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    防爆知識

    本質安全電氣系統相關參數檢查與核算的基本方法

    發布時間:2018/11/5
      本質安全防爆電氣系統相關參數檢查與核算的基本方法是通過計算進行的,不要求進行試驗。而且,對于關聯防爆電器設備,即使是“ia”級也可以按“ib”級處理。
      1.系統的最大輸出電壓(Uo)、最大輸出電流(lo)和最大輸出功率
      當本質安全電氣系統設計和安裝以后,系統的關聯設備的最大輸出電壓(Uo)、最大輸出電流(Io)和最大輸出功率(Po)是確定電路其他參數的主要依據。
      (1)一個關聯設備時
      當本質安全電氣系統由本質安全型電氣設備和一個關聯設備組成時,系統的最大輸出電壓(Uo)、最大輸出電流(L)和最大輸出功率(Po)就是這個關聯設備上標志的最大輸出電壓(Uon)、最大輸出電流(Ion)和最大輸出功率(Pon),即
         Uo=Uon
         Io=Ion
      式中n—關聯設備的數量[式(11.6)一式(11.10)同。
      (2)多個關聯設備時
      當本質安全電氣系統由本質安全型防爆電氣設備和多個關聯設備組成時,系統設計和安裝后,設計人員和安裝人員應該按照下述方法來確定系統的最大輸出電壓(Uo)、最大輸出電流(10)和最大輸出功率(Po)。
     ?、佼攷讉€關聯防爆電氣設備串聯后與本質安全型電氣設備相連接時(圖1),系統的最大輸出電壓(Uo)應該為各個串聯關聯設備的輸出電壓(Uon)之和,即
      Uo=∑Uon
       ?。経01+U02
      系統的最大輸出電流(Uo)應該為各個串聯關聯設備中輸出電流最大的那個電流(Ion.max),即
      io=Ion.max
     ?、诋攷讉€關聯設備并聯后與本質安全型電氣設備相連接時(圖2),系統的最大輸出電壓(Uo)應該為各個并聯關聯設備中輸出電壓(吣一)最大的那個電壓,即
      Uo=Uon.max
      系統的最大輸出電流(Io)應該為各個并聯關聯設備的輸出電流(Iln)之和,即
      Io=∑Ion
     ?。?01+102
     ?、郛敱举|安全型電氣設備與多個關聯設備相連接時(圖3),由于故障形式不同,可能會出現串聯或并聯的情況。
      此時,系統的最大輸出電壓(Uo)應該為各個串聯設備的輸出電壓(Uon)之和[式(11.4)],
      系統的最大輸出電流(Io)應該為各個串聯設備中輸出電流最大的那個電流[式(11.5)],或者,系統的最大輸出電壓(Uo)應該為各個并聯設備中輸出電壓最大的那個電壓[式(11.6)],系統的最大輸出電流(Io)應該為各個并聯設備的輸出電流(Ion)之和[式(11.7)]。
      
      圖2關聯設備并聯時的連接示意圖
      圖3關聯設備串聯或并聯時的連接示意圖
     ?、懿还鼙举|安全型電氣設備與多個關聯設備是怎樣連接的,系統的最大輸出功率(Po)都應該為各個關聯設備的最大輸出功率(Po)之和,即
      Po=∑Pon
      =P01+P02
      2.在1.5倍安全系數情況下電路各個參數(包括防爆級別)的核查
      檢驗人員應該根據上述所確定的系統的最大輸出電壓(Uo)、最大輸出電流(Io)和最大輸出功率(Po)來核查電路的各個參數(包括防爆級別)是否符合相應的要求。
     ?、傧到y的最大輸出電壓(Uo)、最大輸出電流(Io)和最大輸出功率(Po)不應該大于負載設備的最大輸入電壓(Ui)、最大輸入電流(Io)和最大輸入功率(Po)。
     ?、谙到y的最大輸出電流(Io)的1.5倍值不應該大于按照系統的最大輸出電壓(璣)和相應的防爆級別(I類、ⅡA級、ⅡB級或II C級)在第6章圖6.21中查找出的那個電流值(Io,sys)。
     ?、塾孟到y的最大輸出電壓(Uo)的1.5倍值,在第6章圖2和圖3中查找出系統的最大外部電容(Co.sys)和相應的防爆級別(I類、ⅡA級、ⅡB級或II C級)。
      檢驗人員應該比較系統的最大外部電容(Lo.sys)與關聯設備標志的最大外部電容(Lo)的大小,與本質安全型設備的最大內部電容(Li)和電纜電容(Lc)之和的大小。
      系統的最大外部電容(Lo.sys)不得大于關聯設備標志的最大外部電容(Lo),即Lo.sys小于等于Lo;
    最大內部電容(Li)和電纜電容(Lc)之和不得大于關聯設備標志的最大外部電容(Lo),即Li+Lc小于等于Lo.
     ?、苡孟到y的最大輸出屯流(Io)的1.5倍值,在圖4、圖5和圖6中查找出系統的最大外部電感(Lo.sys)和相應的防爆級別(I類、ⅡA級、ⅡB級或ⅡC級)。
      檢驗人員應該比較系統的最大外部電感(Lo.sys)與關聯設備標志的最大外部電感(Lo)的大小,與本質安全型設備的最大內部電感(Li)和電纜電感(Lc)之和的大小。
      系統的最大外部電感(Lo.sys)不得大于關聯設備標志的最大外部電感(Lo),即Lo.sys小于等于Lo;最大內部電感(Li)和電纜電感(Lc)之和不得大于關聯設備標志的最大外部電感(Lo),即Li+Lc小于等于Lo.
      這里應該指出的是,人們在這種核查中應該注意系統中各參數的電抗參數匹配關系判定原則的應用。
      這里舉例說明本質安全電氣系統中電感參數的核查方法。
      【例3】 假若有這樣一個簡單的本質安全電氣系統(ia II C級):電源(由一個關聯設備組成)的輸出參數為Uo=28V,Io=93mA,Po=0.65W,Lo=3mH,Go=83nF。
      負載設備包含內部電感Li=301μH,其他輸入參數為Ui=30V,li=120mA,Ri=0.51Ω,Pi=1.2W。
      互聯電纜的電纜電感Lc=0.2mH。
      核查步驟如下:
     ?、匐妷?、電流和功率核算.
      關聯設備的最大輸出電壓(Uo)、最大輸出電流(Io)和最大輸出功率Po分別小于負載設備的最大輸入電壓(Ui)、最大輸入電流(Ii)和最大輸入功率Pi。
     ?、陔娏骱怂?br />   從圖中查找出,關聯防爆正壓柜最大輸出電壓(以)28V對應的系統的最大輸出電流(Io.sys)約為0.18A。
      關聯防爆正壓柜的最大輸出電流為93mA,在1.5倍安全系數的情況下,為0.1395A,小于0.18A。
     ?、垭姼泻怂?br />   計算流過系統的最大電流:
      I=Uo/(Ro+Ri)
      式中Uo=28V,Ro=Uo/Io=28 V/9mA=301Ω,Ri=0.5Ω。
      將這些數據代人上式中計算便得到,I=0.09A。
      對最大電流施加1.5倍安全系數,于是,I1.5=1.5I=0.09A×1.5=0.14A。
      在圖4中查找出,當I1.5=0.14A時,Lo.sys=2.8mH。
      核算:Lo.sys=2.8mH小于3mH;Li+Lc=0.03mH+0.2mH小于等于3mH(Li小于等于1%Lo)。
     ?、芎怂憬Y論
      被核查系統的最大輸出電流、電感參數和最大輸出功率符合要求。
      因負載不包含內部電容,電纜電容應該小于或等于83nF。
      3.系統溫度組別的核查
      在核查系統溫度組別時,試驗人員應該按照“溫度組別的確定原則”的方法來確定,只是在使用最大輸出功率(Po)時,Po=0.25UoIo。
      計算得出的溫度值應該與危險場所中存在的可燃性氣體的溫度組別相適應。
      防爆電器設計和安裝后的本質安全電氣系統,經過上述的檢查與核算,如果發現相關的參數不符合本質安全性能要求,設計人員應該重新考慮和評價原來的設計方案,使之確實具有可靠的防爆安全性能?!?/div>
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