七本安质电气.ppt

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义煤集团集团公司安全理念义煤集团集团公司安全理念落实年落实年攻坚年攻坚年基础年基础年规范年规范年矿矿无隐患矿矿无隐患人人无违章人人无违章电气防爆检查工电气防爆检查工矿用防爆电气设备的通用要求第四节第四节本质安全型电气设备本质安全型电气设备本质安全型电气设备由于其电路所本质安全型电气设备由于其电路所能传递的能量受到限制，不能制成能传递的能量受到限制，不能制成较大功率的设备，因而使用范围受较大功率的设备，因而使用范围受到限制。

目前本质安全型电气设备到限制。

目前本质安全型电气设备在煤矿井下主要用于矿井通信系统、在煤矿井下主要用于矿井通信系统、信号系统、有害气体的监测监控、信号系统、有害气体的监测监控、遥控和自动装置以及测量仪器、仪遥控和自动装置以及测量仪器、仪表等。

根据国家标准表等。

根据国家标准GB383642000的规定，本质安全型电气设备的规定，本质安全型电气设备的标志是的标志是“i”。

一、本质安全电路基础知识一、本质安全电路基础知识1本质安全电路和本质本质安全电路和本质安全型电气设备本质安全安全型电气设备本质安全电路就是在电路就是在GB38364规规定的条件下，正常工作或定的条件下，正常工作或规定的故障条件下产生的规定的故障条件下产生的任何电火花或任何热效应任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性均不能点燃规定的爆炸性环境气体的电路。

全部采环境气体的电路。

全部采用本质安全电路的电气设用本质安全电路的电气设备称为本质安全型电气设备称为本质安全型电气设备。

备。

“正常工作正常工作”指电气设备在设计规范条件指电气设备在设计规范条件下工作。

检验单位用火花试验装置对电路下工作。

检验单位用火花试验装置对电路进行接通和断开试验视为对正常工作状态进行接通和断开试验视为对正常工作状态的检验。

的检验。

“规定的故障条件规定的故障条件”指除指除“可靠可靠元件和组件元件和组件”外，任何与本质安全性能有外，任何与本质安全性能有关的电气元件损坏或电路连接以及元件之关的电气元件损坏或电路连接以及元件之间的间距、绝缘损坏故障，如电气元件短间的间距、绝缘损坏故障，如电气元件短接、晶体管或电容击穿、线圈匝间短路和接、晶体管或电容击穿、线圈匝间短路和保护装置失灵等都属于规定的故障条件。

保护装置失灵等都属于规定的故障条件。

2关联设备关联设备指装有本质安全电路和非本质安指装有本质安全电路和非本质安全电路，且结构使非本质安全电全电路，且结构使非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利路不能对本质安全电路产生不利影响的电气设备。

关联设备可以影响的电气设备。

关联设备可以是隔爆型或其他防爆类型，也可是隔爆型或其他防爆类型，也可以是矿用一般型，这取决于关联以是矿用一般型，这取决于关联设备的使用场所。

如果关联设备设备的使用场所。

如果关联设备置于煤矿井下危险场所，关联设置于煤矿井下危险场所，关联设备应是防爆类型，如果置于地面，备应是防爆类型，如果置于地面，关联设备可以是一般型的。

关联设备可以是一般型的。

向本质安全电路供电并通向本质安全电路供电并通过整流电源的安全栅或其过整流电源的安全栅或其他限能保护装置即属于关他限能保护装置即属于关联设备；隔爆兼本质安全联设备；隔爆兼本质安全型电气设备中的隔爆设备型电气设备中的隔爆设备部分为关联设备。

部分为关联设备。

点击视频点击视频3最小点燃电流和最低点燃电压最小点燃电流和最低点燃电压在标准要求的试验在标准要求的试验（火花试火花试验验）条件下，在电阻电路或条件下，在电阻电路或电感电路中引起爆炸性试验电感电路中引起爆炸性试验混合物点燃的最小电流。

混合物点燃的最小电流。

在标准要求的试验在标准要求的试验（火火花试验花试验）条件下，在电条件下，在电容电路中引起爆炸性试容电路中引起爆炸性试验混合物点燃的最低电验混合物点燃的最低电压。

压。

点燃爆炸性混合物的最小电流和点燃爆炸性混合物的最小电流和电压的测定也是非常重要的。

最电压的测定也是非常重要的。

最小点燃电流和最小点燃电压是防小点燃电流和最小点燃电压是防爆检验单位在规定试验条件下，爆检验单位在规定试验条件下，通过大量的火花试验而确定的点通过大量的火花试验而确定的点燃爆炸性混合物的最小电流和电燃爆炸性混合物的最小电流和电压，并绘制了最小点燃电流和电压，并绘制了最小点燃电流和电压曲线。

最小点燃电流和电压曲压曲线。

最小点燃电流和电压曲线是设计、使用和检验本安电路线是设计、使用和检验本安电路的重要依据。

火花试验请参阅的重要依据。

火花试验请参阅GB383642000标准的附录标准的附录B中中的有关内容。

的有关内容。

4本质安全型电气设备的特点本质安全型电气设备的特点3本质安全电本质安全电路的外部传路的外部传输线还可用输线还可用一般的胶质一般的胶质线甚至裸线，线甚至裸线，可节省大量可节省大量电缆。

电缆。

本质安全型电本质安全型电气设备是通过气设备是通过限制电路的电限制电路的电气参数，进而气参数，进而限制放电火花限制放电火花能量实现电气能量实现电气防爆的，即电防爆的，即电路本身就具有路本身就具有防爆性能。

防爆性能。

12本质安全型电本质安全型电气设备不需要气设备不需要专门的隔爆外专门的隔爆外壳，这就大大壳，这就大大缩小了设备的缩小了设备的体积和重量，体积和重量，简化了设备的简化了设备的结构。

结构。

总之本质安全型总之本质安全型电气设备具有结电气设备具有结构简单、体积小、构简单、体积小、重量轻、制造维重量轻、制造维修方便、造价低、修方便、造价低、安全性能可靠等安全性能可靠等优点。

但由于输优点。

但由于输出功率较小使用出功率较小使用范围受到限制。

范围受到限制。

二二.本质安全型电气设备的类型本质安全型电气设备的类型本质安全型电气设备分为单本质安全型电气设备分为单一式和复合式两种形式。

单一一式和复合式两种形式。

单一式本安型电气设备是指电气设式本安型电气设备是指电气设备的全部电路都是由本质安全备的全部电路都是由本质安全电路组成的，如便携式仪表多电路组成的，如便携式仪表多为单一式。

复合式本质安全型为单一式。

复合式本质安全型电气设备是指电气设备的部分电气设备是指电气设备的部分电路是本质安全电路，另一部电路是本质安全电路，另一部分是非本安电路，如隔爆兼本分是非本安电路，如隔爆兼本质安全型电源。

质安全型电源。

三三.本质安全型电气设备的等级本质安全型电气设备的等级本安型电气设备和关联设备的本质本安型电气设备和关联设备的本质安全部分根据安全程度的不同分为安全部分根据安全程度的不同分为ia和和ib两个等级。

两个等级。

1计数故障与非计数故障计数故障与非计数故障符合符合GB38364标准结构要求的电气设备标准结构要求的电气设备的零部件上发生的故障称为计数故障；不的零部件上发生的故障称为计数故障；不符合符合GB38364标准结构要求的电气设备标准结构要求的电气设备的零部件上发生的故障称为非计数故障。

的零部件上发生的故障称为非计数故障。

2ia等级等级在下列每一种情况下，在下列每一种情况下，“ia”等级电气设备中的本质安全电等级电气设备中的本质安全电路不能引起点燃爆炸性气体混合物：

路不能引起点燃爆炸性气体混合物：

（1）正常工作和施加产生最不利条件的非计数故障，其安全正常工作和施加产生最不利条件的非计数故障，其安全系数为系数为1.5。

（2）正常工作和施加一个计数故障加上产生最不利条件的非正常工作和施加一个计数故障加上产生最不利条件的非计数故障，其安全系数为计数故障，其安全系数为1.5。

（3）正常工作和施加二个计数故障加上产生最不利条件的非正常工作和施加二个计数故障加上产生最不利条件的非计数故障，安全系数为计数故障，安全系数为1。

在上述各种情况下，所施加的非计数故障可以不同；在所在上述各种情况下，所施加的非计数故障可以不同；在所有情况下，为确定表面温度组别，施加在电压或电流上的安有情况下，为确定表面温度组别，施加在电压或电流上的安全系数应是全系数应是10。

3ib等级等级在下列每一种情况下，在下列每一种情况下，“ib”等级电气设备等级电气设备中的本质安全电路不能引起点燃爆炸性气体中的本质安全电路不能引起点燃爆炸性气体混合物：

混合物：

2正常工作和正常工作和施加一个计施加一个计数故障加上数故障加上产生最不利产生最不利条件的非计条件的非计数故障。

数故障。

1正常工作和正常工作和施加产生最施加产生最不利条件的不利条件的非计数故障。

非计数故障。

在上述各种情况，所施在上述各种情况，所施加的非计数故障可以不加的非计数故障可以不同。

同。

从安全等级划分标准从安全等级划分标准中可以看出，中可以看出，ia等级的等级的本质安全型电气设备的本质安全型电气设备的安全程度高于安全程度高于ib等级。

等级。

从技术要求上看，从技术要求上看，ia等等级的本质安全型电气设级的本质安全型电气设备比备比ib等级的本质安全等级的本质安全型电气设备要更高更严。

型电气设备要更高更严。

二、本质安全型电路的防爆原理二、本质安全型电路的防爆原理电路中电流所产生的热、火花和电弧是电路中电流所产生的热、火花和电弧是导致爆炸性气体混合导致爆炸性气体混合物爆炸的主要点火物爆炸的主要点火源。

本质安全电路的防爆原理就是通过源。

本质安全电路的防爆原理就是通过限制电路的电气参数或采取保护措施，限制电路的电气参数或采取保护措施，以达到削弱电流所产生的热效应及火花、以达到削弱电流所产生的热效应及火花、电弧的放电能量的目的，使电路系统无电弧的放电能量的目的，使电路系统无论在正常工作或故障状态下，产生的火论在正常工作或故障状态下，产生的火花和热效应都不能点燃爆炸性气体混合花和热效应都不能点燃爆炸性气体混合物。

物。

（一一）电路放电火花电路放电火花限制放电火花的能量大小是研究本安电路的核心。

限制放电火花的能量大小是研究本安电路的核心。

放电火花是电源能量和电路中储能元件的储存能量放电火花是电源能量和电路中储能元件的储存能量向通断的电极间隙放电的现象向通断的电极间隙放电的现象（释放能量释放能量）。

电火花。

电火花实际上是电路的电子流和电极间气体电离的离子流实际上是电路的电子流和电极间气体电离的离子流形成的导电带，它含有熔融的金属粒子和蒸气形成的导电带，它含有熔融的金属粒子和蒸气（即即液态金属桥液态金属桥），在极高的电流密度作用下产生高温，在极高的电流密度作用下产生高温和大量的热能。

当这种能量超过了周围爆炸性混合和大量的热能。

当这种能量超过了周围爆炸性混合物的最小点燃能量时就会引起爆炸。

物的最小点燃能量时就会引起爆炸。

点击视频点击视频火花放电的特点是低电压大电流放电，如本安电路中的电容火花放电的特点是低电压大电流放电，如本安电路中的电容放电、化学电源放电等均属于火花放电。

放电、化学电源放电等均属于火花放电。

弧光放电为高压击穿时产生的放电，它可以产生持续电弧，弧光放电为高压击穿时产生的放电，它可以产生持续电弧，电流密度大、能量集中、点燃周围环境中爆炸性混合物的能电流密度大、能量集中、点燃周围环境中爆炸性混合物的能力强，电感电路一般能产生弧光放电。

力强，电感电路一般能产生弧光放电。

辉光放电发生在高电压小电流的情况下，通常认为电压在辉光放电发生在高电压小电流的情况下，通常认为电压在200300V范围内或者更高时才能发生辉光放电。

辉光放电范围内或者更高时才能发生辉光放电。

辉光放电的特点是能量不集中，散失大，不易点燃周围环境中爆炸性的特点是能量不集中，散失大，不易点燃周围环境中爆炸性混合物气体。

混合物气体。

电路放电通常有三种形式：

火花放电、弧光放电和辉光放电电路放电通常有三种形式：

火花放电、弧光放电和辉光放电电路性质不同电路性质不同（电阻性、电感性、电容性电阻性、电感性、电容性）及电路的开关状态及电路的开关状态（通断、通断速度通断、通断速度）都将对电火花的形成和特征产生不同的影都将对电火花的形成和特征产生不同的影响。

下面分别介绍不同情况的放电火花。

响。

下面分别介绍不同情况的放电火花。

1电阻电路的火花放电电阻电路的火花放电开关通断速度对电火花能量的大开关通断速度对电火花能量的大小也有影响。

研究发现火花放电小也有影响。

研究发现火花放电能量与电源