浪湧保護器在本安型係統中的認證

時間: 2021-1-15 8:30:45 發布者: admin

不帶浪湧保護器(SPD的本安型係統的認證

本安型防爆儀表(如現場儀表)和其關聯設備(如安全柵)組成的係統,在規定的試驗條件下,正常工作或故障狀態下所產生的電火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣體混合物的係統稱為具有本安型特性的儀表係統。

不帶SPD的本安型係統由本安型設備、關聯設備及連接電纜(或導線)三者組成(見圖2)。目前,國際上各防爆檢測機構對本安型防爆係統的認證方法,有下列兩大類:

1)係統認證(System Approvals);

2)參量認證(Parametric Approvals)

係統認證在國內又被稱為“聯合取證”,它是指把被檢驗的本安設備和被檢驗的關聯設備所構成的係統進行檢驗即可。係統一經認證後,係統中任一設備不能用未經檢驗機構按這種組合方式檢驗認證過的任何其它型號、規格的本安(儀表)或關聯設備代用。

 

參量認證係指對單台設備(本安儀表或關聯設備)進行檢驗認證,並給出一組相應的安全參數。通常,采用這種方法認證的本安設備可以與具有相兼容的關聯設備連接使用。美國FM(工廠聯研會)把這種認證方法稱為“整體認證”(EntityApprovals),把相應的安全參數稱為“整體參數”(Entity Parameters)

2中的現場設備分為簡單設備和非簡單設備兩類。所謂簡單設備係指不會產生也不會存儲超過1.2V0.1A25mW20PJ的電氣設備,如簡單觸點、熱電偶、熱電阻和電阻性元件等,它們不會產生足以點燃可燃性氣體的能量。如可能產生也會存儲超過上述數值的電氣設備,則為非簡單設備,如變送器、電磁閥、轉換器、接近開關等。

通常,國際上認證現場本安設備時給出他們的整體安全參數包括(下標為f):Vrmax——在故障條件下,現場本安設備可接受的最大電壓;Irmax——在故障條件下,現場本安設備可接受的最大電流;Ct——現場本安設備內部的等效電容;Lt—一現場本安設備內部的等效電感。等效電容和等效電感是象征儲能的大小。

2中的關聯設備(如安全柵)是與本安型防爆儀表緊密相關的一種限能設備,其設備本身的電路不一定是本安型的,但是它能影響本安電路中的能量,常被用來保持電路的本安性能。

關聯設備的整體安全參數(下標為o)包括:

Vo---在故障條件下,可能傳送到危險場所的最大輸出電壓;I---在故障條件下,可能傳送到危險場所的最大輸出電流;C---關聯設備允許外接的最大電容(包括連接電纜的分布電容);L---關聯設備允許外接的最大電感(包括連接電纜的分布電感)

安全柵是本安防爆儀表係統中最常見的關聯設備,它連接在本安電路和非本安電路之間,在正常工作條件下能使係統完好地工作,而在故障條件下其作用是限製電流和電壓,不使危險能量竄入到本安電路中去,以確保本安電路的安全性能。

由於關聯設備與現場設備間的連接電纜存在分布電容和分布電感,因此其儲能勢必對本安係統的防爆性能造成影響。在實踐過程中通常將電纜按集中參數處理,其安全參數(下標為c)主要包括:

Cc——本安係統允許的連接電纜最大的分布電容;

Lc——本安係統允許的連接電纜最大的分布電感。

連接電纜的分布電容和分布電感一般由電纜製造廠提供數據,在製造廠未提供數據時,可參照日本電氣學會本質安全調查專門委員會提供的公式進行計算:

 

式中:S---導線間的中心距,um;

d---導線外徑,mm;

8---絕緣體介電常數;D---導體絕緣外徑,mm

一種簡單的方法,可將分布電容和分布電感按L<0.66H/m,C<197pF/m來進行驗算,如1000米長度的信號線,其總的分布電容和分布電感為

C=197'×1000=pF=0.197uF

L=0.66×1000=6604H=0.66mH

若論證時,未知連接電纜的實際長度時,可按500米進行估算。

不帶浪湧保護器(SPD的本安型係統的參量認證,隻需比較關聯設備和本安設備的整體安全參數。當它們滿足下列關係式時,就不必經認證機構認證,就可構成本安係統:

  1. 現場本安設備可接受的最大電壓≥關聯設備產生的最大電壓,即VfmaxVo;

    2)現場本安設備可接受的最大電流≥關聯設備可能產生的最大電流,即IfmaxIo;

    3)關聯設備允許外接的最大電容≥現場設備與電纜的等效電容之和,即CoCp+Ce;

    4)關聯設備允許外接的最大電感≥現場設備與電纜的等效電感之和,即LoLf+Lc

    5帶浪湧保護器的本安型係統的認證

    SPD的本安型係統(見圖3)的本安認證的要點是:

    1)安裝在爆炸危險區域內的現場儀表為本安型,則保護現場儀表的SPD也應為本安型,以保證不應存儲或產生足以點燃可燃性氣體的能量。

    (如爆炸危險區域內的現場儀表為隔爆型,則現場儀表的SPD也應為隔爆型)

    2)安裝在安全場所內(如控製室內)的SPD不屬於本安設備,而是本安電路的關聯設備。

    3SPD 必須安裝在安全柵前。SPD和安全柵不能相互替代。

    4)如果本安電路兩端的SPD不是“簡單設備”,應將兩者的本安參數進行認證。

     

    本安型浪湧保護器的安全參數(下標為s)包括:

  1. 等效內部電感Lo(一般可以忽略);

    2)等效內部電容Co(一般可以忽略)﹔

    3)不破壞本安、允許的最大輸入電壓Vo(26.8V);

    4)不破壞本安,允許的最大輸入電流I(500mA)

     

    浪湧保護器的本安係統的參量認證應滿足:

    1)現場本安設備可接受的最大電壓≥SPD或關聯設備產生的最大電壓,即

    Vfmax Vo(Vo,取大者)

    2)現場本安設備可接受的最大電流≥SPD或關聯設備可能產生的最大電流,即

    IrmaxIo(Io,取大者)

    3)關聯設備允許外接的最大電容≥現場設備、電纜與SPD的等效電容之和,即

    CoCr+Cc+Cs

    4)關聯設備允許外接的最大電感≥現場設備、電纜與SPD的等效電感之和,即

    LoLr+Lc+Ls