場儀表的安全極(ji)性和信號傳輸方(fang)式相匹配。

◆做(zuo)好相應的保護工作，避免安全柵漏(lou)電電流影響本安現場設備的正常運行。

雖(sui)然本安儀器在儀表匹配(pei)、電纜使用和接地方麵有特殊要求，但隨著微電子技術和微處理器技術的快速發展，工業自動化儀器已經趨於低功耗、電子化和小型化(hua)，更容易(yi)實現基本安全。

可以看出，本安全防爆技術是自動化儀器的理想防爆技術，其特點和優點使其在現場總(zong)線智能儀器和現代工業自動化控製係統中具有良好的應用前景。

為滿足爆炸環境中用戶物位測量(liang)的需要，自動叉(cha)液位開關、叉液位(wei)開關、旋轉液位開關、振動棒(bang)液位開關等儀器通(tong)過了雙重(zhong)防爆認證，個別儀器通過了(le)防塵、防塵、氣體防爆、氣體防爆認證，使用戶安全可靠。