本安型防爆控制箱的方案设计依据

本安型防爆控制箱电路原理案例：

1、简单的电磁继电器开关电源原理：1个60V的直流稳压电源,选要多少钱的限流电阻,可以可用氡气不良影响场所?

(1)最开始建立开关电源原理类型为电磁继电器开关电源原理,隔爆型级别为ⅡC,充分考虑环形变压器波动13%的因素，环形变压器U＝60V×1.3＝27V；

查GB3836.1附录图A1(ⅡC)，27V相符合的至少点燃电流量为337mA。

(2)将安全系数K＝1.5加进去电流量上，即Ik＝337mA/1.5＝224mA；

(3) 60V的直流稳压电源相连接的限流电阻R＝27V/224mA＝98.2Ω；

a、充分考虑电磁继电器允许误差±5%，限流电阻至少电磁继电器至少为103.1Ω；

b、当该环形变压器(锂电池组)马上用于不良影响场所时,电池与限流电阻尽量整体封裝为柔性生产,防止电池马上短路故障。

c、电磁继电器开关电源原理的本安防范措施：是依据限制功率和电流量来控制火焰机械能的。2、简单的电容开关电源原理：

评价1个用于Ⅰ类场所本质开关电源原理的安全性能。开关电源原理由1个65V锂电池组与可靠电子元件13KΩ电磁继电器、13uf电容器连接组成的。(在该案例中，65V和13uf值取最高值, 13KΩ变阻器取最小值)

（1）本安型防爆控制箱开关电源原理：

a、电池挺大功率Uo＝65V,电池挺大短路容量Io＝Uo/R＝65V/13KΩ＝3mA；

b、取安全系数K＝1.5, Ik＝1.5×3mA＝6.3mA；

c、查A1对比曲线(I), 65V相符合至少点燃电流量Imain＝700mA；

d、评定：因为Ik(6.3mA)望一望低于Imain(700mA),安全系数超过了160倍,因而,该环形变压器是安全文化的。

（2）本安型防爆控制箱电容器：

a、C＝13uf，U＝65V；

b、取安全系数K＝1.5, Uk＝1.5×65V＝29V；

c、查A2对比曲线(I), 13uf相符合至少点燃功率Vmain＝26V；

d、评定：因为Uk(29V)超出Umain(26V),因而,该开关电源原理并非安全文化的；

e、修改意见书；

意见书1:电容值始终不变，降低功率:

因为C＝13uf，相符合至少点燃功率Vmain＝26V，因而功率应降低为Uk＝Vmain(26V)/1.5＝26V/1.5＝17.3V

意见书2:功率值始终不变，降低电容值:

因为U＝65V，取安全系数K＝1.5, Uk＝1.5×65V＝29V，查A2对比曲线(I), 29V至少点燃功率相符合的至少电容标值3uf

意见书3:电容、功率值始终不变，电容串联可靠电磁继电器(取R＝6.3Ω):

因为U＝65V，取安全系数K＝1.5, Uk＝1.5×65V＝29V，查A2对比曲线(I),根据13uf＋6.3哪一条对比曲线，得到至少点燃功率(Umain)为67V，因为Uk(29V)小于Umain(67V)，因而，该开关电源原理是安全文化的。

如圖如图所示，假定由1个ⅡC开关电源原理，是由1个60V锂电池组与可靠电子元件400Ω限流电阻组成的环形变压器，并向1个3000Ω、160mH的电感线圈馈电，评价该开关电源原理的本安特点。

该案例中，400Ω和3000Ω取为最小值，160mH取为最高值，锂电池组的挺大功率假定为27V。

1、防爆控制箱开关电源原理：

(1)电池挺大功率Uo＝27V,电池挺大短路容量Io＝Uo/R＝27V/400＝73.3mA(忽略电池内组)；

(2)取安全系数K＝1.5, Ik＝1.5×73.3mA＝160mA；

(3)查A1对比曲线(ⅡC), 27V相符合至少点燃电流量Imain＝337mA；

(4)评定：因为Ik(160mA)小于Imain(337mA),因而,该环形变压器是安全文化的；

2、防爆控制箱电感线圈：

(1)电感线圈中的很大电流量I＝Uo/R＝27V/400＋3000＝15.7mA；

(2)取安全系数K＝1.5, Ik＝1.5×15.7mA＝23.6mA；

(3)查A4对比曲线(ⅡC), 160mH相符合至少点燃电流量Imain＝28mA；

(4)评定：因为Ik(23.6mA)小于Imain(28mA),因而,该开关电源原理是安全文化的；

电感线圈开关电源原理的本安防范措施：尽量减少开关电源原理的电感线圈量或电流量，当仍达不上要求时，电感线圈两侧可并接获取保护性电子元件，而且要双(三)重化,并与电感线圈浇受封柔性生产。

例如:电感线圈两侧可并接续流二极管保护性电子元件，ib等级需横着化，ia等级需横着化。

安全文化型防爆控制箱开关电源原理的方案设计依据:

1、GB3836.1-5000易燃性液态二氧化碳地质构造用电气设备第1部分：应用型要求；

2、GB3836.1-5000易燃性液态二氧化碳地质构造用电气设备第4部分：安全文化型“i”

注：

1、特别是GB3836.4中的附录A—最小点燃曲线，这些曲线是在专门的火花试验装置上进行大量的火花试验，确定了点燃爆炸性气体的临界参数，有了这些曲线，既方便了设计者和使用者，也为检验单位审查其本质安全性能提供了依据；

2、一个电路不管多么复杂，都是由电阻、电容、电感等元器件组成的，当我们能把它简化成仅含有一个等效参数的简单电路时，就可以分别考虑其正常工作和故障状态下的电压、电流对点燃情况的影响，应用最小点燃曲线来计算电路的本质安全性能；

本安型防爆配电箱最小点燃曲线的方法：

1、确定电路类型(R、C、L),并考虑最不利的因素(电源的波动、元件的容差)，确定电气参数(U、I、R、C、L)值；

2、将相应的安全系数加在电压或电流上：

ia等级:正常工作和一个故障，安全系数K＝1.5；二个故障，安全系数K＝1.0；

ib等级:正常工作和一个故障，安全系数K＝1.5；

3、对应不同的电路类型，根据防爆级别不同，查相应的最小的点燃曲线，使考虑安全系数后的电压(Uk)或电流值(Ik)小于最小点燃电压(Umin)或最小点燃电流(Imin)值；否则应修改电路参数，使之满足本质安全要求。