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匯民防爆 | 本安型防爆電氣設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路
本安型防爆電氣設(shè)備系統(tǒng)防爆電氣設(shè)備設(shè)計(jì),關(guān)鍵就是指大家依據(jù)可燃性風(fēng)險(xiǎn)地方的詳細(xì)情況(風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)、可燃性氣體的防爆等級(jí)和溫度等級(jí))來選用相對(duì)應(yīng)的本案型防爆電氣設(shè)備(包含關(guān)聯(lián)設(shè)備)和有著適合參數(shù)的電纜線(電線),及其明確他們之間的有效配對(duì)關(guān)聯(lián)。因此,設(shè)計(jì)員工可以按照下列過程開展工作。
1.定編系統(tǒng)描述文件
在開展本安防爆電氣設(shè)備系統(tǒng)的防爆電氣設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)定編所設(shè)計(jì)體系的描述文件,表明在某類風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地中系統(tǒng)所需要的防爆電氣設(shè)備(型號(hào)規(guī)格和主要參數(shù))、互連電纜線(電線)的構(gòu)造形式和有關(guān)主要參數(shù)及其他們之間的配對(duì)關(guān)系。
(1)系統(tǒng)描述文件的具體內(nèi)容
在定編系統(tǒng)描述文件時(shí),最先,大家需要把握、明確并在文檔中列舉下列具體內(nèi)容:
環(huán)境(物質(zhì))溫度;
可燃性風(fēng)險(xiǎn)地方的地區(qū)級(jí)別(0區(qū)、1區(qū)和2區(qū))及其這種地區(qū)中可燃性氣體的防火等級(jí)(ⅡA級(jí)、ⅡB級(jí)和1I C級(jí))、溫度等級(jí)(Tl組一T6組);
本安型防爆電氣設(shè)備(包含關(guān)聯(lián)電氣設(shè)備)的防火等級(jí)(ⅡA級(jí)、ⅡB級(jí)和ⅡC級(jí))、設(shè)備維護(hù)等級(jí)(“ia”級(jí)、“ib”級(jí)和“ic”級(jí))和溫度等級(jí)(T1組~T6組),及其與本質(zhì)安全特性相關(guān)的參數(shù)(Um;Uo,Io,Po,Co,Lo,Lo/Ro;Ui,Ii,Pi,Ci,Li;);
適用風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)的電纜線的形式(構(gòu)造、銅線)和有關(guān)主要參數(shù)(Lc,Cc或Lc/Rc);
電纜線屏蔽層的接地裝置及其電源電路的多功能性接地(必要時(shí));
如必須,避免雷擊和其它的浪涌電壓(電流量)沖擊的保障措施。
然后,大家應(yīng)當(dāng)按照這種有關(guān)信息來確定和敘述所采用的電氣設(shè)備、電纜線(電線)與風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)的適用性及其他們中間的配對(duì)關(guān)聯(lián)。
(2)系統(tǒng)的主要參數(shù)搭配關(guān)系
設(shè)計(jì)員工在確定電氣設(shè)備之間的配對(duì)關(guān)系時(shí),既應(yīng)當(dāng)考慮到“下層”電氣設(shè)備與“上層”電氣設(shè)備的鍵入、輸出主要參數(shù)的配對(duì),還應(yīng)當(dāng)考慮到他們之間互連電纜線(電線)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)的影響。
1)主要參數(shù)配對(duì)關(guān)系
依據(jù)本安型防爆電氣設(shè)備系統(tǒng)電源電路參數(shù)的確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn),關(guān)聯(lián)電氣設(shè)備(或本安型防爆電氣設(shè)備)與當(dāng)場(chǎng)
本安型防爆電氣設(shè)備、電纜線分布參數(shù)的配對(duì)關(guān)系應(yīng)當(dāng)滿足以下各式:
Uo不大于Ui
10小于等于Ii
Po不大于Pi
Co高于或等于∑Ci ∑Gc
Lo超過等∑Li ∑Lc
式中Uo,Io,Po,Co,Lo—關(guān)聯(lián)設(shè)備(或本安型防爆電氣設(shè)備)的最高輸出電壓,較大輸入輸出電流,較大功率,較大外界電容,較大外界電感;
Ui,li,Pi,Ci,Li—當(dāng)場(chǎng)本安型防爆電氣設(shè)備的最高輸入工作電壓,較大輸入電流,最大輸入功率,最大內(nèi)部結(jié)構(gòu)電容,較大內(nèi)部結(jié)構(gòu)電感;
Gc,Lc—電纜線電容器,電纜線電感器。
2)電抗參數(shù)搭配關(guān)聯(lián)判斷標(biāo)準(zhǔn)
針對(duì)僅由一個(gè)關(guān)系電氣設(shè)備組合而成的本安型防爆電氣設(shè)備系統(tǒng),在明確電感主要參數(shù)搭配關(guān)系時(shí),大家應(yīng)當(dāng)最先測(cè)算當(dāng)場(chǎng)本安型防爆電氣設(shè)備和系統(tǒng)所連的別的簡(jiǎn)易設(shè)備(假如聯(lián)接有)的較大內(nèi)部結(jié)構(gòu)電容之和(Z c;)和(或)較大內(nèi)部結(jié)構(gòu)電感之和(ZL;);然后依照以下狀況來明確所連電纜線的容許遍布主要參數(shù):①假若∑ci不大于1%Co和∑Li小于等于1%L。,則Cc不大于Go-∑Gi,Lc小于等于Lo-∑Li。
②假若∑Ci超過1%C。則應(yīng)用Lo/Ro,且必須測(cè)算電纜線的Lo/Ro[參照式(6·1)和式(6.2)],并應(yīng)達(dá)到Lc/Rc不大于Lo/Ro。這時(shí),Cc還應(yīng)當(dāng)達(dá)到式(11.3)。
?、奂偃簟芁I超過1%Lo,則應(yīng)用Lo/Ro,且必須測(cè)算電纜線的Lo/Ro[參照式(6·1)和式(6·2)],
并應(yīng)達(dá)到Lo/Ro不大于Lo/Ro。這時(shí),Co還應(yīng)當(dāng)達(dá)到式(11.3),可是,無須斤斤計(jì)較∑Li是不是達(dá)到Lo。
④假若∑Ci超過1%Co和∑Li>1%Lo,則Cc1不大于1/2Co-∑Gi,Lc小于等于1/2Lo-∑Li。這時(shí),不允許應(yīng)用Lo/Ro。
大家知道所連電纜線的總的容許遍布主要參數(shù)后就可以依據(jù)電纜線單位長(zhǎng)度的遍布參數(shù)來計(jì)算所需電纜線的適合長(zhǎng)短。這兒舉例來簡(jiǎn)要說明這類配對(duì)關(guān)系。
例: 假設(shè)由一個(gè)關(guān)系設(shè)備和一個(gè)負(fù)荷機(jī)器設(shè)備(電阻-電容負(fù)荷)構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)便的本安防爆電氣設(shè)備系統(tǒng)。關(guān)聯(lián)設(shè)施的最高輸出電壓(Uo)為28V,較大輸入輸出電流(Io)為93mA,較大外界電感(Lo)為3mH,較大外界電容(Go)為83nF,較大外界電感與電阻比(Lo/Ro)為54μH/Ω。已經(jīng)知道負(fù)荷設(shè)備(iaII C級(jí))的最高輸入電壓配Ui=30V,較大輸入電流量Ii=120mA,較大內(nèi)部結(jié)構(gòu)電容Gi=1nF。
負(fù)荷設(shè)備的最高輸入電壓(Ui)和最大的輸入電流(Ii)低于關(guān)系設(shè)施的輸出值,合乎主要參數(shù)搭配關(guān)系。
因?yàn)殛P(guān)聯(lián)電氣設(shè)備標(biāo)示的較大外界電容(Go)為83nF,且已經(jīng)知道負(fù)荷設(shè)備的較大內(nèi)部結(jié)構(gòu)電容(Ci)為1nF,則Ci>1%C。因此,依據(jù)電感主要參數(shù)搭配關(guān)聯(lián)判斷標(biāo)準(zhǔn),大家需要應(yīng)用參數(shù)Lo/R。來選擇電纜線的遍布主要參數(shù)。
依照式(6.2)測(cè)算得知,Lc/Rc≈100μH/Ω。
測(cè)算結(jié)果顯示,這一本安型防爆電氣設(shè)備系統(tǒng)不符和本安型特性規(guī)定。
為確保本安防爆電氣設(shè)備系統(tǒng)具備穩(wěn)定的安全特性,設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)調(diào)整電源電路計(jì)劃方案。這兒,在負(fù)荷設(shè)備的電容器上串連一只電阻,就可以減少電容值。例如,串連一只lOll的電阻,電容值就減少至0.74nF。顯而易見,串聯(lián)電阻后的電阻值少于1%C。
在這樣的情況下,大家就可以依照式(11.3)測(cè)算電纜線電容和電纜線電感,并開展電纜線挑選。
電纜線電容器為:Cc不大于83nF-1nF=82nF
電纜線電感器為:Lc不大于3mH
依據(jù)容許的電纜線電容(Gc)、電纜線電感(Lc)和電纜線本身的相關(guān)主要參數(shù),大家就可以明確全部電纜線的可以應(yīng)用長(zhǎng)短。
自然,大家可以依據(jù)容許的電纜線電容(Cc)、電纜線電感(Lc)和需要的線纜長(zhǎng)短來挑選適宜的電纜線參數(shù)和構(gòu)造形式,只需達(dá)到Cc+Ci不大于Co和(或)Lc+Li小于等于Lo的規(guī)定,這一挑選便是合理的。
這兒務(wù)必強(qiáng)調(diào)的是,當(dāng)體系中本安型防爆電氣設(shè)備內(nèi)的較大內(nèi)部結(jié)構(gòu)電感不可忽視時(shí),大家在預(yù)估互連電纜線的Lc或Lc/Rc時(shí)應(yīng)當(dāng)將這一電感考慮在以內(nèi)[參照式(6.1)]。
2.制作系統(tǒng)軟件聯(lián)接框架圖
本安型防爆電氣設(shè)備系統(tǒng)防爆電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的另一個(gè)關(guān)鍵工作是制作系統(tǒng)的聯(lián)接框架圖。這類聯(lián)接框架圖,事實(shí)上便是系統(tǒng)描述文件的圖例表達(dá)形式,應(yīng)當(dāng)包含風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)、電源設(shè)備、關(guān)聯(lián)設(shè)備、中間設(shè)備和機(jī)載設(shè)備的擺放與主要參數(shù),互連電纜線的形式和參數(shù)。