本質(zhì)安全低壓直流電路放電理論及數(shù)值研究綜述

朱林， 劉樹林， 劉柏清， 蔣漳河

（1. 廣州特種機(jī)電設(shè)備檢測研究院 國家防爆設(shè)備質(zhì)量檢驗檢測中心（廣東），廣東 廣州 510760；2. 西安科技大學(xué) 電氣與控制工程學(xué)院，陜西 西安 710054）

0 引言

我國既是能源生產(chǎn)大國，也是能源消耗大國，其中能源生產(chǎn)和消費又以煤炭為主[1]。煤礦井下存在大量瓦斯，在煤炭開采過程中，蓄積在煤層、巖層中的瓦斯會不斷地涌出來。瓦斯的主要成分是甲烷，煤礦井下普遍存在通風(fēng)不佳的情況[2]，當(dāng)甲烷積聚并與空氣混合后達(dá)到爆炸極限濃度時，遇到有效的點火源極有可能發(fā)生爆炸事故。據(jù)統(tǒng)計，2015-2019年發(fā)生的煤礦瓦斯事故中，瓦斯爆炸事故等級最高且死亡率最高[3]。因此，瓦斯防治對保障煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。

本質(zhì)安全型電氣設(shè)備是適用于煤礦井下的防爆電氣設(shè)備，其原理是將設(shè)備內(nèi)部和暴露于潛在爆炸性環(huán)境的連接導(dǎo)線可能產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)能量限制在不能引起點燃的水平[4]。本質(zhì)安全型電氣設(shè)備在電路的電氣參數(shù)設(shè)計上保證了防爆性能，省去了笨重的隔爆外殼，具有安全性高、體積小、質(zhì)量輕、便于維護(hù)、造價低等優(yōu)點[5]，廣泛應(yīng)用于煤礦井下。但是，由于目前的GB/T 3836.4-2021《爆炸性環(huán)境 第4部分：由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備》給出的電流、電容、電感等參數(shù)的判定值是基于簡單線性電源供電的直流電路，對復(fù)雜直流電路或非線性電源放電特性研究較少，給本質(zhì)安全電路設(shè)計帶來了一定的困難[6]。判定本質(zhì)安全型設(shè)備的符合……