本质安全型电路（精选7篇）
本质安全型电路 篇1
摘要：在科学技术的不断发展下,各行业的本质安全防爆电路的设计要求越来越高,尤其在煤矿井下作业中,本安电源的使用频率也越来越高,其对于参数的要求也逐渐提升,使得本质安全防爆电路设计成为了一项重要的安全供电设备。
关键词：本质安全,防爆电路,设计
1 前言
本质安全电路防爆设计,主要是对电气参数进行合理的设计与分析,进而有效控制电火花能量,确保本质安全型的设备或是电路在正常运行、故障状态下所产生的热效应与电火花不至于引燃爆炸性的气体混合物,造成严重的爆炸事件。因此,需要在电感电路、电阻电路、电容电路中,通过降低电流或电压的方式,确保其安全系数达到要求。
2 电路防火花的设计分析
2.1 电感电流防火花设计
在电感电流中,电感元起作为重要的储能元件,可将电路能量通过磁能形式加以储存,让电路在出现关闭时,将能源进行释放。电感电流火花放电相对复杂,其火花放电的能源有的来自于电感元件的自身能量,有的来自于电源。在电感电流出现断开时,除了电感电流会出现火花放电,电感元件的磁场储能依然会出现放电。而在这个过程中,电路电极会迅速地切断,期间电极的电阻会大大增加,而电流则会极速下降,发生较大的电流变化,并会在电极间隙的位置发生较高的感应电动势,导致电感在储能放电的间隙位置发生放电。当电感电路切断时,电火花会在较短时间内集中在某一空间,且能量巨大,很容易导致爆炸性混合物点燃。若电感电路的电感相对较小,放电火花就会较为分散且巨大,不容易点燃爆炸性的混合物。因此,若电感电路的电源电压相同,点燃的电流也会存在差异。且电感电路点燃的电流,比电阻电路点燃的电流还小。在设计过程中,要结合电感储能放电时对放电火花的影响进行充分的分析,在电感电路发生闭合时,不会导致电流因为突变而出现放电火花,点燃易爆炸的混合物或气体。
2.2 电阻电路防火花设计
电阻电路出现火花放电,主要是由于电阻电路没有储能元件,在发生通断时,火花能源主要来自于电源,在电路断开之后,电极接触面会极速减小,而接触位置的电流密度则会急剧增加,在这种高电流及高电压的情况下,电流就会融化为金属熔桥。与此同时,还会出现一定的金属蒸气,并对金属熔桥产生破坏,进而导致电极间的电阻加大,使得电压升高。当电压大于起弧电压时,则会出现电弧放电的现象。一般电阻电路发生的放电火花能量不太高,因此,开关的通断速度也会对电火花的能量产生影响。所以开断电气参数一定的电路,其火花放电的能量会随火花放电持续时间和放电波形而变化,持续时间越长,火花放电能量越大,而电阻电路断开时出现火花,断开速度越慢越危险。
2.3 电容电路防火花设计
电容电路火花放电通常发生在开关触点的闭合时,但在触点断开后,电容一般不会发生放电火花。电容电路中的电容,通常作为储能器来将电源能源通过电场能形式加以存储。当电路发生闭合时,不仅会存在电容储能的放电,还会存在电阻电路的放电。电容电路的放电流较大,且速度较快,火花的放电能量也较为集中,危险性极大,很容易导致爆炸混合物点燃。本安电路的放电火花点燃力,不仅受到电流、电感等影响,还受非电气参数影响,包括爆炸性混合物成分、流动速度,以及温度与湿度,还有电极触头的材质及分合流速影响。而不同的成分,其爆炸能力也不相同。为确保本安电路防爆设计的可行性,在检验和设计本安电路过程中,还要确保其安全系数符合要求。
3 电源电路的防爆设计
3.1 电源电路的开关设计
在电源电路设计中,可以运用开关稳压器来作为前级电路,在采用低压差线性的稳压电源来作为后级电路,通过这种串级连接方式,来较小纹波,提高电源在输出低电压时的精准度。开关电源的应用优势较为突出,不仅体积较小,而且效率较高,重量较轻,电网的适应性较强。在电源电路的防爆设计中,通过调整开关管的占空比,来更好地适应电压。且该种线性稳定的电源,工作状态反应较为灵敏,且电压稳定性良好,噪音较低,输出的纹波电压小,电路结构较为简单,易于维护。本质安全防爆的直流开关电源,与普通的开关电源有着很大的不同,能够对电路火花放电的能量进行限制[3]。换言之,也就是限制电路的电压及电流,并对放电时间加以控制。线性电流的输出端无需设置较大的滤波电容,因此本质安全保护电路一般运用输出端增加电流检测电阻方式,及反馈调整管方式进行。针对于开关电源,可以通过加电流来检测电阻,并控制或调节占空比,对电流加以限制。
3.2 交直流及变压器的转换
在本质安全防爆电路的设计中,要尤其注意变压器的设置。由于变压器不仅能够作为高低压的转换器,而且能够做为非本安与本安间的隔离器。所以,在选择时,应该优先选取噪音及漏磁较小,且耐压性强的R型变压器。通常,有的井下的照明设备电压为127V,而动力电压为660V或380V[4]。所以,为满足不同的电压输出要求,一般运用多头输出的变压器以增强其使用性能。当变压器输出后,需用通过整流桥滤波的电路来输出电压,并将输出电压控制在32V左右。
3.3 保护电路的设计
以往的过压过流防护措施,需要首先调整好电流及电压阈值,确保其适应性,再运用电阻采样的形式,将信号传输值比较器加以保护操作。由于该方式在生产调试的过程中,操作较为复杂,若电位器出现偏移,会导致阈值也随之变化,进而大大增加安全隐患。因此,可以采用浪涌抑制器芯片及场效应管等先进的核心器件,来进行过压过流保护电路的设计。其中LT4356便是一款拥有故障诊断功能的先进浪涌抑制器,能够进行过压与过流的保护操作,且工作电流可以达到80V,不仅自身的操作效率、运行效率较高,而且能够提供反向输出保护,并进行输出电压的检测,有效提高系统的安全、稳定性。
参考文献
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[2]章平谊.本质安全型设备外部电路连接装置的防爆要求[J].防爆电机,2014(01):31-32+35.
本质安全型电路 篇2
赵华[1]
（陕西彬长小庄矿业有限公司陕西彬县713508）
摘要:本文由生产事故产生的根源分析，针对事故根源提出通过建设人的安全化、机械设备安全化、标准化生产环境以及企业文化四个方面的努力，最终把小庄矿井建设本质安全型矿井。
关键词：生产事故 本质安全
0引言
煤矿行业是我国最危险的行业之一，也是我国安全管理工作的焦点所在，虽然近几年煤矿事故与伤亡人数有所下降，但与发达国家相比，我国煤矿事故起数和人身伤亡仍是触目惊心。2011年是“十二五”规划开局之年，是彬长公司“工作落实年”，亦是小庄矿井建设关键的一年。全面落实国发23号文件，以工作落实年为契机，科学管理，严格控制，全面提高小庄矿安全管理水平，实现“人—机—环”高度协调，和谐统一，对于小庄矿井本质安全型建设具有至关重要的作用。
1生产事故的根源
生产事故是指生产经营单位在生产经营活动中，突然发生的伤害人身安全和健康或损坏设备设施或造成经济损失，导致原生产经营活动暂时终止或永久终止的意外事件。即生产过程中，由于人、机械、环境三者在安全系统工作流程中出现意外，导致系统正常工作受到阻碍，致使人员伤亡、机械设备损坏、环境遭到破坏。因此，为把小庄
矿建设成为本质安全型矿井，我们着手从以下四个方面努力进行：人的行为管理、机械设备本质安全化、生产环境、人文环境标准化、企业文化沉淀与熏陶。
2建设本质安全型矿井途径
2.1提高生产系统中人的素质，建设人的本质安全
据研究统计，企业中70%以上的事故都是由于人的不安全行为所造成的，因此，遏制事故的主要工作在于规范人的行为。
目前，小庄矿井正处于二期施工阶段，临时系统较多，工程点多面广，战线长，且各施工单位管理水平参差不齐，作业人员素质普遍偏低，因此建设人的本质安全，我们从管理者与作业者两方面同时入手，以人为本，根据不同人员进行针对性培训。
对于管理者，可通过以下三种方法进行教育培训：
① 通过安全文化熏陶，改善其安全意识形态
思想转变是一个长期的过程，因此利用安全文化，安全教育，安全宣贯等方式方法对所有管理者进行长时间的熏陶，让安全理念深入人心，通过这种潜移默化的改变，提高管理者的安全意识，在意识本质上由“要我安全”向“我要安全”进行转变。
② 通过安全技术培训，提高其安全技能
安全技术具有专业性，提高所有管理者的安全技术能力，专业的安全技术培训是必不可少的，通过安全技术培训及平时应急演练，从而提高应急能力，让所有管理者都能清楚事前做什么，事后做什么以
及如何去做，从根本上解决非专业管理人员安全技术上的难题。
③ 通过组织管理，提高其安全责任心
目前，我国安全管理工作缺陷并非安全技术不高，安全资金投入不到位，而是所有参与者的安全责任心不强。加强安全工作的组织管理，以制度落实，分区责任落实，促进管理到位、检查到位、复查到位、措施到位的闭环落实机制，切实提高参与者的安全责任心。
对于一线操作人员，着重通过以下两点进行安全培训：
① 矿业专业技术人才缺乏，从业人员素质偏低是我国煤矿普遍性问题，小庄矿井正处于二期建设阶段，一线职工大多数是农民工、合同工、临时工，文化水平低，安全意识差，小庄矿点多面广，战线长给安全管理带来了很大不变。因此，必须从根本上提高从业者安全意识，通过安全宣传与事故案例使其充分认识到安全的重要性与必要性，同时指导其进行标准化作业，因避免盲目蛮干而引发不必要的事故，让其在根本上理解“不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害，同时保护他人不受伤害”。
② 通过岗位培训，规范其作业标准
通过岗位教育、培训和班前会，明确制定各工种，各岗位操作标准，促进作业规程标准化，让每一个作业者都能熟练掌握岗位操作基本知识，正确操作设备，明确岗位职责，从根本上杜绝“三违”，促进作业流程安全进行。
同时，在公司全体职工中继续推行“岗位描述”和“手指口述”工作法，积极开展“每日一题、每周一课、每月一考”活动，充分发
挥熟练工人的“传、帮、带”作用。通过“双述”等一系列活动的开展，达到工作规范化、程序化、标准化、有效促使每位职工都养成干标准活、上标准岗。
2.2提高矿井设备的安全性，保证设备的本质安全
先进的设备是构建本质安全型矿井的基本前提，也是重要前提。矿井技术装备水平的高低，很大程度上决定着矿井生产的安全系数高低。设备设施的安全系统必须具有自我保护能力，当其发生故障时能自动消除故障部件或实现安全制动并发出警示，从而保证矿井安全生产。同时，建立矿井设备安全监测制度，对设备运行进行实时监控，并做好定期维护与检修，确保设备安全运转。
2.3建设合理，标准化的生产环境，改善作业环境
良好的作业环境能给予人愉悦的心情，促进劳动者更加积极地投入工作当中，在作业区域推行文明化，标准化，洁净化和有序化生产已成为小庄矿的一大特色。实行人性化管理，能有效地凝聚职工的力量，促进人，机与环境更加协调，和谐地融合在一起，保证生产系统安全，高效地运行。
2.4企业文化沉淀与熏陶
企业文化是一个企业的灵魂，是一个企业能够取得稳定，和谐，快速发展的不竭动力。不断总结、凝练和创新在以往的企业文化实践中积累下来的优秀做法及所沉淀的文化理念是企业文化的源泉。安全文化建设是彬长集团2011年企业文化建设的重点工作，更是小庄矿
在企业文化建设上最重视的重点环节，通过以安全文化为主的企业文化宣传，使得企业文化深入人心，统一广大职工思想，共同认知、维护企业文化，并将企业文化进一步宣传贯彻，最终使企业文化成为一种道德文化，以文化理念的形式沉淀于每个人内心，从而形成一种行为习惯，每个人都能自觉遵守。
3结束语
小庄矿井的安全建设与管理工作还有很长的路要走，创建本质安全小庄矿井是公司领导及广大职工的共同愿望，紧紧围绕人、机、环及企业文化为主线，着力构建安全生产长效机制，不断探索，不断创新，不断提高，最终把小庄矿井建设成为本质安全型矿井。
浅谈建设本质安全型小庄矿井
小庄矿业有限公司
本质安全型电路 篇3
一、女工家属协管是企业安全管理的重要组成部分，有着不可缺少的独特作用
以人为本，关爱生命，是社会主义和谐社会的重要特征。女工家属协管会是煤炭企业特有的安全协管群众组织和重要协管形式，主要是协助行政做好安全生产工作，是对企业安全管理的有效补充，是以人为本的最直接体现。女工家属参与安全管理，凝聚了更多的感情成分，一声叮咛，一句问候都是真情呼唤，都能激起人性中最朴素、最本质的进取心和责任感，有利于在潜移默化中强化安全意识；及时弥补安全管理教育在班后、在家庭、在生活环节中的不足，能有效促进安全管理体系的完善，安全管理链的延长和安全文化的形成。只有女工家属主动参与和全体员工的积极配合，以安全第一为特点的企业文化才是一个统一的整体，才能使安全规章制度真正深入人心，促使职工养成良好的安全习惯，走上自觉执行规章制度之路，实现自主保安。
二、女工家属协管以人为本，寓教于理，寓教于情具有独特的亲情优势
安全协管最大的优势是“情”，血浓于水的“亲情”，情深似海的“友情”。协管的主要特点是“防”和“协”，“防”，是预防。通过女工家属亲情嘱托和安全活动，使职工提高安全意识，克服不良行为，养成良好习惯，防止事故发生。“协”，就是协助，即配合安全管理部门做好安全宣传和“三违”帮教，营造安全氛围，促进安全生产。红会一矿工会女工家属协管工作坚持以人为本，以落实企业强化安全管理为主题，以情感教育为主线，紧密结合安全文化建设。用亲情感化职工提高安全意识，规范自身行为，筑起了坚固的安全生产第二道防线。
签合同亲情约束。矿工会女职工委员会组织全矿女工家属签订“夫妻保安合同”、“家庭安全公约”、“职工宿舍安全公约”，女工家属协管员分片于井下职工签定安全联保合同，在井下区队开办“安全亲情园地”，约定安全责任，通过承诺和践约强化安全意识，用一句话、一片情、一张期盼的面孔，树起关注安全、关爱生命、安全为天的理念。
跟踪帮教不间断。“三违”是事故之源。女工家属协管会定期到安检部了解职工“三违”和工作情况，建立“三违”档案，实行跟踪帮教，通过家访谈心入情入理地讲道理，不厌其烦帮反省，找症结、查根源、谈危害、促转变，使职工从根本上解决安全实际问题，改掉陋习，调理情绪，做到自主保安，互助保安。
送温暖强化责任心。“安全连着你我他，安全系着千万家”。矿工会女工安全协管会、坚持井口送茶、送水、钉纽扣、缝补工作服到井下区队班前会、学习会、赠送绣有安全警句的鞋垫、手帕、毛巾、红腰带等。他们的真诚、真情、真爱、真心感动井下每一位职工，使职工安全意识更强了。
安全文化宣传警人心。充分发挥文化宣传的作用，营造浓厚安全氛围，是工会安全协管的主要内容。我矿每年举办社火、灯展、安全联谊、文艺演出、安全咨询日活动等各种演、展、赛，做到了大活动节日有，基层区队活动月月有，节目自编自演，形成丰富多彩内容针对性强，具有鲜明的煤矿企业特色，时时刻刻提醒职工注意安全。
三、建立健全长效机制是工会女工家属协管工作规范化、制度化的关键
健立健全工会协管的长效机制，是搞好新时期女工家属安全协管工作的重要保证。安全协管工作，必须适时调整工作思路，建立健全科学、有效的长效机制，才能不断适应企业发展变化的新形势要求，促进安全协管的可持续发展，实现安全协管工作的制度化、规范化、经常化。
（一）健全选聘机制，建设素质高、作风硬、责任心强的安全协管队伍
任何工作目标的实现，关键的决定性因素是人。女工家属协管工作随着企业安全生产形势和安全宣传教育的深层次推进，必将成为企业安全科学管理中的一个重要组成部分。要做好新时期工会安全管理工作，必须建设一支专业的素质高、作风硬、责任心强的安全协管队伍。以女工干部、女代表、女专业政工人员和职工公寓、家属楼长为主体，吸收一定数量的关心矿山建设、责任心强、表现活跃、具有一定文化水平和特长的职工家属待业子女参加，实行聘任制。协管员队伍每年调整一次，不断充实壮大安全协管员力量，逐步形成联接职工工作、生活、家庭、以及社会的女工家属安全协管网络。
（二）健力培训机制不断提高协管员的综合素质和协管能力
协管员了解和掌握安全生产知识，对贯彻落实“安全第一，预防为主”的安全生产方针，有的放矢地做好职工思想工作起着举足轻重的作用。协管员选聘后，要及时的组织她们学习《矿山安全法》、《煤矿职工安全手册》等有关的法律法规，特别要掌握企业内部关于安全管理规章制度，组织协管员影视掌握井下现场情况，听工病亡家属诉讲，参加安全知识竞赛，摆正安全与生产、安全与效益、安全与发展、安全与和睦、安全与家庭的关系，不断从安全宣传、谈心帮教的内容上、形式上、方法上加以改进和创新，不断强化安全常识、操作规程、谈话技巧、方式方法等知识的掌握和运用，提高工作能力和整体素质，以适应不断发展变化的安全协管的新要求。
（三）健全工作制度，构建科学的安全协管体系，实现安全协管的制度化、规范化
首先，要健全安全协管制度。不断完善《女工家属协管安全实施办法》、《协管员目标管理考核制度》、《安全合同签订落实制度》、《安全帮教信息反馈连锁制度》等，协管员按照区队，划分责任区，建立联系点，把区队班组职工的帮教工作承包到每个协管员。
其次，健全联动机制，就是充分发挥行政专职安检员这支“正规军”的作用，女工家属协管员“边防军”、“后勤军”在安全联保帮教的优势，逐步实现对安全隐患和违章行为互相通信息，对岗位和家庭需做的安全工作互相衔接，对安全重点帮教对象的转化工作互相为补充，真正形成群防群治闭环型安全网，形成人人有人管、时时有人管、事事有人管、处处有人管的新格局。
再次，要建立科学、有效的帮教制度。安全协管必须强化感染力，突出针对性。对重点工种、重点人员，各协管分会、协管小组要进行调查摸底，建档立卡，实现目标化管理；协管员对员工家庭情况清楚，对员工的工作优缺点清楚，对员工实现工作技能清楚；工伤病号必帮，生活确实有困难者必帮，婚丧嫁娶必帮，员工家庭发生意外者必帮，新老职工上岗、离岗必帮；“三违”者必谈，出勤不正常者必谈，人际关系紧张者必谈。对于一些工作难度大、反复性较大的“三违”人员，要及时与区队、安监部门取得联系，实行共同帮教，努力营造人人搞帮教，事事保安全的氛围。
（四）健全激励机制，畅通协管渠道，创新协管载体，开创安全协管新局面
强化创新意识，建立科学的、有效的创新机制，不断推陈出新，畅通协管渠道，才能确保安全协管工作时刻充满生机和活力。新时期协管工作要把握好五个关键点：一是要根据中心任务和安全工作主题确定活动载体。二是要强化针对性，针对职工不同的安全思想隐患和动态情况确定活动载体，找准切入点，选择宣传教育形式。三是要在继承和发展的基础上勇于创新，形成安全教育的巨大声势和浓厚氛围，让职工喜闻乐见，常看常新。四是要有始有终，干就赶实、干就干成、干就干好。该说的要说，说到的要做到，做到的要有效，有效的要有典型。五是目标管理，定期考核，鼓励创新，奖优罚劣。
创新安全协管长效机制，创新安全协管载体，畅通安全协管渠道，发挥安全协管作用，是实现新时期安全协管工作科学化、制度化、规范化、网络化的重要途径。只有面对企业发展状况，认真扎实做好协管工作，才能有效建设本职安全型矿井。
作者简介：
刘淑萍，女，1966- 甘肃省靖远煤电股份有限责任公司红会一矿工会生活女职工委员会主任，甘肃渭源人。
本质安全型电路 篇4
本质安全电源工作在煤矿井下及其他含有爆炸性气体的环境之中,其安全性能取决于保护电路的性能[1]。限流型保护和截流型保护是本质安全电源的基本过流保护电路形式。限流型保护电路在进入保护状态后,调整管的功耗高,其负载电流较大,导致电源功耗高;截流型保护电路因电路功耗低、效率高,受到越来越广泛的应用[2,3]。但传统的截流型保护电路截流值太小,抗负载冲击能力差,过流故障解除后,需增加另外的恢复电路或手动电路[4]。基于该情况,本文设计了一款带有自动恢复功能、带载能力强、截流值大的新型截流型保护电路。
1 新型截流型保护电路工作原理
新型截流型保护电路是输出电阻变化的电路。当负载变大或短路后,负载电流大于设定的截止电流A,检测电路通过取样电阻将负载电流转换成电压,通过电压比较器比较,反馈到控制端,使开关管关断,负载被迅速截流,输出电压接近0[2]。当开关管关断后,检测电路检测到负载没有过流(即负载电流小于设定的关断恢复电流B),迅速启动电路,使电路恢复正常,保证正常输出。图1为新型截流型保护电路工作原理,其中A点为截止点,B点为关断恢复点,C点为空载时负载端电压。
2 新型截流型保护电路设计
根据GB 3836.4—2010有关规定,ib等级的本质安全电源必须有双重化保护[5]。新型截流型保护电路采用双重化模块分别控制2个并联的MOSFET开关管,由启动部分、截流部分、自动恢复部分及微功耗部分构成。电路参数:输出额定电压约为12 V,额定电流为1.3 A,截止关断电流为1.5A,关断后当负载电流小于1.2A时重新投入。
新型截流型保护电路采用的双重化并联控制结构是完全对称的,当其中一个控制回路不能工作时,另一个控制回路仍能保持独立正常工作,大大提高了电路的可靠性。限于篇幅,本文只分析其中1路,如图2所示,其中电压比较器U11,U12采用LM311,三极管T1,T2采用2N5551,开关管VT1采用IRF3710SPower MOSFET(导通电阻为0.02Ω);稳压管DW11,DW12的稳定电压分别为10,5.1V,R111为阻值为0.1Ω的检测电阻,R112阻值为10kΩ,R113阻值为600Ω,RL为负载。
2.1 启动部分
电路启动前VT1不导通,A点电位较高,T2导通,T1不导通,当U11同相输入端电压大于反相输入端电压时,输出高电平,VD1导通,U12输出高电平驱动VT1导通,使负载端输出。VT1导通后,A点电位迅速降低,T2不导通,T1导通,U11输出的高电平被拉低,VD1不导通,使启动电路与后面的电路断开,实现启动功能。
2.2 截流部分
当负载电流超过截止电流1.5A时,调节RT12,使U12反相输入端电压恰好高于同相输入端电压,VT1关断,实现迅速截流。其中RT12可以调节截止点。
设U12同相输入端电压为U12+,则RT12阻值可由式(1)、式(2)得到。
式(1)中RL取截流1.5A时负载阻值。
2.3 自动恢复部分
VT1过流关断后,当负载电流恢复至正常值1.2A时,U11同相输入端电压大于反相输入端电压,启动部分再次启动,负载正常输出。调节RT11阻值可改变过流故障解除后电路自动恢复正常的门槛电流。为了避免反复投切引起震荡,在U11后面加入1个1μF电容C11。
设U11同相输入端电压为U11+,则RT11阻值可由式(3)、式(4)得到。
式(3)中RL取重新投入电流1.2 A时负载阻值。
2.4 微功耗部分
负载开路时,整个电路仍能形成电流回路,因此新型截流型保护电路会有部分损耗。为了弥补该缺陷,在电路中加入了微功耗部分,如图3所示[6]。电压比较器U3采用LM399,VT3为P沟道开关管IRF7404 MOSFET(导通电阻为0.04Ω),R304阻值为1kΩ。当负载开路时,A点电压降低,使U3同相输入端电压大于反相输入端电压,U3输出高电平,VT3关断,此时整个电路只有U3和IRF7404关断时的漏电流耗能,功耗很低;接上负载后,U3反相输入端电压升高,大于同相输入端电压,U3输出低电平,VT3导通,电源侧向负载侧供电。VT3导通内阻仅为0.04Ω,不影响后面的过流保护电路。
设U3同相输入端电压为U3+,U3+取值范围为
式中Rds为VT1导通阻抗。
R301,R302分压使U3同相输入端电压U3+在式(5)、式(6)范围内,即可实现微功耗功能。
用Multisim仿真软件仿真,负载开路时电源侧电流在没有微功耗部分时为42mA,加入微功耗部分之后为6mA,功耗只有原来的1/7。
3 实验及结果分析
实验采用LH25—10B12模块模拟新型截流型保护电路的电源部分,该模块可实现AC85~264V输入、DC12V输出[7];采用大功率直流变阻器模拟负载。实验结果如图4所示。可看出当负载的阻值由大变小,负载电流逐渐变大。当负载阻值为7.9Ω时,达到截止电流1.50 A。过流关断后,当负载阻值大于9.9Ω、负载电流小于1.21A时重新开启。负载效应仅为1.3%,电源能够输出稳定电压,带载能力较强。
4 结语
新型截流型保护电路具有过流关断、自恢复功能,且电路功耗低、截止电流大、截流速度快(0.1μs级)、投入点可调节。该电路不含电感元件,只有1个1μF电容,在正常和故障状态下,火花放电能量小于爆炸性危险气体的最小点燃能量,满足GB 3836.4—2010ib等级对本质安全电源的要求[8]。
摘要：针对传统截流型保护电路截流值小、抗负载冲击能力差、过流故障解除后需增加恢复电路或手动电路等问题,设计了一种用于本质安全电源的新型截流型保护电路。该电路采用双重并联控制结构,提高了电路可靠性;在负载过流时能够迅速截流,故障解除后可快速投入,且投入点可调节;具有微功耗电路,降低了轻载或空载时的电源损耗。实验结果表明,该电路能够在过流故障解除后自动恢复,负载效应低,带载能力较强。
关键词：本质安全电源,过流保护,截流型保护,自动恢复
参考文献
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本质安全型矿井安全总结 篇5
安全管理是一项基础工作，需要有一整套完整的制度和机制去加以约束和激励，并在生产实际中加以落实，并严格兑现。通过不断实践，我们认为：安全管理的精细化离不开安全生产规章制度的完善和创新、员工作业行为的不断规范化和标准化，以及现场监督检查的经常化和具体化来实现。
一、不断健全和完善各种安全生产规章制度
企业制度是企业的宪章，是企业的治本之策，也是企业员工的行为准则，它具有规范性，同时，更具有强制性和约束力，是企业安全生产的保障。健全的规章制度和完善的安全生产岗位责任制，可以很好地形成全方位管理、全过程控制和全员性参与的安全管理格局，真正实现从上到下一级抓一级、从下到上一级对一级负责。
按照“安全、提升矿井质量标准化水平，全力打造平安、和谐、稳定”的工作思路，制定全年的安全目标管理规划。制定了安全管理精细化实施细则，就安全质量标准化检查验
收、安全质量结构工资考核、严重“三违”人员的处置和安全管理等四个方面作了具体规定，成为全年安全管理的纲领性文件。
强化制度化建设，进一步完善落实各项规章制度、班前会安全学习制度、质量标准化检查验收制度，作为三项制度并严格考核，提高全员的安全质量责任意识。不定期的对地面，井下单位进行动态检查，每月进行通报考核。真正从源头上确保“人人、事事、时时、处处”都有严谨、规范的制度来约束。相反，如果没有完善的管理制度，必将在安全管理中出现这样那样的漏洞和不足，定会给安全生产带来不利的影响。
二、规范员工作业行为，提高矿井质量标准化水平，大力夯实安全基础工作
安全质量标准化工作是煤矿安全生产的基础，是建立煤矿安全长效机制的根本途径。搞好安全质量标准化工作，当然离不开有严格的检查验收标准、具体的目标管理、完善的考核办法等等。但是，加强员工业务技能培训，规范员工现场作业行为，增强员工质量标准化意识尤为重要。坚持以人为本，切实使每个职工由“要我安全”向“我要安全”的思想理念转变。
加强安全技能培训，增强三个能力，即有计划地抓好文化知识培训，全面提高职工掌握安全知识和安全技术技能的能力；抓好安全基础知识、三大规程、安全技术和典型经验的学习培训，使井下职工人人熟记安全知识，精通安全技术、做到准确判别和预测现场安全隐患，提高自我防护和互保能力；切实抓好质量标准、岗位作业标准、技术规范和技术标准的贯彻培训，做到上标准岗，干标准活，提高职工规范化管理和标准化操作的能力，真正把安全质量问题消灭在萌芽状态。
为了丰富培训内容，创新培训载体，在采掘、辅助单位利用班前会、开展“每日一题”、“每周一案例”、“每月一考”、“每季一评比”的“四个一”活动，严格考核，检查制度。对取得优胜的单位给予一定的奖励，提高了广大员工的安全技术素质和安全责任意识，为打造一支“精
一、会
二、通三”的员工队伍奠定基础。
强化现场安全质量管理，消除临时、突击达标观念，牢固树立“安全第一，质量为本”的思想，以井下环境治理为突破口，提高员工按章操作的自觉性。合理优化、量化施工工艺流程，在采掘区队现场悬挂作业流程图板，每一道工序都有具体的规定说明，每一道工序都有规定的时间段并可根据不同的地质条件进行调整，真正做到细化、量化、安全生产的全过程。精细到每一项工作、每一个岗位都有章可循、有量可计、有质可考。
在井下采煤、掘进专业实施区队长“亮点”工程培育，大力推行井下“超市”，采煤两巷管理，掘进头面“五点六线”管理等，以及各生产单位的斜巷设施、管线吊挂，硐室设施、风筒管理、通风设施编号管理等，通过实施，起到了以点带面的作用、有力地推动了矿井质量标准化水平。相反，如果我们不重视提高职工操作水平，不重视规范职工作业行为，不重视增强职工安全质量责任意识，有的职工就会持有经验主义、侥幸心理，就会埋下安全隐患；将给安全生产带来各种不安定的因素，最终酿成各种事故。
三、强化现场监督检查，促进安全管理精细化工作深入实施
加强现场安全监督检查，及时发现并消除现场存在的各类安全隐患，是抓好安全生产的关键环节。进一步强化领导干部带班及现场跟班干部，跟班的时间、汇报的地点明确规定。跟班干部与工人同上同下、跟班到点，做到及时发现并处理现场出现的安全隐患，将事故消灭在萌芽状态。
加大动态检查力度，不定期对井下各生产系统、采掘头面进行动态抽查，查出的问题及时通报，以安全隐患排查表的形式下发到责任单位限期进行整改。另一方面，安质科与劳动人事部门联合对干部现场跟班、特种作业人员上岗情况进行查岗。另外，安质科充分利用节假日、零四点班时间，组织安全管理人员对井下各个系统进行突击检查，对查出的“三违”行为给予严厉打击。
为真正实现“控制全过程，班班达标准”，强化班组安全管理，落实安全生产责任制，在采掘区队每周周四、周日下午十九时三十分开展安全风险评估分析会，及时对安全隐患做出预测预知，进一步提高区队现场管理水平，强化现场跟班区队长及班组长的安全质量意识，真正实现在现场消灭安全质量事故，在源头上杜绝安全隐患。重点对特殊岗位工种现场交接班、区队当班工程质量验收、现场存在的安全隐患整改情况进行检查，另一方面对收集上来的安全隐患通知，对照安检员监察手册记录，井口信息站进行综合、评定，筛选存在的问题每天早上碰头会上及时通报。
加强安全巡回检查工作，严格控制生产全过程。为此，矿专门印发了《安全质量精细化管理实施细则》、《安全质量精细化管理实施细则考核办法》、《金华山煤矿重大隐患和严重“三违”辨识处置程序及责任追究办法》文件，并将《安全质量精细化管理实施细则考核办法》、《金华山煤矿重大隐患和严重“三违”辨识处置程序及责任追究办法》打印成册，每个干部职工人手一册，要求干部职工认真学习，熟练掌握，严格对照标准要求，认真履行自己的岗位职责。《实施细则》分别就岗位工种的岗位标准、应知应会、各专业必查项目及要求、基本行为、工作程序、工程质量评比考核等六个方面的具体标准进行了规范。另外，安检员每班下井随身携带本专业检查验收表，对沿途及各自头面的安全质量情况进行检
查，发现问题及时联系落实整改，现场不能马上整改的及时反馈，下发“隐患整改通知书”限期进行整改，并跟踪落实整改情况，做到隐患闭合管理。
本质安全型电路 篇6
本质安全型电气设备可划分为单一式和复合式。单一式本安型电气设备是电气设备的全部电路都是由本质安全电路组成, 如便携式仪表多为单一式;复合式本质安全型电气设备是电气设备的部分电路是本质安全电路, 其部分是非本安电路, 如隔爆兼本质安全型电源。
1 本质安全型电路的防爆方法
1.1 电路放电火花
这是电气设备在具体运行中, 因开关触点的开闭和电路绝缘损坏造成短路而出现的, 电路放电一般有火花放电、弧光放电和辉光放电三种形式。火花放电的特点是低电压大电流放电, 如本安电路中的电容放电、化学电源放电等都属于火花放电。弧光放电为高压击穿时出现的放电, 它能产生持续电弧, 电流密度大、能量集中、点燃周围环境中爆炸性混合物的能力强。电感电路可产生弧光放电。辉光放电产生在高电压小电流的情况下, 一般来说, 电压在200~300v范围内或更高时才出现辉光放电, 其特点是能量不集中, 散失大。
电火花是否能造成瓦斯、煤尘的燃烧爆炸, 一般取决于电火花的能量, 电火花的能量又与电压、电流、切断速度、电极触头的材质、形状等因素相关, 要采取各种措施, 限制电火花能量, 减少回路的电压、电流, 使其不引发可燃爆气体爆炸和燃烧。
1.2 本安电路实现防爆的方法
试验表明, 能点燃瓦斯空气混合物的最小电火花能量为0.5m J。这表明安全火花的电流数值比较小, 电压低。要达到本质安全电路, 一般要采取如下措施:合理选择电气元件, 降低供电电压;通过增大电路电阻或利用导线电阻来限制电路的短路故障电流;为提高本安电路的使用功率, 采取消能措施消耗能量元件的能量。
1.3 复合式本质安全型电气设备的防爆方法
这种电气设备是本质安全电路与非本质安全电路同时存在, 此设备即本质安全型关联电气设备。两种电路互相关联, 设置在同一隔爆外壳中, 要注意两种电路间的相互隔离, 以避免发生故障时, 非本质安全电路影响本质安全电路的安个。一般的隔离方法有:
一是利用变压器进行隔离。在本质安全型变压器的原副绕组之间加铜质屏蔽层, 并和变压器铁芯同时接地;二是利用快速熔断器和晶体稳压二极管组成安全栅或用晶体管组成限能器加以隔离, 防止本质安全电路承受高电压而破坏其本质安全性能;三是两种电路的导线要分别布线, 接线端子也分设在各个单独的接线盒中。如果要一起布线或接线端子设在同一接线盒中时, 两者间要有可靠的隔离和屏蔽措施。
2 本质安全型电气设备的结构和技术要求
2.1 外壳
本安型电气设备外壳用金属、塑料及合金制成。外壳的强度、防尘、防水、防外物能力必须满足国家规定。通常环境使用的设备, 防护等级要高于IP20;对用在采掘工作面使用的设备, 其防护等级要高于IP54。
2.2 电源
1) 独立电源。独立电源一般是干电池和蓄电池。若电池的实际最大短路电流小于最大安全电流, 电池能作为本质安全电源直接使用。若最大短路电流大于设计允许值, 就要串联限流电阻后才能使用。密封时电池在充电极限或温度范围内要保持密封且不释放气体, 不泄漏液体。阀控式电池在一般条件下是密封的, 若内部压力超过规定值, 允许装置释放气体。该型电池通常不能补充电解液。
2) 外接电源。井下使用的本安型电气设备的电源一般要从电网引入。经电源变压器变压整流后的电源, 做成隔爆兼本质安全型, 如图1所示。对电源变压器的输入绕组, 要设有熔断器或短路保护装置, 熔断器、短路器及夹具要满足国家标准。变压器铁芯应接地。变压器的本安电路接线端子与非本安端子要分两侧布置, 避免碰触击穿, 其电气间隙和爬电距离要满足相关规定。
2.3 保护性元件及组件
这是为了解决电路中的电流过大或电容、电感元件储能过大, 使放电火花能量过大而影响电路的防爆性能的问题。保护性元件或组件通常用在电源输出或有电容、电感的电路中。主要包括:限流元件、分流元件、限压元件、隔离元件及安全栅。
2.4 导线及其连接件
1) 导线。设备内部导线的最大允许电流一般不超过厂家规定的额定值。导线最高自身发热温度的最大允许电流要满足相关规定。
印制电路导线是厚度大于0.5mm的印制电路板, 在单面或双面具有大于3.5μm的导电印制线时, 其宽度为0.3mm, 若宽度分别为0.5mm、1.0mm、2.0mm时, 对应最大电流分别为0.814A、1.388A和2.222A。
本质安全型电路 篇7
1 定义
本质安全电路:在GB3836.4-2010规定的条件下, 包括正常工作和规定的故障条件, 产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。
本质安全设备:所有电路为本质安全电路的电气设备。
本质安全型“i”:电气设备的一种防爆型式, 它将设备内部和暴露于潜在爆炸性环境的连接导线可能产生的电火花或热效应能量限制在不能产生点燃的水平。
2 介绍几种器件的应用
2.1 二极管
有些电池充电端直接施加在电池两端, 而未经过限流电阻, 这样就存在电池通过充电端子放电的危险。为防止该危险, 可以在电池的充电回路中串联防止电池放电的反向二极管, 二极管的个数需要根据保护等级确定。还有些电池充电端虽未直接施加在电池两端, 而是经过一级保护板, 如锂电池, 但是根据保护等级施加故障, 同样存在电池通过充电端子放电的危险。这里需要注意的是, 二极管必须与电池灌封为一个整体, 如果加在充电器中, 则形同虚设。灌封就是为保证电路本质安全性能的需要, 将电路中某些电气元件或电路的某一部分用绝缘胶 (如环氧树脂、硅橡胶等) 灌封起来构成一个整体, 以达到防爆的目的。
外部供电的本质安全设备, 电源输入端可以串联二极管, 从而减小设备最大内部电容Ci。因为电容无法通过反向二极管并联到电源端。二极管的个数仍然需要根据保护等级确定。这里需要特别注意的是, 选用关联设备时, 关联设备的最高输出电压Uo不能大于本质安全设备的最高输入电压Ui。
在隔爆兼本质安全型声光报警器的报警电路中, 常常会有比较大的电容。这个电容还不能减小到满足本质安全的范围, 否则声音会比较小, 不满足声级强度的要求。为了解决这个问题, 可以在报警电路的供电回路中串联二极管, 并将整个报警电路包括二极管灌封起来, 只将喇叭放在外面。这样电容就无法通过反向二极管放电到爆炸性环境。同时要考虑电容不能通过喇叭放电。二极管的个数根据保护等级确定。
在设计隔爆兼本质安全型电源时, 为了滤波, 在输出端会串联电感。但是这个电感会减小电源的最大外部电感Lo, 即减小电源的带感性负载能力。为了解决这一矛盾, 可以在电感两端并联二极管, 电感通过二极管放电, 从而减小本质安全电源输出能量。二极管的个数需要根据保护等级确定。燃气表、本质安全型电动球阀内部的电机电感值一般比较大, 如果电机是单向的, 也可以在电机两端并联二极管。这样电机通过二极管放电, 实现本质安全电路。在这里电机和二极管必须灌封为整体, 电机无端子直接放电到爆炸性环境。前面讲到的隔爆兼本质安全型电源输出端的电感和二极管不需要灌封为整体是因为置于隔爆壳体内。
2.2 光耦
光耦可用于隔离本质安全电路与非本质安全电路, 特别是信号的隔离。比如隔爆兼本质安全型分站, 输入信号是本质安全的, 内部电路是非本质安全的, 这时就可以采用光耦进行隔离。
即使隔爆兼本质安全型分站的输入信号是本质安全的, 内部电路也是本质安全的, 也要考虑光耦隔离。这样做的目的是为了对多路信号进行隔离, 防止多路信号发生并联, 进而多路电源发生并联, 不满足本质安全电路的要求。在设计大的系统时, 比如监控系统, 也要考虑隔离, 防止信号发生并联, 进而多路电源发生并联, 不满足本质安全电路的要求。在设计有多路电源输出的隔爆兼本质安全型电源时, 各路输出电源之间不允许共地, 也是为了防止多路电源发生并联, 影响本质安全性能。
2.3 继电器
在起动器等大型设备中, 经常用到继电器, 用于本质安全信号控制非本质安全电路的通断。一般情况下, 本质安全电路和非本质安全电路不允许接到同一个继电器的不同触头上, 否则需用绝缘隔板或接地金属隔板隔离。
2.4 电阻
燃气表、本质安全型电动球阀内部的电机如果是单向工作, 可在电机两端并联二极管实现本质安全电路。如果是双向工作, 可采用串联电阻或是并联电阻的方式进行处理, 实现本质安全电路。串联电阻就是通过减小电机的工作电流, 从而满足电机的本质安全性能, 同时还必须考虑满足电机的工作性能。并联电阻与并联二极管的原理类似, 只是并联电阻可用于双向工作的电机, 电机可通过电阻放电, 实现本质安全电路。在这里电机和电阻必须灌封为整体, 电机无端子直接放电到爆炸性环境。
电阻用来限制电池电流, 不考虑电池内阻, 要求电阻功率P≥ (U2/R) ×1.5, 其中U是电池电压, R是电阻值。这时P往往比较大, 因为R不可能选得很大。为了满足本质安全性能, 电池和限流电阻需要灌封为整体, 如果电阻功率太大, 体积就大, 就不太好和电池一起灌封在电池盒内。为此, 可再串一只熔断器, 这时电阻功率只需要满足P≥1.5× (1.7×In) 2×R, 其中In是熔断器额定电流。
对于相比电压等级电容偏大的电路, 可串联限流电阻, 实现本质安全性能。将电容和电阻灌封为整体, 这样就有一个等效电容, 等效电容的大小由原电容和降低系数的乘积获得。串联电阻越大, 降低系数越小, 等效电容就越小。
3 结语
本文简单介绍几种器件在本质安全电路中的典型应用, 分析设计本质安全电路时需要注意的问题, 及可以采取的解决方式。具体电路需按照可靠器件、计数故障与非计数故障进行分析, 包括器件的功率、电压、电流、间距等具体内容。
参考文献
[1]GB3836.4-2010.爆炸性环境第4部分:由本质安全型“i”保护的设备[S].