一、一页式设计自查清单(CheckList)
A4 竖版清单海报,六个分区用色块区分,每项前留勾选框,底部标注系列名"本安电路设计十讲"
① 架构与需求
- [ ] 目标防爆标志明确(等级 ia/ib/ic、类别 I/IIA/IIB/IIC、T 组、EPL)
- [ ] 简单装置判定符合 5.7(1.5V/100mA/25mW,无限压限流依赖、无 DC-DC)
- [ ] 能量预算先行,功率账不超 Po
- [ ] 限能方案确定(齐纳栅/隔离栅/FISCO)且接地策略自洽
② 电路与元件
- [ ] 与本安相关元件全部完成 2/3 额定值降额(ia/ib:正常+故障;ic:仅功率)
- [ ] 可靠元件符合第 8 章(固体介质电容、膜式/绕线电阻、双/三并联齐纳、可靠变压器)
- [ ] 熔断器分断能力足够,电池按最高电压+最大短路电流核算
- [ ] 非可靠元件故障模型清单完整(开路/短路/连接断开)
③ 参数计算
- [ ] Uo/Io/Po 按最坏值计算(容差恶化方向、电压上限、电阻下限)
- [ ] 1.5 倍安全系数加严后查附录 A 曲线(IIC/IIB/I 类分开)
- [ ] 电子限流源考虑点燃电流低于曲线值的折算(附录 A 提示 1/5)
- [ ] 五个不等式全通过:Uo≤Ui、Io≤Ii、Po≤Pi、Co≥Ci+Cc、Lo≥Li+Lc
- [ ] 允许电缆长度已计算并写入文件
④ 结构与间距
- [ ] 本安/非本安端子隔离:50mm 或合格隔板(金属 0.45mm 接地/非金属 0.9mm)
- [ ] 不同本安电路端子间 ≥6mm(考虑接地时 ≥3mm)
- [ ] 爬电距离/电气间隙按最坏工作电压查表 5,PCB 按附录 F 布局
- [ ] 浇封符合附录 D(无自由表面、无气孔);防反接已考虑
- [ ] 非金属外壳满足 GB/T 3836.1 静电要求
⑤ 温度与故障
- [ ] 最坏工况逐元件耗散功率核算,表面温度满足 T 组别
- [ ] 故障分析矩阵完成(ib=1 故障 / ia=2 故障叠加),全部组合不点燃
- [ ] 故障后各元件仍在 2/3 额定内(故障不扩散)
⑥ 文件与标志
- [ ] 第 13 章文件齐全(电路说明、参数表、公差、故障分析、结构图)
- [ ] 标志完整:防爆标志 + 全套本安参数 + 蓝色端子标识 + 警告语
二、试验要点回顾(第 10、11 章)
| 试验 | 条款 | 要点 |
|---|---|---|
| 火花点燃试验 | 10.1 | 附录 B 装置;ia/ib 引入非计数故障点;装置先按 95mH/24V/表7 电流标定(440 转内点燃) |
| 温度试验 | 10.2 | 最坏工况(最高环境温度+最大耗散)下测表面温度 |
| 介电强度试验 | 10.3 | 本安与非本安电路间按标准试验电压考核隔离 |
| 元件参数测定 | 10.4 | Ci/Li 等不易确定参数的实测方法 |
| 电池试验 | 10.5 | 短路电流等安全验证 |
| 装配压电器件试验 | 10.7 | 压电器件储能安全 |
| 例行检查和试验 | 11 | 二极管安全栅、可靠变压器的例行验证 |
送检→文件审查→火花试验→温度试验→介电试验→例行试验→发证的水平流程,火花试验节点高亮标注附录 B 装置图标
三、认证失败 Top10(真实项目高频雷区)
- 用典型值代替最坏值计算 Uo/Io(容差、电压波动方向取反);
- 电子限流源直接查曲线,忽略点燃电流折算;
- Ci/Li 漏算寄生参数(插座、走线、压电器件);
- 电解/钽电容当可靠元件用(实际按失效短路处理);
- 齐纳管单只用(未做双/三并联分流安全组件);
- PCB 间距按额定电压留,未按故障最坏电压查表 5;
- 端子排不达标:本安/非本安端子间距不足 50mm 且隔板不合格;
- 故障分析只做单故障不叠加(ia 需要两故障组合);
- 降额用常温额定值,忽略高温降额曲线与安装条件;
- 文件与实机脱节:参数表是"理想版",认证复核当场露馅。
十格警示卡,每格一个雷区图标+一句话,高风险项(1/2/6)用红色突出
四、全系列知识地图(收官总图)
中心节点"本安电路",向外辐射:设计思想(第1篇)→架构(第2篇)→流程(第3篇)→计算(第4篇)→选型(第5篇)→降额安全系数(第6篇)→参数标志(第7篇)→案例(第8/9篇)→I/II类差异(第10篇),每节点标一句核心结论
十句话回顾全系列:
- 本安 = 把火花和热表面能量压到最小点燃能量以下,永远留 1.5 倍余量;
- 系统三角色:本安设备 / 关联设备 / 简单装置,参数六对匹配;
- ia=2 故障、ib=1 故障、ic=无故障,决定保护电路冗余度;
- 七步流程:需求→预算→选型→计算→结构→降额故障→文件试验;
- 计算的灵魂是最坏情况:容差、波动、故障全取恶化方向;
- 元件的"可靠"是标准定义的法律概念(第 8 章),进了名单就免计入故障;
- 电子限流源查点燃曲线要打折(附录 A 提示 1/5);
- 结构三硬指标:50mm 端子隔离、6mm 本安间距、最坏电压查表 5;
- I 类矿用点燃曲线宽松但环境与认证从严;II 类按 IIA/IIB/IIC 查曲线;
- 标志即合同:Ui/Ii/Pi/Ci/Li ↔ Uo/Io/Po/Co/Lo,五个不等式定系统成败。
结语
本安设计是一门"用最坏可能性做设计"的工程学科——它要求工程师对每一个元件的失效模式保持敬畏,对每一个参数的容差保持敏感。希望这十讲能让你在下一次画本安电路时,心里有一张完整的地图。
如果你在项目中遇到具体问题,欢迎留言交流;如果系列对你有帮助,转发给同样在防爆领域奋斗的同事。
参考资料 1. GB/T 3836.4-2021 全文(重点:第 5~13 章、附录 A/B/D) 2. GB/T 3836.1-2021 全文(重点:第 4、5、29 章、附录 A)
免责声明:本系列文章为技术科普与工程实践参考,不构成认证依据;具体设计、试验与认证请以现行有效标准及认证机构要求为准。

