浪涌保护器在本安型系统中的认证

时间: 2021-1-15 8:30:45 发布者: admin

不带浪涌保护器(SPD的本安型系统的认证

本安型防爆仪表(如现场仪表)和其关联设备(如安全栅)组成的系统,在规定的试验条件下,正常工作或故障状态下所产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体混合物的系统称为具有本安型特性的仪表系统。

不带SPD的本安型系统由本安型设备、关联设备及连接电缆(或导线)三者组成(见图2)。目前,国际上各防爆检测机构对本安型防爆系统的认证方法,有下列两大类:

1)系统认证(System Approvals);

2)参量认证(Parametric Approvals)

系统认证在国内又被称为“联合取证”,它是指把被检验的本安设备和被检验的关联设备所构成的系统进行检验即可。系统一经认证后,系统中任一设备不能用未经检验机构按这种组合方式检验认证过的任何其它型号、规格的本安(仪表)或关联设备代用。

 

参量认证系指对单台设备(本安仪表或关联设备)进行检验认证,并给出一组相应的安全参数。通常,采用这种方法认证的本安设备可以与具有相兼容的关联设备连接使用。美国FM(工厂联研会)把这种认证方法称为“整体认证”(EntityApprovals),把相应的安全参数称为“整体参数”(Entity Parameters)

2中的现场设备分为简单设备和非简单设备两类。所谓简单设备系指不会产生也不会存储超过1.2V0.1A25mW20PJ的电气设备,如简单触点、热电偶、热电阻和电阻性元件等,它们不会产生足以点燃可燃性气体的能量。如可能产生也会存储超过上述数值的电气设备,则为非简单设备,如变送器、电磁阀、转换器、接近开关等。

通常,国际上认证现场本安设备时给出他们的整体安全参数包括(下标为f):Vrmax——在故障条件下,现场本安设备可接受的最大电压;Irmax——在故障条件下,现场本安设备可接受的最大电流;Ct——现场本安设备内部的等效电容;Lt—一现场本安设备内部的等效电感。等效电容和等效电感是象征储能的大小。

2中的关联设备(如安全栅)是与本安型防爆仪表紧密相关的一种限能设备,其设备本身的电路不一定是本安型的,但是它能影响本安电路中的能量,常被用来保持电路的本安性能。

关联设备的整体安全参数(下标为o)包括:

Vo---在故障条件下,可能传送到危险场所的最大输出电压;I---在故障条件下,可能传送到危险场所的最大输出电流;C---关联设备允许外接的最大电容(包括连接电缆的分布电容);L---关联设备允许外接的最大电感(包括连接电缆的分布电感)

安全栅是本安防爆仪表系统中最常见的关联设备,它连接在本安电路和非本安电路之间,在正常工作条件下能使系统完好地工作,而在故障条件下其作用是限制电流和电压,不使危险能量窜入到本安电路中去,以确保本安电路的安全性能。

由于关联设备与现场设备间的连接电缆存在分布电容和分布电感,因此其储能势必对本安系统的防爆性能造成影响。在实践过程中通常将电缆按集中参数处理,其安全参数(下标为c)主要包括:

Cc——本安系统允许的连接电缆最大的分布电容;

Lc——本安系统允许的连接电缆最大的分布电感。

连接电缆的分布电容和分布电感一般由电缆制造厂提供数据,在制造厂未提供数据时,可参照日本电气学会本质安全调查专门委员会提供的公式进行计算:

 

式中:S---导线间的中心距,um;

d---导线外径,mm;

8---绝缘体介电常数;D---导体绝缘外径,mm

一种简单的方法,可将分布电容和分布电感按L<0.66H/m,C<197pF/m来进行验算,如1000米长度的信号线,其总的分布电容和分布电感为

C=197'×1000=pF=0.197uF

L=0.66×1000=6604H=0.66mH

若论证时,未知连接电缆的实际长度时,可按500米进行估算。

不带浪涌保护器(SPD的本安型系统的参量认证,只需比较关联设备和本安设备的整体安全参数。当它们满足下列关系式时,就不必经认证机构认证,就可构成本安系统:

  1. 现场本安设备可接受的最大电压≥关联设备产生的最大电压,即VfmaxVo;

    2)现场本安设备可接受的最大电流≥关联设备可能产生的最大电流,即IfmaxIo;

    3)关联设备允许外接的最大电容≥现场设备与电缆的等效电容之和,即CoCp+Ce;

    4)关联设备允许外接的最大电感≥现场设备与电缆的等效电感之和,即LoLf+Lc

    5带浪涌保护器的本安型系统的认证

    SPD的本安型系统(见图3)的本安认证的要点是:

    1)安装在爆炸危险区域内的现场仪表为本安型,则保护现场仪表的SPD也应为本安型,以保证不应存储或产生足以点燃可燃性气体的能量。

    (如爆炸危险区域内的现场仪表为隔爆型,则现场仪表的SPD也应为隔爆型)

    2)安装在安全场所内(如控制室内)的SPD不属于本安设备,而是本安电路的关联设备。

    3SPD 必须安装在安全栅前。SPD和安全栅不能相互替代。

    4)如果本安电路两端的SPD不是“简单设备”,应将两者的本安参数进行认证。

     

    本安型浪涌保护器的安全参数(下标为s)包括:

  1. 等效内部电感Lo(一般可以忽略);

    2)等效内部电容Co(一般可以忽略)﹔

    3)不破坏本安、允许的最大输入电压Vo(26.8V);

    4)不破坏本安,允许的最大输入电流I(500mA)

     

    浪涌保护器的本安系统的参量认证应满足:

    1)现场本安设备可接受的最大电压≥SPD或关联设备产生的最大电压,即

    Vfmax Vo(Vo,取大者)

    2)现场本安设备可接受的最大电流≥SPD或关联设备可能产生的最大电流,即

    IrmaxIo(Io,取大者)

    3)关联设备允许外接的最大电容≥现场设备、电缆与SPD的等效电容之和,即

    CoCr+Cc+Cs

    4)关联设备允许外接的最大电感≥现场设备、电缆与SPD的等效电感之和,即

    LoLr+Lc+Ls