由于火災(zāi)爆炸直接威脅人身和財產(chǎn)安全，人們特別注意儀器的防爆，以防止火災(zāi)爆炸事故。目前，防爆技術(shù)取得了顯著進(jìn)展，并廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。本安型、隔爆型、增安型是自動化儀表防爆形式中較常見的。與其他防爆形式相比，本安防爆技術(shù)，即本質(zhì)安全型（以下簡稱本安全型）防爆形式，不僅結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛，而且操作維護(hù)方便，非常受歡迎。目前，本安防爆儀器以抑制點火源能量為防爆手段，已被制造商和用戶廣泛接受，并得到了更廣泛的推廣和應(yīng)用。為方便用戶更好地應(yīng)用本安儀表，本文介紹了本安儀表的防爆知識。

防爆標(biāo)志

一、本安防爆技術(shù)的工作原理

本安防爆技術(shù)實際上是一種低功率設(shè)計技術(shù)。例如，氫（IIC）環(huán)境必須將電路功率限制在1.3W左右。由此可見，本安技術(shù)可以很好地適用于工業(yè)自動化儀器。

由于爆炸性危險氣體爆炸的主要引爆源是電火花和熱效應(yīng)，本質(zhì)安全技術(shù)通過限制電火花和熱效應(yīng)來防止爆炸。在正常工作和故障狀態(tài)下，當(dāng)儀器產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)能量小于一定程度時，低度計不能點燃爆炸性危險氣體并產(chǎn)生爆炸。本質(zhì)上，安全防爆技術(shù)本質(zhì)上是一種低功率設(shè)計技術(shù)。其原理是將電路中的電壓和電流限制在允許可靠的范圍內(nèi)。本安儀表在正常工作或短件損壞等故障下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)不會導(dǎo)致周圍可能的危險氣體爆炸。

對氣環(huán)境，即較危險、較易爆的環(huán)境，通常必須將功率限制在1.3W下面。國際電工**（IEC）根據(jù)規(guī)定，危險程度較高的危險場所0區(qū)使用Exia本級防爆技術(shù)。可見，本質(zhì)安全防爆技術(shù)是較安全、較可靠、適用范圍較廣的防爆技術(shù)之一。

根據(jù)安全程度和使用場所的不同，本質(zhì)儀表設(shè)備可分為Exia和Exib。而Exia防爆等級應(yīng)高于Exib。具體說來：

Exia當(dāng)級本安儀表在正常工作狀態(tài)和電路中出現(xiàn)兩個故障時，電路元件不會爆炸。ia工作電流限制在作電流限制在100mA適用于0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)。

Exib當(dāng)級本安儀表在正常工作狀態(tài)和電路中出現(xiàn)故障時，電路元件不會發(fā)生燃燒爆炸。ib工作電流限制在150mA適用于1區(qū)和2區(qū)。

二、本安防爆技術(shù)的主要特點

1.安全性和可靠性高。由于緊固螺栓丟失或結(jié)合面腐蝕、劃傷等人為原因，本安全儀表的安全可靠性降低。

2.應(yīng)用廣泛。本安技術(shù)是目前0區(qū)危險場所唯一的防爆技術(shù)。

3.作為一種弱電技術(shù)，本安防爆技術(shù)可以有效避免現(xiàn)場工程技術(shù)人員使用本安儀器時的觸電傷亡。

4.儀器的一些部件也可以在帶電的情況下進(jìn)行維護(hù)、校準(zhǔn)和更換。

5.無需設(shè)計制造工藝復(fù)雜、體積大、體積大的隔爆外殼。因此，本安儀表具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本低的特點。根據(jù)數(shù)據(jù)，本安型和隔爆型開關(guān)傳輸電路的成本比約為1:4。

6.對于熱電偶等簡單設(shè)備，本安全防爆系統(tǒng)無需特殊認(rèn)證即可接入。

可見，與其他防爆類型相比，本安防爆技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。

三、本安防爆技術(shù)在自動化工程過程中的應(yīng)用

本安防爆系統(tǒng)由現(xiàn)場本安儀表、本質(zhì)安全電纜和本質(zhì)安全相關(guān)設(shè)備組成。具體指：

1.現(xiàn)場儀表包括安裝在危險場所的各種檢測儀表。

以二線變送器為代表的基本安全電纜有一條特殊的接地線，與其他電纜不同。

3、基本安全相關(guān)設(shè)備包括齊納安全柵、隔離安全柵（分為操作端隔離安全柵和檢測端隔離安全柵）、具有限流限壓功能的其他保護(hù)裝置。

本安防爆技術(shù)可將能量限制在安全值內(nèi)，以確保現(xiàn)場設(shè)備、人員和生產(chǎn)的安全。

四、本安防爆認(rèn)證

1.本安全防爆是一種整體防爆。組成系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備和安全柵必須經(jīng)過國家授權(quán)認(rèn)證機(jī)構(gòu)的防爆認(rèn)證。同時，需要認(rèn)證機(jī)構(gòu)簽發(fā)的本安儀器和安全柵的聯(lián)合取證，以確認(rèn)本安全回路的安全性。現(xiàn)場設(shè)備為簡單設(shè)備時，無需本安認(rèn)證認(rèn)證的安全柵配合，形成本安防爆回路。簡易設(shè)備是指不含儲能元件的觸點開關(guān)、熱電偶、熱電阻、發(fā)光二極管、橋路等。

2、基本安全回路防爆認(rèn)證原則。

五、本安儀表及本安儀表回路的特殊要求

1.對接地的特殊要求

本質(zhì)安全儀表系統(tǒng)必須有可靠的獨(dú)立接地。整個自動化儀表系統(tǒng)有四種類型的接地：本安儀表保護(hù)接地、系統(tǒng)接地、信號電路接地和屏蔽接地。其中，電氣工程低壓電氣設(shè)備的保護(hù)接地網(wǎng)可的保護(hù)接地網(wǎng)。信號電路接地和屏蔽接地可共用單獨(dú)的接地極。本安儀表系統(tǒng)需要獨(dú)立設(shè)置接地系統(tǒng)，距離其他接地網(wǎng)5m一般要求本質(zhì)安全地的接地電阻小于1Ω。根據(jù)設(shè)計或規(guī)范，其他兩種接地電阻一般為4Ω以下。

2.連接電纜的特殊要求

從系統(tǒng)布線工程的角度來看，由于連接電纜具有分布電容和分布電感，連接電纜成為儲能元件。它們在信號傳輸過程中不可避免地儲存能量。一旦線路開路或短路，這些儲能將以電火花或熱效應(yīng)的形式釋放，影響系統(tǒng)的安全性能。因此，連接傳輸電纜不受外部電磁場干擾和與其他電路混合的影響，限制布線長度和感應(yīng)電勢帶來的額外非安全能量，確定電纜的允許分布電容和允許分布電感，世界防爆檢測機(jī)構(gòu)主要采用電纜分布參數(shù)的方法。

本質(zhì)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(yōu)異的屏蔽性能和抗干擾性能，適用于爆炸危險場所等防爆安全要求較高的場合。使用中應(yīng)注意以下幾點：

①接地線和屏蔽連接線應(yīng)可靠絕緣。

②屏蔽電纜的備用芯線和屏蔽層應(yīng)連接到同一側(cè)的信號電路。

③信號電路的接地點應(yīng)在控制室側(cè)。當(dāng)使用接地?zé)犭娕己蜋z測部件已接地的儀器時，控制室側(cè)不再接地。

3.設(shè)備溫度等級

基于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)考慮，設(shè)備溫度等級規(guī)定了設(shè)備表面的較高允許溫度值。在大多數(shù)情況下，低溫設(shè)備的購買和安全成本較高。本安裝設(shè)備將更加經(jīng)濟(jì)有效。本安裝設(shè)備直接安裝在危險場所需要考慮設(shè)備的溫度等級，而相關(guān)設(shè)備不需要設(shè)備的溫度等級。危險場所環(huán)境中使用的可燃物質(zhì)的點燃溫度必須小于設(shè)備溫度等級，以免引起燃燒爆炸。

4.本安電氣設(shè)備選擇原則

①簡單設(shè)備

按照GB3836.4-2000防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電壓不超過1.2V、電流不超過0.1A，其功率不超過25mW電氣設(shè)備可視為簡單設(shè)備，其典型特點是儀表設(shè)備內(nèi)部等效電感Li=內(nèi)部等效電容Ci=0.此類設(shè)備可直接應(yīng)用于現(xiàn)場。

②安裝在危險場所的現(xiàn)場設(shè)備，必須明確以下問題：

◆防爆標(biāo)志規(guī)定的等級是否適用于危險場所的安全要求。

◆根據(jù)電路是否與安全柵接口處的電路有效隔離本安電路是否接地或接地。

◆本安電氣設(shè)備的信號傳輸方式、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(shè)備4-2000要求設(shè)計，已被國家防爆檢驗機(jī)構(gòu)認(rèn)可。

在明確上述問題的基礎(chǔ)上，選擇相應(yīng)的安全柵。

③選擇安全柵的原則

◆安全柵的防爆標(biāo)志等級得低于本安現(xiàn)場設(shè)備防爆標(biāo)志等級。

◆安全柵的端電阻和電路電阻可滿足本安現(xiàn)場設(shè)備的較低工作電壓。

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

◆安全柵應(yīng)與本安現(xiàn)場儀表的安全極性和信號傳輸方式相匹配。

◆做好相應(yīng)的保護(hù)工作，避免安全柵漏電電流影響本安現(xiàn)場設(shè)備的正常運(yùn)行。

雖然本安儀器在儀表匹配、電纜使用和接地方面有特殊要求，但隨著微電子技術(shù)和微處理器技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)自動化儀器已經(jīng)趨于低功耗、電子化和小型化，更容易實現(xiàn)基本安全。

可以看出，本安全防爆技術(shù)是自動化儀器的理想防爆技術(shù)，其特點和優(yōu)點使其在現(xiàn)場總線智能儀器和現(xiàn)代工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。

為滿足爆炸環(huán)境中用戶物位測量的需要，自動叉液位開關(guān)、叉液位開關(guān)、旋轉(zhuǎn)液位開關(guān)、振動棒液位開關(guān)等儀器通過了雙重防爆認(rèn)證，個別儀器通過了防塵、防塵、氣體防爆、氣體防爆認(rèn)證，使用戶安全可靠。