本質安全電源電路理論綜述免維護泛光燈LED燈防爆燈廠家
作為通訊、監(jiān)控、檢測、報警以及控制系統的供電設備,本質安全電源主要應用在石油、化工、紡織和煤礦等含有爆炸性混合物環(huán)境中。本質安全電源電路必須符合本質安全電路標準的要求,本質安全電路是指在標準規(guī)定的條件(包括正常工作和標準規(guī)定的故障條件)下產生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電路[1, 2, 3]。其特點是:電源電路內部和引出線不論是在正常工作還是在故障狀態(tài)下都是安全的,所產生的電火花不會點燃周圍環(huán)境中的爆炸性混合物。人們對本質安全電路理論研究已經有一百多年的發(fā)展歷史,目前本質安全產品和標準已經形成了較為完整的體系。本文在收集、整理大量參考文獻的基礎上,就以下幾個方面分別進行介紹。
2 本質安全電源電路發(fā)展過程
2.1 本質安全理論產生的背景
1886年由普魯士瓦斯委員會委托亞琛(Aachen)工業(yè)大學進行了瓦斯爆炸方面的基礎性試驗,并在1898年的后續(xù)試驗過程中得出了“任何電火花都能夠引起爆炸”重要結論[4]。1911和1913年英國威爾士(Welsh)和圣海德(Senghenydd)煤礦因電鈴信號線路產生放電火花先后發(fā)生
瓦斯爆炸,造成數百人死亡的嚴重后果。為此,當時任英國內政部技術官員R.V.Wheeler教授開始研究電鈴信號電火花的引燃特性,并設計了火花試驗裝置。1915年W.M.Thoronton參與了該項研究工作,在1916年提出了本質安全電路設計方法和理論,這一理論的提出標志著本質安全理論正式創(chuàng)立[5, 6, 7, 8, 9]。
2.2 早期的本質安全電源
早期的本質安全電源是由16個濕式里單齊(Leclanche)電池串聯而成的蓄電池組,輸出電壓為24V,蓄電池之間串聯了一個大電阻用來限制短路電流,整體結構上將電阻和蓄電池組封裝在一起。由于用蓄電池作為信號電源非常不方便,容易出現故障,需要經常維護。所以人們開始試驗采用交流電作為電源,具體辦法是利用一個信號變壓器將電網電壓轉換較低的電壓大約為15V,輸出電流為1.6A (需串聯非感性電阻),將電源整體放入一個防爆殼內,從而提高其安全性能,滿足安全生產的要求[9, 10, 11]。
2.3 本質安全標準及相關理論發(fā)展簡介
在沒有制定本質安全電路標準的時期,本質安全電氣設備的設計結果是否被接受,主要取決于鑒定機構的辨別力,這是由當時煤礦立法給予鑒定機構的權力。在英國,大部分提交本質安全電氣設備的檢驗必須由“部長批準”。隨著本質安全設備的增加及其在采礦上的應用遠遠超出了需要“部長批準”的范圍,社會各界都希望建立正式的本質安全鑒定程序。
1901年英國標準學會正式建立,1905年提出礦用設備使用安裝規(guī)程,1911年制定了煤礦法提出煤礦用電氣設備安裝與使用通用規(guī)程,并于1926年發(fā)表了英國標準229號,規(guī)定了隔爆外殼的要求,使本質安全電氣設備的檢驗必須由“部長批準”的形式于1928年宣告結束。1929年英國標準協會與家憲章(Royal Charter)合并為國家標準機構,1933年聯邦德國制定了本質安全防爆國家標準VDE17[12, 13]。1945年英國國家標準機構頒布了本質安全方面國家標準“本質安全器件與電路”標準代號BS1259:1945。1949年發(fā)布了關于“本質安全信號變壓器(主要用于煤礦)”的標準,代號為BS1538:1949。1958年對標準BS1259進行了修訂,修訂后的標準代號為BS1259:1958。免維護泛光燈LED燈防爆燈廠家