简单电感电路放电特性研究及探讨.pdf

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1、《电气防爆》2011，4简单电感电路放电特性研究及探讨简单电感电路放电特性研究及探讨陈思忠。汪淳(中煤科工集团上海研究院检测中心，上海201401)[关键词]本质安全；电感电容电路；火花点燃试验[摘要]电感和电容的储能作用是影响电路本安性能的重要因素，电路处于欠阻尼振荡或阻尼缓慢上升振荡状态，也会影响火花点燃试验的准确性。对电感电路、电容电路、电感电容混合电路分别建立的放电数学模型进行了探讨。[中图分类号]TM133[文献标识码]A[文章编号32004—9118(2011)04—0002—03Testingmethodsanddischargecharacter

2、isticsofintrinsicallysafecircuitsCI-IENSi—zll0ng，WANGChun(航ResearchInsgzutelestCenterofChinaCoalTechnology&EngineeringGroupCorp，Shangh~202401)Keywords：intrinsicallysafe；LC—circuit；sparkignitiontest、Abstract：Becausefunctionofinductionandcapacitancestorageenergy，circuitsareinstateofdam

3、r~oscillationandtheslowrise，thetwostatesallwillafecttheaccuracyofsparkignitiontest．Thepapersetsupthreedischargemathematicmodelofinduction、capacitance、inductioncapacitancecircuits，andinvestigatesmethodsofsparkignitiontest．——火花放电的瞬时电压O引言——火花放电时间瞬时值电路的火花放电是一种时间极短的过渡过程。在此，用数学分析的方法探讨和研究各种

4、电路的火花放电规律，进而研究火花试验中火花放电的规律性。l典型电感电路电感电路火花放电电路如图1所示。感性电图1电感电路的火花放电示例路闭合时不产生火花，或只产生一点很小的火花，感性电路断开初瞬，电流等于，，电压等于0；主要是在断开时发生火花放电。火花放电持续时间后，电路断开末瞬，电流等由图1可得电压方程如下：于0，电压等于E。I：“=E一一(1)经分析式(2)满足以上边界条件的函数：式中，E——空载电压i=Icos百7rt)](n>1，O≤￡≤)(2)——电路总电阻将(2)代人(1)式，得：——电路的总电感=——火花放电的瞬时电流E{1一c。sn7二t"了』t

5、]}+号‘等上CO$n[收稿日期】2011—09一O1【作者简介]陈思忠，男，1983年生，2010年毕业于中国矿业大学，主要从事本质安全防爆电气技术的研究与检验工作。2简单电感电路放电特性研究及探讨《电气防爆》2011，4分析电容电路的电压方程和电感电路的电流[号()]s[号(手]方程和各自的边界条件可推出电容电路的电容直用e表示电感的感应电势，则：接火花放电电路的电压函数：e=号cos“一t)]Sin[：rt)](3)U：Ecosn[号()](凡>1，0≤f≤)(5’将(5)代人(4)式，得：／＼．／，＼‘c一一cL警=7r丁—CEnCOSn～[Tr』t_)

6、]Jf＼fIsin[詈()](6)《＼i{≤}＼t由式(5)、(6)绘出放电电压、放电电流的曲线

7、＼

8、如图4所示。由电容的能量可知，电容电路的火

9、＼

10、花能量主要与电压有关，因此试验时要保证电容

11、、、充分充电和放电。图4表明，电容闭合放电时，电

12、’

13、压直线下降，因此尽量采取能够保证电容充分的充放电方案进行试验。在GB3836．4--201O中已图2电感电路火花放电波形明确，火花点燃试验时若电容充电时间不充分，可由式(2)、(3)可得电感电路的电流、电压波形采取减少一根或多根钨丝的方法以增大电容的充1曲线如图2所示。电感能量E=1Li，主要与电电时间，同时增加转数以

14、保证相同的火花数量。二路中的电流有关，电流随时间递减，所以在火花点燃试验中电极接触和断开的时间越短越好，即四根钨丝同时存在并接触良好，更有利于检测到电感电路的最大火花能量。电容电路的火花放电不同于电感电路，电容电路是在触点闭合时发生火花放电的。如图3所示：图4电容火花放电电路示例＼3电感电容混合电路、＼电感电容电路放电实验原理示意图之一如图l5所示，其中，，分别为火花放电的瞬时电压l／，＼和瞬时电流。由于电感电容电路断开和闭合时的＼／

15、＼初始条件不同，因此对此混合电路没有同时满足／／

16、＼两个边界条件的函数。／

17、＼／I、5f=t／l图3电容电路火花放电波形由图3可

18、得：Ⅱ=；c(4)根据电