本安防爆称重系统配置设备选用原则

 技术帮助     |      2019-07-08

  本安防爆称重系统由本安现场设备、关联设备(也称安全栅)和连接电缆三部分组成,就本安防爆性能而言,它们必须满足 Uo≤Ui、Io≤Ii、Po≤Pi、Co≥Cc+Ci 和 Lo≥Lc+Li 四个条件。这些设备配置的选用原则是:

  (1)本安仪表和传感器等电气设备的选用原则

  简单设备:按照 GB3836.4-2000 防爆标准规定,对于电压不超过 1.2V、电流不超过 0.1A,且能量不超过 20μJ或功率不超过 25mW的电气设备可视为简单设备,其中常见的仪表设备有热电偶、电阻应变式称重传感器等,它们的典型特点是内部等效电感 Li=0,内部等效电容Ci=0。

XK3190-Ex-A8防爆称重仪表
XK3190-Ex-A8防爆称重仪表

  本安称重电气设备:安装于危险场所的现场设备,必须明确以下问题:

  1)是否已按照 GB3836.1-2000和 GB3836.4-2000要求设计并已被国家防爆检验机构认可的本安电气设备;

  2)防爆标志规定的等级是否适用于使用的危险场所的安全要求;

  3)明确 Ui、Ii、Pi、Ci 和 Li 参数;

  4)本安电路是否接地或接地部分的本安电路是否与安全栅接口部分的电路加以有效隔离;

  5)信号传输是以何种方式进行;

  6)本安电气设备的zui低工作电压及回路正常工作电流。

  在上述问题明确的基础上,选择与之对应的安全栅。

GZD防爆称重传感器
GZD防爆称重传感器

  (2)安全栅的选用原则

  1)安全栅的防爆标志等级必须不低于本安现场仪表和传感器的防爆标志的等级。

  2)确定安全栅的端电阻及回路电阻可以满足本安现场设备的zui低工作电压。

  3)安全栅的本安端安全参数能够满足 Uo≤Ui、Io≤Ii、Po≤Pi、Co≥Ci 和 Lo≥Li 的要求。

  4)根据本安现场仪表的电源极性及信号传输方式选择与之相匹配的安全栅。

  5)避免安全栅的漏电流影响本安现场设备的正常工作。

  6)安全栅有两大类,一类为齐纳式安全栅,另一类为隔离式安全栅。

  (3)连接电缆的选用原则

  用于本安防爆称重系统中连接本安现场设备与安全栅的连接电缆,其分布参数在一定程度上决定了本安系统的合理性及使用范围,因此必须符合以下条件。

  1)连接电缆规格连接电缆为铜芯绞线,一般采用六芯电缆且每根芯线的截面积不小于0.5mm2。介质强度应能承受 2 倍本安电路的额定电压,但不低于 500V 的耐压试验。

  2)连接电缆长度的限制在本安系统中,现场本安仪表和连接电缆同为安全栅的负载,当安全栅与现场本安仪表选定后,也就决定了连接电缆的长度。其具体方法如下。

  根据 Cc≤Co-Ci 和 Lc≤Lo-Li 公式计算电缆的zui大外部分布参数;按照 L=Cc/Ck 和L=Lc/Lk 公式分别计算电缆长度,取两者中的小值作为实际配线长度 L,但多芯电缆,应考虑相互叠加影响。目前国内已有多家电缆生产厂生产专为本安系统设计的本安用特殊电缆,为方便比较选用,下面表 1给出了典型普通连接电缆的分布参数,表 2给出了典型国产本安用特殊电缆分布参数,以供参考。

  表1 典型普通电缆线的分布参数

名称 规格 分布参数
截面积 z 7 / mm' 绝缘厚度 /mm Ck (μF/km) LK (mH/km) R (Q/km)
RVV 1. 0 0.6 0. 195 0.617 19. 5
1. 5 0.6 0.207 0. 577 13. 5
2. 5 0.8 0.201 0. 583 8. 0
RWP 1. 0 0.6 0. 248 0. 722 19. 5
1. 5 0.6 0. 248 0.655 13. 5
2. 5 0.8 0. 241 0.682 8. 0

 

  RVV:铜芯聚氯乙烯绝缘及护套软线 RVVP:铜芯聚氯乙烯绝缘、金属屏蔽及护套软线

  表2 典型国产本安仪表用特殊电缆分布参数

聚乙烯绝缘双芯对绞屏蔽铜线 截面积/mm2
1. 0 1. 5 2.5
20°CM流电阻R (Q /km) 一般线芯 18.5 12.4 7.45
多股软线芯 19 13. 5 7.8
分布电容Ck ( u F/km) <0. 094 <0. 104 <0. 115
分布电感 Lk (mH/km) 一般线芯 0.46 0. 31 0. 19
多股软线芯 0.48 0. 34 0.20
400A/m电磁十扰/mV <200 <200 <200
10KV静电十扰/V <1 <1 <1