本安电路设计的基本原则与方法
浅谈本安参数的确定方法和原则
安全性能失效的最大电流（ 交流峰值或直流） 。
（） ５ 最大 输 出电流 （０ ，）
２ 本安参数 的基本概念
按 国 内现有几个 检验 机构 的 防爆 合格证 中可 以看
来 自电气设备连接装置的本质安全电路的最大电
流 （ 流峰值 或直 流 ） 交 。
安全是避免伤害危险和要求产品性能满足其他条 件之间的一种平衡 。不可能有绝 对的安全， 即使是安 全度最高的产品 ， 也只能是相对 的安全。因此， 要在危 险性 评估 和安 全判 断 的基 础 上 来 确定 产 品 的安 全 性 。 如何来判断和确定矿用产 品的安全， 作为防爆 型式 中 本质安全型的产品， 其本安参数 的确定作为防爆认证 中的关键参数起着至关重要的作用。
ｉ ｅ ｔ ｃ ｔ ｎ ａ ｄ ｃ ｒｉｓ ｏ ｔｉｖ ｓｉａ ｉｎ ａ ｄ ａ ａｙ ｉ ｏ ｔ ｎ ｉａｌ ａｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ｅ ｏ ｉｔ ｎ ｔ ｏ ｘ ｌｓｏ ｒ ｏ ｄ ｎ ｆ ａ ｏ ｎ ｕ ｒｅ ｕ ｅ ｔ ｔ ｎ ｌ ｓ ｆ ｎ ｒ ｓｃ ｌ ｓ ｆ ａ ａ ｔｒｄ ｓ ｒ ｉ ｏ ｈ ｍｅ ｅ ｐ ｏ ｉｎ ｐ ｏ ｆ ｉ ｉ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｓ ｉ ｉ ｙ ｐ ｏ ｃ ｎ ｒ ｓ Ｉ ｏ ｎ ｓｏ ｔｄｆ ｒｎ ｅ ｒ ａ ｏ ｓ ｏ ｔ ｎ ｉａ ｙ ｓ ｆ ａ ａ ｅｅ ｓ ｅ ｔ ． ｔ ｉ ｔ ｕ ｉ ｅ ｅ ｃ ｅ ｓ ｎ ｉ ｒ ｓ ｌ ａｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ． ｅ ｐ ｆ ｎ ｉ ｃ ｌ ｍ
出， 本安参数一般按两种形式出现 ： 一是关联设备 的本 安输 出参数 ： 、 、 、 Ｃ ）二是配接设备的本安 （ ， 。； ｏ 输人参数： Ｐ、 、． Ｃ） （ ｉ ， 厶、 ；。下 面依据 Ｇ ３３ ． 、 Ｂ ８６４—
本质安全电路设计要求
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
本安电路
内部资料
注意保密
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目录
一、 本质安全相关术语 二、 本质安全电路评定的基本准则 三、 本质安全电路评定的基本方法 四、 本质安全电路分析实例
内部资料
注意保密
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二、 本质安全电路评定的基本准则
在本质安全型电气设备中本质安全电路与其他的电路应该有适当的隔离。 在本质安全型电气设备中本质安全电路与其他的电路应该有适当的隔离。
在确定本质安全型电气设备中各个元器件的表面发热温度时, 人们可以通过已知 元件的热特性和在故障状态下可能承受的最大功率来计算求得, 当然也可以通过试验 , 测定求得。
不同防爆级别( 的本质安全电路在规定的保护水平( 级 不同防爆级别 I, IIA, IIB, IIC) 的本质安全电路在规定的保护水平 ia级, ib 级或ic级 下进行火花点燃试验时不应该引起试验气体混合物的点燃。 级或 级) 下进行火花点燃试验时不应该引起试验气体混合物的点燃。
内部资料
注意保密
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本质安全电路评定的基本准则-与隔离相关部分 二、 本质安全电路评定的基本准则 与隔离相关部分
设备的结构
外壳 外部电路连接装置 端子 本质安全电路端子与非本质安全电路端子之间，应采用下列a)和b)给出的一种或多种方 法进行隔离。 a) 当采用间距实现隔离时，接线端子裸露导电部件之间的电气间隙应不小于50mm； b) 当本质安全电路和非本质安全电路的端子安装在不同的外壳内进行隔离， 或 在 同 一个保 护罩内用端子间绝缘隔板或接地金属隔板进行隔离时，应满足下列规定: 1) 用于隔离接线端子的隔板应延伸到距外壳壁1. 5 mm以内处，或 者 确 保 在 隔 板 周 围 任一方向测量时，接线端子裸露导电部件之间的最短距离应不小于50mm； 2) 金属隔板应接地，并且应有足够的强度和刚度，保证在现场布线时隔板 不被损坏。隔 板厚度应不小于0. 45 mm。另外，金属隔板还应有足够的载流能力，防止在故障条件下，接 地金属被烧穿或接地连线脱落、损坏； 3) 非金属绝缘隔板应有合适的CTI、足够的厚度和支撑能力，使之不易变形 失去作用 。 这种隔板厚度应至少为0. 9 mm，如果隔板厚度小于0. 9 mm，应符合10. 6. 3的规定。 不同本质安全电路接线端子的裸露导电部件之间，及其到接地或者到零电位的导电部件 之 间 的 电气间隙和爬电距离应等于或大于表5给出的值。 对于不同的本质安全电路，外部连接装置的裸露导电部件之间的电气间隙应符合下列规 定: — 不同本质安全电路之间至少6mm； — 如果安全分析时没有考虑接地连接，距接地部件至少3 mm。
电路设计原则
电路设计原则
电路设计原则是指在进行电路设计时需要遵守的一些基本原则。
这些原则不仅能保证电路的正常工作，还能提高电路的可靠性和稳定性。
1. 合理选择元器件：在电路设计中，应根据电路的要求，选择合适的元器件，如电阻、电容、二极管、晶体管等，以保证电路的稳定性和可靠性。
2. 合理布局电路：在布局电路时，应使电路结构简单、清晰，并尽可能减少电路中的干扰因素，以提高电路的抗干扰能力。
3. 合理设计电源：在设计电源时，应根据电路的需要选择合适的电源电压和电流，并采用合适的稳压电路，以保证电路的稳定性和可靠性。
4. 合理选择信号处理方式：在进行信号处理时，应根据信号的特性选择合适的处理方式，如滤波、放大、调制等，以保证信号的质量和稳定性。
5. 合理保护电路：在电路设计中，应考虑到电路的安全性和稳定性，采取必要的保护措施，如过压保护、过流保护、短路保护等，以防止电路发生故障或损坏。
6. 合理选择工作条件：在电路设计中，应根据电路的特性和要求选择合适的工作条件，如温度、湿度、电磁场等，以使电路工作稳定、可靠。
总之，电路设计原则是在保证电路工作稳定、可靠的前提下，以
简单、清晰的结构、合理的元器件选择、合适的信号处理方式为基础，通过必要的保护措施和选择合适的工作条件来实现的。
本质安全电路设计要求
本质安全电路设计要求发布时间：2009-8-26 16:21:16 阅读：935次本质安全电路设计要求本质安全型：是指电路、系统及设备在正常状态下和规定的故障状态下，产生的任何电火花或任何热效应都不能引起规定的爆炸混合物爆炸的电气设备。
这个定义中的正常状态是指电气设备在设计规定条件下的正常工作（试验时在试验装置中产生的短路或断路视为正常状态）；故障状态是指在试电路，非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。
这种设备的防爆原理，就是设法减小电路火花的能量及元件上的温度（其方法就是降低电源电压、减小电路电流，采用适当的电气元件及其参数），使其不能点燃矿井中爆炸混合物，达到防爆的目的。
由于这类设备产生的明火花不点燃爆炸性混合物，因此它的优点很多，体积小、重量轻，便于携带，而且安全程度高。
要使电路火花不点燃爆炸性混合物，那么这种电路就只能是弱电系统。
因此，本质安全型电气系统和设备，主要是用于控制、通讯、信号、测量、和监视方面。
一、基本要求本质安全电路应满足以下基本要求：1．本安电路与非本安电路在同一隔爆外壳内布置时，最基本要求是分开布置。
为了保证本安型系统的安全，免受非本安系统的影响，要求分开布置是非常必要的。
在产品设计和装配中，必须注意这个问题。
然而，由于在隔爆外壳内空间和位置都受到了限制，所以分开布置也只能是相对的，不是绝对的。
我们应该在有限的空间内合理布置，力求本安系统与非本安系统分开要符合GB3836.4-2000的要求。
为了保证质量，除了外观检查外，还应把本安参数检查耐压试验列入产品出厂试验项目。
一般，当本安系统与非本安系统在电路上有连接时，应采取隔离措施，并按标准进行耐压试验。
其次，为了易于辨别，安全火花电路用的连接导线用蓝色，接线端子应有“i”标志。
2．本质安全设备的温度组别应按6.2和GB3836.1-2000中第5章规定，以避免热表面引起点燃。
温度组别不适用于关联设备。
3．电气参数要求，系统或设备必须经过防爆检验单位检查和试验，证明它在正常状态和故障状态下的明火花不会点燃爆炸性混合物。
本安电路设计方法
本安电路设计方法我国防爆电气产品以本质安全型产品最多，本安型电气设备是一种内装本质安全电路的设备，它包括设备和电路，还可以包括关联设备以及连接电缆，是石油、化工、煤炭等存在可燃性气体场合中广泛应用的设备。
本安型电气设备由于具有体积小、重量轻、安全可靠等优点，因而倍受用户欢迎。
本安电路设计基本原则本安型电气设备是指该设备的全部电路，在规定的试验条件下产生的电火花或热效应均不得点燃规定的爆炸性气体混合物的电气设备。
在该定义中：①规定的试验条件指用代表性气体、加安全系数采用标准试验装置并考虑正常工作和规定的故障条件等；②电火花指电容性电路的放电、电感性电路的开路放电、电阻性电路的导通和断开放电及炽热导线的熔断；③热效应指导线束的发热、灼热发光的灯丝和元件表面高温。
根据本安型电气设备的定义，在本安电路设计时可遵循下面几个原则：⑴本安电路与其他电路适当隔离我们知道，本安型电气设备主要靠自身的电路参数来保证它的防爆安全性能的，因此本安型电气设备和关联设备的本质安全部分原则上不需要外壳进行保护，但实际使用中为了防止可能遭受外部侵害，则需要采取外壳保护措施。
采取的外壳保护措施有机械隔离和电气隔离。
①机械隔离通常采用的是电缆（或电线）直接连接在它的接线端子上，或者用插头- 插座方式插接连接。
接线端子设计，应满足以下要求：a．接线端子应采用导电性能好、机械性能好的材料制成，如黄铜。
且端子的结构要保证导线连接可靠，不发生松动。
b．本安电路接线端子之间、本安电路接线端子与非本安电路接线端子之间的电气间隙和爬电距离应该符合表1中规定要求。
另外，在电路设计时要求外部导线连接后，导线裸露的带电部分之间的电气间隙不应该小于6mm，导线裸露的带电部分与接地金属导体之间的电气间隙不应该小于3mm。
表1 爬电距离、电气间隙和间距注：①除间隔距离以外，目前没有提出高于1575V的规定值。
②在电压低于10V时，绝缘材料的相比漏电起痕指数不需要规定。
本质安全电路设计要求
本质安全电路设计要求本质安全电路设计要求本质安全型：是指电路、系统及设备在正常状态下和规定的故障状态下，产生的任何电火花或任何热效应都不能引起规定的爆炸混合物爆炸的电气设备。
这个定义中的正常状态是指电气设备在设计规定条件下的正常工作（试验时在试验装置中产生的短路或断路视为正常状态）；故障状态是指在试电路，非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。
这种设备的防爆原理，就是设法减小电路火花的能量及元件上的温度（其方法就是降低电源电压、减小电路电流，采用适当的电气元件及其参数），使其不能点燃矿井中爆炸混合物，达到防爆的目的。
由于这类设备产生的明火花不点燃爆炸性混合物，因此它的优点很多，体积小、重量轻，便于携带，而且安全程度高。
要使电路火花不点燃爆炸性混合物，那么这种电路就只能是弱电系统。
因此，本质安全型电气系统和设备，主要是用于控制、通讯、信号、测量、和监视方面。
一、基本要求本质安全电路应满足以下基本要求：1．本安电路与非本安电路在同一隔爆外壳内布置时，最基本要求是分开布置。
为了保证本安型系统的安全，免受非本安系统的影响，要求分开布置是非常必要的。
在产品设计和装配中，必须注意这个问题。
然而，由于在隔爆外壳内空间和位置都受到了限制，所以分开布置也只能是相对的，不是绝对的。
我们应该在有限的空间内合理布置，力求本安系统与非本安系统分开要符合GB3836.4-2000的要求。
为了保证质量，除了外观检查外，还应把本安参数检查耐压试验列入产品出厂试验项目。
一般，当本安系统与非本安系统在电路上有连接时，应采取隔离措施，并按标准进行耐压试验。
其次，为了易于辨别，安全火花电路用的连接导线用蓝色，接线端子应有“i”标志。
2．本质安全设备的温度组别应按6.2和GB3836.1-2000中第5章规定，以避免热表面引起点燃。
温度组别不适用于关联设备。
值。
感性电路的临界点燃参数是利用空心电感在电压E=24伏时做的，如图A5电感电路最小引爆电流与电感的关系曲线所示，铁芯电感（如断电器等）可以利用磁场储能等效法进行换算。
本安电路要求
本安要求1 概述本质安全型电路是指在规定条件（包括正常工作和规定的故障条件下）产生的任何电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。
本安型电气设备，是指由本安电路组成的电气设备。
全部电路都是本安电路的电气设备为单一的本安型电气设备；局部电路为本安电路的电气设备为复合式本安型电气设备，例隔爆兼本安型电气设备，MKD系列输出本质安全型电源等装有本质安全电路和非本质安全电路，且结构使非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电气设备称为关联电气设备。
关联设备可以是隔爆型或其他防爆类型，也可以是矿用一般型，这取决于关联设备的使用场所。
本安型电气设备有以下特点：结构简单、体积小、重量轻；安全性能可靠；制造、维修方便、造价低。
由于受到电路使用功率的限制，本安型电气设备主要用于一般控制、信号、通讯装置和检测仪表。
本安型电气设备及其关联设备，按本安电路场所和安全程度不同分为ia和ib两个等级。
ia等级：指当施加1Um和Ui之后，在下列每一种情况下ia等级电气设备的本安电路均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
(a) 正常工作和施加产生最不利条件的非计数故障；(b) 正常工作和施加一个计数故障加上产生最不利条件的非计数故障；(c) 正常工作和施加二个计数故障加上产生最不利条件的非计数故障。
ib等级：指当施加Um和Ui之后，在下列每种情况下ib等级电气设备中的本安电路不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
(a) 正常工作和施加产生最不利条件的非计数故障；(b) 正常工作和施加一个计数故障加上产生最不利条件的非计数故障；对于(a)(b)安全系数取1.5，对(c)安全系数取1.0。
2本安电路的设计应满足以下要求（1）产品应符合GB3836.1-2010、GB3836.4-2010标准。
（2）仪表表面温度(I类)≤150℃仪表最高表面温度＝实测最高表面温度－实测时环境温度＋规定最高环境温度(40℃)实际应计算一下最高可达的表面温度（包括元件及导线等的表面（即本安电路中所有元器件或导线的最高表面温度均不应大于150℃））（3）于本安有关元件最大功率额定值应不大于电波工作时额定值的2/3，如电阻器采用金属膜电阻精度不低于±5%，元器件应经过筛选。