本质安全电路

关键词: 本质 设备

本质安全电路(精选七篇)

本质安全电路 篇1

根据国家标准GB 3836.4—2010《爆炸性环境第4部分:由本质安全型“i”保护的设备》中对本质安全(以英文字母“i”表示)的定义“电气设备的一种防爆型式,它将设备内部和暴露于潜在爆炸环境的连接导线可能产生的电火花和热效应能量限制在不能点燃的水平”[1],本质安全电路(以下简称本安电路)可定义为“在标准规定的条件下,包括正常工作和规定的故障条件下,产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路”,相应的本质安全电路用电缆(以下简称本安电缆)可定义为“具有分布低电容和低分布电感,并具有极好的屏蔽性能和抗干扰性能的电缆,可在有防爆要求的场合的集散系统和自动化检测控制系统的电路中用作传输线”。在实际应用中,如本安电路误用了普通电缆(即非本安电缆),这将影响本质安全系统的防爆性能,给整个环境安全埋下了隐患,但目前尚未有相关的本安电缆国家标准,为了使电缆生产厂家能够正确、合理设计本质安全防爆系统的电路用本安电缆,本文对本安电缆的一般要求、结构设计和材料选用以及本安电缆的重要设计参数(分布电容、分布电感和电缆允许最大长度)的估算方法进行了详细介绍。

1 本安电缆一般要求

GB 3836.4—2010中对电气设备的保护等级进行了分类,分别为ia、ib、ic三个等级。ia保护等级的定义是施加Um和Ui后,在正常工作和施加最不利条件下的非计数故障、正常工作和施加一个计数故障加上最不利条件下的非计数故障、正常工作和施加两个计数故障加上最不利条件下的非计数故障的情况下(上述所施加的非计数故障可以不同),该保护等级电气设备中的本质安全电路应不能引起点燃。ib保护等级的定义是施加Um和Ui后,在正常工作和施加最不利条件下的非计数故障、正常工作和施加一个计数故障加上最不利条件下的非计数故障的情况下(上述所施加的非计数故障可以不同),该保护等级电气设备中的本质安全电路应不能引起点燃。ic保护等级的定义是施加Um和Ui后,在正常工作情况下,该保护等级电气设备中的本质安全电路应不能引起点燃。

用于上述ia、ib、ic三个保护等级电气设备中的本安电缆必须满足以下基本性能要求:a.低电容和低电感。本安电缆与普通电缆的区别在于其具有较小的电容和电感,电路中电缆具有一定的分布电容和分布电感,属于储能元件,当电路发生切换或故障时,电容和电感就会释放出储存的能量,产生电火花或热效应,如果该能量足够大,能够达到可燃介质的最小点燃能量,那么就很有可能发生爆炸,故本安电缆应具有低电容、低电感的特点。b.抗干扰和抗静电。由于本安电路敷设时,很有可能会与一些强电线路敷设在一起,那么就会在信号电缆的屏蔽层中感应出一些感应电压或者静电,这些感应电压、静电与信号电缆本身电压叠加,就有发生电火花的可能,因此本安电缆应具有抗干扰、抗静电的特点。c.护套颜色指定。由于在电缆敷设区域有可能同时存在本安电缆和非本安电缆,因此为显著区别本安电缆与非本安电缆,国际上将本安电缆外护套颜色规定为蓝色,而非本安电缆颜色按照各自标准规定,一般为黑色或灰色等。

2 本安电缆的结构设计和材料选用

由于目前没有明确的国家制造标准来具体规范本安电缆的设计和制造,因此笔者根据本安电缆的基本性能要求,对本安电缆的绝缘材料的选用、线芯结构及屏蔽结构的设计进行了重点介绍,以供业界同行参考。

2.1 绝缘材料的选用

本安电缆必须具有低电容、低电感的特点。单位长度电缆电容C0的计算公式为:

式中:ε0为真空介电常数,ε0=8.86×10-12F/m;εr为绝缘材料相对介电常数;Di为绝缘外径;Dc为导体外径。由式(1)可知,电缆电容与绝缘材料选用有直接关系,在相同挤出厚度时绝缘材料相对介电常数越大,电缆电容就越大,在采用相同挤包绝缘材料时挤包厚度越小,其电容就越大。

表1列出了电缆常用绝缘材料的相对介电常数εr。可见,其中聚氯乙烯的εr最大,故其一般不宜作为本安电缆的绝缘材料;虽然氟塑料(聚全氟乙丙烯(F46))的εr较小,但其挤出厚度一般较薄,与同规格其他绝缘电缆相比,其电缆电容较大,故其也不宜作为本安电缆的绝缘材料;相较以上两种绝缘材料,聚乙烯、交联聚乙烯以及硅橡胶均较适合作为本安型电缆的绝缘材料。

2.2 线芯结构设计

当本安电路与强电电路敷设距离较近时,会发生电磁干扰,本安电缆仅仅通过增加金属屏蔽层的抗干扰效果并不理想,目前比较理想的方法是线芯采用双绞线的结构设计。表2列出了不同绞合节距对于电磁感应的减小效果。可见,绞合节距越小,电磁感应减小的效果越明显。普通电子计算机信号电缆节距一般控制在不大于100 mm,而对于本安电缆,则应该再适当地减小绞合节距,但也不能控制得太小,因为太小的绞合节距在生产过程中容易使绝缘线芯受伤。根据以往的生产经验,笔者建议将本安电缆线芯的绞合节距控制在不大于60mm为宜。值得注意的是,在某些本安型控制电缆的实际设计、生产中应按照绞合线对的方式进行,而不应再按照普通塑料绝缘控制电缆的生产方式进行,否则会使电缆受到的外界电磁干扰较大,不容易达到本质安全。

2.3 屏蔽结构设计

由于信号回路周围存在着静电电容,故也会受到静电感应干扰。对于静电干扰,一般采用给信号回路增加屏蔽的方法来解决,其屏蔽方式一般有铜线编织屏蔽、铜带绕包屏蔽以及铝塑带绕包屏蔽。表3列出了不同屏蔽方式对于静电干扰的减小效果。可见,普通编织屏蔽对静电干扰的屏蔽效果并不十分突出。对比表中数据并结合实际生产,笔者建议本安电缆的屏蔽方式应采用铝塑复合带绕包+铜线编织的复合屏蔽方式,以有效减少静电屏蔽干扰。

注:1)表中所列数据仅供参考。

3 本安电缆相关参数的确定

为确保本安电路能够安全运行,必须根据本安电路的工作条件对本安电缆相关参数进行确定。在本安电缆相关参数中尤以电缆的分布电容和分布电感以及最大允许长度最为关键。

当外接本安电缆的本安电路电源部分为电阻性电路,且电路电阻时(其中C为本安电缆的分布电容,L为本安电缆的分布电感),C和L可能的最大贮能Wmax,c应小于本安电路环境中爆炸性气体混合物的最小点燃能量Wmin,因此本安电缆允许的分布电容、分布电感应按下式估算[2]:

式中:V0为加于本安电缆的本安电路电源最高开路电压,Im为本安电路电源经本安电缆的最大短路电流。当本安电缆规格一定时,电缆单位长度电感L0与电缆单位长度电容C0的比值为一常数,即L0/C0=K2,因L0=L/l,C0=C/l(其中l为电缆长度),则L/C=K2故式(2)可变化为:

根据式(3)可求得本安电缆最大允许的分布电容、分布电感应为:

根据式(4),在满足本安电路工作的条件下,本安电缆的最大允许长度lmax应为:

4 结束语

本文根据本安电缆的一般要求,指出如果没有特殊环境要求,本安电缆应采用聚乙烯或交联聚乙烯绝缘;缆芯结构应采用线对绞合的方式,绞合节距应控制在60mm以内,在要求较高的场合,线对外应增加线对屏蔽;缆芯外总屏蔽应采用铝塑复合带+铜线编织的复合屏蔽方式;其他结构参照仪表电缆要求即可。为了满足本安电路安全运行的要求,应根据本安电路的工作条件对本安电缆的重要设计参数(分布电容、分布电感和电缆允许最大长度)进行估算、确定。同时,在设计本安电缆时,还应充分考虑各种因素。正确设计和使用本安电缆是保证本质安全系统的防爆性能的必要条件,必须在这方面加以重视,避免事故的发生。

摘要:通过对本质安全概念的理解,结合本质安全电路用电缆(本安电缆)的一般要求,指出了本安电缆的结构设计和材料选用的特点。为了满足本质安全电路安全运行的要求,必须根据本质安全电路的工作条件对本安电缆的重要设计参数(分布电容、分布电感和电缆允许最大长度)进行估算、确定。正确设计和使用本安电缆是保证本质安全系统的防爆性能的必要条件,必须在这方面加以重视,避免事故的发生。

关键词:电缆,本质安全电路,电容,电感,参数确定

参考文献

[1]中国电器工业协会.爆炸型环境第4部分:由本质安全型“i”保护的设备:GB 3836.4—2010[S].北京:中国标准出版社,2010.

本质安全电路 篇2

为贯彻落实平宝公司、关于开展创建“本质安全班组”和争当“本质安全员工”活动精神,班组是放炮队从事业井下安全爆破最基层的组织,是爆破工的执行力在班组中体现,强力推进放炮队班组建设,建立班组建设激励机制,坚持以人为本和创新、务实的原则。加强放炮队班组建设对进一步夯实井下安全爆破管理,增强爆破工的执行力,凝聚力和战斗力,创建本质安全型放炮队,推进平宝公司安全发展、持续发展具有重要意义。经放炮队党政研究决定,在全队范围内开展创建“本质安全班组” 和争当“本质安全员工”活动,现将有关事宜安排如下:

一、指导思想

深入贯彻落实科学发展观,坚持改革创新,不断完善班组建设管理机制,以落实岗位责任制为核心,以安全高效为目标,以不断提升班组管理水平和职工队伍素质为重点,增强班组团队的劳动组织能力,岗位创新能力,抵制“三违”能力和应急处置能力,夯实爆破工管理工作,努力打造班组一流学习力、凝聚力、竞争力、创新力;抓好各项安全措施和安全生产主体责任的落实,打造特色安全文化,确保实现“三零”目标;

二、活动目标

通过“本质安全班组”、“本质安全员工”建设活动,在全队培育、选树一批“本质安全班组”和班组长与本质安全员工,树立典型,激励和带动班组建设全面展开。努力把班组建设成为“安全高效、开拓创新、凝聚人才、团结和谐”的基层组织;把班组长培养成为政治强、善管理、懂技术的管理者;把职工培育成为敬业、勤奋的劳动者。

三、组织领导 为加强创建活动的组织领导,放炮队成立创建“本质安全班组”和争当“本质安全员工”活动领导小组。

组长:陈丙仑

副组长:王会友 韩英峰

王连升 成员: 翟成、韩军伍、陈进

四、班组建设“本质安全班组”条件

(一)“本质安全班组”条件

(1)班组当月安全管理“五个到位”考核在B级以上;

(2)班组质量标准化创建工作位居放炮队第一,符合《平宝达标规范标准》要求;

(3)班组当月完成工作计划,且位居第一;

(4)班组职工具有良好的职业道德和团队协作精神,班组有20%以上职工被评为队级“本质安全班组”;

(5)班组基础管理达标。

(6)班组当月出勤率符合要求,班组无三违现象,无事故责任追究;(7)班组杜绝轻微伤以上事故;杜绝三级以上非伤亡事故;

(二).班组基础管理内容

(1)班组在安全、生产、经营和现场管理方面管理制度健全。(2)班组愿景体系完备,能够形成有特色的班组文化。

(3)班组按时召开民主生活会,班务公开,工资分配合理,职工工作无情绪,彼此之间和谐。

(4)班组岗位协作、技术革新和班组成员技能提高方面有措施有效果。(5)班组按要求组织签订本班组“本质安全伙伴”;建立本班组职工档案;(6)按要求填写班组长入井安全隐患排查台账;

(三)“本质安全班组长”条件

1、认真完成放炮队交办的各项任务,工作积极主动,责任心强,有一定组织能力,指挥能力、超前管理能力、班组职工凝聚力强。

2、个人无违章指挥,班组无轻伤、无重大安全隐患、无习惯性违章。

3、超额完成队下达的生产任务。

4、重视质量标准化工作,按标准和措施施工,无出现被矿、部停产现象,质量标准化全队保持第一。

5、班组工资分配公平合理,无职工上访。

6、积极开展创建学习型班组活动,搞好职工技术学习、技术练兵、技术比武,技术比武每月不少于1次。

7、关心职工生活,为职工排忧解难,为职工办实事、办好事(有具体人和

事)。

(四)、“本质安全班组”否决条件。

班组、出现下列情况之一的,取消“本质安全班组”申报资格。

1、发生工伤、及二级以上非伤亡事故。

2、出现“三违”行为。

3、因重大安全、质量隐患被停产整顿。

4、未完成当班爆破任务

5、班组成员受到行政处分和刑事处罚。

6、班组发生群体上访闹访事件或治安事件。

7、学习型班组创建受到公司批评或处罚。

8、班组长民主评议不合格。

五、“本质安全员工”条件;

(一)班组“本质安全员工”标准包括安全生产、工作作风、学习技能、道德品质和务实创新五个方面。

(1)安全生产:在本职岗位上无事故,严格执行操作流程,“双述”达标,工作差错为零,各项工作中起到表率带头作用,本人及工作中联保、互保对象无“三违”现象。

(2)工作作风:认真遵守国家法律法规,严格遵守公司、区队和班组的各项规章制度,工作积极主动,保质保量完成各项生产任务,当月绩效考评级为一级。

(3)学习技能:积极参加公司和本岗位业务知识学习和技能培训.考试成绩优秀,具有扎实的本岗专业知识,工作能力强,能独立解决本岗位复杂或疑难的问题,在单位中能起到导师带徒和传、帮带作用。

(4)道德品质:职业道德和行为规范好.言行文明,热心助人,在公司内是团结和谐的典范。

(5)务实创新:能够关心单位和公司全局利益,时有建议.点子.小革新、小发明、小创造。

(二)凡当月员工内出现下列情况之一者,取消当月“本质安全员工”评选资格:

(1)当月井下安全生产中参与集体违章作业的;(2)当月被查出严重“三违”或一般“三违”的;(3)当月工作中出现轻微伤的;

(4)当月职工没有完成井下安全爆破升井的;

(5)当月因个人原因(点名不下井、晚下井)影响施工单位安全生产的;(6)当月职工出现被公司责任追究或事故追查属实的;(7)当月参与打架斗殴、酒后闹事或刑事案件的;(8)当月职工参与越级上访的;

六、考核及奖励

(一)考核评比

1、月度考核。放炮队队委会根据“实施办法”的标准和要求,进行严、细考核,做到月考核、评比,考核结果入账、上牌板,奖优罚劣。每月根据考核结果对评选的“本质安全班组”和“本质安全班组长”、“本质安全员工”进行奖励;

(二)奖励

1、队委会对评选出的“本质安全班组”奖励2000元、“本质安全班组长”奖励300元、“本质安全员工”奖励300元;

2、其它表彰奖励按公司文件执行。

“本质安全班组” “本质安全员工”实施办法

单位:放炮队

本质安全电路 篇3

坚持“安全高于一切,一切为了安全”筑牢坚实的思想防线

责任到班子,铭记安全使命。领导班子是企业的核心,也是安全责任能否落实的关键。要从领导抓起,带领员工树立正确的安全价值观,“把别人的事故当成自己的教训,绝不重现;把未遂的事件当成发生的事故,绝不放过”。签订安全环保责任书,班子成员承包基层单位,包安全生产、包队伍稳定。每逢节假日,到现场去查一查、看一看,发挥领导干部的示范作用。

理念进基层,固化安全意识。员工是安全生产的主体,也是安全文化的主体。为了使理念变成员工的自觉行为,要在主要生产装置区设立“安全警告牌”,时刻提醒员工“精心操作每一秒,平安工作每一天”,进一步培育员工精细的安全行为。在凌晨2:00和4:00岗位人员容易困倦的时段,播放温馨的提示话语,提醒员工注意安全。在员工巡检时,强化精细管理,可避免问题扩大,确保装置的安全生产。

亲情入岗位,触动安全心弦。员工轻微的思想波动可能就是潜在的安全隐患。为了不让员工带着不良情绪上岗,要将安全文化延伸到八小时之外,拓展到每一个家庭。通过“送安全文化进家庭,请安全嘱托进车间”活动,签订《安全互保协议书》,征集《安全家书》,把家人对亲人安康的浓浓期盼引入岗位,在安全方面架起了企业与员工沟通的桥梁,给安全生产再加了一层保险,也使员工真正实现了由“要我安全”到“我要安全”的转变。

坚持“精在时时处处,细在点点滴滴”夯实坚固的发展基础

实行生产受控,保证运行精准无误。生产全过程受控、保证装置平稳运行是实现安全生产的必要条件。层层选拔技术能力强、业务素质高的技术骨干充实到每一个班组,负责全班的生产运行管理和突发事件处置,加强生产一线的技术力量和应急能力,使生产运行过程只有“规定动作”,没有“自选动作”。装置开停车是安全事故的多发时段,将整个开工过程细化为若干个稳定状态、步骤和动作,逐级开展安全分析,确保装置开车的一次成功。

不断提升素质,保证操作严丝合缝。化工行业技术密集的特点决定了员工不仅要有强烈的责任意识,更要有过硬的技术能力。要把提高操作人员的业务能力作为保证安全的重要手段,把提升目标确定为每一名操作人员成为工艺流程的“活地图”、装置运行的“数据库”、隐患排查的“听诊器”。操作人员对照现场绘制工艺流程图,反复画、经常练,每个流程都印在脑海里,每条管线内的介质走向、物料状态都明明白白、清清楚楚。通过素质提升,操作人员都做到了生产操作精准无误,隐患排查及时准确。

坚持“一切事故都是可以避免的”构建有力的预防体系

加强监督检查,保证规范一丝不苟。为保证各项规程落到实处,要强化内部监管力度,实施巡回监督、专项监督、派驻监督和跟班监督的立体化监管体系;本着“谁发现隐患,谁就是我们恩人”的理念,邀请相关专家给装置和管理把脉会诊,对发现的问题举一反三,及时整改,将问题化解在萌芽之中。

精心检修,消除潜在隐患。每年对装置进行一次全面的“体检”,在装置检修中,坚决做到材料不达标不放过、隐患不排除不放过、施工质量不合格不放过,保证用在装置上的材料万无一失,不给安全生产留下隐患。同时,对检修项目进行严细排查,使检修优良率达到100%,保证检修装置开车一次成功。

科技监控,全程有效防范。一套化工生产装置上就有几百台动静设备、几千个管线接口、几万个密封节点,岗位巡检防范难度很大。要在装置重点部位安装视频监控系统,实现对装置运行情况的连续监控和远程实时动态监控;根据不同岗位的安全需求,安装电子巡检系统、风速风向实时监测系统、安全生产数据文件传送系统等,实现安全生产资源的共享和安全管理的远程信息化。

(作者单位:大庆油田化工集团)

本质安全电路 篇4

本质安全电路是以抑制电火花和热效应能量为防爆手段的安全设计电路,其在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不会点燃规定的爆炸性气体混合物。本质安全设备是防爆电气设备中最安全的,省去了隔爆外壳,具有尺寸小、重量轻、成本低、安全性高等诸多优点[2]。随着电子技术和自动控制技术的发展,煤矿生产机械化程度的提高,本质安全技术不仅在井下电控设备、通讯与监控系统等方面,而且在化工、石油等领域得到广泛的应用[3]。

1 本质安全理论的发展

1914年,英国学者R.V.Wheeler提出了电铃设计的本质安全理论。1916年W.M.Thronton提出了本质安全电路理论[4]。本安理论创建初期,许多国家主要集中研究火花实验装置及安全火花电路设计。20世纪50~60年代,本安防爆理论和实际应用方面的研究进展显著,主要代表国家为前苏联、英国、西德等。研究方向包括火花放电研究——提出电容电路火花放电的3个阶段,建立火花放电模型研究放电特性;电弧放电研究——提出电感电路电弧放电的4个阶段,建立电弧放电模型研究放电特性[5];最小点燃能量值研究;电容电路的本质安全特性分析[6];火花实验装置改进等方面。发达国家的本质安全技术已广泛应用于通信、监控和遥控装置。

国内在本质安全技术及理论方面的研究从50年代初期开始,以制造防爆电器和防爆电机为起点,着手研究本质安全理论。随后,研制用于煤矿、石油和化工部门的本质安全电气设备,并投入使用[7]。80年代,国内的本质安全理论研究成果已相当丰富。主要研究方向为对电阻性本安电路的3种电弧放电特性进行研究,并建立抛物线模型仿真放电波形[8];对电感性电路的电弧放电特性进行研究,建立电弧放电模型[9],测量并分析电弧放电时间,研究最小点燃能量的测试方法等[10];对电容性电路的短路放电特性进行分析、研究;研究火花试验装置的设计与评价等。现今,本质安全方面的研究内容越来越广泛,已扩展到标准中参数选取和本安电气产品认证方法等方面。

2 本质安全性能评价方法及认证

2.1 本质安全性能评价基本方法

评价电气设备的本质安全性能首先是要核查设备和电路的机械结构,主要包括外壳防护等级——塑料等非金属外壳与金属外壳不同等级;电路的隔离——导电部件或元器件的间距,电气间隙,爬电距离,浇封化合物的要求及间距,内部导线的导体绝缘,继电器,接地导体、连接和端子等[11]。

其次是检查设备和电路的电气性能,核查电路发生故障的性质,将电路中相关部分的电流、电压、电容、电感值,施加安全系数后,与相关曲线或数据表进行比对,核查电路所具有的安全火花性能。正常工作和施加非计数故障时,安全系数为1.5,本质安全设备的温度组别所施加的电流或电压,其安全系数为1.0。

之后,检查设备、电路自身及其关联设备在故障状态下,各部分的温度值,是否超过规定的温度值。以Ⅰ类(150 ℃)和Ⅱ类(135 ℃)为温度基础,规定I类电气设备内部的元件上不能形成粉尘层[12]。

最后,在规定的保护水平下,对不同防爆级别的本质安全设备或电路进行火花点燃试验,要求不能引起试验气体混合物的点燃。

通过上述内容的检查及考核,电气设备或电路可确定是具有防爆型的本质安全性能。

2.2 本质安全性能评价标准

20世纪70年代初期,本质安全设备评价的国际标准是IEC79-11,将德国的火花试验装置推荐为IEC标准火花试验装置。之后,许多国家或组织发布了多种版本的安全性能评价标准,包括欧洲标准化组织制定得欧洲标准——EN 50039;澳大利亚发布的AS/NZS 60079-11标准;日本发布标准JISC 60079-110;德国出版的DIN EN 60079-11标准;美国出版的ANSI/ISA 60079-11标准等等。我国参照国际标准先后制定了国标GB 3836的3个版本,2011年8月实施新版标准[13]。

2.3 本安设备及系统认证方式

本质安全设备及系统的认证方式包括“系统认证”、“回路认证”、“参量认证”3种。“系统认证”是最早的认证方式,方法繁琐,限制系统配置的灵活性。“回路认证”加入了安全栅装置,将本安系统分为控制设备、安全栅、本安设备和连接电缆4个部分,简化了本安系统的认证过程[14]。“参量认证”将本安设备及关联设备单独进行认证,根据组合规则自由组合本安系统[15]。

目前,我国现行的本安认证技术是“回路认证”。被认可和授权的防爆认证机构共有4个,国家级仪表防爆和安全监督检验站、国家防爆电气产品质量监督检验中心、石油化学工业电气产品防爆质量监督检验中心和南阳电气防爆所。美国、俄罗斯、德国、加拿大、英国等许多国家都有授权的防爆认证机构。

3 电路本质安全性能评价方法

目前对电路本质安全性能的评价主要有两种方法:爆炸性判断方法和非爆炸方法。爆炸性判断方法是通过在安全火花试验装置上对被检测电路进行爆炸性试验,从而判断其本质安全性能。爆炸性判断方法具有成本高、周期长、无法对生产研发提供指导方向等缺点,因而非爆炸性本安判断理论得以长足发展。非爆炸性的判断方法就是对比各种曲线、通过查表或理论判别式来判断被试验电路的本质安全性能,是一种高效、实用的方法[16]。

3.1 爆炸性判断方法

通常情况下,本质安全电路都应经过火花试验。火花试验装置是研究本质安全电路及设备安全性能不可缺少的试验装置。火花试验装置被用来检测电阻电路或电感电路中的最小点燃电流(Minimum Igniting Current,MIC)和电容电路中的最小点燃电压(Minimum Igniting Voltage,MIV)[17]。根据试验绘制的点燃曲线是设计本质安全性电路的依据。

在火花试验装置上进行试验时,对试验方法和标定条件有严格规定,原则是选取最危险的环境和临界参数,以使被检验的电路或设备经受最严格的考验,使设计的参数更为安全可靠。

3.2 非爆炸性判断方法

(1)临界点燃曲线。

各种简单直流电路的本安判据是其对应的临界点燃曲线。判断复杂电路是否满足本安性能要求,可将其分解为若干单一支路,对各支路进行分析判断。支路若是简单的电阻电路、电感电路、电容电路,则可用相应的临界点燃曲线进行分析与判断;对于支路中不能视为简单电路的,采用建模分析方法将支路化简为单一性质的简单电路,进而依据相应的临界点燃曲线进行判断。研究人员现已建立了4种电弧放电的数学模型:放电电流线性模型、放电电流抛物线模型、静态伏安特性模型和动态伏安特性模型。在复杂电路等效方法的研究方面,国内已研究出了等效电阻法——使用线性模型计算等效电流,将等效电流与最小点燃电流比较得到判别式;容性等效电路法——将计算得到的电路相关参数与最小点燃曲线比较,判定电路本安性能。

(2)能量判别式和功率判别式。

以最小点燃能量为判别标准,通过计算简单电感性电路火花释放的能量,得到能量判别式[18];提出功率判别式,解释了小火花能够引爆气体,而较大的火花不一定能引爆气体的现象,对能量判别式进行了补充[19]。

(3)Pspice软件仿真[20]。

将设计制作好的复杂电路利用Pspice仿真软件进行仿真,得到在正常情况下、指定故障状态下各支路电流、电压等参数,将这些参数与相应的最小点燃曲线进行比较,评价出各支路的本质安全特性。若某条支路被评价为非本安电路时,通过故障分析和电路改良,将支路设计为具有本质安全性能,直至全部支路均为本安电路,进而得到整个电路的本质安全特性。

4 结束语

本质安全 篇5

本质安全是指机械设备本身所固有的安全,也是指一般水平操作者,即使发生人为的误操作,由于设备本身的安全措施,仍能确保人员、设备的安全。

本质安全型(化)

本质安全型是将本质安全的内涵加以外延,是指在一个人——机——环境系统内,综合利用现代科技手段、管理手段,使整个系统具有可靠的预防事故和失效保护机能,使设备达到即使操作者发生误操作或设备本身发生故障时,仍能自动保障操作者及他人人身安全及设备本身不受破坏。

本质安全化是一个相对的概念,在一个特定的人——机——环境系统内,三者组成有机整体。在一般作业场所属于本质安全的起重机械,而在石化作业场所就可能变成非本质安全的起重机械。本质安全型的实现一般可由人员本质安全化、设备本质安全化、作业环境本质安全化、管理本质安全化四个方面组成。

本质安全型企业指在存在安全隐患的环境条件下能够依靠内部系统和组织保证长效安全生产。该模型建立在对事故致因理论研究的基础上,建立科学的、系统的、主动的、超前的、全面的事故预防安全工程体系。

事故致因理论

早期的事故致因理论。比较出名的有:

海因里希的事故法则:

美国安全工程师海因里希(Heinrich)在50多年前统计了55万件机械事故,其中死亡、重伤事故1666件,轻伤48334件,其余则为无伤害事故,从而得出一个重要结论,即在机械事故中,死亡、重伤、轻伤和无伤害事故的比例为1:29:300,国际上把这一法则叫事故法则。这个法则说明,在机械生产过程中,每发生330起意外事件,有300件未产生人员伤害,29件造成人员轻伤,1件导致重伤或死亡。

海因里希的工业安全理论是该时期的代表性理论。海因里希的研究说明大多数的工业伤害事故都是由工人的不安全行为和物的不安全状态引起的,而人的不安全行为和物的不安全状态是由于人的缺点造成,人的缺点是由于不良环境诱发或由先天的遗传因素造成的。

因果过程是遗传因素及社会环境是造成人的性格上的缺点的原因,人的缺点是产生不安全行为和造成物的不安全状态的原因,人的不安全行为和物的不安全状态就引起事故和伤害。

博德的事故因果连锁:

博德(F.Bird)在海因里希事故因果连锁的基础上,提出了反映现代安全观点的事故因果连锁。

1.直接原因。不安全行为或不安全状态是直接原因。但直接原因不过是背后的深层原因的征兆,一种表面的现象。如果只抓住了作为表面现象的直接原因而不追究其背后隐藏的深层原因,就永远不能从根本上杜绝事故的发生。

2.间接原因。间接原因包括个人原因及与工作有关的原因。个人原因包括缺乏知识或技能,动机不正确,身体上或精神上的问题。工作方面的原因包括操作规程不合适,设备、材料不合格,通常的磨损及异常的使用方法等,以及温度、压力、噪声、照明、周围的状况等环境因素。

3.根本原因。管理缺陷是事故发生的根本原因。由于管理上的缺陷,就使得能够导致事故的间接原因、直接原因出现。为了预防事故的发生,必须从加强安全管理入手。

多米诺骨牌理论

该理论认为,一种可防止的伤亡事故的发生,就好象一系事件顺序发生的结果。它引用了多

米诺效应的基本含义,认为事故的发生,就好象一连串垂直放置的骨牌,前一个倒下,引起后面的一个个倒下。当最后一个倒下,就意味着伤害结果发生。

最初,海因里希认为,事故是沿着如下顺序发生、发展的:人体本身—按人的意志进行动作——潜在危险——发生事故——伤害。

这个顺序表明:事故发生的最初原因是人的本身素质,即生理、心理上的缺陷或知识、意识、技能方面的问题等,按这种人的意志进行动作,即出现设计、制造、操作、维护错误;潜在危险,则是由个人的动作引起的设备不安全状态和人的不安全行为;发生事故,则是在一定的条件下,这种潜在危险就会引起事故发生;伤害,则是事故发生的结果。

后来,我国有关专家对此又做了一些修改,变为:社会环境和管理欠缺、人为过失——不安全行为和不安全状态——意外事件——伤亡。也就是说,事故发生的基础原因是社会环境和管理欠缺,是这种原因造就了人。这里强调了社会和管理的作用,但却忽略了人本身的先天和后天素质、生理和心理素质。

根据骨牌理论提出的防止事故措施是:从骨牌顺序中移走某一个中间骨牌。例如:尽一切可能消除人的不安全行为和物的不安全状态,则伤害就不会发生。

当前,我国正在兴起的安全文化,其目的在于消除事故发生的背景原因,也就是要造就一个人人重视安全的社会环境和企业环境,从提高人的素质方面来解决安全问题。这样,无论从管理上、技术上都不会发生人为失误,从而以上三个环节都不存在问题,也就从根本上解决事故发生的问题。

人与物的交互连锁论

轨迹交叉论

第二次世界大战期间为了防止和减少飞机飞行事故而兴起的事故判定技术及人机工程等,对后来的工业事故预防产生了深刻的影响。

该理论认为,在事故发展进程中,人的因素的运动轨迹与物的因素的运动轨迹的交点,就是事故发生的时间和空间。即,人的不安全行为和物的不安全状态发生同一时间、同一空间,或者说人的不安全行为与物的不安全状态相遇,则将在此时间、空间发生事故。

人的因素:遗传、环境、管理缺陷----不安全行为

-----事故-----伤害

物的因素:设计、制造缺陷-----不安全状态

根据轨迹交叉论的观点,消除人的不安全行为可以避免事故。但是应该注意列,人与机器不同,人的行为受各有思想的支配,有较大的行为自由性。由于人的行为受到许多因素的影响,控制人的行为是件十分困难的工作。

消除物的不安全状态也可以避免事故。通过改进工艺,设置有效安全防护装置,根除和控制生产过程中的危险源等等。但是,受实际的技术、经济条件等客观条件的限制,完全地根除生产过程中的危险源几乎是不可能的,所以,为了有效地防止事故发生,必须同时采取措施消除人的不安全行为和物的不安全状态。

北川彻三的事故因果连锁论

日本广泛以北川彻三的事故因果连锁论作为指导安全工作的基本理论。北川彻三从四个方面探讨事故发生的间接原因:①技术原因。②教育原因。③身原因体。④精神原因。认为从三个方面是事故的根本原因:①管理原因。②学校教育原因。③社会或历史原因。

本质安全

20世纪六、七十年代以后,在国外的安全工作中比较强调实现生产条件、机械设备的安全,而先进的科学技术和经济条件为此提供了技术手段和物质基础。在安全工程中,我们把机械设备、物理环境等生产条件的安全称作本质安全(SubstanceSafety)。

本质安全本来是电气设备防爆的一种类型:“本质安全电路就是在规定的试验条件下,正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。

全部采用本质安全电路的电气设备称为本质安全型电气设备。” 也就是说该类电器不是靠外壳防爆和充填物防爆,而是其电路在正常使用或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mJ, 即可燃气体浓度为8.5%(最易爆炸的浓度)最小点燃能量。当用本质安全来描述机械设备、物理环境等生产条件的安全时,在青岛贤司的《安全用语事典》中,把“操作人员在使用和操作电气装置或机械设备等的时候,这种装置或设备无论从结构方面,还是从性能、强度方面来看均不存在危险性部件,称之为本质安全。”

人们相信,只要实现了本质安全和产品安全就可以有效地防止事故发生。在这种安全观念的指导下,我们通过严格的工程设计、加工制造和精心的维修保养努力实现生产条件的本质安全和产品安全。物的因素的控制成为一个时期的安全工作的重点。本质安全和产品安全强调实现机械设备、生产条件和产品的安全,无疑是非常必要的。但是应该注意的是,本质安全也是相对安全,属于可接受的危险。

“不存在危险性”的本质安全、产品安全并不存在;生产过程中总是存在某些种类的危险源,存在着发生事故的危险性。实现了本质安全、产品安全,我们仍然需要小心谨慎。

人的本质安全,就是通过追求企业生产流程中人、物、系统、制度等诸要素的安全可靠和谐统一,使各种危害因素始终处于受控制状态,进而逐步趋近本质型、恒久型安全目标。

人的本质安全相对于物、系统、制度等三方面的本质安全而言,具有先决性、引导性、基础性地位。

人的本质安全包括两方面基础性含义。一是人在本质上有着对安全的需要。二是人通过教育引导和制度约束,可以实现系统及个人岗位的安全生产无事故。

人的本质安全是一个可以不断趋近的目标,同时又是有具体小目标组成的过程。人的本质安全既是过程中的目标,也是诸多目标构成的过程。

本质安全是珍爱生命的实现形式,本质安全致力于系统追问,本质改进。强调以系统为平台,透过繁复的现象,去把握影响安全目标实现的本质因素,找准可牵动全身的那“一发”所在,纲举目张,通过思想无懈怠、管理无空档、设备无隐患、系统无阻塞,实现质量零缺陷、安全零事故。

本质安全行为的员工可通俗的解释为:想安全,会安全,能安全。即具备自主安全理念,具备充分的安全技能,在可靠的安全环境系统保障之下,具有安全结果的生产管理者和作业者。

“本质安全”理念的提出,符合企业健康持续协调发展和员工自身安全防护的需要,是企业在生产经营的过程中对事故由被动接受到积极预防,从源头上杜绝事故发生,是安全认识上的一大进步。

本质安全和企业安全文化紧密相关,属安全管理的文化范畴,其实质内涵是实现人的生命的安全和健康。眼下,安全工作被提升到前所未有的高度,但各类事故依然频发,根本原因就在于安全文化的缺失。“临阵磨枪”也许能保得一时安全,却不能保障长治久安。对企业来说,安全文化的建立应该是第一位的,而安全生产活动则是第二位的,它关乎企业的生存大计,更直接影响到企业生产进程和质量的高低。

可喜的是,我们许多企业已经意识到安全文化的重要。广东省安全生产监督管理局在广东省行政区域内举办了“安全文化建设示范企业”活动中,就明确提出了把安全文化纳入企业文化建设的主要内容。

本质安全电路 篇6

应用于煤矿的本质安全型 (以下简称本安型) 电子设备对电路能量有着严格的限制和控制。矿用本安型设备的供电电源多带有过流保护电路, 而沿线设备在开机时, 由于内部的容性负载以及电源转换模块 (DC-DC) 瞬间大的拉电流作用, 会对供电电源产生非常大的负担。尤其是当监控系统开机时, 各沿线设备因供电电源启动而同时启动, 产生的瞬间启动电流有可能会超过供电电源的过流保护点, 使供电电源截止, 从而导致设备以及系统启动异常[1]。

若沿线设备供电电源的电路具备以下功能, 则可减少上述现象发生的概率: (1) 采用软启动电路, 使输入电流按一定速率上升; (2) 采用延时电路, 延时时间可调, 即供电电源上电后, 设备并不立即启动, 而是延时一段时间启动, 并且不同设备延时时间不同, 这样可以使设备错开上电时的电流高峰; (3) 限制设备的最高工作电流。为此, 笔者设计了一套矿用本安型设备软启动电路, 该电路原理简单, 性能可靠。

1 电路原理

矿用本安型设备软启动电路如图1所示。其中Q1、Q2为PNP三极管, Q3为N沟道增强型场效应管。当输入电压UIN后, R2与R3对UIN分压。R2与C1构成RC延时电路, 随着C1充电, C1电压上升, 当C1两端电压大于Q3的开启电压后, Q3导通。由于C1电压缓慢上升, Q3的漏极电流与电路输出电流呈一定关系上升, 当C1两端电压大于Q3的开启电压后, Q3完全导通。当电路连接的负载继续增加时, R1、R5、Q1、Q2构成经典限流电路, 从而实现限流功能[2,3,4]。

矿用本安型设备软启动电路的功能: (1) 延时启动功能, 延时时间可调; (2) 软启动功能, 由Q3的栅极电压控制Q2的输出电流, 软启动性能可靠; (3) 限流功能, 限制负载的最大能量, 保护负载及供电电源; (4) 欠压自动断电功能, 当输入电压低于额定值时, 自动切断输出, 并且该额定值可调。

2 电路分析

2.1 软启动性能分析

由增强型场效应管的特性可知, 在可变电阻区, 其漏极电流ID (单位为A) 为

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式中:UGS为场效应管的栅极电压;UGS (th) 为场效应管的开启电压;IDO为当UGS (th) 为UGS一半时的场效应管漏极电流值[5]。

电容C1的充电函数为

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式中:UT为电容充电时电容两端电压;E为电容充电完成后的电压;t为电容C1的充电时间。

综合式 (1) ~ (3) 得

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取Q2的放大倍数为β2, 在Q3未完全导通时, Q2处于放大区, 则该电路的输出电流为

2.2 限流功能分析

当C1充电完成且C1两端电压远大于Q3的开启电压时, Q3完全导通, 此时软启动过程结束, 进入限流阶段。因Q3导通电阻很小, 此时图1所示的电路可简化为如图2所示的电路。

假设该电路的输出电流为Io, 流经R1的电流为IR1, Q1的集电极电流为ICQ1, Q1的增益为β1, Q2的基极电流为IBQ2, Q2的增益为β2, R5电压为UR5。

Q1工作于放大区时, 有

undefined

式中:Rb为Q1的基区体电阻[5]; IEQ1为Q1的静态工作电流, mA。

一般情况下, 认为三极管基极、发射极的等效电阻rbe近似为1 kΩ, 即undefined, 约等于1 kΩ, 故式 (6) 可写为

undefined

Io≈IR1, 则式 (7) 可写为

undefined

R5电压近似为

undefined

当Io较小时, R5电压较小, Q2处于饱和区;当Io增加时, R5电压上升, Q2逐渐进入放大区。Q2的基极发射极电压ube近似为UIN-UR5, 则Q2的基极电流为

IBQ2≈ (UIN-UR5) /rbe≈UIN-β1IoR1R5×10-3 (10)

Io=β2IBQ2=β2 (UIN-β1IoR1R5×10-3) (11)

由式 (11) 得

undefined

由以上分析可得, 该电路在输出电流较小时, Q2处于饱和区, Io随负载电流上升而上升, 当负载电流上升到一定值后, Q2处于放大区, 这时Io为恒定值, 从而达到限流的目的[6,7,8]。

2.3 延时特性分析

将Io=0代入式 (5) , 得

β2IDOundefined2=0 (13)

则延时时间t1 (单位为s) 为

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由式 (14) 可知, 当UGS (th) 、UIN、R2、R3固定时, 改变C1即可改变电路的延时时间。

2.4 欠压断电特性分析

由E=UIN[R3/ (R2+R3) ]=UGS (th) , 可得UIN的零界电压为

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当输入电源电压小于UINmin时, Q3截止。该功能主要防止设备中输入的电源电压过低, 从而导致设备性能下降。通过调整R2与R3的比例关系可以调整电源的零界电压。

3 电路实验

设置R3=200 kΩ, R2=500 kΩ, UIN=18 V, C1=1 μF, Q3开启电压为2 V, Q1为8550, Q2为B772, 负载接10 Ω电阻。通过示波器观察到的软启动电路的输出电压波形如图3所示。

从图3可看出, 设延时时间t1=246 ms, 经t3=256 ms后电压恒定, 恒定电压Uc为3.6 V。电路在启动瞬间输出电路变化缓慢, 而后电路输出电流迅速上升, 即该电路对开机瞬间大电流进行抑制, 而后加大电流供给, 以保证设备正常工作。

4 结语

设计的软启动电路从煤矿本安型设备存在的实际问题出发, 结合煤矿本安型设备的特点, 所用元件简单, 成本低。目前, 该电路已在矿用本安型设备中进行了多次试验, 其稳定性和可靠性均表现良好。

摘要:针对矿用设备启动时产生的瞬间大电流易导致供电电源截止、进而导致设备启动异常的问题, 介绍了一种由简单元件组成的矿用本质安全型设备软启动电路的设计;给出了该电路原理, 分析了该电路的软启动性能、限流特性、延时特性和欠压断电特性。试验结果验证了该电路的有效性和可靠性。

关键词:煤矿,本质安全型设备,供电电源,软启动,延时启动,限流,欠压保护

参考文献

[1]INGLE V K, PROAKIS J G.数字信号处理——使用MATLAB[M].刘树棠, 译.2版.西安:西安交通大学出版社, 2008.

[2]许开君, 李忠波.模拟电子技术[M].北京:机械工业出版社, 2000.

[3]张国雄, 金篆芷.测控电路[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[4]张庆双.晶闸管应用电路精选[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[5]秦曾煌.电工学[M].北京:高等教育出版社, 1999.

[6]邹伯敏.自动控制理论[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[7]赵文博.常用集成电路速查手册[M].北京:机械工业出版社, 2010.

本质安全电路 篇7

关键词:矿用组合开关,先导电路,智能控制,本质安全,自启动,抗干扰,电子器件

0 引言

矿用组合开关与远方控制按钮之间的联接电路称先导电路,它是控制主电路闭合(或)断开时最先接收指令信号的控制电路,必须是本质安全型的。在煤矿井下,随着采掘功率的增大,控制方式越来越趋向集中化,组合开关的远控距离越来越长,致使远控电缆被短接的概率增大,矿用设备如采煤机、运输机自启动现象会导致机械和电气故障造成人身伤亡事故。因此,在设计先导电路时必须克服每一个不可靠因素,以确保煤矿井下供电系统的可靠运行[1]。

目前,先导控制技术普遍采用智能化控制,即通过单片机完成各种逻辑判断,进而控制设备的启停,但它存在自启动、非完全本质安全和抗干扰能力差等问题,周围一旦产生干扰信号,设备将无法稳定运行,造成不应有的损失。笔者在实验的基础上设计出了一种新型的具有高稳定性的先导电路,有效地解决了原有的先导电路存在的自启动和抗干扰能力差的问题,使先导电路的工作可靠性、保护灵敏性和安全性[2]均得到显著提高,并在实际产品中成功应用。

1 先导电路构成及工作原理

先导电路由信号产生电路、信号采集电路、信号鉴别电路和执行电路组成,如图1所示。

信号产生电路中,交流电压经先导二极管整流,直流电流在电阻上产生压降,该压降即为先导信号;当出现误启动、远控电缆断路和短接等故障时,先导信号电压是不相同的;信号采集电路采用RC滤波电路对先导信号滤波,用于控制接地故障和启停、断路控制,并把采集的先导信号送到由运算放大器、直流小型大功率继电器等元器件构成的信号鉴别电路,用于综合检测结果、鉴别控制指令和判断先导回路控制线状态;执行电路根据信号电压值的不同,控制运算放大器的输出继而控制继电器的吸合,以控制主控电路的导通,执行控制功能。

2 先导电路的硬件实现

根据上述分析设计出了如图2所示的具体实施电路,实验证明该电路能够满足要求,实现各种保护功能。

(1) 信号产生电路

图2中,SB1、SB2分别为先导电路远方启动和停止按钮,K1-a、K2-b为远控电缆。AC12 V交流电压经先导二极管D0整流后,在电阻R1、RP2上产生直流电压降,作为先导信号。经实验测试,当SB1闭合时信号电压经滤波后为6.5 V,SB1松开时信号电压经滤波后为7.9 V;当SB2断开或者远控电缆出现断路时,信号电压经滤波后为11.2 V;当K1-a段和K2-b段被短接时,信号电压经滤波后为0.4 V。信号产生电路以SB1、SB2的配合使用作为启动信号,当设备启动时需要先按下SB2按钮使回路形成断路,然后再按下SB1按钮,最后松开SB2,设备启动;几秒种后松开SB1,设备进入运

行阶段。若仅仅按下SB1按钮, 继电器J分开,继电器K释放,电路无法完成启动,电路将作为误启动信号进行处理,提高了电路的可靠性[3]。

(2) 信号采集电路

R6、R7、R16、R17和C1~C4对采集信号滤波,分别向运算放大器A1、A2提供信号电压。由R11~R15、A1、二极管D1和三极管Q1、继电器K实现启停和断路保护,其中R11~R15构成分压器向A1提供基准电压,并通过开关K的状态为不同运行状态提供不同的基准电压。R4~R5、R9~R10、A2、Q2和继电器J实现当远控电缆短接时继电器J稳定工作,其中C5、R9和常开开关J构成延时单元,控制继电器J延时释放,由电容放电时间常数τ=RC可知,取C5为100 μF、R9为51 kΩ可实现5 s左右的延时;通过对常闭开关J的控制可实现对继电器K的控制,避免接地时继电器反复动作[4]。

(3) 信号鉴别和执行电路

先导回路控制线与先导二极管D0正常且没有按下先导回路控制按钮时,UA1+UA1-,A1输出高电平,Q1导通,继电器K吸合, A1基准电压变大,保证松开SB1后UA1+>UA1-仍能成立。按下SB2、断线或跳开程控继电器KC时,先导信号产生回路形成断点,UA1+

当远控电缆发生短路故障时,UA2+> UA2-,A2输出高电平,Q2导通,继电器J吸合,其常闭开关J断开,继电器K释放[6]。同时常开开关J闭合,接通RC充电回路,当接地故障排除后,UA1-和UA2-电压均升高,由于电容电压不能突变,UA2-升高速度小于UA1-,只要保证当UA1-已经升高到大于UA1+时,UA2-才升高到大于UA2+,就可以有效避免继电器K自动吸合,保证了先导电路的安全性。

该先导电路中J和K采用MATSUSHITA DS2Y-S-DC12 V型继电器。依据额定参数和电路参数,可计算出启动电流Is=8.5 mA,维持电流Ih=6.5 mA。正常工作时,信号产生电路电流I实测为12 mA,当出现短路故障时,信号产生电路电流I实测为24 mA。查电阻性电路本质安全参数曲线[2]可知,电路在DC12 V电压作用下的最小引爆电流为5 A。由此说明,该先导电路是本质安全型电路[7]。

当先导回路工作电源AC发生波动或者由于远控电缆长度发生变化引起阻抗值变化时,先导信号电压将会随之发生变化,由于A1和A2取自于同一电路,其电压也将随之发生变动,故二者的电压波动值能够线性相互抵消,自适应性强,提高了电路的抗干扰性能[8]。

3 实验仿真及数据分析

先导信号采集是否准确决定了整个电路的控制准确性,所以采集信号是整个电路的核心。利用电子仿真软件Multisim10.0仿真可得到当先导电路启动、运行和远控电缆出现故障时c点(见图2)电压波形,如图3所示。使用该先导电路经多次实验,测得实验数据如表1所示。

从图3及表1可看出,当先导电路正常启动时, c点电压值为6.5 V,低于A1同相端电压7.2 V, Q1导通,使主控电路接通;当远控电缆发生断路故障时,c点电压值为11.9 V, 高于A1同相端电压7.5 V,Q1关断,使主控电路断路,起到保护作用;当

远控电缆发生短路故障时,c点电压值为1.5 V, 低于A1同相端电压7.5 V, 但此时A2输出高电平,Q2导通,继电器J吸合,其常闭开关J断开,继电器K释放,使主控电路断路, 起到保护作用。所以当直接按启动键启动时,电路无法完成启动;当远控电缆发生断路、短路故障时,设备能够可靠停止运行,并且故障排除后不会出现自启动现象。

4 结语

详细介绍了先导电路的硬件实现,利用仿真软件Multisim10.0对该电路进行了模拟仿真,从实验数据可看出:该电路检测精度高,动作灵敏,能够避免设备停机后的自启动现象,实现了断路、短路等保护功能。而且该电路采用电子器件实现先导控制和故障保护功能,未采用传统的以处理器为核心的控制方式,所以具有较强的自适应性和良好的抗干扰能力。目前,该电路已成功应用在3.3 kV矿用隔爆型组合开关中,运行稳定可靠。

参考文献

[1]朱前伟.矿用本质安全电源的基本要求和设计方法[J].工矿自动化,2012(2):22-25.

[2]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2011.

[3]李海英,郝俊芳,宋建成,等.矿用隔爆兼本质安全型磁力控制站测控系统的研究[J].太原理工大学学报,2001(11):580-583.

[4]许正亚.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,1996.

[5]BERTH M,KUNG L,LIMBEEK E F D E.Switching Overvoltages in Motor Circuits[J].IEEE Transactions on Industry Applications,2001,37(6):1582-1589.

[6]王德胜.附加直流电源检测法在漏电保护中的应用[J].工矿自动化,2010(2):62-64.

[7]柳春生.矿用防爆型磁力起动器的故障预测及故障闭锁[J].仪器仪表学报,2001,22(4):235-236.

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