2023年《安全管理》之本质安全型电气设备防爆原理.docx

本质平安型电气设备防爆原理 本质平安型电气设备的防爆原理是：通过限制电气设备电路的各种参数，或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现了电气防爆，这种电气设备的电路本身就具有防爆性能，也就是从“本质〞上就是平安的，故称为本质平安型（以下简称本安型）。采用本安电路的电气设备称为本质平安型电气设备。由于本安型电气设备的电路本身就是平安的，所产生的火花、电弧和热能都不能引燃周围环境爆炸性混合物，因此本安型电气设备不需要专门的防爆外壳，这样就可以缩小设备的体积和重量，简化设备的结构。同时，本安型电气设备的传输线可以用胶质线和裸线，可以节省大量电缆。因此，本安型电气设备具有平安可靠、结构简单、体积小、重量轻、造价低、制造维修方便等优点，是一种比较理想的防爆电气设备。但由于本安型电气设备的最大输出功率为25W左右，因而使用范围受到了限制。目前本安型电气设备主要用于通讯、信号和控制系统，以及仪器，仪表等。 本质平安型电气设备分为单一式和复合式两种型式。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平安电路组成的，如携带式仪表多为单一式。复合式本质平安型电气设备是指电气设备的局部电路是本质平安电路，另一局部是非本安电路，如调度 系统。 本安型电气设备同其他型式的防爆电气设备一样，由于使用环境不同分为Ⅰ类和Ⅱ类两种类型设备。Ⅱ类设备根据最小点然电流比的不同分为A、B、C 三级，见表1-2 规定；按其最高外表温度的不同分为六组，见表1-3 规定。本安型电气设备根据平安程度的不同分为ia和ib两个等级。ia等级是指电路在正常工作、一个或二个故障时，都不能点烯爆炸性体混合物的电气设备。当正常工作时，平安系数为2；一个故障时，平安系数为1．5；两个故障时，平安系数为1。ib级是指正常工作和一个故障时，不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。当正常工作时，平安系数为2；一个故障时，平安系数为1．5。 从上面平安等级划分标准中可以看出，ia等级的本质平安型电气设备的平安程度高于ib等级。从技术要求上看，ia等级的本质平安型电气设备比ib等级的本质平安型电气设备要更高更严。本质平安型电气设备的标志为“i〞。 本质平安电路是设计制造本质平安型电气设备的关键所在。所谓本质平安电路是指在电路设计时通过合理地选择电气参数，使电路在规定的试验条件下，无论是正常工作或是在规定的故障状态下产生的电火花和热效应都不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。上述“规定的试验条件〞是指在考虑了各种最不利因素，（这包括一定的平安系数、试验介质的浓度等）的试验条件；“电火花〞是指电路中触点动作火花（包括按钮、开关、接触器接点、各种控制接点等所产生的火花），以及电路短路、断路或接地时所产生的电火花，也包括静电和摩擦产生的火花；“热效应〞是指电气元件、导线过热形成的外表温度及热能量和电热体的外表温度及热能量；“正常工作〞是指本质平安型电气设备在设计规定的条件下工作；“规定的故障状态〞是指除“可靠元件或组件〞外，所有与本质平安性能有关的电气元件损坏或电路连接发生的故障，诸如电气元件短接、晶体管或电容击穿、线圈匝间短路等均为规定的故障状态。“可靠元件或组件〞是指在使用、存储和运输期间不会出现影响本质平安电路平安性能的故障的元件或组件。