基于电流线性衰减模型分析低能电弧放电特性

基于放电电流线性衰减模型,分析了本质安全电路的低能电弧放电特性。指出放电时间不会小于电路的时间常数;电弧电流变化率与电路电感成反比;放电瞬间的电弧电阻为最小建弧电压与稳定电流的乘积;如果电源电压小于最小建弧电压,电弧功率将随时间而减小;电感储能与电源供给能量的比值与电源电压成反比。这些结论可为设计本质安全电路提供理论参考。     

应用放电电流线性衰减模型评价电感本质安全电路

电感性本质安全电路的放电电流线性衰减模型以放电时间为参数,该参数是电路参数的隐函数,通过分析电弧放电实际过程,引入最小建弧电压,放电时间不但可由电路参数直接表示出来,而且得出放电时间与电感和稳定电流的乘积成正比的结论。     

应用放电电流线性衰减模型评价电感性本质安全电路

电感性本质安全电路的放电电流线性衰减模型以放电时间为参数,该参数是电路参数的隐函数．通过分析电弧放电实际过程,引入最小建弧电压,放电时间不但可由电路参数直接表示出来,而且得出放电时间与电感和稳定电流的乘积成正比的结论．此外,进一步应用能量法建立了评价电感电路本质安全性能的判别式,对设计人员预估电路本安性能提供一定帮助．     

本质安全电感电容复合电路电弧放电特性的研究

在火花试验装置上进行爆炸试验，得到本质安全复合电路的放电波形，发现电弧电压基本维持在最小建弧电压，而电容电流随着电路参数的不同而发生振荡．发生电流振荡的条件是电感时间常数大于电容时间常数的一半．建立了容性点燃时的电弧放电数学模型，并进行了仿真．     

本质安全Boost变换器的非爆炸内部本质安全判据

为了得到本质安全Boost变换器的非爆炸内部本质安全判据,提出了一种将Boost变换器的电感分断放电特性等效为简单电感电路的分析方法--等效电阻法.根据变换器电感分断火花试验在开关导通和关断时的等效电路,推导出输出电压变化的递推关系式.应用单一线性衰减模型和迭代法,得出电感分断放电的电弧持续时间和输出电压变化量,从能量等效的角度得出等效简单电感电路的等效电感电流.指出流过变换器的电感电流远小于所对应的引燃电流时,电感分断也会引燃爆炸性气体,并且其引燃能力与输出电容有关.得出了Boost变换器的非爆炸内部本质安全判据.实验结果验证了所提出的判断方法的可行性和理论分析的正确性.     

爆炸性环境低压感性电路开路电弧放电研究综述

运用IEC安全火花试验装置对低压感性电路开路电弧放电进行爆炸性试验研究,分析其电弧放电特性。详细阐述了电弧放电的试验研究、电弧放电电流数学、放电时间和电弧电阻模型;讨论了电弧微观机理模型,为深入研究分析低压感性电路开路电弧放电理清思路;从不同角度叙述所提出的本安判定理论;探究了电弧模型的研究中有待解决的问题。     

电感性电路本质安全性能判别式的研究

将最小建弧电压这一参数引入电感性本质安全电路,得到无未知参数的放电时间关系式,进而建立了电感电路本质安全性能的判别式。     

电容电路短路火花放电特性及其建模研究

利用安全火花试验装置,得出了电容电路的短路放电电压和电流波形,指出电容的短路火花放电过程可分为4个阶段,即介质击穿、火花产生、火花维持和火花熄灭阶段。提出了一款能模拟电容有触点短路放电过程的模型电路。对放电持续时间与电容及其初始电压间的关系进行了实验研究,指出放电持续时间与电容量近似成线性关系,而与初始电压无关。利用最小二乘法得到了放电持续时间与电容量之间的关系表达式。获得了放电过程各阶段的等效电阻,建立了电容电路有触点短路火花放电的数学模型,得出了放电电流和电压表达式。实例及实验结果验证了所提出模型及理论分析的正确性和可行性。     

复合电路的放电特性研究

在电感、电容及电阻组成的复合电路中,电感与电容位置不同对火花放电模型及火花放电能量有显著的影响,对CL复合电路及LC复合电路的闭合放电特性分别进行研究,建立了各自的放电模型,并分析了电感、电容对复合电路放电特性的影响,补充了本安领域的研究内容。     

本质安全电路放电特性的研究

在介绍本质安全电路中简单电容电路火花放电和简单电感电路弧光放电特性的同时,从实际电路出发,分析了电容电感复合型电路放电特性,提出了电容电感复合型电路在火花点燃试验中特定时间段内放电能量大于简单电容电路和简单电感电路放电能量,希望给本质安全电路设计提供指导性建议。     

Analysis of low energy arc discharge characteristics based on dynamic V-A characteristics model

Low energy arc discharge characteristics was analyzed based on dynamic V-A characteristics model. It draws conclusions that discharge time relates to the source voltage and the product of inductance and stable current, discharge time will increase when the source voltage increases; current reduce rate is in inverse proportion to the value of inductance; arc resistance when the arc occurs is the ratio of minimum arcing voltage to stable current. It also gains the expressions of arc resistance and arc power, arc resistance and arc power both increase as the source voltage increases and decrease as the value of inductance increases. Conclusions above mentioned are helpful to design intrinsically safe circuits.     

截止型EC电路火花放电模型及其特性分析

电容电路模型不能满足对于开关型本质安全电源的研究,为此提出了更精确的电势电容EC电路模型作为研究对象。通过不断优化改进截止电路的性能,依据实验波形,发现截止型EC电路火花放电波形具有直接截取特性;进而依据基于IEC火花试验装置而获得的大量实验数据,进行了火花放电特性的分段研究,建立了火花放电阶段截止型EC电路等效火花放电模型电路,推导出相应的数学模型;结合数学模型和数值仿真工具,分析了截止型EC电路本质安全的关键参数对火花放电安全性能的影响。最后采用不同组参数进行实验,其结果验证了所建立数学模型的正确性及特性分析的一致性。     

截止型保护方式下容性电路短路火花放电模型及分析

提出截止型输出短路保护方式下本质安全型开关变换器火花放电的容性等效电路模型。通过在IEC火花试验装置上进行试验,研究截止型保护方式下容性电路火花放电的规律,建立截止型保护方式下容性电路火花放电数学模型。分析与实验表明,建立的数学模型与实际基本相符;截止放电模式与自然放电模式在火花放电规律方面有显著的差异;截止放电模式下减小截止时间和减小电容值均能提高本质安全性能,但在不同取值范围效果不同。     

Equivalent-resistance based on the analysis of inductor-disconnected discharge behavior for intrinsic safety Buck converters

An Equivalent-Resistance based Analysis Method (ERAM) was proposed, which can convert the Inductor-Disconnected Discharge (IDD) behavior of the Intrinsically Safe Buck Converter (ISBC) into that of an Equivalent Simple-Inductive-Circuit (ESIC). According to the inductor disconnected equivalent circuit corresponding to the most dangerous operating case of the converter, the arc discharge time and the variation of output-voltage during the IDD were deduced based on the simple current linear attenuation model. According to the energy equivalence, the equivalent inductor-current of the ESIC was obtained. It is pointed out that although the inductor-current of the Buck converter is much lower than that of the published ignition curve, ignition still occurs and the ignition ability is strengthened with increase of the output capacitance. The proposed analyzing method is verified by the experiment results on IEC standard spark ignition apparatus. Supported by the Key Research Project of Science and Technology of Xi’an, China (YF07020)     

单相间歇性弧光接地过电压机理的研究(一)

井下电网单相间歇性弧光接地过电压机理及过电压的防护,一直是煤矿井下亟待解决的一个重要课题。本文首先分析了地面架空电网与井下电缆电网接地燃弧环境的差异,接着给出了几种模拟电缆电网接地燃弧的观察结果。指出:即使很小的接地电流也会产生很大的过电压,而且在小接地电流电网中单相弧光接地主要表现为高频熄弧。本文的第三部分应用数理统计方法,对过电压指标进行了统计推断及特征分析,得出一系列有实际意义的结果。