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本質安全型電氣設備防爆原理
時間:2017-11-27 16:17來源: 作者: 點擊:

本質安全型電氣設備的防爆原理是:通過限制電氣設備電路的各種參數,或采取保護措施來限制電路的火花放電能量和熱能,使其在正常工作和規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應均不能點燃周圍環境的爆炸性混合物,從而實現了電氣防爆,這種電氣設備的電路本身就具有防爆性能,也就是從“本質”上就是安全的,故稱為本質安全型(以下簡稱本安型)。采用本安電路的電氣設備稱為本質安全型電氣設備。由于本安型電氣設備的電路本身就是安全的,所產生的火花、電弧和熱能都不能引燃周圍環境爆炸性混合物,因此本安型電氣設備不需要專門的防爆外殼,這樣就可以縮小設備的體積和重量,簡化設備的結構。同時,本安型電氣設備的傳輸線可以用膠質線和裸線,可以節省大量電纜。因此,本安型電氣設備具有安全可靠、結構簡單、體積小、重量輕、造價低、制造維修方便等優點,是一種比較理想的防爆電氣設備。但由于本安型電氣設備的最大輸出功率為25W左右,因而使用范圍受到了限制。目前本安型電氣設備主要用于通訊、信號和控制系統,以及儀器,儀表,防爆撓性連接管等。

本質安全型電氣設備分為單一式和復合式兩種型式。單一式本安型電氣設備是指電氣設備的全部電路都是由本質安全電路組成的,如攜帶式儀表多為單一式。復合式本質安全型電氣設備是指電氣設備的部分電路是本質安全電路,另一部分是非本安電路,如調度電話系統。

本安型電氣設備同其他型式的防爆電氣設備一樣,由于使用環境不同分為Ⅰ類和Ⅱ類兩種類型設備。Ⅱ類設備根據最小點然電流比的不同分為A、B、C 三級,見表1-2 規定;按其最高表面溫度的不同分為六組,見表1-3 規定。本安型電氣設備根據安全程度的不同分為ia和ib兩個等級。ia等級是指電路在正常工作、一個或二個故障時,都不能點烯爆炸性體混合物的電氣設備。當正常工作時,安全系數為2;一個故障時,安全系數為1.5;兩個故障時,安全系數為1。ib級是指正常工作和一個故障時,不能點燃爆炸性氣體混合物的電氣設備。當正常工作時,安全系數為2;一個故障時,安全系數為1.5。

從上面安全等級劃分標準中可以看出,ia等級的本質安全型電氣設備的安全程度高于ib等級。從技術要求上看,ia等級的本質安全型電氣設備比ib等級的本質安全型電氣設備要更高更嚴。本質安全型電氣設備的標志為“i”。

本質安全電路是設計制造本質安全型電氣設備的關鍵所在。所謂本質安全電路是指在電路設計時通過合理地選擇電氣參數,使電路在規定的試驗條件下,無論是正常工作或是在規定的故障狀態下產生的電火花和熱效應都不能點燃規定的爆炸性混合物的電路。上述“規定的試驗條件”是指在考慮了各種最不利因素,(這包括一定的安全系數、試驗介質的濃度、防爆撓性連接管等)的試驗條件;“電火花”是指電路中觸點動作火花(包括按鈕、開關、接觸器接點、各種控制接點等所產生的火花),以及電路短路、斷路或接地時所產生的電火花,也包括靜電和摩擦產生的火花;“熱效應”是指電氣元件、導線過熱形成的表面溫度及熱能量和電熱體的表面溫度及熱能量;“正常工作”是指本質安全型電氣設備在設計規定的條件下工作;“規定的故障狀態”是指除“可靠元件或組件”外,所有與本質安全性能有關的電氣元件損壞或電路連接發生的故障,諸如電氣元件短接、晶體管或電容擊穿、線圈匝間短路等均為規定的故障狀態?!翱煽吭蚪M件”是指在使用、存儲和運輸期間不會出現影響本質安全電路安全性能的故障的元件或組件。

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