Problemas de Explosão do Instrumento

Os instrumentos são amplamente usados ​​em petróleo, indústria química, carvão, metalurgia, materiais de construção e outros setores de produção industrial, e muitos processos de produção são realizados em um ambiente com gás inflamável e explosivo ou poeira, o risco de acidentes pessoais e de equipamentos podem ocorrer a qualquer momento, todos os instrumentos elétricos devem apresentar requisitos de proteção contra explosões. De certa forma, se o problema da proteção contra explosões pode ser resolvido é também a chave para que os instrumentos elétricos possam substituir os instrumentos pneumáticos em locais perigosos.

A investigação da tecnologia de proteção contra explosões recebeu primeiro atenção nas minas de carvão, principalmente para a proteção contra explosões de equipamentos elétricos subterrâneos, que se desenvolveram gradualmente para a proteção contra explosões de instrumentos de automação usados ​​em vários locais inflamáveis ​​e explosivos. De acordo com isso, os padrões relevantes foram desenvolvidos no país e no exterior. A norma nacional "Requisitos gerais para equipamentos elétricos para uso ambiental de gás explosivo" (GB 3836.1-2000) foi desenvolvida para todos os equipamentos elétricos aplicados a locais inflamáveis ​​e explosivos, incluindo instrumentos de automação.

Indústria de fabricação de equipamentos elétricos domésticos e estrangeiros, no design à prova de explosão não tem que tomar dois caminhos_：Primeiro, usar medidas de isolamento estrutural para isolar o circuito e o ambiente circundante, para que o calor gerado pelo funcionamento normal do circuito e o estado de falha, as faíscas elétricas e a alta temperatura são limitadas ao interior da caixa fechada, sem provocar a inflamação de gás inflamável e explosivo externo; Outra maneira é limitar a energia do circuito, de modo que o circuito seja em funcionamento normal ou em um estado de falha, como curto-circuito, corte de circuito, a faísca gerada não é suficiente para inflamar o gás inflamável e explosivo, e a temperatura gerada não é suficiente para que o inflamável e explosivo se inflame.

A primeira via depende principalmente da proteção estrutural, que pode ser chamada de "proteção estrutural contra explosões"; O último caminho é fundamentalmente excluir a possibilidade de desastres, e as medidas são mais agressivas, chamadas de "segurança essencial contra explosões", abreviadamente "segurança contra explosões".

As medidas específicas de proteção contra explosões estruturais são principalmente as seguintes.

(1) Adota uma carcaça rígida, uma rosca e uma almofada de vedação de alta qualidade em conformidade com os requisitos e uma interface de vedação de estrutura especial na saída do fio. Os materiais da carcaça, como a liga de alumínio, devem ter um teor limitado de magnésio. O interior da carcaça, exceto o dispositivo de circuito, deve ter um certo volume de espaço para que o gás interno tenha espaço para expansão.

(2) Transporte ar comprimido limpo para a carcaça para manter a pressão positiva dentro da carcaça, o gás inflamável e explosivo ao redor não pode entrar, evitando assim o contato direto com o circuito. Essa abordagem requer fontes de gás e tubos.

(3) carregamento de óleo na carcaça, o circuito está mergulhado no óleo, o calor é levado pelo óleo, a faísca é apagada pelo óleo e também desempenha o papel de isolamento do circuito e do gás circundante. O interruptor de óleo do circuito de alta tensão é apagado pelo óleo.

(4) preencher areia de quartzo no espaço entre o circuito e a carcaça, também desempenha o papel de extinção de arco e isolamento térmico, alguns tubos de porcelana de fusível são usados ​​medidas de preenchimento de areia.

Em termos de instrumentos, geralmente chamados de "tipo de isolamento de explosão", a maioria das medidas acima mencionadas. Quanto ao carregamento de óleo, areia e medidas de pressão positiva, porque não são convenientes o suficiente, raramente são usados ​​em instrumentos. Um instrumento de proteção contra explosões mais perfeito não é baseado em medidas estruturais de proteção contra explosões, mas sim no projeto de circuitos de proteção contra explosões de segurança essencial, que constituem um instrumento de "segurança". Os equipamentos e instrumentos elétricos usados em locais inflamáveis ​​e explosivos não exigem necessariamente projetos especiais à prova de explosão. De acordo com as disposições do GB3836.1, os equipamentos elétricos com tensão não superior a 1,2V, corrente não superior a 0,1A e energia não superior a 20W ou potência não superior a 25mW, após a aprovação da unidade de inspeção, são permitidos para uso direto no ambiente de gás explosivo da fábrica e sob poços de minas de carvão. Alguns sensores e componentes sensíveis, como termopares, resistências térmicas, baterias fotosensíveis, etc., pertencem a este tipo de equipamento elétrico. No entanto, é importante notar que, ao usar esses componentes simples e outros instrumentos em conjunto, a segurança dos instrumentos de apoio deve ser considerada. Além disso, como os instrumentos de apoio tendem a ser instalados longe dos sensores ou componentes sensíveis, deve-se considerar o impacto de falhas nos fios de sinal e nos instrumentos de apoio em locais perigosos.

Pode-se ver que simplesmente considerar o próprio instrumento de proteção contra explosão não é suficiente, mesmo que o circuito interno do instrumento tenha sido projetado sem falhas, para atingir os requisitos de proteção contra explosão de segurança essencial, só pode ser chamado de instrumento de segurança essencial, e não pode constituir o sistema de segurança essencial, a grande maioria dos instrumentos de automação não é isolada, tem que ter alimentação de energia, tem que ter linhas de sinal para transmitir informações. Se esses fios tiverem uma tensão elevada ou uma corrente elevada, representam uma ameaça para os locais inflamáveis e explosivos. Mesmo que a tensão e a corrente em estado normal sejam pequenas e não sejam suficientes para causar desastres, várias manifestações em estado de falha também devem ser consideradas. Por exemplo, o termopar em si, embora seja bastante seguro, seu fio está conectado ao transmissor de temperatura, e se o transmissor de temperatura falhar, a alta tensão ou a grande corrente passará pelo fio para o local de instalação do termopar. Para evitar acidentes, a fonte de energia do transmissor de temperatura deve tomar medidas de isolamento para evitar a transmissão de alta tensão em modo comum e limitar a resistência de corrente no fio para evitar que a corrente seja excessiva durante o curtocircuito. Para os transmissores de pressão diferencial, apenas o uso de uma grade de segurança pode constituir um sistema de segurança essencial.

Em suma, o circuito do instrumento de segurança essencial, sob as condições de ensaio prescritas, independentemente do funcionamento normal ou do estado de falha, não pode acender a mistura explosiva prescrita. Os sistemas de segurança essencial devem ser compostos por instrumentos de segurança essencial, mas isso é apenas uma condição necessária e não suficiente, e medidas devem ser tomadas para impedir a entrada de energia externa suficiente para acender misturas explosivas em locais perigosos.