本质安全型仪表的最小点燃曲线熔断机

本质安全型仪表的最小点燃曲线

本质安全型仪表的最小点燃曲线 2011年12月09日 来源： 1．本质安全型仪表的最小点燃曲线设计人员在确定防爆仪表电路的电压、电流等电气参数能否达到本质安全要求时，应根据GB3836．4《爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型“i”》给出的各种典型电路的最小点燃电流、最小点燃电压曲线。在GB3836．4修订版中已经不再按实际本质安全电路使用时是否含镉、锌、镁、铝和不含镉、锌、镁、铝之分，认为目前实际电路中均离不开含镉、锌、镁、铝材料。因此，把原来8组曲线改成6组，如图1至图6所示。这6组曲线是表示电阻性电路、电容性电路、电感性电路在特定最严酷的试验条件下，做出的各电气参量间的关系曲线，是点燃机率为P=1/3000的点燃临界曲线。图中有3种试验电路，可以代表各种仪表实际电路的基本形式。因此，在评定分析实际电路时，必须将实际电路等效简化成3种试验电路，才能查用这些曲线。当某些实际电路等效变换有困难，当然，查曲线的正确性也带来困难，可以用安全火花试验装置，进行点燃能力试验来确定电气参数。图1 电阻性电路电源电压与最小点燃电源关系曲线图2 用于Ⅰ类电气设备的电容性电路的电容量与最小点燃电压关系曲线图3 用于ⅡC类电气设备的电容性电路的电容量与最小点燃电压关系曲线图4 电感性电路电压与点燃电源关系曲线图5 低电压电感电路电感与点燃电源关系曲线图6 低电压电感电路电感与点燃电流关系曲线①图1给出了电阻性电路电源电压与最小点燃电流的关系曲线和电阻电路安全火花试验的实验电路。凡仪表实际电路中电感量小于1mH的电阻性负载电路和无储能元件的晶体管电路均属于电阻性电路。然后，根据仪表的防爆等级和电源电压，可查曲线得到电路的最小点燃电流，曲线共有4根，“Ⅰ”代表甲烷气体用于煤矿；“ⅡA”代表丙烷气体、“ⅡB”代表乙烯气体、“ⅡC”代表氢气用于工厂。②图2和图3给出了电容性电路的电容量、放电限流电阻与最小点燃电压的关系曲线和电容放电安全火花的实验电路。图2，用于Ⅰ类可取ⅡC的3．2倍最小点燃电压值，ⅡB可取ⅡC的2．2倍最小点燃电压值。两图中均有4根曲线，其中1根电容放电不串接电阻，其他3根分别串联5．6，15，40Ω的电阻，当限流电阻增加，最小点燃电压也增加。即设计电容性电路时，可在电容电路中串加限流电阻的方法，提高设计允许电容，以满足本质安全性能的要求。图4至图6给出了电感性电路的电源电压、电感量与最小点燃电流关系曲线和电感量断电安全火花的实验电路。图4，是在直流电源24V，分别表示Ⅰ、ⅡA、ⅡB、ⅡC防爆等级电感量与最小点燃电流的关系曲线。曲线表明，随着电感量的增加，最小点燃电流有明显下降，也就是说在大电感电路中允许设计的安全电流是非常小的。图5和图6，表示电源电压低于24V，在4—24V电压变化时，最小点燃电流与电感的变化关系，曲线还表明了在Ⅰ类使用的电路电感值大于10mH和Ⅱ类使用的电感值大于2mH时，无论电源电压怎样变化，也不影响最小点燃电流。还应提醒注意，图4至图6，3组曲线仅仅适用于电感值为常数的电感元件查用，如电路中空芯电感、磁芯电感等。当采用铁芯电感元件时，由于铁磁材料磁化曲线的非线性，铁芯电感元件的电感量不是一个恒定值，查用曲线会带来不正确性。因此，对此种电感元件应该用安全火花试验装置进行试验来确定最小点燃电流。 2．安全系数必须强调指出，用上述6组曲线查得的电路最小点燃电流值和最小点然电压值，是点燃临界值，是介于点燃与不点燃之间的值，不能用于实际设计。而实际电路设计的电流和电压应是：设计最大允许电流（电压）=曲线查得的最小点燃电流（电压）/安全系数安全系数按GB3836．4（修订版）规定：①ia等级。正常工作时，安全系数Ⅰ类为2．0、Ⅱ类为1．5；1个故障时，安全系数均为1．5；2个故障时，安全系数均为1．0。②ib等级。正常工作时，安全系数Ⅰ类为2．0、Ⅱ类为1．5；1个故障时，安全系数均为1．5。

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