保护系统与功能描述

根据正压型电气设备的设备保护级别（“pb”级或“pc”级）的不同，人们对于这种防爆型式的电气设备可以采用最高正压检测、保护性气体流量检测、最低正压检测和吹扫时间检测等安全措施和安全要求，对正压保护系统进行实时监测，进行随机保护。

对于“pb”级设备，保护系统应该设置4个自动安全装置，而且这些自动安全装置能够同时自动地实时检测保护系统，发出主电路起动指令，并在发生故障时及时地发出报警信号（声、光），同时切断主电路的电源。

对于“pc”级设备，保护系统可以只设置2个自动安全装置，它们能够自动地检测保护系统中的有关数据，必要时发出报警信号（声、光）。人们根据这些装置的检测数据来自动地或手动地控制主电路。

在这里仅以“pb”级正压保护系统（泄漏补偿式）为例，简单地描述一下正压保护系统的动作功能。

假定在这种保护系统中设置了最高正压检测装置、流量检测装置、最低正压检测装置和定时器（吹扫时间检测）4种自动安全装置。由这4种自动安全装置的输出状态来决定正压保护系统的3种工作状态：吹扫等待、吹扫开始、吹扫结束并开始供电。

这4种自动安全装置的工作状态构成了一个“与”的组合逻辑控制系统。它的真值表如表5.1所示。

表5.1 组合逻辑控制系统的真值表

在表5.1中，S₀——系统的初始状态；S₁——开始吹扫的等待工况；S₂——开始吹扫；S₃——吹扫结束，开始供电；A——外壳内的最低正压值大于50Pa（“pb”级）；B——外壳内的压力超过最高正压值；C——保护性气体的吹扫流量大于最小规定值；D——吹扫时间结束。

根据表5.1真值表所列逻辑关系，可以得到的逻辑表达式为

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按照上述3个式子描述的逻辑关系，设计人员便可以设计出正压保护系统的电气控制原理图。

从表5.1和上述3个表达式的逻辑关系可以看出，在这个逻辑控制系统中，任何一个参数达不到规定值（自动安全装置检测出故障）时，正压保护系统都会使系统自动翻转回到初始状态（S₀）。

综上所述，“pb”级正压型电气设备的正压保护系统的控制过程如下。

在正压型电气设备起动过程中，最高正压检测装置处于低电平，它给主电路起动装置一个电信号（“非”），系统处于等待状态；流量检测装置开始检测保护性气体的流量，一旦气体流量达到规定的最小流量，便发出信号给最低正压检测装置、定时器和主电路起动装置；最低正压检测装置获得流量检测信号后便开始监测外壳内的压力，一旦正压值达到规定的最低压力，它便向定时器和主电路起动装置发出信号；定时器收到流量信号“与”最低正压信号后便开始计时，一旦计时时间达到规定值，它便向主电路起动装置发出合闸供电指令，主电路起动装置在最高正压检测装置信号“与”流量检测装置信号“与”最低正压检测装置信号“与”定时器信号共同作用下合闸供电。至此，正压型电气设备起动完成。

在正压型电气设备运行过程中，一旦自动安全检测装置检测到某个被监测参数偏离了规定值，整个正压保护系统就会马上翻转，回到初始状态。

“pb”级正压型电气设备正压保护系统控制逻辑示意图如图5.6所示。

在图5.1中，I₀₁——“非”门，将最高正压信号的低电平转换为高电平；I₀₂——“与”门，保证流量值与正压值符合要求；I₀₃——“与”门，保证在流量信号、最低正压信号触发下起动延时功能；I₀₄——“与”门，保证在最高正压信号、流量信号、最低正压信号、定时信号触发下立即对主电路合闸供电。至此，设备投入正常运行。反之，假若最高正压信号、流量信号、最低正压信号中任何一个偏离整定值，主电路起动装置（I₀₄）都会立即将主电路断开。

图5.6 “pb”级正压型电气设备正压保护系统控制逻辑示意图