常琳

(安标国家矿用产品安全标志中心有限公司， 北京 100013)

0 引言

IEC 60079、GB 3836.4—2010系列标准中明确规定，对于在煤矿井下甲烷超限时的爆炸环境还能正常使用的设备，必须达到EPL Ma的防护级别，该级别具有足够强的安全性，使设备在正常运行、出现预期故障或罕见故障，甚至在瓦斯突出时设备带电的情况下均不可能成为点燃源。由此可见，煤矿井下，使用在采掘工作面、瓦斯抽放管道中等危险区域的传感器等设备必须达到EPL Ma级别，如使用本质安全型设备，要求产品的防爆等级必须为ia等级，同样，按照防爆安全要求，给ia设备供电的电源，其供电口的防爆等级也必须为ia等级[1]。

在IECEx的国际认证体系中，许多国家在采掘工作面都采用了ia等级的传感器和仪表[2]。我国为保证煤矿井下采、掘的安全，工作面配备的本质安全型传感器、仪表逐步由ib等级提升到ia等级，这些传感器、仪表、通信电路构成了煤矿的安全监控系统的一部分，这些都离不开ia等级本质安全型电源的供电。ia等级本质安全型电源的安全性、可靠性直接影响到煤矿的安全生产，因此有必要设计一种负载能力强、安全性能高的ia级本质安全型电源。

1 常规ia等级防爆电源设计

1.1 基本设计原理

根据GB 3836.4—2010的规定，ia等级电源不能采用电子开关电路来进行能量抑制和通断控制，必须采用可靠元器件进行限流、限能，而电阻是最常用的可靠限流元器件。常规的ia等级电源设计如图1所示。

图1 常规ia等级电源设计

实际上，对于该ia本质安全电源的设计，其本质安全参数就是GB 3836.4—2010中的附录A中图A.1的电阻电路，其电路的火花点燃特性可由该附录中表A.1来查询和评定。……