電勢電容電路短路火花放電影響因素分析

康騫， 許春雨， 田慕琴， 宋建成

(1.太原理工大學 礦用智能電器技術國家地方聯合工程實驗室， 山西 太原 030024；2.太原理工大學 煤礦電氣設備與智能控制山西省重點實驗室， 山西 太原 030024)

0 引言

煤礦井下存在大量易燃易爆的混合物，這就要求本安電源正常工作或發生故障時所產生的電火花或熱效應均不能導致爆炸[1-3]。近年來，隨著煤礦井下電氣設備自動化程度日益提高，各種監測、控制、通信等電氣設備均需本安電源供電，繁多的用電設備使得小功率的本安電源越來越不能滿足實際生產的需求。因此，能夠在確保本質安全的前提下，最大程度地提高本安電源輸出功率，是本安電源發展的重要分支[4]。

為保證輸出電壓紋波達到設計要求，通常會將較大容值的濾波電容并聯在本安電源整流輸出端，故本安電源可以等效為容性電路[5]。電容作為儲存電場能量的元件，其兩端電壓不能發生突變，在發生短路等故障時，會產生火花放電現象。所以，容性電路發生故障后,減小火花放電能量，保證其本質安全性能，對提高本安電源輸出功率具有重要意義。

針對容性電路的電火花放電和大功率本安電源，國內外學者進行了深入研究。目前，容性電路的火花放電模型有電壓推動數值計算模型[6]、能量點燃有效數值計算模型[7]、放電電壓指數模型[8]、截止型保護容性電路放電模型[9]、電容有觸點短路放電模型[10]、截止型電勢電容(Electric Potential Capacitance，EC)電路火花放電模型[11-12]等。文獻[13-14]采用芯片數控技術，設計了截止型雙重過流過壓保護電路，在加快響應速度的同時能夠徹底切斷故障電路。……