本质安全型电路——电容电路火花放电

3、电容电路的火花放电
      电容电路是由电容和电阻组成的电路。电容电路的火花放电是在开关触点闭合时
产生的， 而在触点断开时， 电容电路的电容不会发生火花放电， 所以电容电路火花放电也
称为闭合火花。虚窖电路的电容火花放电电路如图8-1-8 所示。


        在电容电路中电容是储能元件， 它把电源的能量以电能的形式储存起来 （储能为 ） 。当电路闭合时， 既有电阻电路放电， 又有电容储能放电。在这一瞬间， 电容放电电流很大， 放电又非常迅速， 持续时间很短， 火花放电功率和能量都很大， 且能量高度集中。因此， 电容电路的放电火花点燃爆炸性混合物的能力更强， 危险就更大。
       电容电路的火花放电有两种： 一种是电容电路的电容直接火花放电， 如图8-1-8所示； 另一种是电容电路的电容经串联电阻火花放电， 如图8-1-9 。电路中电容C 经串联电阻R0 放电， 电极间的放电电流I 等于电容放电电流Ib 与电源电流Ic 之和， 即：I=Ib+Ic。电极间放电功率P 也等于电源放电功率Pb 与电容放电功率Pc 之和， 即P=Pb+Pc。同样， 两极间的火花放电能量A 也等于电源放电能量Ab 与电容放电能量Ac之和， 即A=Ab+Ac  。由于电容C 储能经过串联电阻R0 放电， 一部分能量在电阻R0上消耗了， 因此电容放电能量就小于 （电容储能） 。同时， 电源的火花放电与电容也有关， 因为电容电压也影响电源的放电。由此可见， 由于串联电阻R0 的作用， 电容C的放电受到限制， 同时也限制了电源的放电， 从而大大地限制了电容电路的火花放电的能量， 降低了火花放电点燃爆炸性混合物的可能性， 提高了电容电路的本质安全性能。
      通过对上述三种本安电路的研究， 我们知道电路的火花放电具有一定的能量， 当这种能量达到一定数量级时将会引燃爆炸性混合物。使爆炸性气体混合物点燃的最小能量就是电火花的最小点燃能量。最小点燃能量是研究本质安全防爆性能的基本概念， 最小点燃能量的数值是爆炸性混合物级别的标志。最小点燃能量是在特定的试验条件下（最易点燃的放电方式， 最易点燃的爆炸性混合物的浓度） ， 通过专门的试验装置测定的，其数据有较高的准确性， 是设计和评价本安电路的重要依据。我们已经知道放电火花能量的大小与电源电压、 电路电流、 火花持续放电时间三因素乘积成正比， 那么点燃爆炸性混合物的最小电流和电压的测定也是非常重要的。最小点燃电流和最小点燃电压是防爆检验单位在规定试验条件下， 通过大量的火花试验而确定的点燃爆炸性混合物的最小电流和电压， 并绘制了最小点燃电流和电压曲线。最小点燃电流和电压曲线是设计、 使用和检验本安电路的重要依据。三种不同电路火花放电的最小点燃电压、 电流曲线如图8-1-10~ 图 8-1-17所示。点此查看曲线图
      为了保证本安电路的防爆性能， 在设计、 检验和使用本安电路时， 要使电路有足够的安全裕度系数， 这就是本安电路的安全系数。对于不同的电路， 安全系数的计算也不同。对电阻电路、 电感电路， 其安全系数 （X ） 的计算公式：
对电容电路：

       本安电路放电火花点燃能力的大小是受电路的电压、 电流、 电感、 电容等电气参数直接影响的， 同时也受到一些非电气参数的影响， 如爆炸性混合物的浓度、 成分、 湿度、 温度、 流动速度， 以及电极触头的材质、 形状、 分合速度等诸多因素的影响。不同成分的爆炸性混合物， 其火花点燃能力是不同的。即使是同种成分的爆炸性混合物， 由于浓度的不同， 其最小点燃能量也是不同的。爆炸性混合物的温度越高， 所需能量越小， 越易点燃； 湿度越大， 越不易点燃； 爆炸性混合物的流动速度越大， 越易点燃。至于电路的电压、电流、 电感、 电容对放电火花点燃能力的影响在前面的各种本安电路中已作过研究， 这里不再复述。
     本帖为《本质安全型电路》教程内容之一
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理论哦，设计好了去送检通过就OK了