[发明专利]本安电压接力延长装置

说明书

本发明公开了一种本安电压接力延长装置，是由本安电源、本安电压延长器和传输电缆组成，主要针对本安电源连接长距离传输电缆且对本安电压升压时，出现开关电源启动电流大导致本安电源易产生过流保护，以及开关电源和电缆的电感会影响本安火花性能的问题。其特点是本安电源内增加了两个针对开关电源的电感和启动电流的功能模块，而本安电压延长器（其输入输出电压都是本安电压）兼有在线供电和备用供电两种模式（优先使用在线供电模式），且可以根据负载耗电情况分电压等级调整其输出的本安电压范围，以及开关电源升压完成后再接通负载的工作方式，使本延长装置在爆炸性环境的任何场合中都可以有效地提高传输电缆末端本安电压。

技术领域

本发明涉及一种本安电压接力延长装置，更具体的说，是涉及用于爆炸性环境下由本安电源和本安电压延长器以及传输电缆共同组成的一种本安电压接力延长装置。

背景技术

在煤矿安全监控系统中，本安电源是很重要的设备，其中18V本安电压是比较通用的本安电源输出电压。18V电压远距离传输3km后，如果末端带载达到300mA时，传输电缆上的压降可能会达到12V以上，导致3km末端只有不到6V的电压，6V电压值已经不足以使传感器类型的负载设备正常工作了。所以有必要采取一定的措施来降低传输电缆上的压降影响，使18V本安电压远距离传输后，总线末端还有足够的电压值，能维持该位置的负载设备正常工作。

通常的解决办法是：1、研发输出电压较高的本安电源，如24V本安电源；2、降低每公里电缆的阻值；3、缩短本安电源所传输的电缆长度。第2种是经常采用的，但会导致电缆很粗，不但增加了成本而且会增加安装和使用上的困难。选择第3种方法的也很多，但基本都是通过增加供电电源的数量来完成负载设备的安装。第1种方法用的也不少，其缺点是24V本安电源通常都会和非本安电源放一起，而非本安电源通常需要接入127V或660V等交流电压，所以使用灵活性较差。而且24V本安电源一般输出电流较小，所能带的负载设备数量仍然不能满足煤矿生产要求。

本发明的目的是为了克服现有技术中本安电压远距离传输的不足，提供一种本安电源通过传输电缆供电时延长供电距离的装置，能应用到煤矿、非煤矿井、石油化工等爆炸性环境下任何场合中的本安电路，涉及本安电压通过传输电缆传输几公里后，因传输电缆上的压降影响大，导致传输电缆末端电压严重不足以致在传输电缆末端所接用电设备不能可靠运行的情况，可以使用本延长装置提高本安电压，使传输电缆末端的传感器类型负载设备更稳定可靠地运行，也提高了本安电源的带载能力。

但是，本安电源输出端通过电缆接上开关电源来升压不一定能实现提高本安电压的目的。按照相关的国家标准要求，本安电源必须具备过流保护和过压保护，而且其输出的火花能量必须通得过火花测试。若本安电源输出端接上一段长距离电缆（如1到2公里长），然后再接上一个开关电源，可能会出现下面两种情况：

1、开关电源起动电流通常比较大，在启动瞬间，很可能其启动冲击电流大于本安电源的过流保护值，导致本安电源会启动过流保护。过流保护的延时通常小于1秒，但一般不会很短。因为过流保护延时若一直保持很短的时间间隔，可能会使火花能量得不到充分的泄放，以致不断积聚，从而难以满足本安的要求。而且本安电路很难允许有较大的电容、电感，所以，若本安电源输出端有几百毫秒的过流保护延时，由本安电源供电的负载通常都会失电，除非该负载有备用电池；

2、电缆和开关电源都是有电感的，而电感中电流的通断会产生很强的火花能量，会对本安电源的火花性能产生很大影响，而且线路中电感越大就越可能导致本安电源难以通过本安火花测试。

所以，以“本安电源 + 一段长距离的电缆（如1到2公里长）+ 开关电源”的连接方式，如果能顺利启动并且实现本安电压的提高，就需要特殊的技术方案。

发明内容