本質(zhì)安全型電氣設(shè)備技術(shù)要求

1、本質(zhì)安全型電氣設(shè)備技術(shù)要求姓名：XXX部門(mén)：XXX日期：XXX本質(zhì)安全型電氣設(shè)備技術(shù)要求本安型電氣設(shè)備分單一式和復(fù)合式兩種，單一式本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的外殼可采用金屬、塑料及合金制成。外殼必須具有一定的強(qiáng)度，并具備一定的防塵、防水、防外物能力。對(duì)一般環(huán)境使用的設(shè)備，其防護(hù)等級(jí)不低于IP20；對(duì)用于有腐蝕性氣體的環(huán)境的外殼，應(yīng)具有防化學(xué)腐蝕能力；對(duì)用于采掘面工作的電氣設(shè)備，其外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到IP54使用塑料外殼時(shí)要防止產(chǎn)生靜電，且塑料外殼的材質(zhì)要采用不燃性或難燃性材料制成。采用合金外殼的材質(zhì)中的含鎂量不超過(guò)05%，以防止由于摩擦產(chǎn)生危險(xiǎn)火花。本安型電氣設(shè)備的電源有兩種：獨(dú)立電源和外接電源。獨(dú)立電

2、源是指干電池、蓄電池、光電池、化學(xué)電池等。外接電源是指經(jīng)動(dòng)力電阿引入、經(jīng)電源變壓器供電的電源。常用的獨(dú)立電源是干電池和蓄電池，這是電阻性電路的電源。如果電池的實(shí)際最大短路電流不超過(guò)最大安全電流，那么電池可作為本質(zhì)安全電源直接使用；如果最大短路電流超過(guò)了設(shè)計(jì)允許值，則應(yīng)串聯(lián)限流電阻后方能使用。煤礦井下使用的本安型電氣設(shè)備的電源大多數(shù)是從動(dòng)力電網(wǎng)引入經(jīng)電源變壓器變壓整流后的電源，一般為隔爆兼本質(zhì)安全型。對(duì)于電源變壓器的輸入繞組應(yīng)設(shè)有熔斷器或斷路保護(hù)裝置，變壓器鐵芯要接地，變壓器的本安電路接線端與非本安端子應(yīng)分兩側(cè)布置，以防碰觸和擊穿，其電氣間隙和爬電距離應(yīng)符合表1的規(guī)定。電源變壓器繞組的分布可采用

3、不同的方式：向本安電路供電的繞組與其他繞組分開(kāi)布置；向本安電路供電的繞組與其他繞組內(nèi)外分布，但在兩種繞組間要采取加強(qiáng)絕緣的措施，并按表2,的規(guī)定進(jìn)行變壓器的絕緣耐壓試驗(yàn)；向本安電路供電的繞組與其他繞組內(nèi)外分布，但在兩繞組間要用銅質(zhì)接地屏蔽層隔離，屏蔽層可用銅導(dǎo)線繞組或銅箔，且屏蔽層要一端接地，屏蔽層厚度應(yīng)符合表3的規(guī)定。表1本安電路與非本安電路裸露導(dǎo)體之間的電氣間隙與爬電距離額定電壓數(shù)值V6090190375550760100013001551配電距離mm348101518253640緣涂層下的爬電距離mm1132.63.3568.31213.3相對(duì)泄痕指數(shù)iaV90300ibV175電氣間隙

4、mm34666810141酸封中的間距mmll32222.63.34.65.3表2變壓器絕緣耐壓試驗(yàn)(V)部位額定電壓U試驗(yàn)電壓原繞組，向非本安電路供電的副繞組與接地屏蔽、鐵芯之間及其相互之間IK3636220P220cU100015004Ua低為1500向本安電路供電的副繞組與接地屏蔽、鐵芯之間及其相互之間U3636SPAN10002U+1000低為1500表3不進(jìn)行試驗(yàn)的屏蔽層厚度熔斷器額定電流(A)01051235屏蔽繞組的導(dǎo)線直徑(mm)020450630911214屏蔽銅箔最小厚度(mm)005005007501502503本安型電氣設(shè)備(無(wú)論是單一式還是復(fù)合式)一般都使用了印制電路

5、板。印制電路板中本安電路與非本安電路印刷線間的爬電距離要符合表1的規(guī)定。同時(shí)印制電路板表面必須涂不少于2遍的三防絕緣漆。本安型電氣設(shè)備使用了數(shù)量較多的繼電器和插接件。當(dāng)繼電器同時(shí)接入本安與非本安電路時(shí)，對(duì)于接入的非本安電路觸點(diǎn)的回路電壓、電流和容量應(yīng)不大于250M5A和100VA其中，若有一項(xiàng)超過(guò)規(guī)定數(shù)值時(shí)，要設(shè)置接地金屬板或絕緣隔板。為防止影響本安性能，繼電器的出線腳、本安電路端子與非本安端子的電氣間隙和爬電距離應(yīng)符合表1的規(guī)定。本安電氣設(shè)備的電路使用的插接件一般應(yīng)單獨(dú)使用，如果設(shè)備中本安電路與非本安電路使用同一插接件，應(yīng)注意其電氣間隙和爬電距離必須符合表1的規(guī)定。插接件要有防止拔脫、誤插和

6、互換的結(jié)構(gòu)。在本安型電氣設(shè)備中使用了為數(shù)較多的保護(hù)性元件或組件，自的是為了解決電路中的電流過(guò)大或電容，電感元件儲(chǔ)能過(guò)大，使放電火花能量過(guò)大而影響電路的本安性的問(wèn)題。保護(hù)性元件和組件的使用既可減小電路火花放電能量，又能提高本安電氣設(shè)備的輸出功率。保護(hù)性元件或組件一般用于電源輸出或有電容、電感的電路中。保護(hù)性元件和組件主要包括：限流元件、分流元件、限壓元件、隔離元件及安全柵。限流元件主要有限流電阻和恒流管，用來(lái)限制電源短路電流和電容放電電流，通過(guò)限制電路中的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)本安電路的要求。分流元件主要有二極管、穩(wěn)壓管、電容器和壓敏電阻，用來(lái)吸收電感的儲(chǔ)能，減弱電感電路火花放電能量。限壓元件一般采用穩(wěn)壓二

7、極管和集成電路，用來(lái)限制電路中兩點(diǎn)間最高電壓，確保電路妁本安性能。隔離元件常用的有光電耦合器、隔離變壓器和隔離電容，是本安電路與非本安電路之間的隔離元件，用來(lái)傳遞本安信號(hào)，隔離非本安的能量。安全柵是一種保護(hù)性組件，常用的有穩(wěn)壓管式安全柵和三極管式安全柵，是設(shè)置在本安電路與非本安電路之間的限壓限流裝置，防止非本安電路的能量對(duì)本安電路的影響。本安型電氣設(shè)備的接線盒和接線端子不同于其他類(lèi)型的礦用電氣設(shè)備的接線端子和接線盒。對(duì)于單一式本安電氣設(shè)備，其接線端子應(yīng)與本安電路設(shè)置在同一外殼內(nèi)。而礦用復(fù)合式本安型電氣設(shè)備的本安電路接線端子一般應(yīng)單獨(dú)放置在接線盒內(nèi)。若將本安電氣設(shè)備的非本安電路和本安電路接線端子

8、及引線放置在同一接線盒內(nèi)，其端子間距離不能少于50mm，或用絕緣板或接地金屬板進(jìn)行隔離，且本安電路接線端子與接地端子及外殼間的距離應(yīng)符合下面的規(guī)定：ia等級(jí)不小于6mmib等級(jí)不小于3mm爬電距離應(yīng)符合表1規(guī)定，所有接線端子必須有防松措施。為了確保本安電氣設(shè)備的本質(zhì)安全性能，除了合理選擇電氣參數(shù)、設(shè)計(jì)理想的本安電路外，還應(yīng)制定嚴(yán)格的技術(shù)要求，防止本安電路與非本安電路的碰觸、漏電、擊穿現(xiàn)象的發(fā)生，使設(shè)備在結(jié)構(gòu)上能實(shí)現(xiàn)電路的本安性能。因此，在制造和維護(hù)本安型電氣設(shè)備時(shí)，設(shè)備最高表面溫度，導(dǎo)線的選擇及布置，外部電纜的分布參數(shù)的選擇，本安電路與非本安電路裸露導(dǎo)體之間的電氣間隙和爬電距離的選擇都顯得非常

9、重要。本安型電氣設(shè)備最高表面溫度應(yīng)符合規(guī)定值，電氣間隙與爬電距離見(jiàn)表1的規(guī)定。本安型電氣設(shè)備中電路導(dǎo)線一般選用銅導(dǎo)線，其截面積選擇應(yīng)符合表4規(guī)定值，導(dǎo)線電流密度不宜過(guò)大，導(dǎo)線截面積應(yīng)留有余量，以防止出現(xiàn)溫升過(guò)高產(chǎn)生危險(xiǎn)的表面溫度。電氣設(shè)備內(nèi)的元件安裝和導(dǎo)線的連接要牢固，不能由于運(yùn)輸、振動(dòng)而發(fā)生元器件損壞或減小電氣間隙與爬電距離。本安電路的內(nèi)部導(dǎo)線絕緣強(qiáng)度為本安電路電壓的2倍，但不得低于500V。本安電路與設(shè)備的機(jī)架間的絕緣或與接地部分絕緣強(qiáng)度也為本安電路電壓的2倍，但不低于500V。同一外殼中非本安電路的導(dǎo)線絕緣強(qiáng)度為2U+1000V(U為二電路電壓之和)。布置設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)將本安電路與非

10、本安電路的絕緣導(dǎo)線分開(kāi)布置。對(duì)與非本安電路在同一外殼或接線盒中的本安電路導(dǎo)線或接線端子均用藍(lán)色導(dǎo)線、或藍(lán)色套管、或藍(lán)色端子板標(biāo)記。本安型電氣設(shè)備多用于遙控、遙測(cè)及通訊系統(tǒng)中，需要使用長(zhǎng)距離電纜。而外部連接電纜存在一定數(shù)量的分布電感和電容，其儲(chǔ)能將在電路中放電，釋放能量，這就大大影響本安電氣設(shè)備的安全性能。因此，對(duì)外接電纜的分布電感和電容必須加以限制。表4銅導(dǎo)線截面積與允許最大電流導(dǎo)線截面積(mm2)0017003009019028044允許最大電流(A)1016533506683帶本質(zhì)安全型設(shè)備是為了防止在礦井中運(yùn)行產(chǎn)生電火花而點(diǎn)燃空間中易爆氣體的。跟電流基本上沒(méi)什么關(guān)系。主要是看電壓等級(jí)的，

11、帶本安電路的設(shè)備不能超過(guò)直流24V,交流18V。如果超過(guò)了這個(gè)數(shù)值。在電路板上當(dāng)不導(dǎo)通的時(shí)候，電源兩端依然有電壓，可能會(huì)產(chǎn)生爬電，從而產(chǎn)生火花而點(diǎn)燃易爆氣體。（所以超過(guò)這兩數(shù)值的都要做成隔爆的形式）如果存在電流，那么不會(huì)再空氣中產(chǎn)生火花，而就不會(huì)引起爆炸本安型電路無(wú)論是在正常工作狀態(tài)下，還是在規(guī)定的故障狀態(tài)下，所產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)都不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性混合物。這里所指的電火花是廣義的，它包括電路中兩個(gè)電極間的放電火花，也包括電路切換時(shí)產(chǎn)生的電弧，以下統(tǒng)稱電路的放電火花。電路的放電火花，是電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中由于開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的開(kāi)閉和電路絕緣損壞形成短路而產(chǎn)生的。而電路絕緣損壞形成短路所產(chǎn)生的電火花

12、相當(dāng)于開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合時(shí)所產(chǎn)生的電火花。所以在研究本安電路的電火花時(shí)，只需研究開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)開(kāi)閉時(shí)的放電火花就行了。放電火花的能量大小是研究本安型電路的核心。放電火花是電源能量和電路中儲(chǔ)能元件的儲(chǔ)存能量向通斷的電極間隙放電的現(xiàn)象（釋放能量），是電路的電子流和電極間氣體電離的離子流形成的導(dǎo)電帶。放電火花含有熔融的金屬粒子和蒸氣（即液態(tài)金屬橋），在極高的電流密度作用下產(chǎn)生高溫和大量的熱能。當(dāng)這種能量超過(guò)了周?chē)ㄐ曰旌衔锏淖钚↑c(diǎn)燃能量時(shí)就會(huì)引起爆炸。通常認(rèn)為電路放電有三種形式：火花放電、弧光放電和輝光放電?；鸹ǚ烹姷奶攸c(diǎn)是低電壓大電流放電，如本安電路中的電容放電、化學(xué)電源放電均屬于火花放電?；」夥烹姙楦邏簱舸r(shí)產(chǎn)生的放電，它可以產(chǎn)生持續(xù)電弧，電流密度大、能量集中、點(diǎn)燃周?chē)h(huán)境中爆炸性混合