仪表的本质安全电路

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【精选】控制仪表及系统1、2章习题11

ia是指在正常工作、一个故障和两个故障时
均不能点燃爆炸性气体混合物； ib是指在正常工作和一个故障时不能点燃
爆炸性气体混合物。
1-6.常用的防爆型控制仪表有哪几类？各有什么特点？答：常用的防爆型控制仪表有隔爆型和本质安全型两类仪表。（一）隔爆型仪表
隔爆型仪表具有隔爆外壳，仪表的电路和接线端子全部置于防爆壳体内，其表壳的强度足够大，隔爆结合面足够宽，它能承受仪表内部因故障产生爆炸性气体混合物的爆炸压力，并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混和物传播。这类仪表适用于1区和2区危险场所。隔爆型仪表安装及维护正常时，能达到规定的防爆要求，但当揭开仪表外壳后，它就失去了防爆性能，因此不能在通电运行的情况下打开表壳进行检修或调整。（二）本质安全型仪表
1-8.什么是安全栅？说明常用安全栅的构成和特点。答：安全栅作是本安型仪表的关联设备，它一方面传输信号，另一方面控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或混合物的点火能量以下，以确保系统的本安防爆性能。
安全栅的构成形式有多种，常用的有齐纳式安全栅和隔离式安全栅两种。 1、齐纳式安全栅
齐纳式安全栅是基于齐纳二极管反向击穿性能而工作的。如图0-7 所示。在正常工作时，安全栅不起作用。
注：正常使用时，K I

A3CM mCI
，m
1，10
，K I
104或105；K P由决定，设定
后为定值，一般情况下，KP 0.2。
控制精度与K
D无关，K
只影响动态偏差。
D
1 .
2 7.某PID控制器（正作用）输入、输出信号均为4 ~ 20mA，控制器初始值Ii Io 4mA， 200%, TI 2 min，TD 2 min，K D 10，在t 0 时输入2mA的阶跃信号，即I（i 0） 2mA，分别求取t 12s时（1）PI 工况下（2）PD工况下的输出值。解：

本质安全电路设计要求

可靠性。
保护电路设计
过流保护
过压保护
在电路中增加过流保护电路，当电流超过一定值时自动切断电路，以保护电路和负载。
在电路中增加过压保护电路，当电压超过一定值时自动切断电路或降低输出电压，以保护电路和负载。
过热保护
静电保护
在电路中增加过热保护电路，当温度超过一定值时自动切断电路或降低输出功率，以防止元器件过热损坏。
选择合适的拓扑结构
根据设计目标，选择合适的电路拓扑结构，如降压型、升压型、反激型等。
元器件选型
根据拓扑结构和设计参数，选择合适的元器件，如电阻、电容、电感、开关管等。
原理图设计
使用电路设计软件，绘制电路原理图，并进行仿真验证。
PCB设计
根据原理图，进行PCB设计，包括布局、布线、过孔等。
实物制作与测试
漏电或短路。
耐压测试
在电路两端施加高于正常工作电压的电压，以测试电路的耐压能
力和绝缘性能。
电流测试
测量电路中的电流大小，确保电流在允许范围内，防止过流引起
的故障。
评估指标及标准
安全性评估
评估电路在正常工作和非正常工作条件下的安全性，包括电击、火灾等风险。
可靠性评估
评估电路的可靠性，包括元器件的寿命、电路的耐久性等。
性能评估
评估电路的性能指标，如电压、电流、功率等参数是否符合设计要求。
常见故障类型及排查方法
元器件故障
检查元器件是否损坏或老化，如电阻、电容、二极管等。
连接故障
检查电路连接是否良好，如焊点、接线端子等是否松动或脱落。
电源故障
检查电源是否正常，如电源电压是否稳定、电源线路是否短路等。
负载故障

化工仪表与本质安全

化工仪表与本质安全的发展趋势
智能化仪表的发展趋势
智能化仪表将具备自我诊断、自我修复和自适应功能，提高生产效率和可靠性。
智能化仪表将实现远程监控和远程操作，降低人工成本和提高生产安全性。
智能化仪表将采用大数据和人工智能技术，实现生产过程的实时分析和优化。
智能化仪表将实现与生产设备的无缝集成，提高生产过程的自动化和智能化水平。
02
自动控制：化工仪表可以实现自动控制，减少人工操作，提高生产效率
04
减少事故：化工仪表可以提前预警事故，减少事故发生，提高生产效率
本质安全的概念
安全仪表系统的定义
安全仪表系统是一种用于监控和控制生产过程的自动化系统。
安全仪表系统的目的是确保生产过程的安全性和可靠性。
安全仪表系统通常包括传感器、控制器、执行器和显示设备等组件。
安全仪表系统的标准化趋势
国际标准：IEC 61508和IEC 61511是安全仪表系统的国际标
准，正在逐步推广和实施。
企业标准：越来越多的企业开始制定自己的安全仪表系统标准，
以提高生产安全和产品质量。
国家标准：中国国家标准GB/T 20438和GB/T 21109是安全仪表系统的国家标准，正在逐步完
安全仪表系统可以应用于各种工业领域，如石油、化工、电力等。
安全仪表系统的功能
满足法律法规和安全标准的要求 6 降低生产成本和
环境污染 5 提高生产效率和
产品质量 4
监测和控制生产过 1 程中的危险因素
预防和控制事故的 2 发生保障生产过程的安 3 全可靠
安全仪表系统的设计原则
01 独立性：安全仪表系统应独立于其他控制系统，避免相互干扰

防爆电气设备的防爆标志

防爆电气设备的防爆标志
防爆电气设备的防爆标志，主要有隔爆型、本质安全型等。

1、隔爆型仪表具有隔爆外壳，仪表的电路和接线端子全部置于防爆壳体内。

隔爆型仪表能够承受仪表内部因故障产生爆炸性气体混合物的爆炸压力，并阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播；适用于爆炸性气体1区和2区等级危险场所。

2、本质安全型防爆仪表（简称本安仪表）工作原理是利用安全栅技术，将提供给现场仪表的电能量限制在不能产生足以引爆的火花，又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范围内。

本安仪表的全部电路均为本质安全电路。

本安仪表设备按安全程度和使用场所不同，可分为Ex ia和Ex ib。

Ex ia的防爆级别高于Ex ib。

Ex ia级在正常工作状态下以及电路存在一个或两个故障时，电路元件不会发生燃爆。

Ex ia级适用于危险等级最高的0区，Ex ib级在正常工作状态下以及电路中存在一个故障时，电路元件不发生爆炸。

在Ex ib级适用于1区和2区等级危险场所。

教你学会仪表回路本安计算及本安回路设计

教你学会仪表回路本安计算及本安回路设计在石油、石化等过程行业中，可能出现潜在的爆炸性环境，在实践中必须对系统中的现场相关设备采取相应的防爆措施。

自控仪表设备采用的防爆技术主要有：本安(Ex i)、隔爆(Ex d)、增安(Ex e)、正压(Ex p)、浇封(Ex m)等各类型。

在众多的防爆技术中，本安防爆技术作为一种以抑制点火源能量为防爆手段的安全技术，以其结构简单、体积小、质量轻，可带电维护、标定和更换零件等优点，目前在各个行业的工程项目中已得到了广泛应用。

在某化工项目中业主提出：根据以往的项目经验，如果没有对本安回路进行严格的计算，在生产过程中仍然会有30%左右的回路存在安全隐患。

即使目前国内对本安计算无特殊要求，业主仍要求在项目设计过程中对每条本安回路进行严格的本安回路计算，本安回路计算的依据是国际电工委员会IEC 60079-14:2007的相关规定。

本安回路设计基本要求：通过控制电路的电参数(如减小电感和电容等储能元件参数)，或降低电路电流和电压，使电路达到本安防爆要求；电路中元器件要有足够的功率，连接导线应具有足够截面，以使电路在各种故障条件下可能产生的高电压和大电流不会破坏元件性能，通过元件的可靠性来保证电路的可靠性。

这就要求对本安回路中相应的电气元件参数进行计算，即本安回路计算，以达到相关安全规范的要求，使安全生产更有保证。

1、本安防爆技术简介本安防爆技术的基本原理是以限制能量的原则达到防爆的目的，本安技术在回路正常或异常情况下，可靠地将电路中的能量限制在一个允许的范围内，以保证电气设备发生短路、元器件损坏等情况下，不至于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。

本质安全防爆系统简称本安回路系统，由三部分组成：现场本安设备、本安电缆及关联设备，如图1所示。

系统回路以安全栅为界分为本质安全电路和非本质安全电路。

从安全栅通过本安电缆连接到现场仪表所构成的电路为本安电路；从安全栅到DCS以及到供电电源的电路为非本安回路。

仪表本安防爆技术及本安系统的设计

仪表本安防爆技术及本安系统的设计在冶金、石油、化工等行业，现场设备及其相关设备应当采取相应的防爆措施。

防爆技术以及本安系统的设计对于这个行业来说，就显得十分的重要。

标签：仪表;本安防爆;本安系统一、前言本文通过在冶金、石油化工行业当中容易出现的防爆现象进行了分析，首先从爆炸产生的条件进行分析，然后对危险场所区域等级进行了划分，根据本安防爆系统、技术特点进行了研究，对于本安全防范技术在现代工业自动化控制中的应用进行了阐述，在以上基础上对本安系统的设计提出了几点建议。

二、爆炸的产生条件不论是何种形式的爆炸，都需要具备以下三个条件才能够发生。

首先是要有爆炸性的物质，即能与氧气发生化学反应的物质。

也包括氢气、酒精、粉尘等。

其次是氧气与空气。

最后一点是点燃源，即是使爆炸性物质在与氧气或者是酒精、粉尘等物质发生化学反映的物质。

这一点包括明火、电气火花、高温、光能等点燃源。

想要杜绝爆炸现象的产生，就需要设法避免上述三方面的物质条件，即杜绝这三方面的条件同时出现的现象。

但是在实际生活中，許多的工业现场，若要满足爆炸条件，即物质的浓度达到爆炸极限范围内的爆炸性物质，在与氧气接触后，一旦要出现爆炸引源，就极易引发爆炸现象的产生。

所以，必须严格采取必要的防爆措施。

在这种情况下，最为便捷的方法，就是在生产现场，避免出现可能成为点燃源的电气设备。

但是在实际的生产过程当中，有些生产现场，并不具备这种条件。

在一些生产现场，必须要求仪表安装在现场使用，在这种情况下，就需要把仪表成为点燃源的可能性消除掉，这样，就必须要采用必要的防爆措施，以避免爆炸事故的产生。

三、危险场所区域等级的划分什么是危险场所区域，指的是对于该地区实际所存在的危险可能性的量度，由此所规定的其可适用的防爆型式。

国际电工委员会、欧洲电工委员会对于危险区域的等级划分为以下几类：零区：在生产现场，连续出现或者是长期出现爆炸性混合物的环境。

一区：在生产现场，在正常运行的情况下可能出现爆炸性混合物的环境。

什么是本安型,增安型

本安型本安型是本质安全型的简称本质安全源于按GB3836.1-2000标准生产，专供煤矿井下使用的防爆电器设备的分类，防爆电器分为隔爆型、增安型、本质安全型等种类，本质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质安全电路，即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混合物的电路。

也就是说该类电器不是靠外壳防爆和充填物防爆，而是其电路在正常使用或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mJ, 即瓦斯浓度为8.5%（最易爆炸的浓度）最小点燃能量。

增安型，防爆电气设备结构里的一种，指在设备上采用一系列的安全措施，如使用高质量的绝缘材料、降低温升、增大电气间隙、提高导线连接质量等，使其在最大限度内不致产生电火花、电弧或危险温度，或者采用有效的保护元件使其产生的火花、电弧或温度不能引燃爆炸性混合物，以达到防爆的目的本质安全，就是通过追求企业生产流程中人、物、系统、制度等诸要素的安全可靠和谐统一，使各种危害因素始终处于受控制状态，进而逐步趋近本质型、恒久型安全目标。

本质安全是珍爱生命的实现形式，本质安全致力于系统追问，本质改进。

强调以系统为平台，透过繁复的现象，去把握影响安全目标实现的本质因素，找准可牵动全身的那“一发”所在，纲举目张，通过思想无懈怠、管理无空档、设备无隐患、系统无阻塞，实现质量零缺陷、安全零事故。

人的本质安全相对于物、系统、制度等三方面的本质安全而言，具有先决性、引导性、基础性地位。

人的本质安全包括两方面基础性含义。

一是人在本质上有着对安全的需要。

二是人通过教育引导和制度约束，可以实现系统及个人岗位的安全生产无事故。

人的本质安全是一个可以不断趋近的目标，同时又是有具体小目标组成的过程。

人的本质安全既是过程中的目标，也是诸多目标构成的过程。

本质安全行的员工可通俗的解释为：想安全，会安全，能安全。

即具备自主安全理念，具备充分的安全技能，在可靠的安全环境系统保障之下，具有安全结果的生产管理者和作业者。

本质安全型电气设备防爆原理规范

本质安全型电气设备防爆原理规范本质安全型电气设备的防爆原理是: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四周环境的爆炸性混合物,从而实现了电气防爆,这种电气设备的电路本身就具有防爆性能,也就是从“本质”上就是安全的,故称为本质安全型(以下简称本安型)。

采用本安电路的电气设备称为本质安全型电气设备。

由于本安型电气设备的电路本身就是安全的,所产生的火花、电弧和热能都不能引燃四周环境爆炸性混合物,因此本安型电气设备不需要特地的防爆外壳,这样就可以缩小设备的体积和重量,简化设备的结构。

同时,本安型电气设备的传输线可以用胶质线和裸线,可以节约大量电缆。

因此,本安型电气设备具有安全牢靠、结构简洁、体积小、重量轻、造价低、制造修理便利等优点,是一种比较抱负的防爆电气设备。

但由于本安型电气设备的最大输出功率为25W左右,因而使用范围受到了限制。

目前本安型电气设备主要用于通讯、信号和掌握系统,以及仪器,仪表等。

本质安全型电气设备分为单一式和复合式两种型式。

单一式本安型电气设备是指电气设备的全部电路都是由本质安全电路组成的,如携带式仪表多为单一式。

复合式本质安全型电气设备是指电气设备的部分电路是本质安全电路,另一部分是非本安电路,如调度电话系统。

本安型电气设备同其他型式的防爆电气设备一样,由于使用环境不同分为Ⅰ类和Ⅱ类两种类型设备。

Ⅱ类设备依据最小点然电流比的不同分为A、B、C三级,见表1-2规定;按其最高表面温度的不同分为六组,见表1-3规定。

本安型电气设备依据安全程度的不同分为ia和ib两个等级。

ia等级是指电路在正常工作、一个或二个故障时,都不能点烯爆炸性体混合物的电气设备。

当正常工作时,安全系数为2;一个故障时,安全系数为1.5;两个故障时,安全系数为1。

ib级是指正常工作和一个故障时,不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。

本质安全防爆电源设计技术

本质安全防爆电源设计技术摘要：实际的生产发展中电源安全性至关重要，关系着企业的长治久安的发展以及生命财产的安全，电源电路是保障井下施工的重要的因素，在生产领域中，都有着较为广泛的使用，对于煤矿电气设备来讲，防爆安全更为关键，所以在所有的防爆电气中要具备本质安全方面的特性，本质安全可以为煤矿设备提供所需的电源，保障电气设备的常态化运行，所以是实现生产自动化的核心防爆设备，基于此本文对本质安全型电路开展如下研究，并借助设计案例来介绍本质安全防爆电源设计的相关技术，希望对业内相关人士带来一定的参考。

关键词：本质安全；电源设计；防爆技术引言本质安全电源身兼多种功能，有着控制、检测、通信以及监控、报警等多种操作，在实际的生活中应用广泛，尤其是针对煤矿生产领域，本质安全相关设备，可以确保所需电源的供给，保障电气设备的常态化运行，保障生产自动化的运转，是主要的防爆设备，所以本文对防爆电源设计技术进行深层次的探讨。

一、本质安全电源的概念在相关联的电气设备中，本质安全电源在电气装置系统中可以借助一些措施，将其中的非本质安全输入转换成本质安全输出，在爆炸性的环境中，一般要求关联电气设备内部要安装非能量限制电路和能量限制电路，而且在实际的结构中要防止非能量限制电路对能量限制电路造成影响，因为能量限制电路是本质安全电源的核心部位。

在限制电路里，可以控制其中的能量，主要是借助可靠性度较高的控制电路参数将元件与导线的温度控制在一定的燃点下，与此同时，将其中潜伏的火花能量也要限制在可燃气体的混合物能量下，即在正常工作以及规定的故障下，一旦电路有热反应或电火花不能点燃的环境中的爆炸气体，便是本质安全电路。

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。

煤矿井下要求的安全等级是ib等级。

本质安全型电气设备的使用与维修

行业资料：________ 本质安全型电气设备的使用与维修单位：______________________部门：______________________日期：______年_____月_____日第1 页共7 页本质安全型电气设备的使用与维修为了确保矿用本质安全型电气设备在使用中的性能，应该对它进行经常性的检查、定期维护和保养。

一、本质安全型电气设备使用1本质安全型电气设备在安装前，工作人员要搞清电路布置，熟悉电路系统。

2本质安全型电气设备在安装前应检查其电气参数和电气性能是否与产品说明书一致，保护电路的整定值是否与设计值一致，保护电路动作是否灵敏可靠。

3使用中对于导线的布置和连接不得随意进行变更、改造。

4注意辨别本安电路的端子（蓝色）和非本安电路的端子，避免将本安电路接到非本安电路的端子上，也避免将非本安电路接到本安电路的端子上。

5本安电路的外部电缆或导线应单独布置，不允许与高压电缆一起敷设。

6本安电路的外部电缆或导线的长度应尽量缩短，不得超过规定的最大值。

7本安电路的外部电缆或外导线，禁止盘卷以减小分布电感。

8设有内外接地端子的本质安全型电气设备应可靠接地。

内接地端子必须与电缆的接地芯线可靠连接。

9原设计单独使用的本安型电气设备，不得多台并联运行，以免造成电气参数叠加，破坏原电路本安性能。

由两台以上本安型电气设备组成的本安电路系统，只能按原设计配套安装使用，不得取出其中一台单第 2 页共 7 页独使用或与其它电气设备组成新的电气系统，除非新系统经重新检验合格。

10不经防爆检验单位检验，不得将设计范围以外的电气设备（不管是本质安全型还是非本质安全型）接入本安电路，也不得将不同型号的本安型电气设备或其中的部分电路自由结合，组成新的电气系统。

二、本质安全型电气设备的维修本质安全型电气设备的维修主要是对本安电路所用元件的性能、电气回路的绝缘电阻值、外配线和内接线端子的紧固情况、接地是否良好等进行检查维护。

仪表本安防爆技术及本安系统的设计

仪表本安防爆技术及本安系统的设计论文导读：因而，对于爆炸性危险场所，自动化仪表及其系统自身的电气防爆是设计人员必须关注的安全问题。

由于本质安全型(简称本安型)防爆形式与其他防爆形式相比，不仅具有结构简单，适用范围广，而且还具有易操作和维护方便等特点，因此这种通过抑制点火源能量为防爆手段的本安型防爆仪表已被制造商和用户所接受，得到了更为广阔的推广和应用。

本安系统是通过限制电气能量而实现电气防爆的电路系统，且不限制使用场所和爆炸性气体混合物的种类，具有高度的安全性、维护性和经济性。

关键词：仪表防爆，本质安全，本安系统，设计1.引言随着石油、化工等产业的飞速发展，防止事故性爆炸的发生已成为十分突出的问题，在许多化工工业过程中，需要处理一些易燃易爆的工艺介质，为确保生产现场的安全，工业过程自动化仪表正扮演着越来越重要的角色，它们除了必须实现正常的生产过程测量与控制功能外，同时还起到安全检测和联锁保护的功能。

因而，对于爆炸性危险场所，自动化仪表及其系统自身的电气防爆是设计人员必须关注的安全问题。

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对于自动化仪表，最常用的防爆形式是本安型、隔爆型和增安型。

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2.仪表防爆原理当下列三个条件同时满足时，爆炸就会发生：a. 现场存在易爆物质，如易爆气体。

b. 现场存在氧气。

c. 现场存在引爆源，如足够能量的火花或足够高的物体表面温度。

显然，消除上述三个条件中的任何一个，就能防爆。

由于氧气无处不在，难以控制。

所以，控制易爆气体和引爆源为两个最常见的防爆原理。

而在仪表行业还有第三个原理，即控制爆炸范围。

2.1 原理一控制易爆气体人为地在危险现场营造出一个没有易爆气体的空间，将仪表安装其中，典型代表为正压型防爆方法EX p。

本质安全型仪表的安装和线路敷设规定[工程类精品文档]

本质安全型仪表的安装和线路敷设规定[工程类精品文档]本文内容极具参考价值,如若有用,请打赏支持,谢谢!【学员问题】本质安全型仪表的安装和线路敷设规定？【解答】1、本质安全电路和非本质安全电路不应共用一根电缆或穿同一根保护管。

2、当采用芯线无分别屏蔽的电缆或无屏蔽的导线时，两个及其以上不同回路的本质安全电路，不应共用同一根电缆或穿同一根保护管。

3、本质安全电路及其附件，应有蓝色标志。

4、本质安全电路与非本质安全电路在同一电缆槽或同一电缆沟道内敷设时，应用接地的金属隔板或具有足够耐压强度的绝缘板隔离，或分开排列敷设，其问距应大于50mm，并分别固定牢固。

5、本质安全电路与非本质安全电路共用一个接线箱时，本质安全电路与非本质安全电路接线端子之间，应用接地的金属板隔开。

6、仪表盘、柜、箱内的本质安全电路与关联电路或其他电路的接线端子之间的间距不应小于50mm；当间距不能满足要求时，应采用高于端子的绝缘板隔离。

7、仪表盘、柜、箱内的本质安全电路敷设配线时，应与非本质安全电路分开，采用有盖汇线槽或绑扎固定，配线从接线端到线束固定点的距离应尽可能短。

8、本质安全电路中的安全栅、隔离器等关联设备的安装位置，应在安全区域一侧或置于另一与环境相适应的防爆设备防护内，需接地的关联设备，应可靠接地。

9、采用屏蔽电缆电线时，屏蔽层不应接到安全栅的接地端子上。

10、本质安全电路内的接地线和屏蔽连接线，应有绝缘层。

11、本质安全电路不应受到其他线路的强电磁感应和强静电感应，线路的长度和敷设方式应符合设计文件规定。

12、本质安全型仪表及本质安全关联设备，必须有国家授权的机构发给的产品防爆合格证，其型号、规格的替代，必须经原设计单位确认。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。

仪表的本质安全电路

• 无火花型电气设备（n）：在正常运行条件下不产生电弧或火花，也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点，且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。
• 本质安全型电气设备（i）：在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
仪表的本质安全电路
仪表的本质安全电路
3. 气体组别
• 气体组别最大试验安全间隙 MESG (mm)
IIA
MESG≥0.9
IIB
0.9＞MESG＞0.5
IIC
0.5≥MESG
最小点燃电流比 MICR
MICR＞0.8 0.8≥MICR≥0.45
0.45＞MICR
仪表的本质安全电路
4. 温度组别
• 爆炸性气体混合物的引燃温度是能被点燃的温度极限值。
• 8、回路供电隔离式安全栅既保持有源隔离式安全栅的优点，又有齐纳式安全栅一样的接线方便，不需要另外24V电源供电，特别适合配I/O卡直接供电的DCS系统。
仪表的本质安全电路
本安电气设备的选用原则
• 简单设备: 按照GB3836.4-2000防爆标准规定,对于电压不超过1.2V 、电流不
超过0.1A, 且其能量不超过20μJ或功率不超过25mW 的电气设备可视为简单设备,其中最常见的仪表设备有热电偶、热电阻、pH电极、应变片和开关等,它们的典型特点是仪表设备的内部等效电感Li=0, 内部等效电容Ci=0。 • 一般本安电气设备:
Voc——最高开路电压； Isc——最大短路电流； Ca——最大外部电容； La——最大外部电感。
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。
仪表的本质安全电路

化工仪表与本质安全

（ANSI）
09
韩国标准协会（KSA）
05
中国国家标准化管理委员会（SAC）
10
国际电气技术委员会（IEC）
谢谢
03
企业标准：根据企业实际情况制定， 04 符合国家标准和行业标准要求
认证流程
申请：企业向认证机构提交申请，提供相关资料
审核：认证机构对企业提交的资料进行审核，确保符合认证要求
检测：认证机构对企业提供的本质安全仪表进行检测，确保符合相关标准
认证：检测合格后，认证机构颁发认证证书，确认本质安全仪表符合相关标准要求
按照安装方式分类：现场仪表、集中控制仪表、远程监控仪表等
按照应用领域分类：石油化工仪表、精细化工仪表、煤化工仪表等
化工仪表的应用
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
化工生产过程控制：实时监测和控制生产过程中的温度、压力、流量等参数
安全监测与报警：及时发现和处理生产过程中的异常情况，保障生产安全
化工仪表的本质安全设计
设计原则
安全第一：在设计过程中，始终将安全放在首位，确保仪表的可靠性和安全性。
功能独立：仪表的功能应尽可能独立，避免与其他系统或设备产生不必要的关联。
冗余设计：在设计过程中，应考虑冗余设计，以提高仪表的可靠性和安全性。
易维护性：仪表应易于维护和更换，降低维护成本和维护难度。
化工仪表与本质安全
演讲人
目录
01. 化工仪表概述 02. 本质安全 03. 化工仪表的本质安全设计 04. 本质安全仪表的检测与认证
化工仪表概述
化工仪表的定义
化工仪表是一种用于测量和控制化工生产过程中各种物理量、化学量和生物量的仪器设备。

仪表的本安回路

本安电路的定义
即使线路发生短路或电火花，也不足以点燃周围的易燃易爆气体，这样的电路称为本质安全电路，简称本安电路。
本质安全电气设备防爆基本原理
本安防爆技术的基本原理是从限制能量入手，可靠地将电路中的电压和电流限制在一个允许的范围内，以保证电气设备在正常工作或发生短接和元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不致于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。
仪表的本质安全电（回）路
• 入厂三级安全教育中提到了我厂的特点中包括：易燃、易爆。 • 我们仪表公司所管辖的仪表大部分带有电源。 • 当电路由于某种原因，产生放电时，会有电火花，发热、发光的现象。 • 如果周围有危险气体、且在爆炸极限之内，会不会产生爆炸和燃烧？
• 这里我们探究仪表如何做到防爆的。
本安防爆技术的特点
• 本安电气设备结构简单、体积小、重量轻 • 可带电维护、标定和更换零件 • 不会因为外结构件损坏等原因降低电气设备的安全可靠性 • 它是一种“弱电”技术，现场的应用不会引起触电伤亡等事故的发生 • 是唯一可适用于0 区危险场所的防爆技术 • 简单设备（如热电阻、热电偶等）不需特别认证即可接入本安防爆回路系统。
本安回路的组成
本安防爆系统由：本安型现场设备、关联设备及二者之间的连接电缆组成。
现场设备
• 现场设备主要分为简单设备和非简单设备：将既不会产生也不会存储超过1.2V，0.1A，25mW和 20μJ的电气设备认定为简单设备，主要包括简单触点、热电偶、RTDs，LEDs和电阻性元件等；非简单设备是指可能产生或存储的能量超过上述数值的电气设备，典型产品有变送器、电磁阀、转换器、接近开关等。通常国际上认证这些设备时给出它们的整体参数： Vmax——最大允许电压； Imax——最大允许电流； Ci——内部电容； Li——内部包括：

仪器仪表本安电路设计及火花安全评估方法

□经验交流□仪器仪表用户EIC Vol.21 2014 No.1 73欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息Doi:10.3969/j.issn.1671-1041.2014.01.024仪器仪表本安电路设计及火花安全评估方法李仲强（煤科集团沈阳研究院有限公司，抚顺 113122）摘要：本安防爆技术广泛应用石油、化工、煤炭开采等生产过程中，各种新型本安设备也越来越多的应用于这些危险环境中。

本文结合相关防爆标准，探讨了本安电路设计及其火花安全性能的评估方法，对增强设备功能、提高产品本安性能及缩短认证周期具有一定的指导作用。

关键词：防爆型式；本安电路；安全评估中图分类号：TM13 文献标志码：BThe method of intrinsically safe circuit design and spark safety assessmentfor instrumentLI Zhong-qiang（CCTEG Shenyang Research Institute, FuShun 113122, China）Abstract ：Intrinsic safety technology is widely used in production process of oil, chemical industry, coal mining and so on, many kinds of new intrinsic safety equipments are applied in the dangerous environment. This paper discussed intrinsically safe circuit design method and spark safety assessment method based on the related standards to strengthen the function, improve safety performance, and shorten the certification period of instrument.Key words: type of protection ；intrinsically safe circuit ；safety assessment0 引言近年来石油、化工、煤矿等工业发展迅速，同时人们对其生产过程发生的爆炸性事故也越来越重视。

本质安全

本质安全本质安全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，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。

具体包括失误—安全（误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作）、故障—安全功能（设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态）。

本质安全由来：本质安全源于按GB3836.1-2000标准生产，专供煤矿井下使用的防爆电器设备的分类，防爆电器分为隔爆型、增安型、本质安全型等种类，本质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质安全电路，即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混合物的电路。

安全生产本质安全，就是通过追求企业生产流程中人、物、系统、制度等诸要素的安全可靠和谐统一，使各种危害因素始终处于受控制状态，进而逐步趋近本质型、恒久型安全目标。

本质安全是珍爱生命的实现形式，本质安全致力于系统追问，本质改进。

人的本质安全相对于物、系统、制度等三方面的本质安全而言，具有先决性、引导性、基础性地位。

人的本质安全包括两方面基础性含义。

一是人在本质上有着对安全的需要。

二是人通过教育引导和制度约束，可以实现系统及个人岗位的安全生产无事故。

人的本质安全是一个可以不断趋近的目标，同时又是有具体小目标组成的过程。

人的本质安全既是过程中的目标，也是诸多目标构成的过程。

本质安全型的员工可通俗的解释为：想安全，会安全，能安全。

即具备自主安全理念，具备充分的安全技能，在可靠的安全环境系统保障之下，具有安全结果的生产管理者和作业者。

安装本质安全型仪表时的要求

安装本质安全型仪表时的要求
①不同系列的本质安全型仪表及安全栅等关联设备不应随便混用，必须经有关部门鉴定，确认其技术性能具有兼容性后方可互相替换。

②本安关联设备如安全栅、电流隔离器、缓冲放大器等，应安装在安全场所一侧，并可靠接地。

③为防止本安系统的配线与本安关联回路、一般回路的配线间发生混触、静电感应和电磁感应而引起危险，应采用穿管敷设。

本安线路和非本安线路不应共同一根电缆或保护管。

两个以上不同系统的本安回路，也不应共同一根电缆（芯线分别屏蔽者除外）或共用同一根保护管（用屏蔽导线者除外）。

④本安线路与非本安线路在同一汇线槽、电缆沟内敷设时，应用接地的金属板或绝缘隔离，否则应分开排列，间距大于50mm，并分别固定。

⑤仪表盘内本安和非本安线路的端子板应互相分开，间距大于50mm，否则应用绝缘板隔离，两类线路应分开敷设，绑扎牢固。

⑥本安线路的长度应使其分布电容和分布电感不超过仪表制造厂规定的最大允许值。

⑦本安系统的配线一般应设置蓝色标志。

⑧本安线路一般不应接地，但当需要设置信号接地基准点时则接地，此接地点应是所有本安仪表系统接地导体的单一接地点，并与电源接地系统分开。

本质安全

1本质安全系统组成及安装要点Configuration of Intrinsically Safe System and Requirements for Installation赵宏（上海工业自动化仪表研究所，上海200233）摘要：介绍了本质安全系统的组成及安装要点，初步引入FISCO 概念，重点介绍关联设备在危险区域的应用以及本质安全系统现场安装注意事项。

关键词：本质安全系统关联设备 FISCOAbstract: This paper illustrates the configuration of IS system, requirements for safe use and FISCO. It emphasizes the application of the associated apparatus used in hazardous areas and conditions of IS system installed in site.Key words: Intrinsically safe system Associated apparatus FISCO0 引言本质安全系统（以下简称本安系统）是指通过限制电气能量及热点燃源而实现电气防爆的电气系统，因具有高度的安全可靠性、经济性、制造简单、可带电维护及适用范围广等特点，在自动控制系统中得到日益广泛的应用，本文将从系统组成及安装方面加以阐述。

1 本安系统组成图1所示为典型的本安系统，由现场设备、连接电缆及关联设备组成。

图1 本安系统的组成1.1 现场设备现场设备是由本质安全型电路构成的本质安全型电气设备，符合国家标准GB3836.1-2000 和GB3836.4-2000规定的要求，并持有防爆检验机构颁发的防爆合格证，可直接用于爆炸性气体危险场所。

本质安全型电气设备从结构及电路上均应按照上述国家标准的要求设计制造，以保证不论是在正常运行状态还是标准规定的故障状态下，均不会产生因电火花或热效应所引发的爆炸事故。

本质安全型仪表及其特点

本质安全型仪表及其特点本质安全型仪表又叫安全火花型仪表。

它的特点是仪表在正常状态下和故障状态下，电路、系统产生的火花和达到的温度都不会引燃爆炸性混合物。

它的防爆主要由以下措施来实现：1采纳新型集成电路元件等组成仪表电路，在较低的工作电压和较小的工作电流下工作；2用安全栅把危险场所和非危险场所的电路分隔开，限制由非危险场所传递到危险场所去的能量；3仪表的连接导线不得形成过大的分布电感和分布电容，以减少电路中的储能。

本制安全型仪表的防爆性能，不是采纳通风、充气、充油、隔爆等外部措施实现的，而是由电路本身实现的，因而是本质安全的。

它能适用于一切危险场所和一切爆炸性气体、蒸气混合物，并可以在通电的状况下进行修理和调整。

但是，它不能单独使用必须和本安关联设备〔安全栅〕、外部配线一起组成本安电路，才干发挥防爆功能。

本安型仪表有ia、ib两种，请说明它们之间的区别。

ia等级—在正常工作状态下，以及电路中存在一个故障或两个故障时，均不能点燃爆炸性气体混合物。

在ia型电路中，工作电流被限制在1mA以下。

ib等级—在正常工作状态下，以及电路中存在一个故障时，不能点烯爆炸性气体混合物。

在ib电路中，工作电流被限帛在150mA以下。

ia型仪表适用于0区和1区，ib型仪表仅适用于1区。

或者说，从本质安全角度讲，ib型仪表适用于煤矿井下，ia型仪表适用于工厂。

什么是增安型〔e型〕仪表？正常运行条件下不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度，并在结构上采用措施〔如密封等〕，提升其安全程度，以避免在正常和规定的过载条件下出现点燃现象的仪表设备。

什么是特别型〔s型〕仪表？是除d、e、i、p、n之外的特别形式，或者是上述几种形式的组合，采纳这种结构形式的防爆仪表称为特别型仪表。