【正文】 當(dāng)電路串入一個(gè)瞬時(shí)負(fù)載，其電壓、電流、阻抗都隨時(shí)間而變化，電路火花放電能量應(yīng)由放電間隙的電壓降，通過的電流持續(xù)時(shí)間決定。 ? 放電能量的數(shù)學(xué)表達(dá)式為? 式中： U(t)—電極間電壓瞬時(shí)值 i(t) —放電電流瞬時(shí)值 T—放電持續(xù)時(shí)間 W—放電總能量? 若忽略放電能量損失，則評定電路是否為本安電路的判別式為 WWmin（爆炸性氣體介質(zhì)的最小點(diǎn)燃能量）。? 對于甲烷， W。 ? 若規(guī)定了 U(t)， i(t)的表達(dá)式，并測出放電時(shí)間 T，則通過積分便可求出放電的能量。? 例斷開電感性電路主要呈現(xiàn)弧光放電，其放電能量?W= ? 式中： E—電源電動(dòng)勢 I—放電前穩(wěn)態(tài)電流 T—放電時(shí)間 L—電路電感? 從公式可見，前一項(xiàng)為電源釋放能量，后一項(xiàng)為電感釋放能量。當(dāng)電路電感大，則放電能量取決于后項(xiàng)。對于電感為零的無感電路，則放電能量由前項(xiàng)決定。? 對于單純的電感或電容放電能量，若忽略放電的能量損耗，則放電能量可按電感、電容儲(chǔ)能計(jì)算，即：? W1= 1/2LI2， WC=1/2CU2? 式中： L、 C—電感、電容元件3 本安型電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)要求? 本安型電氣設(shè)備的防爆性能，不僅取決于電路的電氣參數(shù)，而且要在結(jié)構(gòu)上得以保證。? 最高表面溫度? 礦用電氣設(shè)備在使用場所可能堆積煤塵時(shí)，允許最高表面溫度為 +150℃ 。? 外殼? 采掘工作面用本安型電氣設(shè)備，其外殼防護(hù)等級規(guī)定為 IP54，對塑料外殼應(yīng)防止產(chǎn)生危險(xiǎn)靜電，所測得的表面絕緣電阻值須 ≤1109Ω。采用輕合金外殼者，要符合 關(guān)規(guī)定。? 接線盒與接線端子? 本安電路端子與非本安電路端子之間按規(guī)定至少須有 50mm距離，或用絕緣隔板或用接地金屬板把二者隔開，并應(yīng)符合 。 ? 接線端子應(yīng)有防松措施。本安電路接線端子的裸露導(dǎo)體部件之間電氣間隙應(yīng)等于或大于 4的規(guī)定值。? 電氣間隙與爬電距離? 須符合 。? 電源變壓器? 直接向安全柵或本安型電氣設(shè)備供電的變壓器的輸入電路成應(yīng)安裝符合 定的熔斷器或用適當(dāng)規(guī)定值的斷路器保護(hù)。本安電距端子與其它端子分兩側(cè)布置，端子間電氣間隙與爬電距離須符合 4要求。變壓器鐵芯應(yīng)接地。? (1) 繞組須能承受輸出繞組短路電流的作用，在熱保護(hù)器動(dòng)作前，不應(yīng)產(chǎn)生超過絕緣等級的允許溫升，且不應(yīng)損壞。? (2) 向本安電路供電的繞組與其它繞組應(yīng)分開布置或加強(qiáng)絕緣及用銅質(zhì)接地屏蔽隔離的措施。? (3) 銅質(zhì)屏蔽應(yīng)能承受任何繞組與屏蔽短路時(shí)的電流，在熱保護(hù)器動(dòng)作前不應(yīng)損壞。? (4) 變壓器繞組應(yīng)進(jìn)行絕緣介電強(qiáng)度試驗(yàn)，且不應(yīng)擊穿或閃絡(luò)（見 9）。 ? 導(dǎo)線及布置? 為了防止導(dǎo)線載流過大，溫升過高而出現(xiàn)危險(xiǎn)的表面溫度，選取導(dǎo)線的截面時(shí)應(yīng)留有充分余量。對于多股絞線的截面積，應(yīng)是各股導(dǎo)線截面積的總和。? 電氣設(shè)備內(nèi)本安電路元件和連接導(dǎo)線應(yīng)牢固安裝。采用樹脂膠封時(shí)，注意不要損壞元件和導(dǎo)線。? 本質(zhì)安全電路和電氣設(shè)備機(jī)架或可能接地的 部件之間的絕緣應(yīng)能承受兩倍本質(zhì)安全電路電壓或 500V交流有效值試驗(yàn)電壓，兩者取較大值；本質(zhì)安全電路與非本質(zhì)安全電路之間的絕緣應(yīng)能承受 2U+1000V交流有效值試驗(yàn)電壓，但不小于 1500V。（ U指本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路電壓值之和）? 本安與非本安電路的內(nèi)部絕緣導(dǎo)線應(yīng)分開布置，不允許兩種導(dǎo)線捆成一束。? 與非本安電路在同一外殼中的本安電路導(dǎo)線及端子均采用藍(lán)色標(biāo)志加以區(qū)別。4 本安電路設(shè)計(jì)計(jì)算基礎(chǔ)? 本安型電氣設(shè)備基本有兩種模式，一種由電池（原電池和蓄電池）和電池組供電的獨(dú)立的本安型電氣設(shè)備，通常用于通訊、控制、監(jiān)測、儀器、儀表類裝置；另一種由電網(wǎng)供電的本安系統(tǒng) —關(guān)聯(lián)設(shè)備、連接導(dǎo)線或電纜、本安型電氣設(shè)備三者構(gòu)成，最常見的是隔爆兼本安型（關(guān)聯(lián)）復(fù)合式電氣設(shè)備。它們都存在本安電路設(shè)計(jì)計(jì)算的問題，只有通過計(jì)算（最好通過試驗(yàn)）符合標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)入本體設(shè)計(jì)。本安電路的設(shè)計(jì)計(jì)算是比較繁索的，現(xiàn)通過簡單的實(shí)例加以說明。? 一、電路原理圖? 本例為一個(gè)本質(zhì)安全型的先導(dǎo)回路（起動(dòng)按鈕的自保接點(diǎn)未畫），可以近控，也可引出電纜進(jìn)行遠(yuǎn)控。首先把本安電路用虛線在電路原理圖中框出來并標(biāo)明： “本安電路 ”。同時(shí)用虛線框住可靠組件并標(biāo)注 “可靠組件 ”，保護(hù)性元件標(biāo)注 “保護(hù)元件 ”。圖中本安型變壓器 HB和本安型繼電器 HJ的阻尼繞組都為常用組件。? 二、主要元、器件? (1) 本安型變壓器? 規(guī)格為： 36/9V， 2VA。初級空載電流不大于50mA，用 。次級空載電壓不超過 9=，次級線圈具有限流電阻，電阻值約 34Ω，其次級短路電流不大于。? 變壓器線圈先繞初級，再繞屏蔽層（用 漆包線），最外繞次級，先用 包線，再用 270匝。? (2) 本安型繼電器? JZ660型直流繼電器，吸引線圈， 1425匝，內(nèi)阻 10177。（+20℃ ），阻尼線圈 ， 1425匝，頭尾短接。動(dòng)作電流為 60177。5mA，釋放電流為 20177。5mA。? 處于非本安電路的觸點(diǎn)正常工作時(shí)應(yīng)不超過制造廠規(guī)定值，并且開閉不超過 5A有效值或 250V有效值或 100VA。 ? (3) 二極管（又稱遠(yuǎn)方二極管）? 選用硅二極管 2CZ53E，額定正向整流電流，正向壓降 ≤300V。? (4) 鈕子開關(guān)和按鈕? 其額定電壓和額定電流遠(yuǎn)大于 9V和 100mA。? (5) 連接導(dǎo)線? 選用 （藍(lán)色有屏蔽層）。? 三、本安電路在本體上的安裝? (1) 要求元、器件盡可能集中裝在一個(gè)小匣內(nèi)，然后再固定在本體上。? (2) 本安電路與非本安設(shè)備的接線要盡量分開布線。? 四、本安電路計(jì)算? (1) 正常工作時(shí)? 電壓為額定值時(shí)，? 電壓為最高值時(shí)，? 試驗(yàn)時(shí)取安全系數(shù)為 ，即以=，并接入變壓器和繼電器線圈等電感元件不應(yīng)引爆。 ? (2) 次級短路時(shí)? 取安全系數(shù)為 ，則火花試驗(yàn)電流為=，不應(yīng)引爆。? (3) 遠(yuǎn)方控制時(shí)? 要考慮控制芯線的分布參數(shù)，通常為 6mm2，其電抗值為 ，電容為 ，電纜長度取為 200m，則可用L=，C==。? (4) 查最小點(diǎn)燃電流、電壓曲線? 由于變壓器和繼電器都是非線性電感元件，為此通常先用交流伏安法來測出近似電感值，然后利用 A查曲線。? 通過上例，從理論上說，首先應(yīng)該從附錄 A的曲線查閱基本參數(shù) —U、 I、 L、 C等，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。第六篇 礦用一般型電氣設(shè)備1 概述? 礦用一般型電氣設(shè)備屬非防爆型電氣設(shè)備，按現(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程》（ 2023年版）的規(guī)定，可使用在瓦斯礦井井底車場，總進(jìn)風(fēng)巷或主要進(jìn)風(fēng)巷。2 通用技術(shù)要求? 設(shè)備外殼? (1) 材質(zhì)? 外殼須采用非燃性或阻燃性材料制造；觀察窗透明件、襯墊、電纜引入裝置的密封件及控制手柄除外。? (2) 強(qiáng)度? a. 設(shè)備外殼須能承受《爆炸性氣體環(huán)境用電 氣設(shè)備》通用要求所規(guī)定的低沖擊能量的沖擊試驗(yàn)。? b. 攜帶式設(shè)備須能承受《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》通用要求所規(guī)定的跌落試驗(yàn)。? c. 沒有輪子的移動(dòng)式設(shè)備還須進(jìn)行搬運(yùn)試驗(yàn)。搬運(yùn)試驗(yàn)分單邊不離地、單角離地及翻倒三種。根據(jù)設(shè)備使用場所具體情況可選擇其中一種或二種進(jìn)行試驗(yàn)。單邊不離地或單角離地的抬起高度最小為 50mm，最大為底平面與試驗(yàn)平臺(tái)的夾角等于 30176。? 防護(hù)等級? (1) 外殼防護(hù)等級一般不低于 IP54。? (2) 外風(fēng)冷電機(jī)的風(fēng)扇進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口分別須不低于 IP20和 IP10。? (3) 用于無滴水和粉塵侵入的硐室中的設(shè)備、電阻發(fā)熱元件最高溫度低于 200℃ 的起動(dòng)電阻和整流機(jī)組均須不低于 IP21。? (4) 沒有裸露帶電元件的設(shè)備、用外風(fēng)扇冷卻的設(shè)備和焊接用整流器均須不低于 IP43。? 表面溫度? (1) 在結(jié)構(gòu)上能防止人員接觸的情況下，須不高于 150℃ 。? (2) 操作手柄、手輪須不高于 60℃ 。? (3) 除電動(dòng)機(jī)和油浸式變壓器外，一般須不高于 85℃ 。? 防潮性能? 按 GB/。? 門? 重量大于 15kg的門應(yīng)裝在鉸鏈或凸臺(tái)上。? 緊固件? (1) 緊固件的螺栓直徑須不小于 M6，儀器儀表、燈具、通訊信號和自動(dòng)控制設(shè)備除外。? (2) 在運(yùn)行中每月打開一次以上的蓋子的緊固螺栓須設(shè)有防止脫落的裝置。緊固螺栓須設(shè)有防松裝置。? 聯(lián)鎖? (1) 所有開關(guān)把手在切斷電源后都須能自鎖，以防止誤操作（閉合操作）。? (2) 直流電壓高于 60V，交流電壓高于36V的設(shè)備，須設(shè)置阻止帶電開蓋的聯(lián)鎖、鎖或鉛封裝置（接線盒除外）。不能使用聯(lián)鎖而使用鎖或鉛封的設(shè)備，須設(shè)置 “斷電開蓋 ”、 “切斷隔離開關(guān)開蓋 ”等字樣的警告牌。? (3) 直流電壓高于 60V，交流電壓高于36V的設(shè)備，凡開蓋或取下設(shè)備零、部件后，可能觸及帶電部分時(shí)，須設(shè)置防護(hù)等級不低于 IP20的防護(hù)罩，并設(shè)置 “當(dāng)心觸電 ”的警告標(biāo)志。? (4) 用隔離開關(guān)聯(lián)鎖的結(jié)構(gòu)，須保證觸頭的斷開位置明顯可見或通過手柄的位置能正確地判斷觸頭狀態(tài)。手柄和操縱機(jī)構(gòu)的連接須堅(jiān)固可靠，連接強(qiáng)度須大于手柄的強(qiáng)度。? 接地? (1) 接地須符合《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》通用要求標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定? (2) 每個(gè)接地端子只允許連接一根動(dòng)力電纜的接地芯線或兩根控制電纜的接地芯線。? (3) 塑料外殼以及塑料、金屬組合外殼的接地端子之間須用截面積不小于 6mm2的導(dǎo)線連通。? 電纜引入裝置? (1) 設(shè)備內(nèi)部應(yīng)有足夠大的空間，保證電纜護(hù)套引入長度不小于 8mm。? (2) 電纜引入裝置應(yīng)能防止電纜扭轉(zhuǎn)、拔脫和損傷。? (3) 移動(dòng)式設(shè)備電纜引入裝置須設(shè)有喇叭口，喇叭口的曲率半徑須不小于 5mm，表面光滑無毛剌。? (4) 為防止粉塵和水由電纜引入處滲入外殼內(nèi)，可采用橡膠密封圈或其他密封材料密封。? (5) 電纜引入裝置要考慮引入不同直徑的鎧裝電纜和軟電纜的可能性。? (6) 設(shè)備出廠時(shí)所有電纜引入處須加封墊，保證運(yùn)輸和倉儲(chǔ)時(shí)滿足防護(hù)等級的規(guī)定。 ? 設(shè)備內(nèi)部導(dǎo)體的材質(zhì)? 設(shè)備的母線，設(shè)備的控制電路、輔助電路導(dǎo)體均須采用銅材（用于類似煤礦的其他地下工業(yè)生產(chǎn)部門時(shí)母線除外）。3 專用技術(shù)要求? 高、低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備? (1) 高壓開關(guān)設(shè)備須設(shè)置有選擇性的檢漏保護(hù)、短路保護(hù)和欠電壓保護(hù)；作為高壓電動(dòng)機(jī)、變壓器控制用的高壓控制設(shè)備須設(shè)置短路、過負(fù)荷和欠電壓保護(hù)；可設(shè)置漏電閉鎖? 和遠(yuǎn)距離控制裝置。遠(yuǎn)距離控制裝置中須有控制芯線和短路失控保護(hù)，并只允許一點(diǎn)起動(dòng)、多點(diǎn)停止。? (2) 低壓開關(guān)設(shè)備須設(shè)置檢漏保護(hù)或設(shè)備能和檢漏繼電器配合工作，還須設(shè)置短路和欠電壓保護(hù)；低壓控制設(shè)備須設(shè)置短路、過負(fù)荷、單相斷線及漏電等保護(hù)，還須設(shè)置漏電閉鎖及遠(yuǎn)距離控制裝置。? (3) 低壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)的自動(dòng)開關(guān)（斷路器），當(dāng)電網(wǎng)的功率因數(shù)為 177。，分?jǐn)嗄芰毞系V用一般型電氣設(shè)備所規(guī)定的要求。? (4) 使用自動(dòng)重合閘的低壓開關(guān)設(shè)備，還須有漏電閉鎖，所有保護(hù)裝置均須設(shè)置雙套，當(dāng)一套保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)，另一套仍應(yīng)能保證正常工作，每套保護(hù)裝置均須設(shè)置單獨(dú)的試驗(yàn)回路，以便發(fā)現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)維修。? (5) 遠(yuǎn)距離控制線路的額定電壓須不超過36V。? (6) 設(shè)備內(nèi)腔須設(shè)置電氣原理圖標(biāo)牌。? 油浸變壓器? (1) 油浸變壓器的外殼防護(hù)等級須不低于IP44。? (2) 變壓器油箱上須設(shè)有油標(biāo)，當(dāng)油標(biāo)損壞時(shí)，油面須高于裸露帶電部分 10mm以上。? (3) 油箱下部放油的塞子須使用專用工具才能打開。? 插接裝置? (1) 電壓低于 1140V的裝置，須設(shè)有防止驟然拔脫的徐動(dòng)裝置；電壓高于 1140V的裝置，須采用帶有電氣聯(lián)鎖的裝置。? (2) 插桿與插孔的配合須保證可靠的接觸。? (3) 插銷須保證在使用過程中不能自行松脫，并須設(shè)置聯(lián)鎖，保證斷電后，插桿才能拔插。插鎖拔脫后，插座內(nèi)不允許有裸露的帶電部分；插座入口處還須另外設(shè)置便于開啟的防護(hù)蓋。? (4) 插銷的接地端子須制成專用的插桿和插孔，不允許用外殼接地替代。接地插桿須比主插桿先接觸。? (5) 插接裝置的插頭和插座須分別標(biāo)明 “接負(fù)載 ”和 “接電源 ”字樣。? (6) 插接裝置的拔脫力須小于 147N。? (7) 插接裝置絕緣零件材料每平方米的耐沖擊強(qiáng)度須不小于 6860J。? 礦用一般型電氣設(shè)備外殼的明顯處，須設(shè)置清晰的永久性的凸紋標(biāo)志 “KY”。小型電氣設(shè)備可采用標(biāo)志牌鉚在或焊在外殼上，也可采用凹紋標(biāo)志。4 標(biāo)志5 銘牌? 一般須用銅板材質(zhì)。銘牌主要內(nèi)容有：? 銘牌右上方有明顯的 “KY”標(biāo)志。? 外殼防護(hù)等級。? 礦用合格證號。? 產(chǎn)品出廠日期或產(chǎn)品編號。? 其它需要標(biāo)出的電氣技術(shù)參數(shù)。第七篇　　制造與維