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浇封型防爆电气设备的重要参数——预期短路电流

一、什么是预期短路电流?对于浇封型(“m”)防爆电气设备,IEC 60079-18:2017《爆炸性环境 第18部分:由

一、什么是预期短路电流?

对于浇封型(“m”)防爆电气设备,IEC 60079-18:2017《爆炸性环境 第18部分:由浇封型“m”保护的设备》第4.4条提及的“预期短路电流”是一个关乎系统匹配安全的决定性参数。根据IEC 60909-0:2016《三相交流系统短路电流 第0部分:电流计算》的权威定义,它是指:将短路点替换为一个阻抗可忽略的理想连接,且保持电源条件不变时,流经该点的电流。

简单来说,它是一个理论计算值:它假设在设备接线端子上,电源线发生直接短路(阻抗为零),且供电系统条件不变时,可能流过的最大电流。

为了便于理解,我们不妨做一个比喻(严禁实际操作!):

想象一下,将你家墙壁插座里的零线和火线直接短接,瞬间从电网涌入的那股巨大电流。关键点在于:这个电流的大小不取决于你插入的电器,而完全取决于:

小区变压器的容量与内阻

入户电线的规格与长度

供电系统的接地方式

这实际上是供电系统自身固有的“输出潜力”上限。

二、为何它对浇封型防爆电气设备至关重要?

1.故障能量与热失效风险:当浇封型设备内部发生电气短路时,故障点可能承受来自供电系统的全部短路电流冲击。瞬间产生的巨大焦耳热(I²t)可能导致局部温度急剧升高。对于浇封型设备,这可能造成浇封化合物软化、开裂甚至击穿,或因表面超温而超过其温度组别限制,最终丧失防爆完整性。

2.保护装置:浇封型防爆设备的保护装置(如熔断器)必须在预期短路电流下可靠、快速地动作,以切断或限制故障电流,防止在规定的故障条件下,对浇封型设备的浇封产生不利影响。

3.系统匹配的强制性要求:根据IEC 60079-18的系统设计原则,设备能承受的短路冲击能力,必须不低于安装点供电系统可能提供的最大短路电流。任何不匹配都意味着隐藏的爆炸风险。

简而言之:制造商必须证明“我的设备能扛住多大电流的冲击”,用户必须确保“我这里的电网冲击不会超过这个值”。两者匹配,安全才有保障。

三、与预期短路电流直接相关的标志

标准对预期短路电流的标识有清晰规定:

1.当允许值<1500 A:必须在铭牌上标注。——【强制性标志】示例:Permitted supply short-circuit current: 500 A

含义:该设备设计能安全承受的最大外部短路电流为500 A。

用户责任:必须通过计算或测量,确认安装点的预期短路电流≤500 A。

2.当允许值≥1500 A:可以选择在铭牌上标注更高值——【可选性标志】示例:Permitted supply short-circuit current: 3500 A

含义:设备能力很强,可适用于短路电流较高的工业电网。

价值:此标志为用户在复杂电网中选型提供了明确依据,避免了不必要的保守设计或潜在的超限风险。

上述所要求的标志也可置于产品说明书中。在此情况下,设备上应按照IEC 60079-0:2017《爆炸性环境 第0部分:设备-通用要求》关于“特殊使用条件”的标志要求,标记符号“X”,以说明这一特殊使用条件。

标志的终极目的:向用户、安装和检验人员清晰传递设备的安全边界,从而实现安全责任的无缝衔接。

参考资料:

IEC 60909—0:2016  三相交流系统短路电流 第0部分:电流计算[S].

IEC 60079—0:2017 爆炸性环境 第0部分:设备-通用要求[S].

IEC 60079—18:2017 爆炸性环境 第18部分:由浇封型“m”保护的设备[S].