在这里我们对充砂型电气设备提出“故障”的概念,主要是考虑到,假若设备的电路发生了故障,它就有可能产生超出设备额定值的大电流和过电压。这样的大电流和过电压会使设备内出现局部过热和(或)绝缘击穿,严重时将损坏填充材料的基本性能,降低这种防爆型式的防爆安全性能。
在充砂型电气设备内部可能发生的故障,可以分为两类:一类是在设计时设计人员必须考虑的故障,称为计入故障;另一类是设计时可以不考虑的故障,称为不计入故障。
1.计入故障
计入故障包括:
①任何电气元器件发生的短路。
②任何电气元器件发生的断路。
③在印制电路中出现的故障。
假若一种故障可能引发另外一些后续故障,例如短路可能造成过热,这只可以认为是一个故障。
在充砂型电气设备内发生了所谓的计入故障,有可能在相关电路中形成异常的过电压和大电流,进而威胁设备的防爆安全性能。因而,设计人员必须评估这种故障可能造成的不利影响。
2.不计入故障
不计入故障包括:
①当在不大于元器件标称额定电压和额定功率的2/3条件下使用时,薄膜电阻、线绕电阻和螺旋型单层线圈的电阻值低于额定值。
②当在不大于元器件标称额定电压的2/3条件下使用时,塑料薄膜电容器、陶瓷电容器和纸质电容器发生的短路。
③当两个不同电路的最大电压有效值之和U不大于1000V,两个不同电路的元器件额定电压值至少为1.5U时,光耦合器和继电器的隔离环节出现的故障。
在充砂型电气设备内,上述的这些元器件已经引入了1.5倍的安全系数,它们可能发生的故障对电路造成的影响可以不必考虑。
3.无故障元件和结构(www.xing528.com)
以下元件和结构被认为是无故障元件和无故障结构:
①符合国家标准GB 3836.3《爆炸性环境 第3部分:由增安型“e”保护的设备》要求的变压器、线圈和绕组或符合国家标准GB 3836.4《爆炸性环境 第4部分:由本质安全型“i”保护的设备》要求的变压器,可以认为是不会发生故障的。
②当裸露带电部件之间或印制电路板中的爬电距离或间距至少等于表8.2中所示数值时,便可以认为它不会发生短路故障。
表8.2 爬电距离和相关间距①
(续)
①引自GB 3836.7《爆炸性气体环境用电气设备 第7部分:充砂型“q”》。
这里应该说明的是,表8.2中所述的电压是指带电零部件之间的最大峰值电压;假若带电零部件之间电气上是隔离的,电压是两电路的最大峰值电压之和。在评估电压时,应该考虑到正常工作工况和发生故障的异常工况。
表8.2中所述的涂层下的爬电距离是指这样的涂层下的爬电距离:
①能够密封导体防止湿气浸入的敷形涂层。
②能够粘附在导电零部件和绝缘材料上的涂层。
③用喷涂方法涂覆两次的涂层。
④用浸涂、刷涂或真空浸渍方法涂覆一次的涂层。
假若焊接时不会伤害涂层,则焊锡膏被认为是两次涂层中的一种。
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