引言：
隨著電氣設(shè)備防爆技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，在全球范圍內(nèi)已廣泛接受的電氣設(shè)備防爆技術(shù)有：隔爆(Ex d)、增安(Ex e)、本質(zhì)安全(Ex i)、正壓(Ex p)、澆封(Ex m)和無火花(Ex n)型等。
在石油、化工等過程測量與自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，可能出現(xiàn)潛在的爆炸性環(huán)境，在實(shí)踐應(yīng)用中設(shè)計(jì)人員必須對系統(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備采取相應(yīng)的防爆措施。隨著電氣設(shè)備防爆技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，在全球范圍內(nèi)已廣泛接受的電氣設(shè)備防爆技術(shù)有：隔爆(Ex d)、增安(Ex e)、本質(zhì)安全(Ex i)、正壓(Ex p)、澆封(Ex m)和無火花(Ex n)型等。在眾多的防爆技術(shù)中，本質(zhì)安全(以下簡稱本安)防爆技術(shù)具有成本低、體積小、重量輕、允許在線測量和帶電維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它也能用于0區(qū)危險(xiǎn)場所。因此在低壓低功率電氣設(shè)備、儀器儀表等領(lǐng)域內(nèi)，它是首選的防爆技術(shù)。然而由于本安防爆實(shí)質(zhì)上是系統(tǒng)防爆，其防爆性能不僅與關(guān)聯(lián)設(shè)備有關(guān)，而且也與相應(yīng)設(shè)備有關(guān)。為此，本文就電氣防爆技術(shù)領(lǐng)域中的本安防爆技術(shù)及其系統(tǒng)進(jìn)行概要介紹。
1 本安防爆系統(tǒng)概況
本安防爆系統(tǒng)由本安型現(xiàn)場設(shè)備、關(guān)聯(lián)設(shè)備及二者之間的連接電纜組成。
1．1現(xiàn)場設(shè)備
現(xiàn)場設(shè)備主要分為簡單設(shè)備和非簡單設(shè)備。將既不會(huì)產(chǎn)生也不會(huì)存儲(chǔ)超過1．2V，0．1A，25mW和20μJ的電氣設(shè)備認(rèn)定為簡單設(shè)備，主要包括簡單觸點(diǎn)、熱電偶、RTDs，LEDs和電阻性元件等；而非簡單設(shè)備則是指可能產(chǎn)生或存儲(chǔ)的能量超過上述數(shù)值的電氣設(shè)備，典型產(chǎn)品有變送器、電磁閥、轉(zhuǎn)換器、接近開關(guān)等。通常國際上認(rèn)證這些設(shè)備時(shí)給出它們的整體參數(shù)：
Vmax——最大允許電壓；
Imax——最大允許電流；
Ci——內(nèi)部電容；
Li——內(nèi)部電感。
1．2關(guān)聯(lián)設(shè)備
關(guān)聯(lián)設(shè)備作為限能設(shè)備能有效地保護(hù)危險(xiǎn)場所的現(xiàn)場設(shè)備，在正常工作條件下能使系統(tǒng)完好地工作，而在故障條件下能限制到達(dá)危險(xiǎn)場所的電壓、電流。其主要參數(shù)包括：
Voc——最高開路電壓；
Isc——最大短路電流；
Ca——最大外部電容；
La——最大外部電感。
在實(shí)踐應(yīng)用中關(guān)聯(lián)設(shè)備主要是指安全柵，它又分為齊納式安全柵和隔離式安全柵。它們的特點(diǎn)如表1所列。
1．3連接電纜
由于關(guān)聯(lián)設(shè)備與現(xiàn)場設(shè)備間的連接電纜存在分布電容和分布電感，因此其儲(chǔ)能勢必對本安系統(tǒng)的防爆性能造成影響。在實(shí)踐中通常將電纜按集中參數(shù)處理，其參數(shù)主要包括：
Cc——本安系統(tǒng)最大允許電容；
Lc——本安系統(tǒng)最大允許電感。
2 本安系統(tǒng)安全性評定和關(guān)聯(lián)設(shè)備(安全柵)的選取
2．1本安系統(tǒng)安全性評定
目前，典型本安系統(tǒng)采用“回路認(rèn)證(LmPAp-Proval)”即“系統(tǒng)認(rèn)證(System Approval)”。這也是我國現(xiàn)行的本安防爆系統(tǒng)認(rèn)證技術(shù)——聯(lián)合取證。這種組合一經(jīng)認(rèn)定，其本安設(shè)備或關(guān)聯(lián)設(shè)備就不能用未經(jīng)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)認(rèn)證過的其他型號(hào)規(guī)格的設(shè)備替代。而國際上采用“參量認(rèn)證”的方式，即對關(guān)聯(lián)設(shè)備與現(xiàn)場設(shè)備分別給出一組安全參數(shù)，并可由用戶自由地將不同生產(chǎn)廠商的電氣設(shè)備進(jìn)行組合，從安全性角度出發(fā)只須滿足如下關(guān)系：
Vmax≥Vo Imax≥Isc
(Cc+Ci)≥Ca (Lc+Li)≥La2．2關(guān)聯(lián)設(shè)備的選取原則
本安防爆系統(tǒng)安全性的保障主要取決于關(guān)聯(lián)設(shè)備(安全柵)。下面以齊納式安全柵為例，簡要說明其選用原則，并結(jié)合應(yīng)用較廣泛的變送器系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)例分析。
1)齊納式安全柵的選用原則
a)根據(jù)現(xiàn)場防爆要求，確定所需安全柵的防爆等級；
b)檢查控制室儀表可能存在或產(chǎn)生的最高電壓，確定安全柵最高允許電壓；
