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產(chǎn)品詳情

防爆電子稱(chēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選用

日期:2025-03-18 17:48
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摘要:
防爆電子稱(chēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選用hbxwb.com

本質(zhì)**電氣設(shè)備及系統(tǒng)

本質(zhì)**電氣設(shè)備指其內(nèi)部所有電路在規(guī)定的條件下,產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不可能引爆。本質(zhì)**防爆系統(tǒng)由以下三部分組成:

A 現(xiàn)場(chǎng)本質(zhì)**設(shè)備——按本安防爆要求,對(duì)儲(chǔ)能元件回路作特殊設(shè)計(jì),使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備下會(huì)產(chǎn)生由火花或熱源引起爆炸。

B 連接電纜——避免外界電磁場(chǎng)干擾影響,限制電纜分布參數(shù)。

C 關(guān)聯(lián)設(shè)備——**柵,將從**區(qū)的非本安回路傳到危險(xiǎn)區(qū)的本安設(shè)備的能量限制在點(diǎn)火極限范圍內(nèi)。


2.2 **柵

2.2.1 基本形式

以功能可分為四種:模擬信號(hào)用、開(kāi)關(guān)/數(shù)宇信號(hào)用、通訊功能用、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)用**柵。

以結(jié)構(gòu)形式可分為兩種:齊納式**柵、隔離式**柵。

**柵是充當(dāng)危險(xiǎn)區(qū)儀表和控制室儀表之間的“界面”。**柵本身并不是本質(zhì)**的,不可以直接安裝在危險(xiǎn)區(qū)。**柵必須安裝在**區(qū)或采用隔爆裝置進(jìn)行保護(hù)后安裝在危險(xiǎn)區(qū)。

2.2.2 齊納式**柵

齊納**柵工作原理如下:


齊納**基本電路由快速熔斷器FAI,限壓元件VDl、VD2(齊納二極管或二極管),限梳電阻R1(電阻器或非線(xiàn)性元件)三部分組成(見(jiàn)上圖)。

正常操作條件下,非本安端1.2之間所加的電壓低于*高電壓Vmax,此時(shí)VDl、VD2處于下導(dǎo)通狀態(tài),是“開(kāi)路”狀態(tài),只要漏電流小于規(guī)定值,**柵電路下會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。當(dāng)非本安端發(fā)生故障,例如在非本安端1、2之間混入高電壓,使齊納二極管VDl,VD2反向擊穿,呈“導(dǎo)通”狀態(tài),此時(shí)齊納:極管VDl、VD2把混入的高電壓限制在齊納電壓上,在**柵的本安端3、4上下會(huì)出現(xiàn)高電壓。齊納二極管一旦導(dǎo)通后,其電流急劇上升把串聯(lián)在電路中的熔斷器FAl瞬時(shí)熔斷,切斷了至現(xiàn)場(chǎng)的高電壓,防止了高電壓引爆的危險(xiǎn),從而保護(hù)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及人目的**。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)(危險(xiǎn)區(qū))發(fā)生故障,

例如負(fù)載短路了,**柵電路中的限梳電阻R1立即起限流作用,把短路電流限制在某一個(gè)電流值以?xún)?nèi),這個(gè)電流值是**值,現(xiàn)場(chǎng)也是**的。

齊納**柵的特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單、**可靠,模擬量精度損失極小,因可用于有精度要求的場(chǎng)合,例如稱(chēng)重傳感器系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是:現(xiàn)場(chǎng)必須要有可靠的接地;一旦異常故障隋況下,熔斷器熔斷使**柵失效,造成更換頻繁。

2.2.3 隔離式**柵

隔離式**柵基本電路由快速熔斷器及其它保護(hù)元件或電路、可靠隔離元件以及一個(gè)相當(dāng)于具有限壓、限梳功能的二極管**柵網(wǎng)絡(luò)所組成。

隔離式**柵通過(guò)光、電、磁隔離技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量、模擬量以及數(shù)字通信的電氣隔離。主要包括電源隔離和信號(hào)隔離兩部分,其中電源隔離是由高效率DC/DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的,而信號(hào)隔離固信號(hào)的種類(lèi)不同有不同的實(shí)現(xiàn)方法,開(kāi)關(guān)量信號(hào)由光電耦合器進(jìn)行隔離;模擬量信號(hào)隔離通過(guò)模擬信號(hào)的調(diào)制解調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn);高速數(shù)據(jù)通信隔離則由高速的磁隔離器件及相應(yīng)的電子線(xiàn)路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

隔離式**柵的特點(diǎn)是不需要本安接地;三端口電隔離可構(gòu)成全浮空系統(tǒng),抗干擾能力極強(qiáng);可將兩線(xiàn)制變送器或操作器的4-20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之隔離的4-20mA電流信號(hào),或1=5v的電壓信號(hào)輸出。其缺點(diǎn)是電路復(fù)雜、造價(jià)高,精度*高為0.1%,不適用于高精度的稱(chēng)重系統(tǒng)。

2.3 本安電氣設(shè)備的選用原則

(1) 防爆標(biāo)志規(guī)定的等級(jí)是否適用使用危險(xiǎn)場(chǎng)所的**要求;
(2) 明確*高輸入電壓、電流、功率和*大內(nèi)部電容、電感等參數(shù);
(3) 接地部分的本安電路是否與**柵接口部分的電路加以有效隔離;
(4) 信號(hào)傳輸是以何種方式進(jìn)行;
(5) 本安電氣設(shè)備的*低工作電壓及回路正常工作電流。

2.4 關(guān)聯(lián)設(shè)備(**柵)的選用原則

(1) 關(guān)聯(lián)設(shè)備的防爆等級(jí)必須下低于本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的防爆標(biāo)志的等級(jí)。

(2) 確定關(guān)聯(lián)設(shè)備的端電阻及回路電阻可以滿(mǎn)足本安現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的*低工作電壓。

(3) 關(guān)聯(lián)設(shè)備在故障狀態(tài)下的*高開(kāi)路電壓、*大短路電流、*大功率分別不大于本安設(shè)備故障狀態(tài)下的*高輸入電壓、*大輸入電流、*大輸入功率;而關(guān)聯(lián)設(shè)備在故障狀態(tài)下的*大外部電容、*大外部電感分別不小于本安設(shè)備*大內(nèi)部等效電容、*大內(nèi)部等效電感的要求。

(4) 確定關(guān)聯(lián)設(shè)備類(lèi)型,是齊納式**柵還是隔離型**柵。

(5) 根據(jù)本安現(xiàn)場(chǎng)儀表的電源及信號(hào)傳輸方式選擇與之相匹配的關(guān)聯(lián)設(shè)備。

2.5 連接電纜的選用原則

(1) 連接電纜為銅芯絞線(xiàn),且每根芯線(xiàn)的截面積積不小于0.5mm2;

(2) 介電強(qiáng)度應(yīng)能承受2倍本安電路的額定電壓,但下低于500V的耐壓試驗(yàn)。

(3) 連接電纜長(zhǎng)度的限制計(jì)算方法如下。

A 電纜*大允許分布電容Cc不大于關(guān)聯(lián)設(shè)備在故障狀態(tài)下的*大外部電容與本安設(shè)備*大內(nèi)部等效電容之差;電纜*大允許分布電感Lc不大于關(guān)聯(lián)設(shè)備在故障狀態(tài)下的*大外部電感與本安設(shè)備*大內(nèi)部等效電感之差。

B 按照:

電纜長(zhǎng)度L=電纜*大允許分布電容Cc/電纜單位長(zhǎng)度分布電容Ck

電纜長(zhǎng)度L=電纜*大允許分布電感Lc/電纜單位長(zhǎng)度分布電感Lk

取兩者中的小值作為實(shí)際配線(xiàn)長(zhǎng)度。但多芯電纜,應(yīng)考慮相互疊加影響。

2.6 隔爆型電氣設(shè)備

具有隔爆外殼的電氣設(shè)備其外殼能承受內(nèi)部爆炸性氣體棍古物的爆炸壓力,并阻止內(nèi)部的爆炸向外殼周?chē)ㄐ怨鞴盼飩鞑ァ?

產(chǎn)品設(shè)計(jì)考核的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)為隔爆接合面長(zhǎng)度和隔爆接合面的間隙。以往在我國(guó)衡器同行中,在隔爆型電氣設(shè)備的內(nèi)腔設(shè)計(jì)中,往往分為主腔與接線(xiàn)腔兩部分,現(xiàn)根據(jù)*新GB3836.2-2000國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定只需設(shè)置一個(gè)內(nèi)腔,使隔爆型電氣設(shè)備的體積大為減小。

2.7 正壓型電氣設(shè)備

設(shè)備外殼保持內(nèi)部氣體的壓力高于周?chē)ōh(huán)境的壓力,且能阻止外部混合物的進(jìn)入的具有正壓外殼的電氣設(shè)備。

正壓型電氣設(shè)備的*大特點(diǎn)是,殼體內(nèi)部的氣體壓力高于大氣壓力,使得任何非防爆的設(shè)備均可裝在內(nèi)殼。例如,目前市場(chǎng)上還沒(méi)有防爆打印機(jī),則在稱(chēng)重系統(tǒng)中就可將打印機(jī)置于正壓型電氣設(shè)備內(nèi)。

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