摘要：1概述总线技术的数字化通信方式不仅能够实现自控系统更全面、更迅捷的操作功能,而且可明显降低系统总成本。因此,将总线技术运用于自控系统已成为广大工程设计人员的设计方向。鉴于使用本安技术制造的电气设备不仅具有重量轻、体积小、成本低的特点,而且还可实现带电维护和0区危险场所的应用。因此,本安防爆技术已被越来越多的防爆仪器仪表制造厂商和用户所选用,这对于需要使用在爆炸性气体危险场所的现场总线系统也不例外。就现场总线本身而言,希望其可挂接的负载数越多越好,但就本安防爆而言,向挂接负载供电的关联设备的输出电压和电流必须控制在一个安全的水平上,因而又必将牵制总线系统可挂接负载数的增加。此外,由于关联设备允许外接的等效电容和电感是非常有限的,按照“参量认可”技术,这些参数扣除了总线电缆的分布参数后,留给本安现场设备的已经不多。但是为了满足电磁兼容性(EMC)要求,现场本安设备的输入电容和电感也必然会增大,若要挂接多台则就更大,从而必然导致总线系统可挂接的负载数大大减少,牵制了总线自控系统“多负载”特征的体现。2本质安全现场总线系统的结构图1所示是通信频率为31·25 kbps的本安现场总线系统的典型结构。图1本安现场总线系统...

摘要：1本安系统基本概念1.1本安系统的基本构成1.1.1本安系统的系统配置本安系统是通过限制电气能量而实现电气防爆的电路系统,且不限制使用场所(其中ia等级在0区、1区和2区危险场所均适用)和爆炸性气体混合物的种类(即包括所有可燃性气体),具有高度的安全性、维护性和经济性。本安系统的基本配置如图1所示。图1本安系统的基本配置现场本安设备:从现场设备的储能元件角度考虑,使处于气体爆炸危险环境中的现场设备按照本安防爆要求设计,对其中包含的电感和电容等储能元件回路采取相应措施,并使其尽可能减少的同时,考虑回路元件的功耗及温升问题,以保证该设备不论是正常工作还是事故状态,均不会产生由火花和热源引起的点燃。即现场设备必须是本安设备。本安性能主要参数是在故障状态下的最高输入电压Ui、最大输入电流Ii和最大输入功率Pi、本安设备最大内部等效电容Ci和等效电感Li。②连接电缆:由于连接电缆存在分布电容和分布电感,连接电缆成为储能元件。一旦当线路出现开路或短路时,信号传输过程中的储能就会以电火花或热效应的形式释放出来,影响系统的本安性能。因此,既要保证连接传输电缆不会受到外界电磁场干扰影响及与其他回路混触,又要限制布线长度和感应电...

摘要：1隔爆型仪表的设计依据及原则要求1.1设计依据GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型“d”》是隔爆型仪表产品的主要设计依据。1.2设计原则根据GB3836.2标准的规定,隔爆型仪表的设计实际上就是要设计一个符合标准规定的机械外壳,并确保该外壳能承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力,并能阻止内部的爆炸向外壳周围爆炸性混合物传播。如前所述,隔爆型外壳的防爆机理是基于“间隙防爆”原理。由于仪表产品在正常工作或可能的故障条件下,将不可避免地产生电火花或危险高温,为此工程实践中通常将相关的电子线路或电气零部件放在一个或几个满足“间隙隔爆”原理要求的外壳中,从而来避免由这些电气因素引起点燃源点燃周围爆炸性环境而产生爆炸。因此,隔爆外壳的设计必须满足两个基本条件:①外壳机械强度条件,即外壳具有足够强度,能承受内部的爆炸压力而不损坏,且不产生影响防爆性能的永久性变形。②控制接合面间隙不传爆条件,即外壳接合面具有足够小的间隙和足够长的啮合长度,内部的爆炸产物(炽热火焰或颗粒)不会窜出外壳并点燃周围环境中的爆炸性混合物。当两个或...

摘要：1本安仪表基本设计要求本安仪表的设计主要包括电路和结构设计,这是实现仪表本安防爆性能不可分割的两个方面。本安仪表应满足三个基本要求:①必须把本安与非本安电路完全、可靠地隔离。可通过加大电气间隙和爬电距离、加强电气绝缘等方法来实现电路隔离,防止本安与非本安电路间的击穿,确保本安电路的防爆性能。②本安电路中所有元器件或导线的最高表面温度须不大于所规定的组别温度要求,以避免热效应点燃爆炸性气体混合物。根据热效应原理,限制元器件或导线的最高表面温度和通过限制相应故障条件下加到元件上的最大功率的办法来实现。③电路在规定等级、级别相对应的试验条件下进行试验评定时,不得点燃相应的爆炸性气体混合物。通过控制电路的电参数(如减小电感和电容等储能元件参数),或降低电路电流和电压,使电路达到本安防爆要求。电路中元器件要有足够的功率,连接导线应具有足够截面,以使电路在各种故障条件下可能产生的高电压和大电流作用下不会破坏元件性能,通过元件的可靠性来保证电路的可靠性。2本安电路设计2.1最小点燃曲线最小点燃曲线包括最小点燃电流曲线和最小点燃电压曲线,它们是在环境温度为-20~+40℃、大气压力≤0.1 MPa(一个大气压或接近一个大气压...

摘要：1与本安有关的元件1.1元件额定值任何与本安性能有关的元件,在正常工作和防爆等级相对应的规定的故障条件下(变压器、熔断器、热熔断器、继电器和开关等器件除外),不得在超过元件安装条件和温度范围规定的最大电流、电压和功率额定值的三分之二的情况下工作。1.2熔断器熔断器应符合IEC60127标准或其他等效标准。用熔断器保护其他元件时,熔断器应能连续通过1.7In电流。熔断器的时间-电流特性应保证不超过元件瞬态值。当熔断器的时间-电流特性与制造厂提供的现有数据不适用时,型式试验应规定抽取10个样品进行试验。在危险场所设置熔断器应当浇封,并且熔断器在浇封之前应是密封的。熔断器和熔断器夹持器的安装方式应不降低其所具有的电气间隙和爬电距离的要求。对于用限流器件把预期电流限制到不大于熔断器额定分断能力时,其额定值须符合上述规定的要求,且其额定参数不小于以下数据:即电流额定值,1.5×1.7In;电压额定值,Um;功率额定值,1.5×(1.7In)2×限流器件的电阻值。1.3单体电池(原电池和蓄电池)和电池组为了评定和试验,电池的电压应考虑其刚完成充电瞬间所达到的最高开路电压。表1给出了部分电池的相关电压值。对于具有不同于表列...

摘要：1安全栅如前所述,含有本安电路和非本安电路,且其构造使非本安电路不能对本安电路产生不利影响的电气设备叫做关联设备。它是设置在本安电路与非本安电路之间的限流、限压装置,可起到防止非本安电路的危险能量窜入本安电路的保护作用。安全栅(如齐纳安全栅、隔离式安全栅)是一种最典型、最常见的关联设备。安全栅是本安系统的重要组成部分。由于安全栅被设计成介于现场设备与控制室设备之间的一个限制能量的接口,因此,不论控制室设备是处于正常工作状态还是故障状态,安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本安的。就安全总体结构而言,安全栅与非本安电路连接端(即输入端)叫做安全栅的非本安端,另一端(即输出端)叫本安端。本安端具有限压、限流输出特性,不论电路处于正常工作状态还是在故障状态下本安端的输出都保持本安性能。这些性能可用以下参数来描述:最高开路电压(Uo)、最大短路电流(Io)、最大输出功率(Po)、最大外部电容(Co)、最大外部电感(Lo)或最大外部电感与电阻比(Lo/Ro)、最高电压(Um)。2安全栅的基本形式如上所述,安全栅主要是限制过大的能量从非本安回路流入本安回路的一种装置,对于采用的元器件和结构回路方式没有强制的规定。就...

摘要：1电气防爆基本原理基于爆炸三角形原理,人们在实践中逐渐找到了许多有效的工业防爆原理和方法,主要有以下几种:①间隙防爆早在19世纪初德国科学家贝林(Beyling)在研究火焰穿过金属间隙现象时,发现间隙宽度小到一定程度,可以使圆柱形的法兰容器内甲烷与空气混合物的爆炸不会引起容器周围甲烷与空气混合物的爆炸。究其原因主要是因为金属间隙能阻止爆炸火焰的传播和冷却爆炸产物的温度,达到熄灭火焰和隔离爆炸产物穿出的效果,俗称“隔爆技术”。隔爆型电气设备就是按此原理设计、制造而成的。隔爆间隙种类主要有平面接合面、止口接合面、圆筒接合面、螺纹接合面。另外,金属微孔(粉末冶金)、金属网罩、充砂等结构型式,也源自间隙防爆原理。②减小点燃能量防爆几乎在发明间隙防爆原理的同一时期,英国科学家提出:限制电路中的电气参数,降低电路的电压和电流或者采取某些可靠保护电路,阻止强电流和高电压窜入爆炸危险场所,保证爆炸危险场所中电路产生的开断路电火花或热效应能量小于爆炸性混合物的最小点燃能量,点燃不起爆炸性混合物。本质安全型仪表就是按此原理进行设计、制造的。本质安全型电气设备结构简单、体积小、重量轻、制造和维护方便,具有可靠的安全性,能直接应用在...

摘要：1防爆电气设备的选型1.1防爆电气设备的选型原则①安全安全是选用的首要原则,选用防爆电气设备须与爆炸危险场所的区域等级和爆炸性混合物的级别、组别相适应,否则就不能保证安全。②符合法规选用防爆电气设备必须遵守国家有关安全法规及相关标准。③环境适应防爆电气设备规定的环境条件温度范围为:-20~+40℃,温度过高、过低都需采取特殊的设计、试验等措施。此外,还要考虑是户内使用还是户外使用以及应防止外部因素(化学作用、机械作用和热、电气、潮湿等)对防爆性能的影响。对于户外使用的防爆电气设备,其外壳防护等级不得低于IP54。④方便维护防爆电气设备使用期间的维护和保养是确保安全可靠的重要保证。在相同的功能要求条件下,选择结构越简单越好。此外还须考虑同一工程项目内使用防爆电气设备的互换性,便于维护管理。必要时,还应考虑系统运行要求,如连续运行的自动化系统应优先选用本质安全型产品。⑤经济合理选择防爆电气设备,不仅要考虑价格,还须对设备的可靠性、寿命、运转费用、耗能、维修时的备件等作全面分析平衡,才能选择最佳的防爆电气设备。1.2爆炸性气体环境用电气设备的选型1.2.1根据区域类别选型若电气设备和电路符合GB 3836·4-20...

摘要：针对国内防爆电气设备的设计及应用已相对普及,但非电气设备的防爆应用还处于起步阶段的现状,对非电气设备防爆技术的基本原理及实现方法进行阐述。简要介绍我国爆炸性环境非电气设备标准化历程。详细阐述非电气设备防爆技术核心部分——点燃源识别与评定的要点、通用办法及相关工具。结合爆炸性环境非电气设备的相关标准,对非电气设备不同防爆型式的特点及一般实现方法进行介绍;与较为成熟且广泛应用的现有电气设备防爆型式作比较,从实现成本、难度等角度,简单评价非电气设备各种防爆型式的优劣势,并给出推荐应用范围。以某型号航空煤油顶升平台为实例,以其结构、预期使用工况等客观条件为基础,采用点燃源评定作为工具,对各非电气部件可能存在的点燃源进行深入分析,逐一识别点燃源并根据相应防爆技术标准提出解决办法,最终形成该顶升平台Ⅱ类设备评定表。

摘要：为解决核电工程项目中因系统接口不明晰而可能造成的安全风险及工程进度延误等问题,以第三代国产化核电堆型CAP1400示范工程为例,着重解决了与棒电源系统实现停堆功能相关的接口问题。简要介绍了核电厂棒电源系统的基本结构和功能需求,给出了CAP1400数字化仪控系统的总体结构,并重点描述了棒电源系统(RDPS)、多样化驱动系统(DAS)、主交流电源系统(ECS)、电厂控制系统(PLS)、地震自动停堆系统(ESS),包括仪控系统的层级分布、接口功能实现原理及设计特点等。总结了第三代核电堆型CAP1400棒电源系统停堆功能的多样性和冗余性等特点。该设计保证了RDPS停堆功能的安全、可靠运行,并为后续核电项目的接口设计及管理提供参考。