在本質(zhì)安全型防爆電氣設(shè)備的電路中，人們使用著各種不同的可靠
防爆電器元器件和可靠連接，來組成設(shè)備的功能環(huán)節(jié)。
所謂可靠防爆電器元器件和可靠連接，就是符合相關(guān)要求的不容易發(fā)生故障(發(fā)生故障的概率很小)的防爆電器元器件和它們之間的連接。下面的這些防爆電器元器件以及相應(yīng)的連接被稱為可靠防爆電器元器件和可靠連接。
1．可靠電隔離器件
在本質(zhì)安全電路中，通常情況下，電隔離器件主要是指光耦合器件。當(dāng)然，符合相應(yīng)規(guī)定的繼電器以及其他防爆電器元器件也可以用作電隔離器件。
電隔離器件，假若符合相應(yīng)要求，便被認(rèn)為是不可跨接而發(fā)生短路的可靠電隔離器件。例如，光耦合器件，只要它的額定值符合第6．3．1節(jié)的“三分之二原則”規(guī)定，而且又經(jīng)受了相應(yīng)的介電強(qiáng)度試驗(yàn)，便可以認(rèn)為這種器件是一種可靠電隔離器件。
這里以光耦合器件為例來討論可靠電隔離器件。
(1)結(jié)構(gòu)與安全要求
光耦合器件是一種以光為耦合介質(zhì)在它的輸入端和輸出端之間傳遞電信號的器件。這種器件，按照結(jié)構(gòu)形式，通常由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及電信號的放大，具有很好的電氣隔離特性；按照封裝形式，可以分為單只封裝器件和集成封裝器件。這里作為可靠防爆電器元器件，主要討論單只封裝的光耦合器件(集成封裝器件一般不被看作是可靠防爆電器元器件)。
在使用光耦合器件對本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路進(jìn)行電隔離時，人們應(yīng)該在非本質(zhì)安全電路的輸入端配置適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)環(huán)節(jié)，以保證非本質(zhì)安全電路的電壓和電流不會超過光耦合器件的額定值的三分之二。
在非本質(zhì)安全電路輸入端配置合適的熔斷器和齊納二極管，就是這樣的保護(hù)環(huán)節(jié)。此時，熔斷器應(yīng)該能夠分?jǐn)囝A(yù)期的峰值電源電流；齊納二極管的額定功率不應(yīng)該小于1．7I電流與最高齊納電壓之積。
?。?）試驗(yàn)
在本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路之間設(shè)置的光耦合器件，假若非本質(zhì)安全電路側(cè)設(shè)置的保護(hù)環(huán)節(jié)不足以提供可靠的過載保護(hù)，應(yīng)該承受以下規(guī)定的型式試驗(yàn)。
1)介電強(qiáng)度試驗(yàn)
在介電強(qiáng)度試驗(yàn)時，光耦合器件應(yīng)該首先進(jìn)行過載溫度試驗(yàn)，之后才能進(jìn)行介電強(qiáng)度試驗(yàn)。
2)過載溫度試驗(yàn)
在進(jìn)行過載溫度試驗(yàn)時，光耦合器件的接收側(cè)(發(fā)射側(cè))應(yīng)該以額定電壓和額定電流運(yùn)行，發(fā)射側(cè)(接收側(cè))應(yīng)該以不損壞元件的規(guī)定功率運(yùn)行(這個功率可從光耦合器件的數(shù)據(jù)表中選取）。
試驗(yàn)在發(fā)射側(cè)(接收側(cè))達(dá)到熱穩(wěn)定以后應(yīng)該再增加功率直至又一次達(dá)到熱穩(wěn)定，如此繼續(xù)下去直到發(fā)射側(cè)(接收側(cè))半導(dǎo)體元件損壞為止。試驗(yàn)人員應(yīng)該記錄環(huán)境溫度和試驗(yàn)樣品剛好損壞之前發(fā)射側(cè)(接收側(cè))的最高表面溫度。
不管是發(fā)射側(cè)還是接收側(cè)，試驗(yàn)都應(yīng)該分別用5只試驗(yàn)樣品進(jìn)行。
②介電強(qiáng)度試驗(yàn)
在過載溫度測試之后，試驗(yàn)人員應(yīng)該將試驗(yàn)所用的lO個試驗(yàn)樣品放置在溫度為所測的最高表面溫度加10K(不超過15K)的烘箱中至少6h，但也不必超過7h。
接著，試驗(yàn)人員應(yīng)該將這些試驗(yàn)樣品放置在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度下，待溫度降至(25±2)度時在本質(zhì)安全接線端子和非本質(zhì)安全接線端子之間施加試驗(yàn)電壓1．5kV[(50±2)Hz或(60 4-2)Hz有效值]，并在10s內(nèi)增至3kV，然后，保持(60±5)s。
在試驗(yàn)過程中，光耦合器件的發(fā)射側(cè)和接收側(cè)的絕緣應(yīng)該沒有發(fā)生擊穿，泄漏電流不應(yīng)該超過5mA。
2)炭化試驗(yàn)
炭化試驗(yàn)所用試驗(yàn)樣品應(yīng)該為10只(每5只一組)。每一只試驗(yàn)樣品均應(yīng)該承受過載溫度試驗(yàn)。經(jīng)過過載溫度試驗(yàn)后的試驗(yàn)樣品才能進(jìn)行炭化試驗(yàn)。
在試驗(yàn)時，試驗(yàn)人員應(yīng)該在試驗(yàn)樣品的下列部位施加試驗(yàn)電壓375V[(50±2)Hz或(60±2)Hz，有效值]并保持30min。
·發(fā)射側(cè)，二極管的正、負(fù)極上；
·接收側(cè)，晶體管的集電極和發(fā)射極上。
在試驗(yàn)的最后5min內(nèi)，泄漏電流不應(yīng)該超過5mA。
2．可靠限流電阻器
在本質(zhì)安全電路中使用的可靠限流電阻器，應(yīng)該是下列型式的：
·薄膜型；
·線繞型；
·經(jīng)過澆封或涂覆的混合電路以及印制電阻。
可靠限流電阻器的額定電壓和額定功率應(yīng)該滿足第3．1節(jié)中規(guī)定的“三分之二原則。
對于薄膜型電阻器，主要有金屬膜電阻、金屬氧化膜電阻、碳膜電阻等。金屬膜電阻具有精度高、穩(wěn)定性好、溫度系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，而且體積Y-d,，噪聲又低。金屬氧化膜電阻的特點(diǎn)是耐高溫、耐熱沖擊、負(fù)載能力強(qiáng)。碳膜電阻的性能一般，但成本低。
對于線繞型電阻器，它具有性能穩(wěn)定、耐熱性好、誤差范圍小等特點(diǎn)，適用于大功率的情況。在底板上安裝后，制作人員應(yīng)該用澆封化合物把它澆封起來，以防止繞線斷開時繞線松展開與其它防爆電器元器件或?qū)Ь€“搭線”。澆封化合物固化后表面的相比電痕化指數(shù)應(yīng)該符合表6．1中的相應(yīng)規(guī)定值。
對于這樣的線繞型電阻器，人們不必考慮其繞線之間可能發(fā)生匝間短路故障。
此外，在正常運(yùn)行條件下，熔斷器和燈泡燈絲的冷態(tài)電阻(在最低環(huán)境溫度條件下)也可以認(rèn)為是可靠限流電阻器。
3．可靠隔直電容器
在電子電路(包括在本質(zhì)安全電路)中，隔直電容既可以在級間隔離直流傳遞交流信號。又可以作為旁路元件濾除高頻信號。
在本質(zhì)安全電路中，作為隔直電容使用的電容器應(yīng)該采用高度可靠的固體介質(zhì)電容器，不可以使用電解電容器和鉭電容器。在電容器的正、負(fù)極板之間使用紙、云母、陶瓷或薄膜等固體介質(zhì)的電容器就是這種電容器，它的可靠性高，穩(wěn)定性又好。而電解電容器和鉭電容器內(nèi)包含液體例如稀硫酸溶液，在使用過程中有可能泄漏，從而造成附加危險。
電容器的額定電壓應(yīng)該不小于電路中可能出現(xiàn)的最高電壓的1．5倍值。
兩個這樣的電容器串聯(lián)起來組成一個隔直電容器組件。這是一種可靠組件。
在隔直電容器組件中，每一個電容器的絕緣都應(yīng)該承受相應(yīng)的介電強(qiáng)度試驗(yàn)。
當(dāng)隔直電容器布置在本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路之間時，人們還應(yīng)該考慮到電路中可能，瞬態(tài)效應(yīng)。
4.可靠電感器(線圈)
本質(zhì)安全電路中使用的電感器應(yīng)該符合下列要求：
①繞制電感線圈的導(dǎo)體的線徑不得小于0．05mm。
②電感線圈的兩個導(dǎo)體之間至少有兩層絕緣，或者，有一層厚度大于0．5mm的固體絕緣，或者，采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T 6109．2《漆包圓繞組線 第2部分：155級聚酯漆包銅圓線》、6109．5《漆包圓繞組線第5部分：溫度指數(shù)180的聚酯亞胺漆包銅圓線》、GB／T 6109．6圓繞組線第6部分：溫度指數(shù)220的聚酰亞胺漆包銅圓線》規(guī)定的1級(經(jīng)相應(yīng)試驗(yàn)合|H2級漆包線繞制線圈。
在里需要指出的是，電感線圈繞制完成后應(yīng)該進(jìn)行浸漬絕緣處理；通常應(yīng)該采用沉浸、滴注!浸漬的工藝方法，涂刷和噴涂被認(rèn)為不是有效的浸漬方法。當(dāng)所用的浸漬物質(zhì)中含有溶劑髦圈至少應(yīng)該進(jìn)行兩次這樣的浸漬和烘干。
5.可靠安全分流組件
基本質(zhì)安全電路中，用來保證電路的本質(zhì)安全性能的防爆電器元器件組合被稱為安全分流組件。
當(dāng)安全分流組件僅僅承受最高電壓(Um)作用時，安全分流組件中的每一個防爆電器元器件都應(yīng)該 符合第6．3．1節(jié)的“三分之二原則”規(guī)定；假若防爆電器元器件用熔斷器進(jìn)行保護(hù)時，防爆電器元器件應(yīng)該能夠承受熔斷器的1.7In電流值的持續(xù)電流(In—熔斷體電流)。
必要時，安全分流組件應(yīng)該用符合規(guī)定的澆封化合物澆封起來，以避免連接處斷開形成火花。
?。?)安全分流器
當(dāng)安全分流組件能夠保證把電路中防爆電器元器件或部件的使用電氣參數(shù)控制到不使本質(zhì)安全性能失效時．這樣的組件被視為可靠安全分流器。
當(dāng)安全分流器承受最高電壓(U。)時，它應(yīng)該能夠承受電路中可能出現(xiàn)的瞬態(tài)過程。但是以下情況可以不予考慮：
?、儆糜谙拗齐姼衅骰驂弘娖骷葍δ芷骷烹姇r。
?、谟糜谙拗齐娙萜鞯葍δ芷骷妷簳r。
例如，連接成橋式電路的二極管組件，只要二極管的額定值符合相應(yīng)要求，則可以被認(rèn)為是可靠安全分流器。
?。?)安全限壓器
安全分流組件能夠保證符合要求的電壓施加到本質(zhì)安全電路時，這樣的組件被視為安全限壓器。
當(dāng)安全限壓器承受最高電壓(乩)時，它應(yīng)該能夠承受電路中可能出現(xiàn)的瞬態(tài)過程。但是以下情況可以不予考慮：》由可靠電源變壓器供電時。簟|由二極管安全柵供電時。
?、儆呻姵?組)供電時。
②由安全分流組件供電時。
?、塾呻姼。ńM）供電時。
?、苡砂踩至鹘M件供電時。
例如，當(dāng)采用半導(dǎo)體二極管(包括齊納二極管)組成安全分流組件時，分流組件應(yīng)該用兩只二極管并聯(lián)組成，而且，每一只二極管都能夠承受故障狀態(tài)下流過連接點(diǎn)的最大電流。
安全分流組件就是可靠并聯(lián)限壓器。
6．
防爆電器元器件的可靠連接
在本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的電路中，除了可靠防爆電器元器件外，這些防爆電器元器件之間的連接導(dǎo)線和導(dǎo)線連接也應(yīng)該是可靠的。可靠連接被認(rèn)為是不會發(fā)生開路故障的。
當(dāng)可靠防爆電器元器件之間的連接符合下列要求時，這種連接便被認(rèn)為是可靠連接。
(1)連接導(dǎo)線
當(dāng)可靠防爆電器元器件之間采用導(dǎo)線連接時，這種連接應(yīng)該滿足以下要求：
①用兩根導(dǎo)線并聯(lián)連接。
?、谟弥睆街辽贋?.5mm的單根導(dǎo)線連接，而且，無固定的長度不得大于50mm或者在連接點(diǎn)設(shè)置可靠的固定措施。
?、塾脝胃鶎?dǎo)線截面積至少為0.125mm2(直徑為0.4mm)的帶狀軟線連接，而且，無固定的長度不得大于50mm或者在連接點(diǎn)設(shè)置可靠的固定措施。
(2)印制導(dǎo)線
在印制電路板上，印制導(dǎo)線應(yīng)該滿足以下要求：
①兩條并聯(lián)連接，而且，每一條印制導(dǎo)線的寬度不得小于1mm。
?、趩螚l連接，但是，它的寬度至少為2mm或者寬度大于其長度的1％，取二者較大值。
多層印制電路板中每一層的印制導(dǎo)線與另一層的印制導(dǎo)線之間，應(yīng)該通過一個周長至少為2mm的導(dǎo)通孔連接，或者，通過并排設(shè)置、周長至少為1mm的兩個導(dǎo)通孔連接，而且印制導(dǎo)線的寬度應(yīng)該符合上面的要求。
?、塾≈茖?dǎo)線的標(biāo)稱厚度不應(yīng)該小于35izm(覆銅箔厚度)，或者，印制導(dǎo)線能夠通過相應(yīng)的有關(guān)試驗(yàn)。
(3)連接點(diǎn)
不管是在安裝底板上還是在印制電路板上，導(dǎo)線的連接點(diǎn)(或焊接點(diǎn))都必須連接可靠。例如，
?、賹τ诓⒙?lián)連接的導(dǎo)線，每一端的連接點(diǎn)都應(yīng)該有兩個。
?、趯τ谥挥靡粋€焊接點(diǎn)的情況，連接導(dǎo)線在焊接點(diǎn)處穿過印制電路板上小孔彎曲后焊在焊接點(diǎn)上，當(dāng)然也可以使用其他等效的方法焊接。
?、蹖τ谫N片元件，焊接處的焊接長度至少為2mm。
?、苓B接導(dǎo)線可以采用螺釘或螺栓連接，而且，要有放松措施。
這里需要說明的是，在“ie”級本質(zhì)安全型設(shè)備和電路中，人們可以不采用這種所謂的“可靠連接”。
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