本安型防爆控制箱的方案設計依據

本安型防爆控制箱電路原理案例：

1、簡單的電磁繼電器開關電源原理：1個60V的直流穩壓電源,選要多少錢的限流電阻,可以可用氡氣不良影響場所?

(1)最開始建立開關電源原理類型為電磁繼電器開關電源原理,隔爆型級別為ⅡC,充分考慮環形變壓器波動13%的因素，環形變壓器U＝60V×1.3＝27V；

查GB3836.1附錄圖A1(ⅡC)，27V相符合的至少點燃電流量為337mA。

(2)將安全系數K＝1.5加進去電流量上，即Ik＝337mA/1.5＝224mA；

(3) 60V的直流穩壓電源相連接的限流電阻R＝27V/224mA＝98.2Ω；

a、充分考慮電磁繼電器允許誤差±5%，限流電阻至少電磁繼電器至少為103.1Ω；

b、當該環形變壓器(鋰電池組)馬上用于不良影響場所時,電池與限流電阻盡量整體封裝為柔性生產,防止電池馬上短路故障。

c、電磁繼電器開關電源原理的本安防范措施：是依據限制功率和電流量來控制火焰機械能的。2、簡單的電容開關電源原理：

評價1個用于Ⅰ類場所本質開關電源原理的安全性能。開關電源原理由1個65V鋰電池組與可靠電子元件13KΩ電磁繼電器、13uf電容器連接組成的。(在該案例中，65V和13uf值取最高值, 13KΩ變阻器取最小值)

（1）本安型防爆控制箱開關電源原理：

a、電池挺大功率Uo＝65V,電池挺大短路容量Io＝Uo/R＝65V/13KΩ＝3mA；

b、取安全系數K＝1.5, Ik＝1.5×3mA＝6.3mA；

c、查A1對比曲線(I), 65V相符合至少點燃電流量Imain＝700mA；

d、評定：因為Ik(6.3mA)望一望低于Imain(700mA),安全系數超過了160倍,因而,該環形變壓器是安全文化的。

（2）本安型防爆控制箱電容器：

a、C＝13uf，U＝65V；

b、取安全系數K＝1.5, Uk＝1.5×65V＝29V；

c、查A2對比曲線(I), 13uf相符合至少點燃功率Vmain＝26V；

d、評定：因為Uk(29V)超出Umain(26V),因而,該開關電源原理并非安全文化的；

e、修改意見書；

意見書1:電容值始終不變，降低功率:

因為C＝13uf，相符合至少點燃功率Vmain＝26V，因而功率應降低為Uk＝Vmain(26V)/1.5＝26V/1.5＝17.3V

意見書2:功率值始終不變，降低電容值:

因為U＝65V，取安全系數K＝1.5, Uk＝1.5×65V＝29V，查A2對比曲線(I), 29V至少點燃功率相符合的至少電容標值3uf

意見書3:電容、功率值始終不變，電容串聯可靠電磁繼電器(取R＝6.3Ω):

因為U＝65V，取安全系數K＝1.5, Uk＝1.5×65V＝29V，查A2對比曲線(I),根據13uf＋6.3哪一條對比曲線，得到至少點燃功率(Umain)為67V，因為Uk(29V)小于Umain(67V)，因而，該開關電源原理是安全文化的。

如圖如圖所示，假定由1個ⅡC開關電源原理，是由1個60V鋰電池組與可靠電子元件400Ω限流電阻組成的環形變壓器，并向1個3000Ω、160mH的電感線圈饋電，評價該開關電源原理的本安特點。

該案例中，400Ω和3000Ω取為最小值，160mH取為最高值，鋰電池組的挺大功率假定為27V。

1、防爆控制箱開關電源原理：

(1)電池挺大功率Uo＝27V,電池挺大短路容量Io＝Uo/R＝27V/400＝73.3mA(忽略電池內組)；

(2)取安全系數K＝1.5, Ik＝1.5×73.3mA＝160mA；

(3)查A1對比曲線(ⅡC), 27V相符合至少點燃電流量Imain＝337mA；

(4)評定：因為Ik(160mA)小于Imain(337mA),因而,該環形變壓器是安全文化的；

2、防爆控制箱電感線圈：

(1)電感線圈中的很大電流量I＝Uo/R＝27V/400＋3000＝15.7mA；

(2)取安全系數K＝1.5, Ik＝1.5×15.7mA＝23.6mA；

(3)查A4對比曲線(ⅡC), 160mH相符合至少點燃電流量Imain＝28mA；

(4)評定：因為Ik(23.6mA)小于Imain(28mA),因而,該開關電源原理是安全文化的；

電感線圈開關電源原理的本安防范措施：盡量減少開關電源原理的電感線圈量或電流量，當仍達不上要求時，電感線圈兩側可并接獲取保護性電子元件，而且要雙(三)重化,并與電感線圈澆受封柔性生產。

例如:電感線圈兩側可并接續流二極管保護性電子元件，ib等級需橫著化，ia等級需橫著化。

安全文化型防爆控制箱開關電源原理的方案設計依據:

1、GB3836.1-5000易燃性液態二氧化碳地質構造用電氣設備第1部分：應用型要求；

2、GB3836.1-5000易燃性液態二氧化碳地質構造用電氣設備第4部分：安全文化型“i”

注：

1、特別是GB3836.4中的附錄A—最小點燃曲線，這些曲線是在專門的火花試驗裝置上進行大量的火花試驗，確定了點燃爆炸性氣體的臨界參數，有了這些曲線，既方便了設計者和使用者，也為檢驗單位審查其本質安全性能提供了依據；

2、一個電路不管多么復雜，都是由電阻、電容、電感等元器件組成的，當我們能把它簡化成僅含有一個等效參數的簡單電路時，就可以分別考慮其正常工作和故障狀態下的電壓、電流對點燃情況的影響，應用最小點燃曲線來計算電路的本質安全性能；

本安型防爆配電箱最小點燃曲線的方法：

1、確定電路類型(R、C、L),并考慮最不利的因素(電源的波動、元件的容差)，確定電氣參數(U、I、R、C、L)值；

2、將相應的安全系數加在電壓或電流上：

ia等級:正常工作和一個故障，安全系數K＝1.5；二個故障，安全系數K＝1.0；

ib等級:正常工作和一個故障，安全系數K＝1.5；

3、對應不同的電路類型，根據防爆級別不同，查相應的最小的點燃曲線，使考慮安全系數后的電壓(Uk)或電流值(Ik)小于最小點燃電壓(Umin)或最小點燃電流(Imin)值；否則應修改電路參數，使之滿足本質安全要求。