大家已經(jīng)知道,在評(píng)價(jià)本質(zhì)安全防爆電氣電路的設(shè)備保護(hù)級(jí)別時(shí)常常使用“故障”的概念,雨且故障又分為計(jì)數(shù)故障和非計(jì)數(shù)故障。
在這里,我們將利用這些概念來討論本質(zhì)安全防爆電氣電路中的故障評(píng)價(jià)原則和電氣元器件及其連接可能出現(xiàn)的各種故障模式。
1.故障評(píng)價(jià)原則
靜在本質(zhì)安全型電氣設(shè)備中的元器件和它們相互之間的連接,都可能會(huì)出現(xiàn)一些不同性質(zhì)的故障。人們應(yīng)該按照以下的原則對(duì)這些故障進(jìn)行評(píng)價(jià):
?、佼?dāng)元器件的結(jié)構(gòu)和額定值符合相應(yīng)規(guī)定而又沒有被定義為可靠元器件和可靠連接時(shí),這些元器件和它們之間的連接發(fā)生的故障被認(rèn)為是計(jì)數(shù)故障;不符合相應(yīng)規(guī)定時(shí),發(fā)生的故障被認(rèn)為是非計(jì)數(shù)故障。
?、诋?dāng)一個(gè)初始故障可能引發(fā)后續(xù)故障時(shí),除特殊規(guī)定外,初始故障和后續(xù)故障被認(rèn)為是一個(gè)故障。
?、鄯辣姎怆娐分械目煽吭骷?、可靠隔離和可靠連接被認(rèn)為是不會(huì)發(fā)生故障的。
2.故障模式
本質(zhì)安全型電氣設(shè)備和
防爆電器電路中,防爆電氣電路元器件及其連接可能發(fā)生的故障如下。
1)電阻器可能發(fā)生的故障
當(dāng)電阻值在開路和短路之間發(fā)生變化時(shí),電阻器可能發(fā)生故障。這種故障被認(rèn)為是非計(jì)數(shù)故障。
可靠限流電阻器的開路狀態(tài)被認(rèn)為是一種計(jì)數(shù)故障。
符合要求的線繞型可靠電阻器被認(rèn)為是不會(huì)發(fā)生匝間短路故障的。
2)電容器可能發(fā)生的故障
電容器的開路、短路或電容值減小,被認(rèn)為是電容器發(fā)生的一種非計(jì)數(shù)故障。
當(dāng)兩個(gè)電容器串聯(lián)起來組成可靠隔直電容器組件時(shí),組件中的每一個(gè)電容器都應(yīng)該被認(rèn)為可能發(fā)生開路故障或短路故障。這種故障是一種計(jì)數(shù)故障。
在這種情況下,在考核組件的電容值時(shí)Afi'1應(yīng)該取兩個(gè)電容器中電容值較大者。因?yàn)殡娙萜鞔?lián)時(shí)總的電容值[c=C。c:/(C。+C2)]小于所有串聯(lián)電容器中的最大電容值。
(3)電感器(繞組)可能發(fā)生的故障
當(dāng)防爆電氣電路中的繞組(例如繼電器繞組)發(fā)生開路時(shí),便認(rèn)為是一種電感器的開路故障。這是一種計(jì)數(shù)故障。
電感器開路會(huì)在電感器中產(chǎn)生較大的反電動(dòng)勢(shì),直接威脅著防爆電氣電路的本質(zhì)安全性能。
此外,與電感器串聯(lián)的電阻器的電阻值從標(biāo)稱值到零值(短路)發(fā)生變化時(shí)引起的故障也應(yīng)該予以考慮。這種故障是一種非計(jì)數(shù)故障。
當(dāng)阻尼繞組具有可靠的機(jī)械結(jié)構(gòu),例如用無縫金屬管制成或用導(dǎo)體焊接制成時(shí),人們不必計(jì)較可能發(fā)生開路故障。
(4)半導(dǎo)體分立元器件可能發(fā)生的故障
半導(dǎo)體分立元器件主要是指半導(dǎo)體二極管、連接成二極管使用的半導(dǎo)體晶體管、晶閘管以及其他的半導(dǎo)體元器件。半導(dǎo)體分立元器件本身可能發(fā)生的開路故障或短路故障被認(rèn)為是計(jì)數(shù)故障。
同時(shí),人們還應(yīng)該考慮到,由其他
防爆電器電路元器件的故障對(duì)它造成的故障。
(5)集成器件可能發(fā)生的故障
當(dāng)集成器件(集成器件不是可靠組件)發(fā)生故障時(shí),它可能會(huì)引起它的外接防爆電氣電路出的開路故障或短路故障,或者開路和短路的綜合故障。這些故障應(yīng)該視為非計(jì)數(shù)故障。
(6)某些組件可能發(fā)生的故障
在本質(zhì)安全防爆電氣電路中,下列組件可能會(huì)發(fā)生一些故障。
1)電池和電池組
當(dāng)電池或由多個(gè)單體電化學(xué)單元組合在一起形成一個(gè)完整結(jié)構(gòu)體的“組”電池符合相應(yīng)結(jié)構(gòu)要求時(shí),電池組中每一個(gè)單體電池或“組”電池發(fā)生的故障被認(rèn)為是一種計(jì)數(shù)故障。
對(duì)于不符合相應(yīng)規(guī)定的電池組,人們應(yīng)該考慮電池組外部裸露端子之間可能發(fā)生短路故障。這是一種計(jì)數(shù)故障。
2)變壓器
對(duì)于可靠電源變壓器,一般認(rèn)為向本質(zhì)安全防爆電氣電路供電的繞組與其他繞組之間是不會(huì)發(fā)生短路故障的。
當(dāng)在變壓器輸出回路串聯(lián)一只可靠限流電阻器,并與之澆封在一起,而且變壓器與電阻器之間沒有裸露帶電部件時(shí),或者,在變壓器裝配時(shí)不同電位的接線端子之間電氣間隙、爬電距離或間距符合表6.1中相應(yīng)的規(guī)定值時(shí),人們不必計(jì)較變壓器輸出回路會(huì)發(fā)生短路故障。
3)安全分流組件
在本質(zhì)安全防爆電氣電路中使用安全分流組件時(shí),組件的兩個(gè)分流支路中任何一個(gè)發(fā)生的開路或短路故障,被度為是一種計(jì)算故障。
4)其他器件
在被澆封的元件上或者被氣密的元件上發(fā)生的故障被認(rèn)為是一種計(jì)數(shù)故障。
(5)電氣間隙、爬電距離和間距可能發(fā)生的故障
在本質(zhì)安全型電氣設(shè)備和防爆電氣電路中,不同電位之間的電氣間隙、爬電距離或間距,假如符合表6.1中規(guī)定的相應(yīng)數(shù)值,被認(rèn)為是不會(huì)發(fā)生故障的。
對(duì)于間距,如果實(shí)際間距數(shù)值大于表6。1中相應(yīng)數(shù)值的1/3,這個(gè)較小的間距發(fā)生的故障被認(rèn)為是一種計(jì)數(shù)故障;如果實(shí)際間距數(shù)值小于表6.1中相應(yīng)數(shù)值的1/3,或者小于表6.2中的規(guī)定值,這個(gè)較小的間距發(fā)生的故障被認(rèn)為是一種非計(jì)數(shù)故障。
假如防爆電氣電路中元器件采用了雙重措施(例如,兩個(gè)電容器串聯(lián)),那么間距小于表6.2中規(guī)定數(shù)值、但是不小于它的二分之一時(shí)發(fā)生的故障被認(rèn)為是一種計(jì)數(shù)故障。
8)防爆電氣電路連接可能發(fā)生的故障
在本質(zhì)安全防爆電氣電路中導(dǎo)線連接可能發(fā)生開路,斷開的導(dǎo)線有可能“搭線”到其他防爆電氣電路部件上。此時(shí),初始的開路故障被認(rèn)為是一個(gè)計(jì)數(shù)故障,后續(xù)發(fā)生的“搭線”故障被認(rèn)為是另一個(gè)計(jì)數(shù)故障。
在印制防爆電氣電路中印制導(dǎo)線的棄路被認(rèn)為是一種計(jì)數(shù)故障。
9)安裝可能造成的故障
在本質(zhì)安全型電氣設(shè)備中,元器件和導(dǎo)線的安裝不符合相應(yīng)間距、隔離要求時(shí)可能會(huì)造成故障,例如,當(dāng)元器件安裝在印制防爆電氣電路板的印制導(dǎo)線上方或與印制導(dǎo)線相鄰時(shí),元器件的導(dǎo)電部分與印制導(dǎo)線之間可能會(huì)發(fā)生故障。這是一種非計(jì)數(shù)故障。