本質(zhì)安全型防爆控制箱電源的參數(shù)優(yōu)化
本質(zhì)安全型防爆控制箱電源的參數(shù)優(yōu)化：
一、本質(zhì)安全型防爆控制箱電源的設(shè)計(jì)要點(diǎn):
1、GB3836.1-2000爆炸性氣體環(huán)境用電器設(shè)備第1一部分：通用性規(guī)定；
2、GB3836.4-2000爆炸性氣體環(huán)境用電器設(shè)備第4一部分：本質(zhì)安全型“i”
注：
1、尤其是GB3836.4里的附則A—最少引燃曲線圖，這種曲線圖要在專門火苗試驗(yàn)設(shè)備中進(jìn)行大量火苗實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)了引燃爆炸性粉塵的臨界點(diǎn)主要參數(shù)，有這些曲線圖，非常方便了設(shè)計(jì)師和使用人，又為檢測企業(yè)核查其實(shí)質(zhì)安全系數(shù)帶來了根據(jù)；
2、一個(gè)電源電路無論多么繁雜，均是由電阻器、電容器、電感器等電子器件所組成的，在我們可以把它優(yōu)化成僅包含一個(gè)等效電路參數(shù)簡單電路時(shí)，就能各自考慮到其正常運(yùn)轉(zhuǎn)和常見故障狀態(tài)下工作電壓、電流量對引燃狀況產(chǎn)生的影響，運(yùn)用最少引燃曲線圖進(jìn)行計(jì)算電源的安全體系特性；
本安型防爆配電柜
二、查本安型防爆配電柜最少引燃曲線方式：
1、明確電源電路種類(R、C、L),并確定最有害的要素(開關(guān)電源的變化、器件的容時(shí)容差)，明確電氣設(shè)備主要參數(shù)(U、I、R、C、L)值；
2、將相對應(yīng)安全系數(shù)加進(jìn)工作電壓或電流量上：
ia級別:正常運(yùn)轉(zhuǎn)和一個(gè)常見故障，安全性能K＝1.5；二個(gè)常見故障，安全性能K＝1.0；
ib級別:正常運(yùn)轉(zhuǎn)和一個(gè)常見故障，安全性能K＝1.5；
3、對應(yīng)不同的電源電路種類，依據(jù)防爆型等級不一樣，查對應(yīng)的最小引燃曲線圖，使考慮到安全性能后的電壓(Uk)或電流(Ik)低于最少引燃工作電壓(Umin)或較小引燃電流量(Imin)值；不然應(yīng)改動(dòng)電源電路主要參數(shù)，使其達(dá)到安全體系規(guī)定。
三、本安型防爆配電柜電路原理實(shí)例：
1、簡單電阻器電源電路：一個(gè)20V的直流穩(wěn)壓電源,選多大功率電阻,才可以適用氡氣風(fēng)險(xiǎn)場地?
(1)最先確定電源電路為非電阻器電源電路,防爆型等級為ⅡC,考慮到開關(guān)電源起伏10%的影響因素，開關(guān)電源U＝20V×1.1＝22V；
查GB3836.4附則圖A1(ⅡC)，22V相對應(yīng)的最少引燃電流量為337mA。
(2)將安全性能K＝1.5加進(jìn)電流量上，即Ik＝337mA/1.5＝224mA；
(3) 20V的直流穩(wěn)壓電源串連的功率電阻R＝22V/224mA＝98.2Ω；
a、考慮到電阻器誤差范圍±5%，功率電阻最少電阻值不低于103.1Ω；
b、若該開關(guān)電源(鋰電池組)立即用以風(fēng)險(xiǎn)場地時(shí),充電電池與功率電阻務(wù)必總體封裝形式為一體,避免充電電池立即短路故障。
c、電阻器電源的本安對策：是由限定進(jìn)到來調(diào)節(jié)火苗能量。
2、簡單電容電路：
點(diǎn)評一個(gè)用以Ⅰ類場地實(shí)質(zhì)電源電路的安全系數(shù)。電路由一個(gè)30V鋰電池組與靠譜元器件10KΩ電阻器、10uf電力電容器聯(lián)接所組成的。(在這個(gè)例子中，30V和10uf值取最大值, 10KΩ阻值取最小值)
（1）本安型防爆配電柜電路：
a、充電電池最高電壓Uo＝30V,充電電池較大短路容量Io＝Uo/R＝30V/10KΩ＝3mA；
b、取安全性能K＝1.5, Ik＝1.5×3mA＝4.5mA；
c、查A1曲線圖(I), 30V相匹配最少引燃電流量Imain＝700mA；
d、鑒定：由于Ik(4.5mA)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Imain(700mA),安全性能超過100倍,因此,該開關(guān)電源是安全體系的。
（2）本安型防爆配電柜電力電容器：
a、C＝10uf，U＝30V；
b、取安全性能K＝1.5, Uk＝1.5×30V＝45V；
c、查A2曲線圖(I), 10uf相匹配最少引燃工作電壓Vmain＝26V；
d、鑒定：由于Uk(45V)超過Umain(26V),因此,該電源電路并不是安全體系的；
e、改動(dòng)計(jì)劃方案；
計(jì)劃方案1:電容值不會(huì)改變，減少工作電壓:
由于C＝10uf，相匹配最少引燃工作電壓Vmain＝26V，因此工作電壓應(yīng)減少為Uk＝Vmain(26V)/1.5＝26V/1.5＝17.3V
計(jì)劃方案2:電壓值不會(huì)改變，減少電容值:
由于U＝30V，取安全性能K＝1.5, Uk＝1.5×30V＝45V，查A2曲線圖(I), 45V最少引燃工作電壓相對應(yīng)的最少電容值為3uf
計(jì)劃方案3:電容器、電壓值不會(huì)改變，電容器串聯(lián)靠譜電阻器(取R＝5.6Ω):
由于U＝30V，取安全性能K＝1.5, Uk＝1.5×30V＝45V，查A2曲線圖(I),依據(jù)10uf＋5.6這一條曲線圖，獲得最少引燃工作電壓(Umain)為48V，由于Uk(45V)低于Umain(48V)，因此，該線路是安全體系的。
如上圖所示，假設(shè)由一個(gè)ⅡC電源電路，是通過一個(gè)20V鋰電池組與靠譜元器件300Ω功率電阻所組成的開關(guān)電源，同時(shí)向一個(gè)1100Ω、100mH的電感防爆開關(guān)，點(diǎn)評該電源的本安特性。
該例子中，300Ω和1100Ω取為極小值，100mH取為最高值，鋰電池組的最高電壓假設(shè)為22V。
1、防爆控制箱電路：
(1)充電電池最高電壓Uo＝22V,充電電池較大短路容量Io＝Uo/R＝22V/300＝73.3mA(忽視充電電池內(nèi)組)；
(2)取安全性能K＝1.5, Ik＝1.5×73.3mA＝110mA；
(3)查A1曲線圖(ⅡC), 22V相匹配最少引燃電流量Imain＝337mA；
(4)鑒定：由于Ik(110mA)低于Imain(337mA),因此,該開關(guān)電源是安全體系的；
2、防爆控制箱電感：
(1)電感器里的峰值電流I＝Uo/R＝22V/300＋1100＝15.7mA；
(2)取安全性能K＝1.5, Ik＝1.5×15.7mA＝23.6mA；
(3)查A4曲線圖(ⅡC), 100mH相匹配最少引燃電流量Imain＝28mA；
(4)鑒定：由于Ik(23.6mA)低于Imain(28mA),因此,該線路是安全體系的；
電感電路的本安對策：盡可能減少電源的電感量或電流，當(dāng)仍不符合要求時(shí)，電感器兩邊可并接分離防御性元器件，而且還要雙(三)重化,并和電感器澆封為一體。
比如:電感器兩邊可并接續(xù)流二極管防御性元器件，ib級別需雙向化，ia級別需三重化。