(新安全生产)本质安全电路设计要求
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隔爆(EXd)与本安防爆(EXi)的区别一、爆炸条件爆炸是物质从一种状态,经过物理或化学变化,突然变成另一种状态,并放出巨大的能量。
急剧速度释放的能量,将使周围的物体遭受到猛烈的冲击和破坏。
爆炸必须具备的三个条件:易爆物质:很多生产场所都会产生某些可燃性物质。
煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质;化学工业中,约有80%以上的生产车间区域存在爆炸性物质。
氧气:空气中的氧气是无处不在的。
点燃源:在生产过程中大量使用电气仪表,各种磨擦的电火花,机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免,尤其当仪表、电气发生故障时。
客观上很多工业现场满足爆炸条件。
当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时,若存在激发能源,将会发生爆炸。
因此采取防爆就显得很必要了。
二、防爆设备防爆设备:在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点燃的电气设备。
防爆设备分类:Ⅰ类:煤矿井下电气设备;Ⅱ类:除煤矿、井下之外的所有其他爆炸性气体环境用电气设备。
Ⅱ类又可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC类,标志ⅡB的设备可适用于ⅡA设备的使用条件;ⅡC可适用于ⅡA、ⅡB的使用条件。
Ⅲ类:除煤矿以外的爆炸性粉尘环境电气设备。
ⅢA类:可燃性飞絮;ⅢB类:非导电性粉尘;ⅢC类:导电性粉尘。
最高表面温度:电气设备在规定范围内的最不利运行条件下工作时,可能引起周围爆炸性环境点燃的电气设备任何部件所达到的最高温度。
最高表面温度应低于可燃温度。
例如:防爆传感器环境的爆炸性气体的点燃温度为100℃,那么传感器在最恶劣的工作状态下,其任何部件的最高表面温度应低于100℃。
温度组别:T1450℃T2300℃T3200℃T4135℃T5100℃T685℃三、防爆形式:1、本安型“i”(本质安全型电气设备及其关联设备)本质安全电路:在规定的试验条件下,正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体或蒸汽的电路。
本质安全型电气设备:全部电路为本质安全的电气设备。
本质安全本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性,即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。
具体包括失误—安全(误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作)、故障—安全功能(设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态)。
现行相关标准是《GB 3836.18-2010 爆炸性环境第18部分:本质安全系统》概述本质安全一词源于GB3836.1-2000标准,本质安全型防爆电器是专供煤矿井下使用的防爆电器设备的分类之一。
防爆电器总体分为隔爆型、增安型、本质安全型等种类,本质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质安全电路,即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。
也就是说该类电器不是靠外壳防爆和充填物防爆,而是其电路在正常使用或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mJ(B级防爆), 即瓦斯浓度为8.5%(最易爆炸的浓度)最小点燃能量。
运作原理本质安全的理论基础是确保系统中的电能及热能均低到不会使爆炸性气体燃烧,因此在危险区域下只允许流过低电压及小电流,而且对于能量储存有严格的限制。
最常用的保护方式是利用多个电阻串联来限制流过的电流(假设电阻失效时会开路),或是用多个齐纳二极管接到地点来限制电压(假设二极管失效时会短路)。
有时也会有时也会用电隔离的屏障方式。
本质安全屏障的认证法规要求在这些限制元件若损坏在一定程度以下,仍能维持其认证的电压及电流。
例如一个在危险区域使用的量测设备需设计在小电压及小电流下运作,而且不能有大电容或电感,以免放电时会产生火花。
设备需依认证的接线方式接到位在非危险区域,有安全屏障的控制盘内,安全屏障的目的是在确认不论量测电路和外部电源设备之间有任何意外的短路,流入危险区域的电压及电流仍需维持在认证要求的电压及电流范围内。
一般设备在正常使用时,可以会因为开关、马达电刷、连接器或其他元件内部产生微小的火花。
2023年防爆电气备考押题2卷合1带答案(图片大小可自由调整)全文为Word可编辑,若为PDF皆为盗版,请谨慎购买!第壹套一.全能考点(共100题)1.【判断题】Ⅲ类电气设备用于所有爆炸性粉尘环境。
参考答案:×2.【判断题】直击雷是雷电直接与建筑物(包括电气装置)和构筑物、大地或其他物体之间发生的迅猛发电现象产生电效应、热效应和机械效应。
参考答案:√3.【判断题】闪点是指在标准条件下,使可燃性液体变成蒸气的数量能够与空气形成可燃性气体混合物的最高液体温度。
参考答案:×4.【判断题】所有的电气设备系统和装置在投入运行前应对它们进行初始检查。
参考答案:√5.【判断题】用人单位必须采用有效的职业病防护设施,并为劳动者提供符合职业病防治要求的个人使用的职业病防护用品。
参考答案:√6.【判断题】“EXdⅠ”标志是表示:该设备是属于防爆电气,是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类中的一种,是安全级别较Ⅱ、Ⅲ类低的一类。
参考答案:×7.【单选题】煤气的生产车间往往弥漫着刺鼻的气体,其中有二氧化硫、硫化氢,煤气等,其中按煤气的易燃易爆特性被划分为ⅡB类环境,下列可选择的设备类型是()。
A、Ⅱ类B、ⅢC、类D、ⅡE、类参考答案:D8.【判断题】爆炸危险性环境设备、机组、贮罐、管道等的防静电接地线可以互相串连接地。
参考答案:×9.【判断题】防爆电气设备外壳应无裂纹,无损伤。
参考答案:√10.【判断题】浇封型电气设备是将其中可能产生点燃爆炸性混合物的点燃源固封在浇封剂中,使其不能点燃周围可能存在的爆炸性混合物的电气设备。
参考答案:√11.【判断题】按温度组别来选择防爆电气设备时,气体的燃点越高,则所选设备组别也要高,即与之相适应。
参考答案:√12.【单选题】隔爆型电气设备的防爆方法是()。
A、用外壳限制爆炸B、用介质隔离引燃源C、用外壳隔离引燃源参考答案:A13.【单选题】本安系统用连接电缆或导线的绝缘强度应____。
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正常使用和预见故障情况下,无需依赖接地或其他安全保护措施即可保证人身安全的电气设备。
本质安全型电气设备技术要求主要包括以下几个方面:1. 电气隔离:本质安全型电气设备应具备良好的电气隔离性能,能够在正常使用的情况下防止漏电、直接触电等危险。
通过采用有效的绝缘材料和隔离结构来实现电气隔离。
2. 灭弧能力:本质安全型电气设备在发生故障时,应能迅速灭弧,避免火花和电弧导致的火灾和爆炸风险。
采用合适的材料和设计结构,提高电器元件的灭弧能力。
3. 过电压保护:本质安全型电气设备应能有效防止过电压引起的设备损坏和人身伤害。
通过采用过电压保护装置,能够在过电压情况下及时切断电源或引导电流,保护设备和用户的安全。
4. 过电流保护:本质安全型电气设备应能有效防止过电流引起的设备损坏和火灾危险。
通过合理的过电流保护装置,能够在过电流情况下及时切断电源或降低电流,防止设备过载。
5. 故障预警机制:本质安全型电气设备应具备故障预警机制,能够在故障发生前及时检测并警示,以便用户采取相应的措施。
通过采用故障检测传感器和告警装置,能够在故障发生时及时发出警报。
6. 精确的电气参数控制:本质安全型电气设备应能够精确地控制电气参数,以确保设备的安全性能。
通过采用电气调节器和状态监测装置,能够实时监测和调整电流、电压等参数,保证设备在安全范围内运行。
7. 可靠的故障自动排除功能:本质安全型电气设备应具备可靠的故障自动排除功能,能够在故障发生时自动切断电源或改变工作状态,避免进一步伤害和损失。
通过采用自动故障检测和控制装置,能够快速响应并解决故障。
8. 安全的外壳和绝缘材料:本质安全型电气设备的外壳和绝缘材料应具备良好的耐热、耐电等性能,能够在正常工作情况下有效保护内部元件,防止触电和短路等危险。
通过满足上述技术要求,本质安全型电气设备能够在正常使用和预见故障情况下保证人身安全,减少电气设备使用带来的风险和危害,提高电气设备的安全性能。
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。
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。
(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。
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。