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防爆技術

本質安全防爆電氣電路的故障評價

發布時間:2017/9/21
  大家已經知道,在評價本質安全防爆電氣電路的設備保護級別時常常使用“故障”的概念,雨且故障又分為計數故障和非計數故障。
  在這里,我們將利用這些概念來討論本質安全防爆電氣電路中的故障評價原則和電氣元器件及其連接可能出現的各種故障模式。
  1.故障評價原則
靜在本質安全型電氣設備中的元器件和它們相互之間的連接,都可能會出現一些不同性質的故障。人們應該按照以下的原則對這些故障進行評價:
 ?、佼斣骷慕Y構和額定值符合相應規定而又沒有被定義為可靠元器件和可靠連接時,這些元器件和它們之間的連接發生的故障被認為是計數故障;不符合相應規定時,發生的故障被認為是非計數故障。
 ?、诋斠粋€初始故障可能引發后續故障時,除特殊規定外,初始故障和后續故障被認為是一個故障。
 ?、鄯辣姎怆娐分械目煽吭骷?、可靠隔離和可靠連接被認為是不會發生故障的。
  2.故障模式
  本質安全型電氣設備和防爆電器電路中,防爆電氣電路元器件及其連接可能發生的故障如下。
  1)電阻器可能發生的故障
  當電阻值在開路和短路之間發生變化時,電阻器可能發生故障。這種故障被認為是非計數故障。
  可靠限流電阻器的開路狀態被認為是一種計數故障。
  符合要求的線繞型可靠電阻器被認為是不會發生匝間短路故障的。
2)電容器可能發生的故障
  電容器的開路、短路或電容值減小,被認為是電容器發生的一種非計數故障。
  當兩個電容器串聯起來組成可靠隔直電容器組件時,組件中的每一個電容器都應該被認為可能發生開路故障或短路故障。這種故障是一種計數故障。
  在這種情況下,在考核組件的電容值時Afi'1應該取兩個電容器中電容值較大者。因為電容器串聯時總的電容值[c=C。c:/(C。+C2)]小于所有串聯電容器中的最大電容值。
   (3)電感器(繞組)可能發生的故障
  當防爆電氣電路中的繞組(例如繼電器繞組)發生開路時,便認為是一種電感器的開路故障。這是一種計數故障。
  電感器開路會在電感器中產生較大的反電動勢,直接威脅著防爆電氣電路的本質安全性能。
  此外,與電感器串聯的電阻器的電阻值從標稱值到零值(短路)發生變化時引起的故障也應該予以考慮。這種故障是一種非計數故障。
  當阻尼繞組具有可靠的機械結構,例如用無縫金屬管制成或用導體焊接制成時,人們不必計較可能發生開路故障。
   (4)半導體分立元器件可能發生的故障
  半導體分立元器件主要是指半導體二極管、連接成二極管使用的半導體晶體管、晶閘管以及其他的半導體元器件。半導體分立元器件本身可能發生的開路故障或短路故障被認為是計數故障。
   同時,人們還應該考慮到,由其他防爆電器電路元器件的故障對它造成的故障。
  (5)集成器件可能發生的故障
  當集成器件(集成器件不是可靠組件)發生故障時,它可能會引起它的外接防爆電氣電路出的開路故障或短路故障,或者開路和短路的綜合故障。這些故障應該視為非計數故障。
  (6)某些組件可能發生的故障
  在本質安全防爆電氣電路中,下列組件可能會發生一些故障。
1)電池和電池組
  當電池或由多個單體電化學單元組合在一起形成一個完整結構體的“組”電池符合相應結構要求時,電池組中每一個單體電池或“組”電池發生的故障被認為是一種計數故障。
  對于不符合相應規定的電池組,人們應該考慮電池組外部裸露端子之間可能發生短路故障。這是一種計數故障。
2)變壓器
  對于可靠電源變壓器,一般認為向本質安全防爆電氣電路供電的繞組與其他繞組之間是不會發生短路故障的。
當在變壓器輸出回路串聯一只可靠限流電阻器,并與之澆封在一起,而且變壓器與電阻器之間沒有裸露帶電部件時,或者,在變壓器裝配時不同電位的接線端子之間電氣間隙、爬電距離或間距符合表6.1中相應的規定值時,人們不必計較變壓器輸出回路會發生短路故障。
3)安全分流組件
  在本質安全防爆電氣電路中使用安全分流組件時,組件的兩個分流支路中任何一個發生的開路或短路故障,被度為是一種計算故障。
4)其他器件
  在被澆封的元件上或者被氣密的元件上發生的故障被認為是一種計數故障。
(5)電氣間隙、爬電距離和間距可能發生的故障
  在本質安全型電氣設備和防爆電氣電路中,不同電位之間的電氣間隙、爬電距離或間距,假如符合表6.1中規定的相應數值,被認為是不會發生故障的。
  對于間距,如果實際間距數值大于表6。1中相應數值的1/3,這個較小的間距發生的故障被認為是一種計數故障;如果實際間距數值小于表6.1中相應數值的1/3,或者小于表6.2中的規定值,這個較小的間距發生的故障被認為是一種非計數故障。
  假如防爆電氣電路中元器件采用了雙重措施(例如,兩個電容器串聯),那么間距小于表6.2中規定數值、但是不小于它的二分之一時發生的故障被認為是一種計數故障。
  8)防爆電氣電路連接可能發生的故障
  在本質安全防爆電氣電路中導線連接可能發生開路,斷開的導線有可能“搭線”到其他防爆電氣電路部件上。此時,初始的開路故障被認為是一個計數故障,后續發生的“搭線”故障被認為是另一個計數故障。
  在印制防爆電氣電路中印制導線的棄路被認為是一種計數故障。
  9)安裝可能造成的故障
  在本質安全型電氣設備中,元器件和導線的安裝不符合相應間距、隔離要求時可能會造成故障,例如,當元器件安裝在印制防爆電氣電路板的印制導線上方或與印制導線相鄰時,元器件的導電部分與印制導線之間可能會發生故障。這是一種非計數故障。
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