一、两个"1.5"，管的对象完全不同
| 元件降额（7.1） | 电路安全系数（10.1/附录A） | |
|---|---|---|
| 管什么 | 单个元件会不会烧坏（保持外壳/封装完整性与参数稳定） | 整个电路的火花会不会点燃 |
| 怎么管 | 正常+故障工况下 U/I/P ≤ 额定值 × 2/3 | 评定电压或电流 × 1.5 后查点燃曲线 |
| 作用于谁 | 每一个与本安性能有关的元件 | 每一种故障叠加后的电路输出 |
一句话：降额保证"故障后元件不二次损坏"，安全系数保证"评定比最坏更严"。 两者缺一不可。
左右双轮驱动示意——左轮"元件降额"（仪表盘图标 2/3 刻度），右轮"电路安全系数"（点燃曲线×1.5），中间标注"共同决定系统本安"
二、逐类元件降额计算（ia/ib 等级，正常+故障均适用 2/3 规则）
2.1 电阻
- 电压：UR(max) ≤ 2/3 × UR(额定)（注意额定电压可能受封装限制，如 0603 封装常为 75V）；
- 功率：P = U²/R（最坏电压、最坏阻值下偏差）≤ 2/3 × P70（70℃ 额定功率，高温还要再按温度曲线折）；
- 算例：限流电阻 100Ω/±1%、0.25W 封装，故障态承受 15V：P = 15²/99 ≈ 2.27W >> 0.167W → 不合格。这解释了为什么限流电阻要用多只串联分摊——故障电压被每只电阻分担，且单只短路时其他电阻仍限流。
三只串联电阻的电路图，每只标注分摊电压与功率核算，旁注"单只短路→其余两只仍限流→计入故障分析仍安全"
2.2 电容器
- 电压：UC(max) ≤ 2/3 × UC(额定)，且作为可靠元件需为固体介质（见第 5 篇）；
- 算例：钳位电容在故障态承受 24V → 选额定 50V 陶瓷电容（24/50=0.48 < 0.67 ✓）。
2.3 齐纳二极管（限压元件）
- 钳位值按最坏容差取（10×(1+10%)V → 11V）；
- 功率：故障态最坏电流下 P = Uz(clamp) × Iz(max) ≤ 2/3 × Pz(额定)；
- 工程上常按 CU² 捷径核算电容放电保护电阻的功率（7.1 条）。
2.4 三极管（限流调整管）
- Uce：故障态最大集射电压 ≤ 2/3 × Uceo；
- Ic：故障态最大集电极电流 ≤ 2/3 × IC(max)；
- P：线性限流管的功耗热点（压差 × 电流）≤ 2/3 × P(该温度下)，注意结温换算——安装条件与温度范围规定的额定值。
2.5 ic 等级的特殊规则
ic 只要求正常工作下功率 ≤ 2/3 额定值，正常工作下电压、电流不超过额定值即可——设计自由度明显更大，这也是 ic 适合 2 区低风险场合的原因。
五张卡片（电阻/电容/齐纳管/三极管/ic 特别规则）各列计算式与判据，用统一的"额定值 2/3 红线"视觉元素贯穿
三、安全系数 1.5：怎么加、加在哪
火花评定时的安全系数应用方式（10.1、附录 A）：
- 电压限定型电路（如齐纳钳位后输出）：把电路电压 ×1.5 后再查点燃曲线；
- 电流限定型电路（如串联电阻/恒流源）：把电流 ×1.5 后核对；
- 组合：ia 等级且故障叠加后，电压、电流按标准规定方式同时加严（功率随之 ×2.25）。
火花试验的验证逻辑（10.1）：所有要求火花点燃试验的电路，接入附录 B 规定的火花试验装置（IEC 型装置：镉盘 + 钨丝电极，容积约 300cm³ 的爆炸室），在规定试验气体中模拟正常和故障状态：
- 标定灵敏度检查：装置接入 95±5mH 空芯线圈 + 24V 直流电路，电流按标准表 7 对应类别设定，电极旋转 440 转以内必须出现点燃——不点燃说明装置灵敏度不足；
- 试验气体（1.0 系数）：按类别采用最敏感浓度的爆炸性混合物（行业通行的代表性气体：IIC—氢气/空气、IIB—乙烯/空气、IIA—丙烷/空气）；
- ia/ib 评定时，把非计数故障点（如跨接可靠隔离、接在不符合间距的部位）引入火花试验。
火花试验装置剖面示意（旋转钨丝电极+镉盘+爆炸室），右侧标定流程条：95mH/24V/表7电流→440 转内点燃→合格
四、温度防线：小元件的热点燃（5.6）
能量之外，热表面是第二道防线。第 5.6 条给出"小元件"的温度规则：满足条件的小元件（如耗散功率很低的元件）允许表面温度超过温度组别限值 10K；同时要注意：
- 元件耗散功率与其在特殊安装条件下（如涂覆、灌封）的散热相关，7.1 条要求按实际安装条件下的额定值降额；
- III 类（粉尘）本安装置（5.6.5）有专门规定：温度测量时不加 10% 安全系数；浸没在粉尘中的元件按表 4 限耗散功率（最高环境温度 40℃ 时允许 750mW，70℃→650mW，100℃→550mW）；本安装置应标志 T135℃。
温度坐标轴标 T1~T6（450/300/200/135/100/85℃），"小元件 +10K" 用虚线延伸示意；右侧小表为 III 类粉尘表 4 数据
五、经典翻车案例：用"典型值"做降额
案例背景：某 ib 设备的限流电阻标称 1kΩ/1%，工程师用典型值 1.000kΩ 计算短路电流 Io = 28V/1000Ω = 28mA，查曲线合格。
翻车点：±1% 容差下最坏阻值是 990Ω；供电上限波动后 Uo(max)=29V；Io = 29/0.990k ≈ 29.3mA，比设计值大了近 5%——恰好越过点燃曲线的安全边界，认证测试失败，改板重来。
教训：本安计算的每个输入都要带上"最坏方向"：电压取上限、电阻取下限、容差方向取恶化方向、温度取最高。
两条计算路径对比流程：典型值路径（绿色虚线）→ 落在安全区；最坏值路径（红色实线）→ 越界红叉，标注每个输入的恶化方向
本篇小结
- 元件降额（7.1）与电路安全系数（1.5）是两件事：前者保元件不二次损坏，后者保评定比最坏更严；
- ia/ib 元件 U/I/P 全面 2/3 降额，ic 只降功率；高温按安装条件折算额定值；
- 限流电阻多只串联是降额与故障分析双赢的经典手法；齐纳钳位值按最坏容差取；
- 火花试验装置以 95mH/24V/440 转标定，试验气体按类别选最敏感混合物；
- 永远用最坏值计算——电压上限、电阻下限、容差恶化方向、温度上限。
下期预告：第 7 篇《本安参数确定：Ui/Ii/Pi、Ci/Li 与标志参数》——铭牌上的参数怎么算出来、怎么标出来？二极管安全栅的完整选值步骤 + FISCO 参数体系。
参考资料 1. GB/T 3836.4-2021 第 5.6 条、7.1、10.1、附录 A、附录 B 2. GB/T 3836.1-2021 第 5 章（温度）、第 26 章（型式试验）
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