对于本质安全型电气设备(Ex ia/ib/ic)来说, 判断它是否合规的核心依据, 就是GB 3836.1-2021《爆炸性环境 第1部分: 通用要求》, 还有就是GB 3836.4-2021《爆炸性环境 第4部分: 由本质安全型电路[Ex I]设备保护》。

设备上的铭牌标识, 必须能够同时符合上面这两个标准当中, 关于限制电路能量的那些规定才行。

01.适用标准体系

所谓本质安全型电气设备, 它们在设计的时候, 在检验的过程里, 还有获得认证的阶段中, 都是需要去执行以下那些属于国家或者行业级别的标准的。

标准号是GB3836.1-2021, 它的全名为爆炸性环境通用要求。该标准里面规定了关于所有防爆电气设备的通用条款。

GB3836.4-2021是本质安全型设备的保护标准, 它被称为Ex I, 该标准是进行本质安全设计的核心内容。

GB/T3836.21: 这个是关于本安电路, 还有系统的测试方法的一个标准, 就是规定了怎么进行测试。

本质安全型电气设备的国家标准是什么?判定条件与分类一览(图1)

IEC 60079-0 / IEC 60079-15, 这是一个国际对应标准。设备要是想出口的话, 必须得把所有的这些条件都满足了才行。

在企业把产品运出厂门之前, 必须让那些具有CNAS资质或是MA资质的防爆检测机构, 来给这些产品做型式试验, 像是沈阳防爆电气研究所、上海防爆电气研究所或者天津防爆电气研究所这类机构都行, 只有拿到了防爆合格证之后, 才可以把这些产品投入使用。

02.本质安全的定义与判定条件

所谓本质安全型电气设备, 它指的是在规定的试验条件之下, 其电路以及产生的火花,都不能去点燃处于爆炸性气体、蒸气或者是粉尘环境里的设备。对于判定这类设备, 必须同时满足如下这些具体的条件。

1. 电路参数限制是这么回事, 就是在设备正常干活的时候, 以及在发生任何一种单独故障的时候, 电路输出的那个功率大小, 还有断开时候的电压高低, 以及短路情况下的电流大小, 通通都不能超过那些可以被保护的气体或者粉尘所承受的那个点燃能量的上限数字。

2. 无热表面点燃风险这一点需要注意, 电路的最高表面温度要低于对应温度组别里面的那个数值, 这个组别是从T1起到T6结束, 所对应的最低点燃温度。

3. 无机械火花风险: 对电路进行了设计, 从而排除了产生火花或者电弧的可能性, 这些产生出来的火花或者电弧原本是可能因为机械方面的故障而生成的, 并且那些可能生成的火花或电弧还具有足以将易燃物引燃的能量级别。

4. 冗余保护: 在本质安全一侧和非本质安全一侧之间, 必须要利用隔离屏障来实现能量上的隔离工作, 这些隔离屏障具体可以是指安全栅或者是隔离器, 也可以是本安隔离耦合器中的一种, 同时, 这种隔离程度是不能低于相关的规定标准的。

03.设备保护级别分类

级别 含义 允许故障数 典型场景
Ex ia 最高安全等级 允许两个独立故障(含元件老化)仍不点燃 0区、1区连续爆炸危险场所
Ex ib 高安全等级 允许一个独立故障仍不点燃 1区、2区
Ex ic 基本安全等级 仅正常工作状态不点燃 2区(受限)

本质安全型电气设备的国家标准是什么?判定条件与分类一览(图2)

在做选型工作时, 必须先依据《爆炸危险区域划分》(GB 3836.14)来把区域等级给确定下来。接着再去匹配相应级别对应的保护级别。对于ia可替代ib,ib可替代ic,反向不可这种情况, 要注意其适用的规则。

04.关键设计参数

最大开路电压, 也就是Voc, 以及最大短路电流Isc, 这两个参数都必须去满足对于所选择的气体或者粉尘来说, Uo和Io这两个限值的要求。

本安电路的电容Co需要处于系统匹配表所规定的范围之内, 同时电感Lo也必须符合这个范围的要求。

必须满足相关标准对于隔离栅或者安全栅在传输延迟方面以及漏电流方面的具体数值规定, 也就是说, 这些指标要符合GB 16007所规定的与隔离栅相关的内容, 又或者需要符合GB 50058所配套的相关规定。

设备的防护等级不能低于IP54, 这是针对户外场合的要求, 或者是IP20, 这是针对室内比较干燥的环境的要求。

05.合规与使用注意事项

本质安全型电气设备的国家标准是什么?判定条件与分类一览(图3)

本安电路与非本安电路严禁共用接地线和电缆, 接线端子还必须做到电气隔离。

在防爆合格证所标注的“Ex ia IIC T6 Gb/Da”里面, 气体组别那一栏所写的IIC, 还有温度组别那一栏所写的T6, 这两者是必须严格匹配的硬性条件, 如果现场存在的气体其分类超过了设备上已经标注好的范围, 那么就禁止使用该设备。

设备在检修或者是更换了安全栅以后, 必须把回路电容测量了一遍, 必须把回路电感测量了一遍, 还要确认这些参数仍然是稳稳当当地待在安全范围表格里面。

本质安全型的保护方式, 它仅仅局限于那些被界定为Ex I类的电路设备。所以呢, 不适用于那类包含运动部件的设备, 也不适用于像电动机或者是照明装置这样有大电流负载的情况。

如果确实是这种情况的话, 那么对于此类设备, 应当选择采取隔爆型的方式进行防护, 也就是Ex d这种类型, 或者是选择增安型, 即Ex e这种类型。

企业可以把以上这些标准, 还有判定条件, 直接拿出来, 当作选型依据, 当作设计审查的依据, 也当作现场安全验收的依据。