1、 在石油、化工、冶金、制藥、天然氣等生產過程中，經常會出現具有爆炸性物質存在的危險場所，這些場所使用的電氣設備必須遵循有關爆炸性環境應用的標準，產品必須取得國家授權機構的認證。 危險場所：指存在或可能存在可燃性氣體與空氣混合物的場所。 據資料：煤礦井下約80%場所、石油開采現場和精煉廠約60%-80%場所、化學工業約80%以上的生產車間是爆炸性危險場所。易爆場所的產生所產生爆炸的三角形原理點燃源危險區危險區助燃劑電火花電火花熱表面熱表面爆炸性物質空氣（氧氣）可燃性物質或粉塵等產生爆炸危險的因素及措施 具有潛在爆炸危險的環境產生爆炸必須具備以下三個條件(爆炸三角形原理)：1. 爆炸性物質- 可燃

2、性物質或粉塵等；2. 點燃源(點燃能量 - 電火花、熱外表3. 助燃劑- 空氣氧氣 防止爆炸發生的根本方法：防止形成爆炸性環境理想的方法(很難實現)；排除、消除可能的點火源實際的方法；限制其中一個或幾個要素，都可以到達防爆要求。如制造正壓、爆炸氣體濃度監控、限制點燃源能量(主要手段)。電氣爆炸性物質的分類、分級和分組代表性物質物質分組體系點燃特性中國 /IEC/ 歐洲國家GB3836.1/IEC60079-0/EN50014北美（美國、加拿大）NEC500易難乙炔 C級級 A組氫氣 C級級 B組乙烯 B 級級 C組丙烷 A級級 D組甲烷(煤礦)（無分組）金屬粉塵（）級 E 組煤塵級 F組農業粉

3、塵級 G組纖維（毛、棉屑）電氣設備的最高外表溫度組別溫度組別最高表面溫度適用危險氣體引燃溫度 T （）電氣安全性能T1 450450 T低高T2 300300 TT3 200200 TT4 135135 TT5 100100 TT6 8585 T 按照我國國家防爆標準 GB3836.1-2021 的有關規定,危險區電氣設備的溫度組別與設備允許最高外表溫度和適用氣體引燃溫度的關系如下： 注：儀表的最高外表溫度 = 實測最高外表溫度 實測時環境溫度+ 規定最高環境溫度氣體/設備相容性 氨氣氨氣 630甲烷甲烷 560氫氣氫氣 537丙烷丙烷 470乙烯乙烯 425丁烷丁烷 365環己烷環己烷 25

4、9乙醚乙醚 170二硫化碳二硫化碳 95氣體點燃溫度C700600500400300200100T1T2T3 T6 T4 T5 電氣設備溫度組別CC危險場所的區域劃分區域中國標準描述歐洲標準量化描述危險程度0區在正常運行時，爆炸性氣混合物連續的、或長時間存在的場所。大于1000小時/年高低1區在正常運行時，爆炸性氣混合物有可能出現地場所。10-1000小時/年2區在正常運行時，爆炸性氣混合物不可能出現，或即使出現也是短暫時間存在的場所。0.1-10小時 典型露天油罐危險區域分類示意隔離墻罐通氣孔對于固定罐頂的區域分類且有比空氣重的蒸氣Zone 1Zone 0Zone 2液體表面 熱電阻偶在危險

5、區域安裝例如管道或過程容器的內部管道的外部Zone 2Division 2Division 1Zone 1Zone 0 等級定 義ia 在正常工作、一個計數故障和兩個計數故障情況下均不能點燃爆炸性氣體混合物（包括爆炸性粉塵和纖維，下同）。該等級的安全柵本質安全端可連接到0區、1區、2區危險場所的本質安全設備。“ia”類電氣設備對易受干擾的元器件必須采用“三重化”設計。 ib 在正常工作和一個計數故障情況下均不能點燃爆炸性氣體混合物。該等級的安全柵本質安全端可連接到1區、2區危險場所的本質安全設備。“ib”類電氣設備對易受干擾的元器件必須為雙重化設計。 ic在正常工作情況下不能點燃爆炸性氣體混合

6、物。該等級的安全柵本質安全端可連接到2區危險場所的本質安全設備。防爆技術防爆技術防爆型式防爆型式防爆標準及符號防爆標準及符號技術措施技術措施典型應用典型應用隔離措施隔離措施充油型o(GB3836.6)把危險物質與點火源隔離變壓器、開關裝置正壓型p(GB3836.5)把危險物質與點火源隔離控 制 室 、 儀 表 盤 、 馬達 、分 析儀 器充砂型q(GB3836.7)把危險物質與點火源隔離儀表裝置澆封型m(GB3836.9)設法防止產生點火源儀 表、 控 制 裝置特定的結構特定的結構設計設計無火花 型n(GB3836.8)設法防止產生點火源馬達、燈具本質安全本質安全型型ia/ib(GB3836.

7、4)限制點火源的能量儀表、控制裝置增安型增安型e(GB3836.3)設法防止產生點火源馬達 、 照 明燈 具、 接 線盒防爆保護外防爆保護外殼殼隔爆型隔爆型d(GB3836.2)隔離存在的點火源開關裝置、馬達、泵、閥、儀表、控制裝置特殊設計特殊設計氣密型h(GB3836.10)用外殼保護和限制表面溫度氣體探測器特點：設備的電路和接線端子全部置于防爆殼體內 防爆措施：采用耐壓80100N/cm2以上的表殼；表殼外部的溫升不得超過由易爆性氣體或蒸汽的引燃溫度所規定的數值；表殼接合面的縫隙寬度及深度，應根據它的容積和易爆性氣體的級別采用規定的數值。本卷須知： 1、 揭開設備儀表表殼后，將失去了防爆性

8、能； 2 、必須使用防爆電纜、或密封的、到達防爆要求的金屬軟管敷設線路； 3 、只能應用在1、2區，不可以應用在0區； 4 、長期使用會逐漸降低防爆性能。 本安防爆技術的根本原理： 從限制能量入手，可靠地將電路 中的電壓和電流限制在一個允許的范圍內，以保證在電氣設備在正常工作或發生短接和元器件損壞等故障情況下，所產生的電火花和熱效應不致于引起其周圍可能存在的危險氣體的爆炸。這類電氣設備稱為本安電氣設備。 煤礦電鈴系統（大約1910年）短路火花裸導線電鈴電池絞車操作 人員本質平安概論的起源比較內容本質安全型隔爆型應用區域唯一可適用于0、1、2區的防爆型式，降低了設計風險 。 僅僅適用于1、2區，

9、限制了應用范圍。現場可維護性 可帶電進行接線、拆卸、維護、標定、更換部件等作業。 現場不可帶電作業。安全可靠性對外殼密封等無要求，長期應用可靠性高。同時是“弱電”系統，保障人身安全。如有緊固件松動、密封性降低、表面劃傷等環境或人為情況，均會使防爆性能降低或失效。簡單設備的適用性普通的電偶、電阻、開關等儀表通過安全柵即可達到本質安全要求。即便是簡單儀表，自身也必須達到隔爆要求。對線纜及布線施工的要求 可使用普通線纜（需計算分布電容及電感），并且布線施工要求低。 必須對線纜進行隔爆處理，布線施工要求高。體積重量 由于本安產品完全由內部電路實現，因此體積小、重量輕。結構復雜、體積大、重量重。 成本由

10、于安全柵成本的逐步降低，并且對線纜及布線施工要求低，因此總體成本較低。無論從隔爆型儀表自身的成本，還是從布線施工及長期安全維護考慮，其成本均較高。本安與隔爆技術應用比照本安與隔爆技術應用比照一、區域劃分：0區、1區、2區 決定現場儀表的防爆形式：本安型各區均可，隔爆型只能在1區、2區，增安型只能應用在2區或無平安隱患的場所，同時，0區必須采用ia等級的產品，而1區、2區可采用ia或ib等級的產品。二、防爆等級：ia、ib、ic 決定產品的防爆級別三、氣體性質：C、B、A 決定產品的適用氣體等級。同時，對于有較易于點燃的氣體，只要有出現的機率就必須按常有考慮，而與其濃度和頻率無關。四、引燃溫度

11、決定所選用產品的溫度組別判斷選擇防爆產品的因素判斷選擇防爆產品的因素其中：Ex 防爆標志 ia、ib、ic 本安型防爆等級 C 、B、 A 工業爆炸性氣體組別本公司產品防爆級別：Ex ia C。 標標 志志 定定 義義認 證 機 構和 認 證標 志： 國家防爆電氣產品質量監督檢驗中心CQST是國家質量監督主管部門第一批授權的國家級質檢中心、中國實驗室國家認可委員會CNAS認可的防爆電氣產品檢驗實驗室、中國節能認證中心授權的節能電動機檢測機構、國家級科技成果檢測實驗室。同時還被美國能源部認可為電動機效率實驗室。 NANYANGC QS TEx 國家級儀器儀表防爆平安監督檢驗站NEPSI 。是行使

12、國內及進口儀器儀表防爆產品平安監督和檢驗認可 工作的歸口單位。并分別與美國工廠聯研會FMRC、德國聯邦物 理技術研究院(PTB)等國外機構取得防爆認證技術互認。國外認證機構的認證標志： 歐洲國家：美國加拿大 平安柵應用在本安防爆系統的設計中，它是安裝于平安場所，含有本安電路和非本安電路的裝置，電路中通過限流和限壓電路限制了送往現場本安回路的能量，即便在控制室設備處于故障狀態，它仍然可以防止非本安電路的危險能量串入本安回路，以保證通過它傳給現場的能量是平安的。 平安柵在本安防爆系統中稱為關聯設備，是現場本安儀表必須配置的、其它現場防爆類型儀表預防性、補充性配置的關聯設備，它是儀表防爆系統的重要組

13、成局部。平安柵的根本概念齊納安全柵原理圖危險側安全側RFZ 齊納式安全柵是通過在輸入回路上串聯限流電阻、并聯齊納二極管限壓、和串聯快速熔斷器限流的方式，來限制回路電能量，以實現本質安全所要求的回路限能功能。齊納式平安柵工作原理隔離式平安柵工作原理安全側危險側信號處理單元隔離單元ZFR限能單元輸入輸出電源輸入輸出電源Input SignalOutput Signal齊納式安全柵齊納式安全柵隔離式安全柵隔離式安全柵安裝位置必須有非常可靠的接地系統，并且該齊納式安全柵的接地電阻必須小于1。否則便失去防爆安全保護性能。由于采用了三方隔離方式，因此無需系統接地線路，給設計及現場施工帶來極大方便。 要求來

14、自危險區的現場儀表必須是隔離型，否則達不到本安作用，并且通過接地端子與大地相接后信號可能無法正確傳送。對危險區的儀表要求大幅度降低，可以采用非隔離型并且現場無需采用隔離式的儀表也可以保證信號的可靠傳遞。 由于輸入信號通過內部器件與地之間形成回路，直接降低了信號的抗干擾能力，影響系統穩定性。由于信號線路無需共地，使得檢測和控制回路信號的穩定性和抗干擾能力大大增強，從而提高了整個系統的可靠性。由于齊納式安全柵的電路原理需要吸收輸入回路的能量，所以易造成輸出不穩定。 無需吸收輸入能量，而輸出可以提高驅動能力，因此輸出更加穩定可靠。齊納式與隔離式平安柵技術及應用比照齊納式與隔離式平安柵技術及應用比照1

15、 1齊納式安全柵齊納式安全柵隔離式安全柵隔離式安全柵由于設計機理，每只產品只能提供一入一出的回路，無法實現多回路的要求。隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號，以提供給使用同一信號源的兩臺設備使用，并保證兩設備信號不互相干擾。 輸入與輸出之間無法實現電氣隔離。可以實現輸入與輸出設備相互之間的電氣安全絕緣性能，保證系統的安全可靠性。輸入信號只能實現等量傳送，無法實現諸如線性化、零點控制等算法，是個簡單的類似于導體的產品。不僅實現達到更加可靠的本質安全要求，而其對輸入信號實現多樣化的處理，如能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等信號，更加方便與各類自動化控制系統的連接，并降低后續系統的軟、硬件成本。齊

16、納式與隔離式平安柵技術及應用比照齊納式與隔離式平安柵技術及應用比照2 2 本安系統有兩種認證方法:回路認證和參量認證。 回路認證：除了對本安儀表、關聯設備、本安電纜分別認證外，還對以上設備按特定組合進行聯合認證。這種組合方式一經認證就具有唯一性，其中任何的本安設備均不得變更，否那么聯合認證即為無效。 參量認證：通過對現場本安設備、關聯設備及電纜的涉及本安防爆相關參數進行分析、計算，這些參數只須滿足匹配關系即可認為該組合符合本安的防爆要求。 按“回路認證的要求去做在工程上十分不便，對制造商也很不便，因此近年來在工程設計中全部是按“參量認證的方式對所選本安設備及系統進行平安評估，因此，參量認證較回

17、路認證具有更高的科學性和實用性。本質平安產品的配套選型技術本質平安產品的配套選型技術國家防爆中心對參量認證的標準符合性回復安全柵參數安全柵參數安全參數安全參數匹配條件匹配條件現場本安儀表參數現場本安儀表參數最高開路電壓 Uo最大輸入電壓 Ui最大短路電流 Io最大輸入電流 Ii最大輸出功率 Po最大輸入功率 Pi（允許）最大外部電容 Co最大內部電容Ci +電纜分布電容Cc（允許）最大外部電感 Lo最大內部電感Li+電纜分布電感Lc平安柵與現場儀表的參數匹配關系優倍平安柵與橫河EJA壓力變送器本安參數匹配例如1優倍NPEXA-CM31安全柵比較關系橫河EJA變送器符合性U0 28VUI30VI

18、0 93mAII 165mAP0 650mWPI 900mWC0 0.058FCI 0.0225FL0 2.80mHLI 0.73mH優倍平安柵與橫河EJA壓力變送器本安參數匹配例如2一、根據 CcCo -Ci 和LcLo -Li 公式計算電纜的最大外局部布參數; CcCo -Ci-Lc Lo -Li 二、按照 L=Cc/Ck 和L=Lc/Lk公式分別計算電纜長度,取兩者中的小值作為實際配線長度 L推薦值 ：電纜電容Ck為200pF/m; 電纜電感Lk為0.66H /mL1= Cc/Ck=0.0355106/200=177.5 mL2=Lc/Lk=2.07103=3136.4 m結論：取其中較

19、小值那么L=177.5 m1 1、現場隔爆型儀表產品是否需要接平安柵？、現場隔爆型儀表產品是否需要接平安柵？ 可以不配置，但沒有配置平安柵的隔爆型產品不能用于可以不配置，但沒有配置平安柵的隔爆型產品不能用于0 0區，區，同時，其布線施工必須符合隔爆標準的要求。因此，如無法判斷同時，其布線施工必須符合隔爆標準的要求。因此，如無法判斷現場是否屬于現場是否屬于0 0區，或施工布線不能完全符合標準，或現場對隔區，或施工布線不能完全符合標準，或現場對隔有可能對隔爆產品進行拆開維修、測試，就建議配置平安柵。有可能對隔爆產品進行拆開維修、測試，就建議配置平安柵。2 2、現場本安型儀表是否需要接平安柵？、現場

20、本安型儀表是否需要接平安柵？本安型現場儀表必須接平安柵，否那么就不能形本錢安回路，本安型現場儀表必須接平安柵，否那么就不能形本錢安回路，同時也必須核對現場本安儀表及平安柵的本安參數進行符合性判同時也必須核對現場本安儀表及平安柵的本安參數進行符合性判斷見前述。斷見前述。3 3、普通的熱電偶、熱電阻、無源開關等是否接平安柵后，即、普通的熱電偶、熱電阻、無源開關等是否接平安柵后，即具備本安防爆特性？具備本安防爆特性？ 是的，以上均屬于簡單設備，簡單設備包括自身產生的電壓小是的，以上均屬于簡單設備，簡單設備包括自身產生的電壓小于于1.2V,1.2V,電流小于，能量小于電流小于，能量小于20J20J或功率小于或功率小于20mW20mW，內部等效電，內部等效電感感Li=0Li=0，內部等效電容，內部等效電容Ci=0Ci=0的現場儀表。的現場儀表。平安柵選用中的常見問題平安柵選用中的常見問題4 4 平安柵自身是否具有現場防爆功能？平安柵自身是否具有現場防爆功能