煤炭產量遠程監(jiān)測裝置的設計與應用
3.2.1 安全系數(shù)計算
安全系數(shù)是指最小點燃電流(或電壓或能量)與本安電路的電流(或電壓或能量)相比的倍數(shù)。即:

例如:本安型分站中最大陶瓷電容為10 μF。圖6為I類電氣設備的電容性電路的最小點燃電壓曲線。因此,可得:當電阻值為零時,10 μF 對應的最小點燃電壓為28 V(即圖6中A點的橫坐標),電路供電電壓為5 V,因此其安全系數(shù)最小為:

計算得到的安全系數(shù)5.6大于國標規(guī)定的ib級安全系數(shù)1.5(ib級安全系數(shù)是指正常工作和施加產生最不利條件的非計數(shù)故障時,安全系統(tǒng)最低為1.5)。
3.2.2 本安系統(tǒng)設計要求
產量監(jiān)測裝置經過國家防爆檢驗機構特定的電路分析測試認證后,得到本安型分站的本安參數(shù)為:Ui=5.8 V,Ii=1.4 A,Li=O,Ci= 40μF。傳輸接口的本安參數(shù)為:Uo=5.8 V,Io=165.0 mA,Lo=20 mH,Co=94 μF(如圖7所示)。本安分站和傳輸接口之間的傳輸電纜分布參數(shù)為R≤45Ω/km,C≤0.06 μF/km,L≤0.8 mH/km。裝置中傳輸電纜最長能達到20 km。所以電纜最大允許分布電容Cc=1.2 μF,電纜最大允許分布電感Lc=16 mH。符合本安防爆性能要求的Uo≤Ui、Io≤Ii、Po≤Pi、Co≥Ci+Cc、Lo≥Li+Lc的要求。
3.3 隔爆技術
隔爆外殼的作用是在內部氣體爆炸時能夠將能量限制在內部,而不傳遞到殼體外部。所以型式檢驗時對隔爆箱的結合面有嚴格的要求。該裝置中的隔爆兼本安型電源箱采用的是孔位于外殼的外側的樣式,如圖8所示,圖8中a為孔與外殼的內側之間的距離;b為防爆接合面的寬度。按照GB3836.2中的規(guī)定,應符合當b12.55 mm時,a≥6 mm;當12.5 mm≤b≤25 mm時,a≥8 mm;當b≥25 mm時,a≥9 mm的要求。在實際應用中,采用b=25 mm,a=11 mm符合要求,通過內部點燃不傳爆試驗檢驗。
4 結束語
煤炭產量監(jiān)測裝置將相關信號采集、遠程傳輸以及防爆技術應用到電路和外殼設計當中。經過國家安全生產檢驗中心的檢驗,在實現(xiàn)煤炭產量監(jiān)測性能的同時能夠有效防爆。該裝置具有安全可靠,性能穩(wěn)定等優(yōu)點,在實際應用中,有效提高了煤炭監(jiān)管人員的工作效率。
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