资讯中心本质安全型防爆配电箱电路的参数设计案例
发布时间：2019-07-15 10:41:00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；
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：
