了解本质安全概念
本质安全即针对可能存在爆炸性气体或粉尘的危险区域为电气设备提供安全保护的一种保护方式，可确保电气设备在类似上述环境中得以安全应用。
哪些领域需要本质安全？
爆炸性环境可能含有易燃气体、蒸气、可燃粉尘或纤维飞絮，这种环境主要存在于油气、化工、食品饮料和制药等行业中。如若管理不善，上述情况均可引发火灾或爆炸风险。
为保护工人的人身安全，企业需要评估其操作的合规性，识别这些危险情况并采取措施降低事故风险。欧盟 (EU) 为工作场所安全和潜在爆炸性环境用设备制定了相关指令和系列标准。
ATEX“工作场所”指令 1999/92/EC 规定了关于在爆炸性环境中提高工人安全性的最低要求，其中包括：
- 预防爆炸性环境的形成和避免点火源。
- 分析爆炸性环境的形成频率和持续时间，并将其划分为不同区域。
- 在爆炸性环境区域设置适当的警示牌。
- 为员工提供全面培训。
- 使用防爆认证设备。
ATEX“设备”指令 2014/34/EU 涵盖专为潜在爆炸性环境设计的设备和保护系统，规定了基本安全要求以及合格评定程序。
在危险区域使用电气设备和仪器往往难以避免。IEC/EN60079 系列标准规定了在危险区域适用的电气设备设计、选择和安装要求。根据危险区域和防爆型式对设备进行防爆认证，并为其附贴防爆标志。
根据爆炸性环境的形成频率，将危险区域划分为以下几类：
- 0 区（气体），20（粉尘）：持续或长期存在爆炸性物质的爆炸性环境。
- 1 区（气体），21（粉尘）：偶尔存在爆炸性物质的爆炸性环境。
- 2 区（气体），22（粉尘）：通常不存在爆炸性物质的爆炸性环境。
设备防爆型式
适用设备的防爆型式各不相同，例如：
- Exd – 通过隔爆外壳提供设备防护 IEC/EN 60079-1: 该防爆型式即将爆炸限制在外壳内部，防止可能点燃周围气体的火焰继续蔓延到外界。这被称为“Exd”保护。
- Exe – 增安型设备保护 IEC/EN 60079-7: “Exe”防爆型式即确保电气设备在正常运行条件和故障条件下都不会产生电火花，且表面温度保持在安全限制范围之内。
- Exi – 本安型设备保护 IEC/EN 60079-11: “Exi”防爆型式即限制电路中的电流、电压和储能，以防止点火。根据危险区域将其分为以下三个小类：Exia、Exib 和 Exic。
Exia – 适用于 0/20 区的爆炸性环境
Exib – 适用于 1/21 区的爆炸性环境
Exic – 适用于 2/22 区的爆炸性环境
本质安全电路是什么？
与其他防爆型式不同，本安型式需要考虑电路中的所有设备并进行本安实体计算，以确保兼容性和可接受的电气特性。
基础本质安全电路包括危险区域中使用的简单设备和/或本质安全设备，以及采用本质安全接线连接至安全区域中的关联设备。
简单设备是什么？
简单设备是具有明确定义的电气属性，并与电路的本质安全相兼容的电气组件。该类设备系指不会产生也不会存储超过 1.5 V、0.1 A、25 mW 或 20 µJ 的电气设备，通常包括 RTD、热电偶、电位器和开关等装置。简单设备通常无需认证。
本质安全设备是什么？
本质安全设备（例如温度变送器、电磁阀和 I/P 转换器）专为危险区域使用而设计，且因其具备储能能力，所以必须经过专业认证。认证涵盖危险区域划分和特定实体参数（电压、功率和电流限制），这对本安型回路计算至关重要。
关联设备是什么？
本质安全型回路设计为旨在防止电能或热能在危险区域引发爆炸，因此要求位于危险区域与安全区域的设备之间必须有一个安全接口。为此，通常使用本质安全型屏障（往往称为“齐纳安全栅”或“本质安全型电流隔离器”）。
关联设备本质上系指被策略性置于工业设施非危险区域的电气设备。其主要作用是调节和限制从安全区域到危险区域的能量转移。更重要的是，其设计为可确保在任何故障条件下，这些设备释放的能量都不足以点燃爆炸性环境。
本质安全实体参数和回路计算
“本质安全电路”的设计取决于“本质安全型回路”计算。对各个组件或设备的特定实体参数进行比较，以确定兼容性。然后根据电容和电感值进行计算，以确定最大电缆长度。
下表显示了回路中每个组件的典型实体参数。
欲检查兼容性，需将关联设备的值与本安型设备的值加以比较。完成计算之后，根据相关的电容和电感值获取最大电缆长度。
以下是本质安全 (I.S.) 回路的相关要求：
本安优势
本质安全具有以下优势：
- 借助带电作业有效简化了维护过程。
- 与防爆外壳和关联组件相比，大幅降低了成本。
- 容错设计。
- 适用于所有气体和粉尘区域。
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