本质安全电路设计要求
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探讨本质安全防爆电路的设计在科学技术的不断发展下,各行业的本质安全防爆电路的设计要求越来越高,尤其在煤矿井下作业中,本安电源的使用频率也越来越高,其对于参数的要求也逐渐提升,使得本质安全防爆电路设计成为了一项重要的安全供电设备。
标签:本质安全;防爆电路;设计1 前言本质安全电路防爆设计,主要是对电气参数进行合理的设计与分析,进而有效控制电火花能量,确保本质安全型的设备或是电路在正常运行、故障状态下所产生的热效应与电火花不至于引燃爆炸性的气体混合物,造成严重的爆炸事件。
因此,需要在电感电路、电阻电路、电容电路中,通过降低电流或电压的方式,确保其安全系数达到要求。
2 电路防火花的设计分析2.1 电感电流防火花设计在电感电流中,电感元起作为重要的储能元件,可将电路能量通过磁能形式加以储存,让电路在出现关闭时,将能源进行释放。
电感电流火花放电相对复杂,其火花放电的能源有的来自于电感元件的自身能量,有的来自于电源。
在电感电流出现断开时,除了电感电流会出现火花放电,电感元件的磁场储能依然会出现放电。
而在这个过程中,电路电极会迅速地切断,期间电极的电阻会大大增加,而电流则会极速下降,发生较大的电流变化,并会在电极间隙的位置发生较高的感应电动势,导致电感在储能放电的间隙位置发生放电。
当电感电路切断时,电火花会在较短时间內集中在某一空间,且能量巨大,很容易导致爆炸性混合物点燃。
若电感电路的电感相对较小,放电火花就会较为分散且巨大,不容易点燃爆炸性的混合物。
因此,若电感电路的电源电压相同,点燃的电流也会存在差异。
且电感电路点燃的电流,比电阻电路点燃的电流还小。
在设计过程中,要结合电感储能放电时对放电火花的影响进行充分的分析,在电感电路发生闭合时,不会导致电流因为突变而出现放电火花,点燃易爆炸的混合物或气体。
2.2 电阻电路防火花设计电阻电路出现火花放电,主要是由于电阻电路没有储能元件,在发生通断时,火花能源主要来自于电源,在电路断开之后,电极接触面会极速减小,而接触位置的电流密度则会急剧增加,在这种高电流及高电压的情况下,电流就会融化为金属熔桥。
本安电路设计方法我国防爆电气产品以本质安全型产品最多,本安型电气设备是一种内装本质安全电路的设备,它包括设备和电路,还可以包括关联设备以及连接电缆,是石油、化工、煤炭等存在可燃性气体场合中广泛应用的设备。
本安型电气设备由于具有体积小、重量轻、安全可靠等优点,因而倍受用户欢迎。
本安电路设计基本原则本安型电气设备是指该设备的全部电路,在规定的试验条件下产生的电火花或热效应均不得点燃规定的爆炸性气体混合物的电气设备。
在该定义中:①规定的试验条件指用代表性气体、加安全系数采用标准试验装置并考虑正常工作和规定的故障条件等;②电火花指电容性电路的放电、电感性电路的开路放电、电阻性电路的导通和断开放电及炽热导线的熔断;③热效应指导线束的发热、灼热发光的灯丝和元件表面高温。
根据本安型电气设备的定义,在本安电路设计时可遵循下面几个原则:⑴本安电路与其他电路适当隔离我们知道,本安型电气设备主要靠自身的电路参数来保证它的防爆安全性能的,因此本安型电气设备和关联设备的本质安全部分原则上不需要外壳进行保护,但实际使用中为了防止可能遭受外部侵害,则需要采取外壳保护措施。
采取的外壳保护措施有机械隔离和电气隔离。
①机械隔离通常采用的是电缆(或电线)直接连接在它的接线端子上,或者用插头- 插座方式插接连接。
接线端子设计,应满足以下要求:a.接线端子应采用导电性能好、机械性能好的材料制成,如黄铜。
且端子的结构要保证导线连接可靠,不发生松动。
b.本安电路接线端子之间、本安电路接线端子与非本安电路接线端子之间的电气间隙和爬电距离应该符合表1中规定要求。
另外,在电路设计时要求外部导线连接后,导线裸露的带电部分之间的电气间隙不应该小于6mm,导线裸露的带电部分与接地金属导体之间的电气间隙不应该小于3mm。
表1 爬电距离、电气间隙和间距注:①除间隔距离以外,目前没有提出高于1575V的规定值。
②在电压低于10V时,绝缘材料的相比漏电起痕指数不需要规定。
本质安全电路设计要求本质安全电路设计要求本质安全型:是指电路、系统及设备在正常状态下和规定的故障状态下,产生的任何电火花或任何热效应都不能引起规定的爆炸混合物爆炸的电气设备。
这个定义中的正常状态是指电气设备在设计规定条件下的正常工作(试验时在试验装置中产生的短路或断路视为正常状态);故障状态是指在试电路,非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。
这种设备的防爆原理,就是设法减小电路火花的能量及元件上的温度(其方法就是降低电源电压、减小电路电流,采用适当的电气元件及其参数),使其不能点燃矿井中爆炸混合物,达到防爆的目的。
由于这类设备产生的明火花不点燃爆炸性混合物,因此它的优点很多,体积小、重量轻,便于携带,而且安全程度高。
要使电路火花不点燃爆炸性混合物,那么这种电路就只能是弱电系统。
因此,本质安全型电气系统和设备,主要是用于控制、通讯、信号、测量、和监视方面。
一、基本要求本质安全电路应满足以下基本要求:1.本安电路与非本安电路在同一隔爆外壳内布置时,最基本要求是分开布置。
为了保证本安型系统的安全,免受非本安系统的影响,要求分开布置是非常必要的。
在产品设计和装配中,必须注意这个问题。
然而,由于在隔爆外壳内空间和位置都受到了限制,所以分开布置也只能是相对的,不是绝对的。
我们应该在有限的空间内合理布置,力求本安系统与非本安系统分开要符合GB3836.4-2000的要求。
为了保证质量,除了外观检查外,还应把本安参数检查耐压试验列入产品出厂试验项目。
一般,当本安系统与非本安系统在电路上有连接时,应采取隔离措施,并按标准进行耐压试验。
其次,为了易于辨别,安全火花电路用的连接导线用蓝色,接线端子应有“i”标志。
2.本质安全设备的温度组别应按6.2和GB3836.1-2000中第5章规定,以避免热表面引起点燃。
温度组别不适用于关联设备。
值。
感性电路的临界点燃参数是利用空心电感在电压E=24伏时做的,如图A5电感电路最小引爆电流与电感的关系曲线所示,铁芯电感(如断电器等)可以利用磁场储能等效法进行换算。
本质安全型电气设备技术要求本质安全型电气设备,是指在电气设备设计和制造过程中,采取了一系列技术措施,从根源上防止电气设备对人员和环境的直接危害。
本文将从设计和制造两个方面,探讨本质安全型电气设备的技术要求。
首先,设计方面是本质安全型电气设备的基础,以下是本质安全型电气设备的技术要求:1. 绝缘保护:本质安全型电气设备应该采用双层绝缘保护措施,确保设备在正常使用条件下不会产生漏电或触电的危险。
2. 短路保护:设备应该采用过载保护和短路保护措施,当设备内部出现故障时,能够自动切断电源,避免电流过大导致火灾等危险。
3. 超温保护:设备应该采用温度传感器来监测设备的温度变化,当设备温度超过安全范围时,应该自动切断电源,避免设备过热。
4. 防止电弧产生:设备应该采取措施,避免电路中的电弧产生,例如使用防护套管、绝缘材料等。
5. 抗干扰能力:设备应该具备一定的抗干扰能力,能够在电源波动、电磁干扰等情况下正常工作,并保证设备不会对周围电气设备造成干扰。
6. 外壳设计:设备外壳应该符合防护等级要求,确保设备不受外部物体、灰尘等的侵入,并能够有效防止电气设备发生触电事故。
其次,制造方面也是保证本质安全型电气设备品质的重要环节,以下是本质安全型电气设备的技术要求:1. 选材:设备应该选用符合国家标准的电气材料,确保其质量可靠、耐用,能够经受住长时间的使用。
2. 制造工艺:设备制造过程应该符合相关的制造工艺要求,包括焊接、注塑等工艺,确保设备的连接点牢固,外壳结构完整。
3. 检测和检验:设备制造完成后,应该进行严格的检测和检验,确保设备符合国家标准和技术要求,能够安全可靠地使用。
4. 标识和标记:设备应该标明产品型号、生产厂商等信息,以便用户正确使用,并显示警示标志、标识等,提醒用户注意安全事项。
5. 设备说明书:设备应该配备详细的说明书,包括设备的使用方法、技术参数、安全注意事项等,帮助用户正确使用设备,避免发生意外事故。
本质安全防爆电源设计技术摘要:实际的生产发展中电源安全性至关重要,关系着企业的长治久安的发展以及生命财产的安全,电源电路是保障井下施工的重要的因素,在生产领域中,都有着较为广泛的使用,对于煤矿电气设备来讲,防爆安全更为关键,所以在所有的防爆电气中要具备本质安全方面的特性,本质安全可以为煤矿设备提供所需的电源,保障电气设备的常态化运行,所以是实现生产自动化的核心防爆设备,基于此本文对本质安全型电路开展如下研究,并借助设计案例来介绍本质安全防爆电源设计的相关技术,希望对业内相关人士带来一定的参考。
关键词:本质安全;电源设计;防爆技术引言本质安全电源身兼多种功能,有着控制、检测、通信以及监控、报警等多种操作,在实际的生活中应用广泛,尤其是针对煤矿生产领域,本质安全相关设备,可以确保所需电源的供给,保障电气设备的常态化运行,保障生产自动化的运转,是主要的防爆设备,所以本文对防爆电源设计技术进行深层次的探讨。
一、本质安全电源的概念在相关联的电气设备中,本质安全电源在电气装置系统中可以借助一些措施,将其中的非本质安全输入转换成本质安全输出,在爆炸性的环境中,一般要求关联电气设备内部要安装非能量限制电路和能量限制电路,而且在实际的结构中要防止非能量限制电路对能量限制电路造成影响,因为能量限制电路是本质安全电源的核心部位。
在限制电路里,可以控制其中的能量,主要是借助可靠性度较高的控制电路参数将元件与导线的温度控制在一定的燃点下,与此同时,将其中潜伏的火花能量也要限制在可燃气体的混合物能量下,即在正常工作以及规定的故障下,一旦电路有热反应或电火花不能点燃的环境中的爆炸气体,便是本质安全电路。
本质安全型电气设备根据其安全程度不同分为ia和ib两个等级。
ia等级是指电路在正常工作、一个或两个计数故障时,都不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
ib等级是指电路在正常工作或一个计数故障时,不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
煤矿井下要求的安全等级是ib等级。
本质安全电路设计要求发布时间:2009-8-26 16:21:16 阅读:935次本质安全电路设计要求本质安全型:是指电路、系统及设备在正常状态下和规定的故障状态下,产生的任何电火花或任何热效应都不能引起规定的爆炸混合物爆炸的电气设备。
这个定义中的正常状态是指电气设备在设计规定条件下的正常工作(试验时在试验装置中产生的短路或断路视为正常状态);故障状态是指在试电路,非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。
这种设备的防爆原理,就是设法减小电路火花的能量及元件上的温度(其方法就是降低电源电压、减小电路电流,采用适当的电气元件及其参数),使其不能点燃矿井中爆炸混合物,达到防爆的目的。
由于这类设备产生的明火花不点燃爆炸性混合物,因此它的优点很多,体积小、重量轻,便于携带,而且安全程度高。
要使电路火花不点燃爆炸性混合物,那么这种电路就只能是弱电系统。
因此,本质安全型电气系统和设备,主要是用于控制、通讯、信号、测量、和监视方面。
一、基本要求本质安全电路应满足以下基本要求:1.本安电路与非本安电路在同一隔爆外壳内布置时,最基本要求是分开布置。
为了保证本安型系统的安全,免受非本安系统的影响,要求分开布置是非常必要的。
在产品设计和装配中,必须注意这个问题。
然而,由于在隔爆外壳内空间和位置都受到了限制,所以分开布置也只能是相对的,不是绝对的。
我们应该在有限的空间内合理布置,力求本安系统与非本安系统分开要符合GB3836.4-2000的要求。
为了保证质量,除了外观检查外,还应把本安参数检查耐压试验列入产品出厂试验项目。
一般,当本安系统与非本安系统在电路上有连接时,应采取隔离措施,并按标准进行耐压试验。
其次,为了易于辨别,安全火花电路用的连接导线用蓝色,接线端子应有“i”标志。
2.本质安全设备的温度组别应按6.2和GB3836.1-2000中第5章规定,以避免热表面引起点燃。
温度组别不适用于关联设备。
3.电气参数要求,系统或设备必须经过防爆检验单位检查和试验,证明它在正常状态和故障状态下的明火花不会点燃爆炸性混合物。
(新安全生产)本质安全电路设计要求本质安全电路设计要求发布时间:2009-8-26 16:21:16 阅读:935次本质安全电路设计要求本质安全型:是指电路、系统及设备在正常状态下和规定的故障状态下,产生的任何电火花或任何热效应都不能引起规定的爆炸混合物爆炸的电气设备。
这个定义中的正常状态是指电气设备在设计规定条件下的正常工作(试验时在试验装置中产生的短路或断路视为正常状态);故障状态是指在试电路,非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。
这种设备的防爆原理,就是设法减小电路火花的能量及元件上的温度(其方法就是降低电源电压、减小电路电流,采用适当的电气元件及其参数),使其不能点燃矿井中爆炸混合物,达到防爆的目的。
由于这类设备产生的明火花不点燃爆炸性混合物,因此它的优点很多,体积小、重量轻,便于携带,而且安全程度高。
要使电路火花不点燃爆炸性混合物,那么这种电路就只能是弱电系统。
因此,本质安全型电气系统和设备,主要是用于控制、通讯、信号、测量、和监视方面。
一、基本要求本质安全电路应满足以下基本要求:1.本安电路与非本安电路在同一隔爆外壳内布置时,最基本要求是分开布置。
为了保证本安型系统的安全,免受非本安系统的影响,要求分开布置是非常必要的。
在产品设计和装配中,必须注意这个问题。
然而,由于在隔爆外壳内空间和位置都受到了限制,所以分开布置也只能是相对的,不是绝对的。
我们应该在有限的空间内合理布置,力求本安系统与非本安系统分开要符合GB3836.4-2000的要求。
为了保证质量,除了外观检查外,还应把本安参数检查耐压试验列入产品出厂试验项目。
一般,当本安系统与非本安系统在电路上有连接时,应采取隔离措施,并按标准进行耐压试验。
其次,为了易于辨别,安全火花电路用的连接导线用蓝色,接线端子应有“i”标志。
2.本质安全设备的温度组别应按6.2和GB3836.1-2000中第5章规定,以避免热表面引起点燃。
本质安全电路设计要求1. 引言在现代社会中,电子设备的广泛应用使得电路设计变得越来越重要。
然而,随着技术的不断进步,信息安全问题也变得越来越突出。
为了保护用户的信息和设备的安全,本质安全电路设计成为了关键的需求。
2. 本质安全电路的定义本质安全电路是指在设计和实现过程中,无法通过技术手段破解或攻击的电路。
它不仅保护了用户的隐私和机密信息,还能确保设备的稳定性和可靠性。
3. 设计原则本质安全电路设计应遵循以下原则:3.1 最小权限原则在设计电路时,应尽量减少对敏感信息和功能的访问权限。
只有在必要的情况下才授予相应的权限,并且限制这些权限的使用范围。
3.2 隔离原则将不同的功能模块分离开来,避免它们相互影响。
这样即使某个功能模块受到攻击,其他模块仍然能够正常工作。
3.3 安全验证原则在电路设计中加入安全验证机制,确保只有经过验证的用户才能访问和操作设备。
这可以通过密码、指纹识别等方式实现。
3.4 安全更新原则及时更新电路和软件,修复已知的漏洞和安全问题,以确保设备的安全性和可靠性。
4. 设计要求在设计本质安全电路时,还应满足以下要求:4.1 加密和解密算法对于需要进行数据传输和存储的电路,应采用强大的加密和解密算法,保护数据的机密性和完整性。
4.2 防护措施针对可能的攻击和威胁,应采取相应的防护措施,如防火墙、入侵检测系统等,以防止非法入侵和数据泄露。
4.3 身份验证和访问控制通过设定访问权限和身份验证机制,确保只有授权的用户才能访问设备的敏感功能和信息。
4.4 设备完整性验证通过合适的设备完整性验证机制,检测设备是否遭到篡改或未经授权的更改,保证设备的可信度和稳定性。
4.5 备份和恢复机制建立完善的备份和恢复机制,以防止设备数据丢失或损坏,并能够迅速恢复到正常运行状态。
4.6 安全培训和意识加强对电路设计工程师和用户的安全培训和意识,提高他们对安全问题的认识和应对能力。
5. 结论本质安全电路设计是现代电子设备设计中至关重要的一环。
本质安全电路设计要求发布时间:2009-8-26 16:21:16 阅读:935次本质安全电路设计要求本质安全型:是指电路、系统及设备在正常状态下和规定的故障状态下,产生的任何电火花或任何热效应都不能引起规定的爆炸混合物爆炸的电气设备。
这个定义中的正常状态是指电气设备在设计规定条件下的正常工作(试验时在试验装置中产生的短路或断路视为正常状态);故障状态是指在试电路,非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。
这种设备的防爆原理,就是设法减小电路火花的能量及元件上的温度(其方法就是降低电源电压、减小电路电流,采用适当的电气元件及其参数),使其不能点燃矿井中爆炸混合物,达到防爆的目的。
由于这类设备产生的明火花不点燃爆炸性混合物,因此它的优点很多,体积小、重量轻,便于携带,而且安全程度高。
要使电路火花不点燃爆炸性混合物,那么这种电路就只能是弱电系统。
因此,本质安全型电气系统和设备,主要是用于控制、通讯、信号、测量、和监视方面。
一、基本要求本质安全电路应满足以下基本要求:1.本安电路与非本安电路在同一隔爆外壳内布置时,最基本要求是分开布置。
为了保证本安型系统的安全,免受非本安系统的影响,要求分开布置是非常必要的。
在产品设计和装配中,必须注意这个问题。
然而,由于在隔爆外壳内空间和位置都受到了限制,所以分开布置也只能是相对的,不是绝对的。
我们应该在有限的空间内合理布置,力求本安系统与非本安系统分开要符合GB3836.4-2000的要求。
为了保证质量,除了外观检查外,还应把本安参数检查耐压试验列入产品出厂试验项目。
一般,当本安系统与非本安系统在电路上有连接时,应采取隔离措施,并按标准进行耐压试验。
其次,为了易于辨别,安全火花电路用的连接导线用蓝色,接线端子应有“i”标志。
2.本质安全设备的温度组别应按6.2和GB3836.1-2000中第5章规定,以避免热表面引起点燃。
温度组别不适用于关联设备。
3.电气参数要求,系统或设备必须经过防爆检验单位检查和试验,证明它在正常状态和故障状态下的明火花不会点燃爆炸性混合物。
注:1、a)可通过适当的爬电距离和电气间隙以及使用符合第8章可靠元件来满足规定要求,例如,变压器和限流电阻。
2、b)可通过已知元件的热特性以及在适当的故障条件下可能承受的最大功率来计算或测定元件的最高表面温度来满足规定要求。
3、c)可通过评定来满足规定要求。
评定时,有关电压、电流和电路参数的数据,例如在点燃边界上的电容和电感等数据,都是必要的。
这样就能从火花点燃的观点将电路评定为本质安全的。
二、本质安全参数确定1.电阻电路的临界点燃参数和安全火花参数确定电阻电路的临界点燃参数,是利用火花试验设备进行实际点燃试验做出来的。
当然,火花试验设备不同,触点发生的火花也会不同,所以火花试验设备的灵敏度也就不同,那么临界点燃参数也就会有差别。
电阻电路的临界点燃参数可用GB3836.1-2000图A1最小引爆电流与电源电压曲线表示,试验甲烷浓度用最易点燃浓度8.0~8.6%。
电阻电路(指理想电阻电路,下同)的临界点燃参数约为50伏安。
电阻电路的安全火花参数,是将电阻电路临界点燃参数除以安全系数而得到的。
按GB3836.4-2000规定的安全系数取1.5,即电阻电路故障状态的安全火花系数约为33伏安。
由于最小引爆电流与电源电压曲线是用直流电源试验出来的,所以将曲线用于交流电路上就必须按电压峰值和电流峰值考虑。
通常电压和电流都以均方根值来说的。
所以交流电阻电路安全火花参数约为16.5伏安。
2.感性电路的临界点燃参数和安全火花参数确定感性电路是由电感和电阻组成的电路。
它比电阻电路复杂。
一是多了电感元件,它在电路断开时会产生感应电势。
二是电感又有线性和非线性之分。
空心电感是线性电感,它的电感量不随电流而变化,是一个固定不变的数值。
铁芯电感就是非线性电感,它的电感量随着电流而变化,不是一个固定不变的数值。
感性电路的临界点燃参数是利用空心电感在电压E=24伏时做的,如图A5电感电路最小引爆电流与电感的关系曲线所示,铁芯电感(如断电器等)可以利用磁场储能等效法进行换算。
感性电路的安全火花系数,也是将临界点燃电流除以安全系数而得到的。
安全系数取法与电阻电路相同。
3.容性电路的临界点燃参数和安全火花参数确定容性电路是电容和电阻组成的电路,它和感性电路不同,感性电路是在触点断开时发生火花放电,这种断开火花放电就叫作电感火花。
容性电路是在触点闭合将电容短路时发生火花放电,这种闭合火花放电就叫作电容火花,容性火花试验电路如图5-18所示。
容性火花试验电路RC的配合,应该做到:(a)、火花试验设备触点断开时,电容C应达到完全充电;(b)、火花试验设备触点闭合时,电阻R应能限制电源E的电流,尽量使它比较小,以减小电源短路电流对电容火花放电的作用。
这样,电源短路电流的作用就可以略去了,容性电路火花放电临界点燃参数就可以用电压和电容的关系来表示了,如GB3836.4-2000图A2所示。
容性电路的安全火花参数,是将临界点燃电压除以安全系数而得到的。
要注意,容性电路必须对电压打安全系数。
安全系数取法也与电阻电路相同。
很明显,前面的火花是电容直接火花放电引起的,如果电容经串联电阻火花放电,那么火花就可以大大地变小了,因此,电容串联电阻是减小电容火花放电的有效方法。
三、本质安全电路的主要元器件要求1.本质安全电路对电源变压器要求本质安全电路的电源变压器是非常重要的部件,它对电路安全有着很大的影响,因此电源变压器应符合GB3836.4-2000第8.1条的要求。
除了上面要求之外,设计电源变压器还应考虑漏电感的问题,因为漏电感对于变压器的容量有着很大的影响,应该尽量减小漏电感,以提高变压器的容量,在实际生产中,变压器的容量是固定的,而漏电感是变化的,因此,漏电感的变化范围应该有所规定,并应逐个进行测量。
2.本质安全电路的保护性元件为了使电路达到安全火花要求,在电路中串联电阻元件,或在电感元件上并联面接触型二极管,并联电容器,并联电阻元件,这种串联元件和并联元件,就叫做保护性元件。
由于串联和并联的特点,因此相应地分为两类,串联元件叫做限流元件,如限流电阻。
并联元件叫做分流元件。
元件是单个的,如果起保护性作用的是一个由许多元件组成的电路,那么就叫做保护性组件。
3.本质安全电路限流元件蓄电池和电源变压器由于串联了限流元件,而使短路电流达到了安全火花要求,限流元件短路了,电源短路电流就不是安全火花了,因此,限流元件连接就必须可靠,采取措施防止短路,例如采用胶封法。
限流电阻一般采用薄膜型和线饶型。
限流电阻的容量,应按外电路的短路电流来选取,如果限流电阻容量过大,不易装配,那么经与检验单位商量取得同意,与保险丝配合使用,减小电阻容量,也是可以的。
4.本质安全电路分流元件分流元件有二极管、稳压管(齐纳二极管)、电容器、压敏电阻、短路环、阻尼绕组等。
分流元件主要用于电感电路,并接在电感元件上,可以大大地减小电路中的电感火花,而使电路达到本质安全要求。
分流元件断开了,电路就达不到本质安全要求了,而电路却还是在工作,这是一种危险状态,因此,分流元件总是要采用两个,断开了一个,还有一个并联着,以保证电路的安全火花性能,这就是所谓双重化措施。
元件参数的选择应符合GB3836.4-2000要求。
对于直流电感电路,常用二极管做保护元件,基本上不影响原电路的工作,实验证明并接二极管后的电感元件的等效电感,可减小到原电感值的十分之一到百分之一。
对于交流电感电路,常用双向稳压管或压敏电阻做保护元件。
分流元件的连接方法也需要注意,如下图所示,a和b是正确的,c是错误的,当图中A点断开就失去二次保护机会,图5-19中a和b断开一个,还有一个在起作用。
图5-19四、使用本质安全型电气设备应注意的问题在安装本质安全型电气设备时,应严格按使用说明书要求进行,注意线路布置尽量减小线路的分布电容和电感。
本质安全电路与非本质安全电路用的导线要分开布置,电路须采用单独的导线和电缆,采用一根电缆时,电缆芯线之间必须有可靠的接地屏蔽,使用时,经常检查,及时维修,以保证安全火花性能。
线路参数、组件、元件,特别是保护性组件、元件,不得随意改变或更换,检修须更换时,必须按原来的规格、型号、图纸及技术条件的要求进行,一定要更换元件、组件和改变参数时,必须将图纸、说明、样品,报送原检验单位检查。
五、简单电路设计举例1.简单电感电路为了更详细说明本程序,假定有一个矿用I类电路,是由一个20V的电池组(电池组内阻忽略,下同)与适当安装的可靠元件100Ω限流电阻组成的电源,并向一个200Ω、50mH 的电感器馈电,如图5-20所示。
100Ω和200Ω为最小值,50mH为最大值。
这时,分别进行两个单独评定:第一,保证电源本身是本质安全的,第二,考虑连接负载的影响。
(1)电源评定步骤如下:(I)取100Ω最小电阻作为限流电阻,该值就电阻来说相当于最坏的情况。
如果该电阻不符合可靠元件要求(见8.4),此时,可假定该电阻是短路的,在这类故障情况下,该电源就认为可能发生直接短路故障,所以不是本质安全的。
按GB3836.4-2000 7.4.3,查表5得出该电池组电压最高值,这里假定为22V。
(II)最大短路电流是22/100=220mA。
因为电路是电阻性的,取1.5倍安全系数,即在此电路中短路电流增加到1.5×220=330mA。
(III)由图A1可以查出,对于I类电阻性电路,在电压22V时,其最小点燃电流约为2A,按火花点燃考虑,该电源可评定为本质安全的。
(2)负载的连接评定步骤如下:(I)电池组最高电压假定为22V。
因为100Ω和200Ω是最小值,则负载中的最大可能电流是22/(100+200)=73.3mA。
(II)在应用第5章和10.4要求时,对于安全系数取1.5,则电路中的电流增加到1.5×73.3=110mA。
(III)对于I类,由图A5查出,50mH电感器在电源电压为22V时,其最小点燃电流约为150mA。
则该电路按火花点燃考虑可评定为本质安全的,并且适用于I类电路。
注:在上述评定中,电感器是按空心考虑的。
如果电感器不是空心的,那么上述评定仅是近似的,这时必须用火花试验装置对电路进行试验,以确定电路是否为本质安全的。
2.简单电容电路现在考虑图5-21所示电路,该电路预期在I类中应用。
该电路,由30V电池组通过适当安装的可靠10kΩ电阻器与10uF电容器连接组成。
在该示例中,30V和10uF 值取为最大值,10kΩ取为最小值。
这时,分别进行两个单独的评定:第一,保证电源本身是本质安全的,第二,考虑电容器情况的影响。
(1)电源该程序基本和上一例相同,不再详细叙述。