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防爆電器常識
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綜合性電路安全火花性能的分析與評價
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| 發布時間：
2018/7/20 |
對于綜合性電路安全火花性能的分析與評價，依然采用上述方法，現舉例予以說明。
這里分析和評價的電路是一個控制系統的一部分，是一個精度比較高的電源，而且，這個電源的負載是電阻性的。它由電源變壓器、橋式整流環節、集成器、安全柵和一個濾波環節、集成穩壓器組成。設備的防爆標ExiaIIC Ga。
圖 綜合性電路
在這個電路中，電源部分和安全柵(關聯設備)設置在非危險場所。
對這個電路的分析和評價，原則上，仍然采用上述的方法，分為以下三部分進行。
1.電源部分
電源部分由電源變壓器(T)將市電220V降至24V，經橋式整流環節整流、濾波，并聯后供給安全柵的非本質安全端。
這里的電源變壓器是可靠組件。對于本質安全電路來說，施加在電源變壓器一次側可能
高電壓(乩)為250V。
2.關聯設備部分
安全柵作為關聯設備，在電路中起到“隔離危險能量”的作用，防爆正壓柜即在電路從非危險場所進入危險場所時將非危險場所的“危險”能量限制到符合危險場所需要的“安全”能量后傳入危險場所。
它被認為是可靠組件。
在這個電路中，安全柵可能承受的最高電壓(乩)，即施加在安全柵非本質安全端子上會使本質安全性能失效的最高電壓，應該是電源變壓器一次側可能承受的最高電壓，250V計。
安全柵的額定值為，最高輸出電壓Uo=28V；最大輸出電流Io=93mA。
從圖6.21中可以查到，對于U C級電阻性電路，當電壓U=28V時，相對應的最小點為=180mA。
當取1.5倍安全系數時，則它的修正最小點燃電流為
180mA／1.5
=120mA
這個電流依然大于安全柵的最大輸出電流10=93mA。
由此可見，安全柵本質安全端的輸出滿足電路的本質安全性能。
3.負載部分
這里所謂的負載是指安全柵輸出端，即本質安全端子以后的部分，包括濾波環節和集成穩定。
(1)確定電路的最不利條件
在這部分電路中，電感器電感值均為1.5mH(最大)；電容器c0、c4和c，的電容為0.01mH(最大)；電阻器R為可靠限流元件，電阻值為250Q(最小)。
這些數值均被認為是電路的最不利條件。
(2)確定故障條件下的安全火花性能
1)假定集成穩壓器損壞而對地短路集成穩壓器損壞而對地短路，是一個非計數故障。
這時，由于電阻器R：的限流作用，使得流過電感器￡。和￡的最大可能電流為
=28V／250Q
=112mA
當對這個電流施加1.5倍安全系數時，則流過電感器的修正最大可能電流為
=112mA×1.5
=168mA
從圖6.26中可以查出，當電感值為3mH時，相對應的最小點燃電流為180mA。
此時流過電感器的修正最大可能電流為168mA，小于最小點燃電流(180mA)。
因而，在這種故障情況下，電路也是符合本質安全性能要求的。
2)假設導線連接等發生短路
在電路的本質安全部分中，假設導線連接(包括印制導線)、電氣間隙、爬電距離等發生了路故障(這種故障為計數故障)，則電路中的各個電容器就可能成為并聯狀，這是電容器可能出現的最嚴重的故障狀態。
當對安全柵的輸出電壓施加1.5安全系數時，則此時修正后的電壓為
從圖6.23中可以查出，對于Ⅱc級電容性電路，當電壓為42V時，相對應的能夠引起點燃阻小電容值為0.08uF。而此時，在故障狀態下電路的等效電容值為0.031uF，遠小于0.08ILLF。
由此可見，在這種故障狀態下，電路仍然符合本質防爆電器安全性能要求。
這里需要指出的是，在上述分析和評價中，沒有嚴格按照第6.5.1節所述的分析步驟，而是簡化分析方法。通常情況下，在分析和評價綜合性電路(包括電阻器、電容器、電感器和k元器件)時，人們可以采用這種簡化分析法。例如，在上述分析中，沒有對正常工作狀態電路進行分析，而僅僅分析了可能發生最嚴重的故障狀態下的電路。顯然，電路在故障狀態夠滿足本質安全性能，在正常工作狀態下也不應該發生點燃。
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