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本质安全防爆电器--可靠变压器
发布时间: 2017-9-20
  在本质安全防爆电路中使用的变压器,可以分为两类:电源变压器和其他用途的变压器。这里以电源变压器为主来讨论一下它的结构和安全保护措施。
  (1)电源变压器的结构
  在电源变压器中,向本质安全电路供电的所有绕组同其他的所有绕组应该可靠地隔离开来。设计人员可以采用下列两种结构进行这种隔离(图6.14)。
  1)1型防爆电器-电源变压器结构
  ①向本质安全电路供电的所有绕组和其他的所有绕组并列地布置在铁心的一个心柱上,如图6.14a所示。
  ②向本质安全电路供电的所有绕组和其他的所有绕组分别地布置在铁心的不同心柱上,如图6.14b所示。
  而且,不管是哪种布置方式,绕组之间都必须按照表中的规定进行可靠的隔离。
  2)2型防爆电器-电源变压器结构
  ①不管是向本质安全电路供电的绕组还是其他的绕组,所有绕组之间都必须按照表中规定的固体绝缘要求进行可靠的隔离,如图6.14e所示。
    
     图 电源变压器的隔离结构
  a)布置在同一心柱上 b)布置在不同心梭 c)固体绝缘隔离 d)接地屏蔽隔离
      1一次绕组2一固体绝缘
  ②在向本质安全电路供电的所有绕组和其他的所有绕组之间进行接地屏蔽隔离,如图6.14d所示。例如,人们可以利用接地铜箔或接地绕线绕组进行这种屏蔽隔离。
  在接地铜箔或接地导线绕组隔离的情况下,接地铜箔的厚度或接地绕组导线的直径,应该能够承受电路中保护熔断器或断路器动作时流过的电流而不损坏。因此,接地钢箔的厚度和接地绕线组导线的直径必须符合表6.11中规定的相应数值。
   表6.11熔断器的额定电流和铜箔最小厚度、绕组导线最小直径  

熔断器的额定电流/A

0.1

0.5

1

2

3

5

铜箔最小厚度/mm

0.05

0.05

0.075

0.15

0.25

0.3

绕组导线最小直径/mm

0.2

0.45

0.63

0.9

1.12

1.4

  在使用铜箔作为屏蔽隔离措施时,铜箔应该配置两根在结构上完全独立的导体进行接地。而且,每一根导体都应该能够承受电路中保护熔断器或断路器动作时流过的电流,例如,对于熔断器。
  在使用绕组作为屏蔽隔离措施时,绕组应该具有两个在电气上完全独立的导线层,导线层之间应该有能够承受500V试验电压的可靠的绝缘。每一层导线层都应该可靠地接地,而且,能够承受电路中保护熔断器或断路器动作时流过的电流。
  除此之外,电源变压器的铁心必须设置接地端子;电源变压器的绕组必须经过浸渍或浇封处理。
  (2)电源变压器的安全保护措施
  在本质安全电路中使用的变压器,输入电路应该接入符合相应要求的熔断器或断路器进行过载和短路保护。
  当电源变压器的输入绕组和输出绕组之间用接地金属屏蔽隔离起来时,每一个不接地的输入电路应该接入符合相应要求的熔断器或断路器进行过载和短路保护,
  另外,在某些情况下,人们还应该在变压器中埋入一支热熔断器或其他热保护器件,对变压器进行过热保护。
  此外,为了防止变压器输出绕组短路,人们应该在输出绕组中串联可靠限流电阻器。而且,可靠限流电阻器应该与变压器浇封在一起,或者,可靠限流电阻器与变压器装配在一起时符合相应的电气间隙和爬电距离的要求。
  在这种情况下,即使输出绕组通过可靠限流电阻器发生短路,流过输出绕组和可靠限流电阻器的短路电流也不会超过一次侧输入端熔断器所允许的电流,即1.7倍一次侧输入电流值。这样,既可以防止变压器因输出绕组短路出现不允许的大电流,又可以为后续电路提供足够的负载电流,保证电源和本质安全电路实现可靠的隔离。
  (3)电源变压器的试验
  1)型式试验
  电源变压器的型式试验分为耐电压试验和温度测定两项试验。
  ①耐电压试验
  在进行耐电压试验时,试验人员应该在向本质安全电路供电的任一绕组和所有其他绕组之间施加(2G+1000)V或1500V的试验电压(二者之中较大者),历时1min。这里,Un是被试绕组之间的最高额定电压。
  试验期间不应该发生闪络,甚至击穿。
  ②温度测定
  在进行温度测定时,试验人员应该在变压器的一次侧(输入回路)输入1.7L(n为熔断器熔断的额定电流)的电流或者断路器不动作的最大持续电流。在试验期间,这个电流值应该保持在它的标称值上(误差士10%)。
  试验至少进行6h或者直到无自动复位热断路器动作;假若热断路器是自动复位的,则试验至少进行12h。
  电源变压器绕组的温升按下式计算求得:
  由式(6.5)求得的温升值加上试验时的环境温度即为被测绕组的温度值。这个温度不应该大于变压器所用绝缘材料的耐热等级允许的温度值或设备温度组别的温度值。
  这里应该指出的是,变压器的温度测定,除在一次侧施加1.7In电流的试验外,还应进行额定工作状态下的温度测定。
  当然,人们也可以使用其他等效的方法来测定绕组的温度。
 
 
 
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