本質(zhì)安全型防爆配電箱電路的參數(shù)設(shè)計(jì)：

一、本質(zhì)安全型防爆配電箱電路的設(shè)計(jì)依據(jù):

1、GB3836.1-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分：通用要求；

2、GB3836.4-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第4部分：本質(zhì)安全型“i”

注：

1、特別是GB3836.4中的附錄A—最小點(diǎn)燃曲線，這些曲線是在專門的火花試驗(yàn)裝置上進(jìn)行大量的火花試驗(yàn)，確定了點(diǎn)燃爆炸性氣體的臨界參數(shù)，有了這些曲線，既方便了設(shè)計(jì)者和使用者，也為檢驗(yàn)單位審查其本質(zhì)安全性能提供了依據(jù)；

2、一個(gè)電路不管多么復(fù)雜，都是由電阻、電容、電感等元器件組成的，當(dāng)我們能把它簡化成僅含有一個(gè)等效參數(shù)的簡單電路時(shí)，就可以分別考慮其正常工作和故障狀態(tài)下的電壓、電流對點(diǎn)燃情況的影響，應(yīng)用最小點(diǎn)燃曲線來計(jì)算電路的本質(zhì)安全性能；

本安型防爆配電箱

二、查本安型防爆配電箱最小點(diǎn)燃曲線的方法：

1、確定電路類型(R、C、L),并考慮最不利的因素(電源的波動(dòng)、元件的容差)，確定電氣參數(shù)(U、I、R、C、L)值；

2、將相應(yīng)的安全系數(shù)加在電壓或電流上：

ia等級:正常工作和一個(gè)故障，安全系數(shù)K＝1.5；二個(gè)故障，安全系數(shù)K＝1.0；

ib等級:正常工作和一個(gè)故障，安全系數(shù)K＝1.5；

3、對應(yīng)不同的電路類型，根據(jù)防爆級別不同，查相應(yīng)的最小的點(diǎn)燃曲線，使考慮安全系數(shù)后的電壓(Uk)或電流值(Ik)小于最小點(diǎn)燃電壓(Umin)或最小點(diǎn)燃電流(Imin)值；否則應(yīng)修改電路參數(shù)，使之滿足本質(zhì)安全要求。

三、本安型防爆配電箱電路設(shè)計(jì)示例：

1、簡單的電阻電路：一個(gè)20V的直流電源,選多大的限流電阻,才能適用于氫氣危險(xiǎn)場所?

(1)首先確認(rèn)電路類型為電阻電路,防爆級別為ⅡC,考慮電源波動(dòng)10%的因素，電源U＝20V×1.1＝22V；

查GB3836.4附錄圖A1(ⅡC)，22V對應(yīng)的最小點(diǎn)燃電流為337mA。

(2)將安全系數(shù)K＝1.5加在電流上，即Ik＝337mA/1.5＝224mA；

(3) 20V的直流電源串聯(lián)的限流電阻R＝22V/224mA＝98.2Ω；

a、考慮電阻允許誤差±5%，限流電阻最小阻值至少為103.1Ω；

b、當(dāng)該電源(電池組)直接用于危險(xiǎn)場所時(shí),電池與限流電阻必須整體封裝為一體,防止電池直接短路。

c、電阻電路的本安措施：是通過限制電壓和電流來控制火花能量的。

2、簡單的電容電路：

　　評價(jià)一個(gè)用于Ⅰ類場所本質(zhì)電路的安全性能。電路由一個(gè)30V電池組與可靠元件10KΩ電阻、10uf電容器連接組成的。(在該示例中，30V和10uf值取最大值, 10KΩ電阻值取最小值)

（1）本安型防爆配電箱電源電路：

a、電池最高電壓Uo＝30V,電池最大短路電流Io＝Uo/R＝30V/10KΩ＝3mA；

b、取安全系數(shù)K＝1.5, Ik＝1.5×3mA＝4.5mA；

c、查A1曲線(I), 30V對應(yīng)最小點(diǎn)燃電流Imain＝700mA；

d、評定：因?yàn)镮k(4.5mA)遠(yuǎn)小于Imain(700mA),安全系數(shù)超過了100倍,所以,該電源是本質(zhì)安全的。

（2）本安型防爆配電箱電容器：

a、C＝10uf，U＝30V；

b、取安全系數(shù)K＝1.5, Uk＝1.5×30V＝45V；

c、查A2曲線(I), 10uf對應(yīng)最小點(diǎn)燃電壓Vmain＝26V；

d、評定：因?yàn)閁k(45V)大于Umain(26V),所以,該電路不是本質(zhì)安全的；

e、修改方案；

方案1:電容值不變，降低電壓:

因?yàn)镃＝10uf，對應(yīng)最小點(diǎn)燃電壓Vmain＝26V，所以電壓應(yīng)降低為Uk＝Vmain(26V)/1.5＝26V/1.5＝17.3V

方案2:電壓值不變，減小電容值:

因?yàn)閁＝30V，取安全系數(shù)K＝1.5, Uk＝1.5×30V＝45V，查A2曲線(I), 45V最小點(diǎn)燃電壓對應(yīng)的最小電容值為3uf

方案3:電容、電壓值不變，電容串聯(lián)可靠電阻(取R＝5.6Ω):

因?yàn)閁＝30V，取安全系數(shù)K＝1.5, Uk＝1.5×30V＝45V，查A2曲線(I),根據(jù)10uf＋5.6這條曲線，得到最小點(diǎn)燃電壓(Umain)為48V，因?yàn)閁k(45V)小于Umain(48V)，所以，該電路是本質(zhì)安全的。

如上圖所示，假定由一個(gè)ⅡC電路，是由一個(gè)20V電池組與可靠元件300Ω限流電阻組成的電源，并向一個(gè)1100Ω、100mH的電感器饋電，評價(jià)該電路的本安性能。

該示例中，300Ω和1100Ω取為最小值，100mH取為最大值，電池組的最高電壓假定為22V。

1、防爆配電箱電源電路：

(1)電池最高電壓Uo＝22V,電池最大短路電流Io＝Uo/R＝22V/300＝73.3mA(忽略電池內(nèi)組)；

(2)取安全系數(shù)K＝1.5, Ik＝1.5×73.3mA＝110mA；

(3)查A1曲線(ⅡC), 22V對應(yīng)最小點(diǎn)燃電流Imain＝337mA；

(4)評定：因?yàn)镮k(110mA)小于Imain(337mA),所以,該電源是本質(zhì)安全的；

2、防爆配電箱電感器：

(1)電感中的最大電流I＝Uo/R＝22V/300＋1100＝15.7mA；

(2)取安全系數(shù)K＝1.5, Ik＝1.5×15.7mA＝23.6mA；

(3)查A4曲線(ⅡC), 100mH對應(yīng)最小點(diǎn)燃電流Imain＝28mA；

(4)評定：因?yàn)镮k(23.6mA)小于Imain(28mA),所以,該電路是本質(zhì)安全的；

電感電路的本安措施：盡量減小電路的電感量或電流值，當(dāng)仍達(dá)不到要求時(shí)，電感兩端可并接分流保護(hù)性元件，而且要雙(三)重化,并與電感澆封為一體。

例如:電感兩端可并接續(xù)流二極管保護(hù)性元件，ib等級需雙重化，ia等級需三重化。

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