全国销售热线全国销售热线0577-62766298
站内搜索:

最新资讯

0577-62766298

本质安全型防爆配电箱电路的参数设计案例

本质安全型防爆配电箱电路的参数设计:

一、本质安全型防爆配电箱电路的设计依据:

1、GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求;

2、GB3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i”

注:

1、特别是GB3836.4中的附录A—最小点燃曲线,这些曲线是在专门的火花试验装置上进行大量的火花试验,确定了点燃爆炸性气体的临界参数,有了这些曲线,既方便了设计者和使用者,也为检验单位审查其本质安全性能提供了依据;

2、一个电路不管多么复杂,都是由电阻、电容、电感等元器件组成的,当我们能把它简化成仅含有一个等效参数的简单电路时,就可以分别考虑其正常工作和故障状态下的电压、电流对点燃情况的影响,应用最小点燃曲线来计算电路的本质安全性能;

本安型防爆配电箱.jpg

本安型防爆配电箱

二、查本安型防爆配电箱最小点燃曲线的方法:

1、确定电路类型(R、C、L),并考虑最不利的因素(电源的波动、元件的容差),确定电气参数(U、I、R、C、L)值;

2、将相应的安全系数加在电压或电流上:

ia等级:正常工作和一个故障,安全系数K=1.5;二个故障,安全系数K=1.0;

ib等级:正常工作和一个故障,安全系数K=1.5;

3、对应不同的电路类型,根据防爆级别不同,查相应的最小的点燃曲线,使考虑安全系数后的电压(Uk)或电流值(Ik)小于最小点燃电压(Umin)或最小点燃电流(Imin)值;否则应修改电路参数,使之满足本质安全要求。

三、本安型防爆配电箱电路设计示例:

1、简单的电阻电路:一个20V的直流电源,选多大的限流电阻,才能适用于氢气危险场所?

(1)首先确认电路类型为电阻电路,防爆级别为ⅡC,考虑电源波动10%的因素,电源U=20V×1.1=22V;

查GB3836.4附录图A1(ⅡC),22V对应的最小点燃电流为337mA。

(2)将安全系数K=1.5加在电流上,即Ik=337mA/1.5=224mA;

(3) 20V的直流电源串联的限流电阻R=22V/224mA=98.2Ω;

a、考虑电阻允许误差±5%,限流电阻最小阻值至少为103.1Ω;

b、当该电源(电池组)直接用于危险场所时,电池与限流电阻必须整体封装为一体,防止电池直接短路。

c、电阻电路的本安措施:是通过限制电压和电流来控制火花能量的。

2、简单的电容电路:

  评价一个用于Ⅰ类场所本质电路的安全性能。电路由一个30V电池组与可靠元件10KΩ电阻、10uf电容器连接组成的。(在该示例中,30V和10uf值取最大值, 10KΩ电阻值取最小值)

(1)本安型防爆配电箱电源电路:

a、电池最高电压Uo=30V,电池最大短路电流Io=Uo/R=30V/10KΩ=3mA;

b、取安全系数K=1.5, Ik=1.5×3mA=4.5mA;

c、查A1曲线(I), 30V对应最小点燃电流Imain=700mA;

d、评定:因为Ik(4.5mA)远小于Imain(700mA),安全系数超过了100倍,所以,该电源是本质安全的。

(2)本安型防爆配电箱电容器:

a、C=10uf,U=30V;

b、取安全系数K=1.5, Uk=1.5×30V=45V;

c、查A2曲线(I), 10uf对应最小点燃电压Vmain=26V;

d、评定:因为Uk(45V)大于Umain(26V),所以,该电路不是本质安全的;

e、修改方案;

方案1:电容值不变,降低电压:

因为C=10uf,对应最小点燃电压Vmain=26V,所以电压应降低为Uk=Vmain(26V)/1.5=26V/1.5=17.3V

方案2:电压值不变,减小电容值:

因为U=30V,取安全系数K=1.5, Uk=1.5×30V=45V,查A2曲线(I), 45V最小点燃电压对应的最小电容值为3uf

方案3:电容、电压值不变,电容串联可靠电阻(取R=5.6Ω):

因为U=30V,取安全系数K=1.5, Uk=1.5×30V=45V,查A2曲线(I),根据10uf+5.6这条曲线,得到最小点燃电压(Umain)为48V,因为Uk(45V)小于Umain(48V),所以,该电路是本质安全的。

如上图所示,假定由一个ⅡC电路,是由一个20V电池组与可靠元件300Ω限流电阻组成的电源,并向一个1100Ω、100mH的电感器馈电,评价该电路的本安性能。

该示例中,300Ω和1100Ω取为最小值,100mH取为最大值,电池组的最高电压假定为22V。

1、防爆配电箱电源电路:

(1)电池最高电压Uo=22V,电池最大短路电流Io=Uo/R=22V/300=73.3mA(忽略电池内组);

(2)取安全系数K=1.5, Ik=1.5×73.3mA=110mA;

(3)查A1曲线(ⅡC), 22V对应最小点燃电流Imain=337mA;

(4)评定:因为Ik(110mA)小于Imain(337mA),所以,该电源是本质安全的;

2、防爆配电箱电感器:

(1)电感中的最大电流I=Uo/R=22V/300+1100=15.7mA;

(2)取安全系数K=1.5, Ik=1.5×15.7mA=23.6mA;

(3)查A4曲线(ⅡC), 100mH对应最小点燃电流Imain=28mA;

(4)评定:因为Ik(23.6mA)小于Imain(28mA),所以,该电路是本质安全的;

电感电路的本安措施:尽量减小电路的电感量或电流值,当仍达不到要求时,电感两端可并接分流保护性元件,而且要双(三)重化,并与电感浇封为一体。

例如:电感两端可并接续流二极管保护性元件,ib等级需双重化,ia等级需三重化。


您可能感兴趣的:


本安型防爆配电箱原理与技术特点

© 2018 国忠防爆. All rights reserved. 技术支持:米点网络 浙ICP备18008617号-3
联系方式

手机端

在线客服
全国销售热线
全国销售热线

0577-62766298