[發(fā)明專利]本安電壓接力延長裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010600697.1
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111555636B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 董建國;周興東;李艷民
• 申請（專利權）人: 天津中煤電子信息工程有限公司
• 主分類號: H02M5/293
• 分類號: H02M5/293;H02H7/12;H02J9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種本安電壓接力延長裝置，是由本安電源、本安電壓延長器和傳輸電纜組成，主要針對本安電源連接長距離傳輸電纜且對本安電壓升壓時，出現(xiàn)開關電源啟動電流大導致本安電源易產生過流保護，以及開關電源和電纜的電感會影響本安火花性能的問題。其特點是本安電源內增加了兩個針對開關電源的電感和啟動電流的功能模塊，而本安電壓延長器（其輸入輸出電壓都是本安電壓）兼有在線供電和備用供電兩種模式（優(yōu)先使用在線供電模式），且可以根據(jù)負載耗電情況分電壓等級調整其輸出的本安電壓范圍，以及開關電源升壓完成后再接通負載的工作方式，使本延長裝置在爆炸性環(huán)境的任何場合中都可以有效地提高傳輸電纜末端本安電壓。

技術領域

本發(fā)明涉及一種本安電壓接力延長裝置，更具體的說，是涉及用于爆炸性環(huán)境下由本安電源和本安電壓延長器以及傳輸電纜共同組成的一種本安電壓接力延長裝置。

背景技術

在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中，本安電源是很重要的設備，其中18V本安電壓是比較通用的本安電源輸出電壓。18V電壓遠距離傳輸3km后，如果末端帶載達到300mA時，傳輸電纜上的壓降可能會達到12V以上，導致3km末端只有不到6V的電壓，6V電壓值已經(jīng)不足以使傳感器類型的負載設備正常工作了。所以有必要采取一定的措施來降低傳輸電纜上的壓降影響，使18V本安電壓遠距離傳輸后，總線末端還有足夠的電壓值，能維持該位置的負載設備正常工作。

通常的解決辦法是：1、研發(fā)輸出電壓較高的本安電源，如24V本安電源；2、降低每公里電纜的阻值；3、縮短本安電源所傳輸?shù)碾娎|長度。第2種是經(jīng)常采用的，但會導致電纜很粗，不但增加了成本而且會增加安裝和使用上的困難。選擇第3種方法的也很多，但基本都是通過增加供電電源的數(shù)量來完成負載設備的安裝。第1種方法用的也不少，其缺點是24V本安電源通常都會和非本安電源放一起，而非本安電源通常需要接入127V或660V等交流電壓，所以使用靈活性較差。而且24V本安電源一般輸出電流較小，所能帶的負載設備數(shù)量仍然不能滿足煤礦生產要求。

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中本安電壓遠距離傳輸?shù)牟蛔悖峁┮环N本安電源通過傳輸電纜供電時延長供電距離的裝置，能應用到煤礦、非煤礦井、石油化工等爆炸性環(huán)境下任何場合中的本安電路，涉及本安電壓通過傳輸電纜傳輸幾公里后，因傳輸電纜上的壓降影響大，導致傳輸電纜末端電壓嚴重不足以致在傳輸電纜末端所接用電設備不能可靠運行的情況，可以使用本延長裝置提高本安電壓，使傳輸電纜末端的傳感器類型負載設備更穩(wěn)定可靠地運行，也提高了本安電源的帶載能力。

但是，本安電源輸出端通過電纜接上開關電源來升壓不一定能實現(xiàn)提高本安電壓的目的。按照相關的國家標準要求，本安電源必須具備過流保護和過壓保護，而且其輸出的火花能量必須通得過火花測試。若本安電源輸出端接上一段長距離電纜（如1到2公里長），然后再接上一個開關電源，可能會出現(xiàn)下面兩種情況：

1、開關電源起動電流通常比較大，在啟動瞬間，很可能其啟動沖擊電流大于本安電源的過流保護值，導致本安電源會啟動過流保護。過流保護的延時通常小于1秒，但一般不會很短。因為過流保護延時若一直保持很短的時間間隔，可能會使火花能量得不到充分的泄放，以致不斷積聚，從而難以滿足本安的要求。而且本安電路很難允許有較大的電容、電感，所以，若本安電源輸出端有幾百毫秒的過流保護延時，由本安電源供電的負載通常都會失電，除非該負載有備用電池；

2、電纜和開關電源都是有電感的，而電感中電流的通斷會產生很強的火花能量，會對本安電源的火花性能產生很大影響，而且線路中電感越大就越可能導致本安電源難以通過本安火花測試。

所以，以“本安電源 + 一段長距離的電纜（如1到2公里長）+ 開關電源”的連接方式，如果能順利啟動并且實現(xiàn)本安電壓的提高，就需要特殊的技術方案。

發(fā)明內容