本质安全型电气设备的特点是采用本质安全电路,因此本质安全型电气设备又称为安全火花型电气设备,采用Ex i标志。由于它的电火花是安全的,不会点燃瓦斯和煤尘,因此也可以用于有爆炸危险的场所。 1) 本质安全电路 本质安全电路就是要合理地选择电路的参数,使电路在正常和故障情况下产生的电火花或电弧,都不能点燃瓦斯和煤尘,故又称为安全火花电路。 通过试验得知,当瓦斯浓度为8.2~8.5%时最容易爆炸,所需点燃瓦斯的最大能量为0.25毫焦,可见只要将电路中的能量限制在点燃瓦斯的最小能量之内,就可实现安全火花。为此,在设计本质安全电路时,常采用以下措施来降低电火花的能量: (1) 在合理选择电气元件(继电器)的基础上,尽量降低供电电压。 (1) 在电路中串接限流电阻或利用导线本身电阻来限制电路的电流。 (2) 电感元件两端并联二极管,消耗断开电路时电感元件释放出来的磁场能量。 (3) 电容元件两端并联二极管或电阻,消耗断开电路时电容元件释放出来的电场能量。 1) 本质安全型设备 由本质安全电路可知,本质安全型设备只能用于低电压小电流的电路中,如信号、仪表、控制等回路中。本质安全型电气设备分为单一式和复合式两种形式。单一式本安型电气设备是指电气设备的全部电路都是由本质安全电路组成的,如便携式仪表多为单一式。复合式本质安全型电气设备是指电气设备的辅助回路是本质安全电路,主回路是非本安电路,如图2-2所示是用于采区运输信号的隔爆兼本质安全型信号装置。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-9052.png 该信号装置中的信号回路是本质安全电路,信号线a,b可以采用裸导线或普通塑料线,按钮可以采用普通按钮。电铃所在的回路为非本安电路。这种电气设备就称做本质安全型关联电气设备。对于这种电气设备必须十分注意两种电路之间的相互隔离,防止出现故障时导致非本质安全电路影响本质安全电路的安全。除如图2-2所示电路采用变压器隔离外,也常采用由快速熔断器和晶体稳压二极管组成的安全栅,或由晶体管组成的限能器来加以隔离,例如图2-3就是一个最简单的稳压管式安全栅。其中稳压二极管V1、V2用于稳定电源电压,把电网电压波动时产生的高电压控制在稳压管的标称电压值以下,保证本质安全电路得到一个稳定的低电压,把本质安全电路中的电流限制在安全火花电流的范围之内。快速熔断器FU作为稳压管的过载保护,一旦安全栅上出现危险的高电压,稳压管的电流过大,则先使熔断器熔断,以免烧毁稳压管。
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-8996.png除以上隔离措施外,在本质安全型关联设备中,不允许将两种电路的导线捆扎在一起布线或共用一根多芯电缆,除非在两种电路的导线之间加装屏蔽层。同理,两种电路的接线端子也应分设在各自单独的接线盒中,若设在同一接线盒中,两者之间必须有可靠的隔离和屏蔽措施。 本质安全型电气设备结构简单、体积小、重量轻、制造、维修方便、费用低、安全可靠,是一种比较理想的防爆设备,在技术性能满足要求的情况下,应优先考虑选用。 |