本质安全设备标准（IEC60079-11）的理解（四）-Toy模板网

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本质安全设备标准（IEC60079-11）的理解（四）

对于标准中“Separation”的理解

IEC60079-11使用了较长的篇幅来说明设计中需要考虑到的各种间距，这也从一定程度上说明了间距比较重要，在设计中是需要认真考虑。

从直觉上来讲，间距越大，电路越安全，因为间距比较大，不容易产生电弧。同时间距比较大，也易于散热，从温度角度来说，设备也比较安全。但是间距越大，集成度低，设备体积肯定越大。所以如何保证在设备小型化的同时，保证设备的安全性，就是标准要解决的问题。

1，间距的各种英文定义

在标准中，使用了Separation，distances，Clearance，以及词组Separation distances， Clearance distances等来表述不同的间距。以下是本人的一个理解

(1), Separation, distances以及Separation distances都是同一个意思，是对各种间距的统称，例如6.3节的标题就是Separation distances。这个统称指的是两个点之间的距离，可以是直线距离，也可以是曲线距离。

（2）Clearance和Clearance distance是同一个意思，指的是两点之间通过空气路径测量到的距离，一般翻译为电气间隙。电气间隙是使用橡皮筋在两个点之间连接从而测量到的距离。如果中间没有障碍物，那么它是直线，如果有障碍物，它就是一根曲线。

（3）Creepage distance 指的是爬电距离，是沿着物体表面测量到的距离。可以理解为从一个点到另外一个点蚂蚁能够爬行的最短距离。

（4）Separation distance through casting compound 指的是浇铸物里的电气间隙；Separation distance through solid insulation指的是固体绝缘物里的电气间隙，而Distance under coating指的是涂层里的电气间隙(中文标准里翻译为涂层下的爬电距离，应该是笔误，英文标准里并没有爬电的意思)。

以上三种都是在不同介质里的电气间隙。如果有一种可以在固体里面使用的橡皮筋，那么上述三种间隙距离都是在不同物质里使用橡皮筋测试的两点距离。

2，定义各种间距的目的

我们知道因为本安设备的特性决定了它内部的任何一个点都可能会产生电火花或者温度过高，从而引起爆炸。所以本安设备的任何一个部分都要求测试它的电火花强度和温度。对于温度，任何外壳表面，连接线表面，印制板走线表面，任何元器件的表面，都需要测试到。对于点火花，那么任何两个焊盘之间，任何两根走线之间，任何走线和地（或者大地）之间，电路和外壳之间等等都需要测试到。把所有的点测试一遍在实际中是往往是不可行的。所以为了认证和测试的过程更加高效，需要采用一些办法来排除一些特定的情况。而定义间距的目的就是排除测试的点数。

Separation distances that comply with the values of Table 5 or Annex F under the conditions of 6.1.2.2, 6.1.2.3 or 6.1.3 shall not be subject to a fault.

如标准中所言，当设备满足表格5或者附录F中关于各个间隙的定义，那么这些间距就不能认定为fault。换句话说，通过理论计算，认定这些间隙距离都是本质安全的，不再需要一个点一个点的测试。

3，间距的种类

标准中定义了3种距离

（1），本质安全电路和非本质安全电路之间的距离

（2）不同本质安全电路之间的距离

（3）一个电路（可以是本安电路，也可以是非本安电路）和大地或者隔离金属器件之间的距离。

标准中使用图2来说明哪些距离是本质安全需要关心的，如下图

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上图中，使用两根黑色虚线将图形分为3个部分，左边标记为③的非本质安全电路；中间④其实是隔离栅电路，它包含本质安全电路和非本质安全电路；右边⑤为本质安全电路。同时上图中又列举了3个不同的功能电路。第一个电路的回流部分没有和大地相连，但是电路附近有接大地的外壳，第二个电路回流部分和大地直连。第三个电路是一个光耦和电路。

图中红色标注部分就是需要我们设计的时候需要注意的间距。为了进一步说明，我重新使用ABCD标注了它们的位置，如下图

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A标示的是③和④之间通过变压器和光耦器件隔离。隔离器两边的间距必须满足本质安全的要求。这个是比较好理解的，隔离的目的就是为了让两边电路不要互相影响。如果距离过短，当任一边的电路电压过高时，容易发生电火花。

B标示的是对大地悬空的电路和接地外壳之间的距离。图中标有3根线，从左到右分别标示电路回流地平面（相当于PCB板子上的GND）和外壳的间距。第三个B其实和第二个B一样，电路高电平部分（PCB板中的V+部分）和外壳的间距，但是这两个B之间存在有保护器件，如保险丝，所以它们不属于同一个电路网络，都需要标示出来。

C标示的是两个电路之间的间隙。两个电路的正极V+之间，第一个电路的负极和第二个电路的正极之间，都需要满足间隙要求。这里注意，因为第二个电路的负极直接外接大地，所以它和第一个电路的正极和负极之间没有间隙要求。还要注意图中？标示的绿线，从分析的角度来说，也是需要满足间隙要求的，不知道为什么没有通过红线标示。

上图中的5个D标示的是串联保护器件之间的间隙。这里的保护器件可以理解为保险丝。如果保险丝溶断，那么它会断开电路，使得两端的电平不一致，间距过短，容易产生电火花。所以也需要满足间隙要求。