本質(zhì)安全型防爆電器設(shè)備的防爆結(jié)構(gòu)，廣義地講，主要是指本質(zhì)安全電路的性能、結(jié)構(gòu)及其元件、連接，以及設(shè)備外殼、印制電路板與由實體結(jié)構(gòu)保證的安全環(huán)節(jié)。由于本質(zhì)安全型防爆電器的品種繁多，電路龐雜，用途廣泛，結(jié)構(gòu)各異，因而，我們不可能而且也沒有必要去探討詳細設(shè)計方法。在這里，僅就設(shè)計層面上與防爆安全性能有關(guān)的一些共性原則問題給以簡單的討論。

1.基本原則

大家已經(jīng)知道，本質(zhì)安全型防爆電器設(shè)備和電路攜帶的能量，無論是在正常運行狀態(tài)下還是故障條件下，都不得點燃它周圍的爆炸性氣體混合物，不管它是以火花放電形式還是以熱效應(yīng)釋放出來。

因此，限制能量和隔離能量，是處理本質(zhì)安全技術(shù)時所必須思考的首要問題，當(dāng)然，他們在設(shè)計本質(zhì)安全型防爆電器設(shè)備時所必須遵守的基本原則。

在本質(zhì)安全型防爆電器設(shè)備和電路中，限制能量和隔離能量，就是通過電路中所有元器件及合電路來限制電路攜帶的能量大于相應(yīng)的可燃性氣體的小點燃能量，防止在爆炸性危險場出現(xiàn)放電火花和(或)熱效應(yīng)造成的點燃危險。只要恰當(dāng)?shù)叵拗屏四芰亢涂煽康馗綦x了就可以實現(xiàn)設(shè)備和電路的本質(zhì)安全性能。

在實際設(shè)計本質(zhì)安全型防爆正壓柜設(shè)備時，原則上，人們可以從本質(zhì)安全電路和本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)方面入手。現(xiàn)分別予以敘述。

2.本質(zhì)安全電路設(shè)計

本質(zhì)安全電路設(shè)計，主要是電路基本性能和防爆安全性能的綜合性設(shè)計。這樣的設(shè)計既考慮設(shè)備基本性能又要顧及防爆安全性能;當(dāng)二者發(fā)生矛盾時，設(shè)計人員應(yīng)該以防爆安全性能性來調(diào)整基本性能。

本質(zhì)安全電路設(shè)計包括根據(jù)防爆防爆電器技術(shù)的基本要求來確定設(shè)備基本性能、選擇電路力

計算電路參數(shù)和選擇防爆電器元器件，以及系統(tǒng)調(diào)試等。

(1)確定基本性能和防爆安全性能

本質(zhì)安全型防爆電器設(shè)備基本上可以分為4種類型：電源類、探測顯示類、控制類和其他類。

4種類型，既可以是獨立的，也可以是相互關(guān)聯(lián)的，組合在一起的。

不管是哪種類型的設(shè)備，在確定基本性能時，人們必須從防爆安全性能方面來考慮基本的各個指標。而從防爆安全性能方面應(yīng)該考慮的主要內(nèi)容如下：

①根據(jù)設(shè)備類型選擇電路的供電電源：市電供電電源或蓄電池供電電源，并確定電路和后續(xù)電路的隔離措施。

②根據(jù)設(shè)備性能選擇電路單元(包括防爆防爆電器單元)，并確定各電路單元之間的匹配關(guān)系。

③繪制電路系統(tǒng)草圖。

(3)計算電路參數(shù)

當(dāng)電路系統(tǒng)草圖繪制完成以后，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)所要設(shè)計設(shè)備的基本性能和防爆安全性，原則上，可以從電路末級開始向前一級計算各級的相關(guān)參數(shù)。

①根據(jù)基本性能逐級計算各種基本參數(shù)。

②按照防爆安全性能(本質(zhì)安全性能)要求，對計算結(jié)果施加一定的安全系數(shù)(通常，安全系數(shù)為1.5)，得出“修正參數(shù)”(或稱“防爆參數(shù)”)，而且，與相關(guān)曲線和數(shù)據(jù)表比對，核實本質(zhì)安全性能。

在計算時，上述的參數(shù)計算和施加安全系數(shù)可以同時一起進行。

(4)元器件選擇

當(dāng)電路參數(shù)計算完成以后，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)這些參數(shù)認真選擇防爆電器元器件，而且，應(yīng)該盡可能地選用可靠元器件。

①在選擇元器件時，人們應(yīng)該注意元器件上標志的標稱值和允許誤差。對于一些元件，例如，電阻和(或)電容，當(dāng)計算值無法滿足標稱值時，人們可以采用元件組合方法來得到滿足。

②在選擇可靠元器件時，人們應(yīng)該注意元器件的結(jié)構(gòu)和“三分之二”原則的應(yīng)用。

③小元件的選擇。

④其他元器件的選擇，例如集成器件等。

3.本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)設(shè)計

本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是指本質(zhì)安全型防爆電器設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。它主要包括設(shè)備外殼的設(shè)計，防爆電器、機械隔離的設(shè)計，印制電路板的設(shè)計以及銅導(dǎo)線的選擇，等等。

(1)設(shè)備外殼

①防護要求應(yīng)該至少符合：工廠用設(shè)備，IP20;煤礦用設(shè)備，IP54(傳感元件除外)。

②電纜引入應(yīng)該符合：電纜進入設(shè)備部位密封，符合防護等級要求。

③外殼如果使用塑料材料制作，則應(yīng)該能夠防止產(chǎn)生和積累靜電電荷。

(2)電路隔離

電路隔離分為防爆電器隔離和機械隔離。

①防爆電器隔離是指防爆電器能量的隔離，例如，采用可靠變壓器、安全柵等防爆電器隔離環(huán)節(jié)。

②機械隔離是指機械空間的隔離，例如，防爆電器間隙、爬電距離和間隔距離、屏蔽等實體隔爆環(huán)節(jié)。機械隔離實質(zhì)上是一種另類的防爆電器能量隔離，防止防爆電器短路和(或)電磁干擾可能造成的麻煩。

(3)元器件布置和導(dǎo)線布線

元器件，原則上按照電路前級、后級的順序布置，發(fā)熱元器件布置在利于散熱的位置，高頻元器件應(yīng)該被屏蔽，等等。

電線，不管是銅導(dǎo)線還是印制導(dǎo)線，不應(yīng)該因布線引起寄生振蕩和信號干擾;脈沖信號導(dǎo)線與模擬導(dǎo)線不要平行布置;本質(zhì)安全電路導(dǎo)線與非本質(zhì)安全電路導(dǎo)線不得混合在一起布置，等等。

(4)印制導(dǎo)線

在選擇印制導(dǎo)線時，人們應(yīng)該考慮溫度組別、載流量和可靠連接的要求。

(5)銅導(dǎo)線

在選擇銅導(dǎo)線時，人們應(yīng)該考慮溫度組別、載流量和可靠連接的要求。本質(zhì)安全電路導(dǎo)線原則上采用淺藍色的。

(6)可靠連接

在確定可靠連接時，人們應(yīng)該注意連接點的配置，防止連接開路出現(xiàn)火花放電。

(7)接地

如果需要，應(yīng)該進行可靠的接地。

(8)標志牌

設(shè)備應(yīng)該配置標志牌，例如銘牌、使用說明牌、警告牌等。

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