Ａｂｓｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉｇｔ ｔｎ ａｄ Ｇ ３ ３ ． ｔ ａ ｔ Ａｃ ｏｄｎ ｏｓ ｄ ｒ Ｂ ８ ６ ４—２ ０ ｆｒｔｅｃ ｐ ｃｔ ｅｃｒｕｔｉ ｉ ｎ ｃ ｓａｙｔ ｋ ｕｅｔ ｅｃ ｐ ｃｔｒ ａ ０ ０， ａ ａ ｉｖ ｉ ｉ，ｔ ｓ ｅ ｅ ｓｒ ｏｍａ ｅｓ ｒ ａ ａ ｉ ｏ ｈ ｉ ｃ ｈ ｏ
速为 ８ ｒｍｎ 把 ｒ ０／ ｉ， 代人公式（ ） ３ ， ２ （ ） 得出钨丝旋转的 线速度和角速度为：
＝ １ ÷ × ＂ ＝０．９ ｍ ｓ ＝ ２ｒ ２８０ｍ ／ ｒ ｒ
Ｊ Ｊ
（） ２
图 ４ 钨 丝旋 转 圆 圈 和镉 盘 示 意 图
Ｑ
÷ ×－＝￣ｒ ｄｓ Ｊ ２ － ｒ ／ ｒ＇ｒ ｒ ＇ａ
（ ） 电容 时间 常数 Ｒ Ｏ ２ 时 ， ４当 Ｃ＞ ． １ 如果 不 放 慢火
当电容有 充足 的充 电时 间时 ， ≥ｔ即 ｔ≥３ ￡ ， ｌ Ｃ １
ＲＣ ≤ Ｏ ２１。 ．
（） ２ 当极握上两根钨丝时 ， 电容的充 电时间为 ：
ｔ＝（ ２ 盯一０３７ｒ ／ ￣０２ ｓ ． １ａ）ｔ ．６ ｏ
可保证 电容有足够的充 电时间。 在极握旋转过程 中， 试验 电路 中电容至少存在二
段充 电时间 ， 段为钨 丝划过 镉 盘上 凹槽 的时 间 ， 一 一 另
段为钨丝离开镉盘的旋转时间 ， 电容是否充足电， 取决
２ 电容充 电时 间的计算
如图１ 所示 ， 电压为 的电源， 设 通过电阻 尺向
收稿 日期： １ — ０ ０ ２ １ １ —１ ０
当电容有充足的充电时间时 ， ≥ｔ即 ｔ≥３ ｃ＝ ｔ ， ２ Ｒ ＝ ２ ＞
ＲＣ≤ Ｏ ０ ７。 ．８
（） ３ 当极握上有 四根钨丝时， 电容的充电时间为：
ｔ＝（ｔ２— ． １，）ｔ≈００ ９ ４ ａ ／ ０ ３７ｒ／ｏ ．６ ｓ ｔ
向旋转 ， 考虑钨丝划过镉盘的位置接近镉盘边缘 圆周 ， 钨丝划过镉盘凹槽的时间由公式（ ） ： ５得
ｔ＝／ 一 ）＝ ．１ ｓ ｓ（ Ｏ０ ｌ （） ５
如果试验电路中的电容在钨丝划过凹槽时有充足 的充电时间， 则要求大于 ３ 的时间常数 ， ｔ ＝ 倍 即 ≥ｔ
３Ｃ Ｒ Ｃ≤Ｏ ０３ 。此 时 ， 丝 戈 过 凹槽 的 时 间 能够 ．０ ７ 钨 保证试 验 电容有充 足 的充 电时 间 ， 钨丝 接 触 凹槽 时 能
够的充 电时间（ 不小于 ３ 的时间常数） 倍 。正常充 电
时间大 约 为 ２ ｍ ， 该 充 电 时 间不 充 分 时 ， 除 去一 ０ ｓ在 应 根或 多根金 属 丝 （ 丝 ） 钨 以增 大 充 电时 间或 放 慢 火 花
已充满 ， ＝ ５ ， 即 ９ ％Ｕ 代入公式（ ） １： ＝ ［一一 ］ Ｕ １ ｅ
４ 镉盘 凹槽与 电容 充电时间的关 系
如图２所示 ， 凹槽宽度为 ２ ｍ， ｍ 镉盘圆周半径 ｒ＝
１ ｒｍ ｏ ５ ａ
中由三角形余弦定理公式 （ ） 代人数值得 ： ６，
ｒ ＝ ｒ
２ １ 一 ＋Ｏ Ｏ ２×Ｏ Ｏ ×ｃｓ ｌ２ ｒ ｏ０ Ｘ
（） ６
ｃｓ一０ ８８ 一０ １８，， 以钨丝在镉 盘 ｏ ．７ ５ ．５５ｒ所 ｒ
摘 要： 根据 Ｇ ３３ ． ２０ Ｂ ８６４— ００标准规定 ， 对于电容 电路 的火花点燃试验 ， 必须保证电容有充足的充电时间。研 究了电容时问常数与钨丝数量的关系， 能够保证 电容电路 火花点燃试验的有效性。
关键词 ： 火花点燃试验 ； 钨丝数量； 电容 ； 时间常数
中 图分 类号 ：Ｍ１ Ｔ ３ 文献标识 码 ： Ｂ
图 ３ 钨丝 位置 尺寸图（ 位 ： ｍ） 单 ｍ
Ｂ
Ｃ
Ｅ点为极 握 上 钨丝 安装 位置 ， Ｃ点 为 极握 其 中 Ａ、
５ 钨丝数量与电容 时间常数 的关 系
钨丝固定在极握上 由电机带动旋转 ， 钨丝旋转路 径 和镉盘 圆周示 意 图见 图 ４ 。
的两个直角顶点 ， Ｂ点为极握旋转圆周 的圆心。Ｂ Ｅ为
钨丝旋转半径 ， 由图 ３ 计算得 出： Ｂ＝ Ｃ＝ ９ ￣ ｍ， Ａ Ｂ １ ＇ ４ｍ
Ｂ ＡＣ ＝ ＢＣ ＝４ 。 ＡＤ ＝ Ｄ ＝ ２ １ ｍｍ ， Ａ ５ ， Ｅ ．２ Ｂ ＝ Ｄ
２ ．５ ｍ， Ｅ＝２ ． ４ ｍ， 钨丝 旋 转半 径 ｒ ４ ４７ｍ Ｂ ４ ８ｍ 即 ＝２ ． ８ｍ ４ ｍ。Ｇ ３３ ． ２ｏ Ｂ ８６４— ２ １ ． ｏ １ （０ ２ Ｎ ． ）
文章编 号 ：０ ４— ８ Ｘ（０ ２） １ ０ ６ ０ １０ ２ ９ ２ １ ０ － ０ ４－ ３
对于火花 点燃试验中 电容时 间常数 与钨丝数量关系的研究
崔洪亮， 余爱生 ， 庄小豫
（ 油和化 学工业 电气产品防爆质量监督检验 中心 ， 石 天津 ３０ ３ ） ０ １ １
６ ５
８
＝
准中火花试验装置极握 和镉盘的尺寸 图， 中可计算 从 出钨丝旋转半径、 钨丝旋转的线速度和角速度。
，
× 订 ， ３ ． ６ ／ ２ ｒ ＝ ０ １ｍｍ ｓ
（） ４
假设钨丝始终垂直于镉盘表面旋转 ， 则钨丝始终 以圆弧的形式划过凹槽。最苛刻情况下 ， 一是钨丝 以
最短 圆弧 ｓ 划过 凹槽 ， ２ ｍ； ｓ ｍ 二是 镉 盘 与 钨 丝 反 方
ＣＵ／Ｈｏ ｇ ｌａ ｇ， ｎ —ｉ ｎ ＹＵ —ｈ ｎ ＺＨＡＮＧ ａ —ｕ Ａｉｓ ｅ ｇ， Ｘｉ ｏ ｙ
（ ｈｎ ｕ ｅｖ ｉ ｎ ｅｔ ｅｔ ｆ ｘ ｌ ｉ —ｒｏ ｕｌｙｆ ｅ ｏ ａ ａｄＣ ｅ ｃ ｎｕｔ － Ｃ ｉａＳｐ ｒｉｏ ａｄＴ ｓ Ｃ ｎ ｅｏ ｐｏ ｏ ｐｏｆ ａｉ ｒＰ ｔ ｌ ｍ ｎ ｈｍｉ Ｉｄ ｓ ｙＥ ｓｎ ｒ Ｅ ｓｎ Ｑ ｔ ｏ ｒｅ ｌ ａ ｒ ｌｃｒ ａ Ｂｏｕｔ，ｉ ｊ ０ １１ Ｃ ｉａ ｅｔｃ ｒｄ ｃｓＴａ ｉ ３０ ３ ，ｈｎ ） ｉ ｌ ｎｎ
时 ， ０ １ｍｍ ｓ由公式 （ ） 出时 间 也 会 更 短 。 ｔ＜３．６ ／ ， ， ５得
因为电容的正常充电时间大约为 ２ ｍ ， ０ ｓ 由以上分析可
知， 钨丝划过凹槽的时间一般不 足以保证试 验电容有 充足的充电时间， 所以在火花点燃试验 中计算火花数
量 时可 以不考 虑钨丝 划过镉 盘 凹槽 这段 时 间。
ｔ ＝ １ ６ ３ｒ ｔ ０ ６ １ ．８ ＂ ｏ ｒ ．３ ／
么极 握旋 转 一 周 产 生 ２个 火 花 。为 保 持 同 一 火 花 数 量， 应增加 相应 的转数 。 （ ） 电容 时 间常数 ０ ０７＜Ｒ ３当 ．８ Ｃ≤０２ ． １时 ， 花 火 点燃试验 只能保 留一 根 钨 丝 ， 么 极 握 旋转 一周 产 生 那 １ 火花 ， 应增 加相应 的转数 。 个 同样
试验装置的转动速度 。当除去金属丝时， 应增加转数 ，
图 １ 简单 电容 电路示意 图
以保持同一火花数量” 。本文通过计算钨丝在旋转过
程中电容的充 电时间， 得到电容时间常数与钨丝数量 的关系 ， 从而保证了电容电路在火花点燃试验 中有充
足 的充 电时间 。
得 ｔ－Ｒ （ Ｃ为 时间 常数 ） 当充 电时 间长 于 ３ Ｃ 即 ￣３ Ｃ Ｒ ， Ｒ ，
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｐ ｒ ｅ ｔｎ ｍｂ ｒｏ ｎ ｓ ｎ ｗ ｒ ｃ ｐ ｃｔｒ ｔ ｏ ｓａ ｔ ｓ ａｋ ｔｓ； ｕ ｅ ｆ ｕ ｇ ｔ ｉ ａ ａ ｉ ；ｉ ｃ ｎ ｔｎ ｔ ｅ ｅ； ｏ ｍｅ
１ 引言
对于电容电路 的火花点燃试验 ， Ｂ ８６４— ００ Ｇ ３３ ． ２０ 标准第 ｌ ．． 条 中明确规定 “ Ｏ４ １ 必须注意保证电容有足
：２ 则镉盘圆周旋转线速度由公式（ ） １， ４ 得：
＜ 电气开关＞ ２ １ ． ｏ １ （０ ２ Ｎ ． ）
数 量对 应 的 电容 充 电 时间 ， 而 得 出 电容 时 间常 数 与 从 钨 丝数 量 的关 系 。 （） １ 当极 握 上只有 一根 钨丝 时 ， 电容 充 电时间为 ：
于这两段充电时间是否大于 ３ Ｃ Ｒ。
初值为 ０的电容 Ｃ充电， 时刻电容 电压为 ， ｔ 电容充
电到两极板间电压为电源电压 的９ ％时 ， ５ 可认 为电容
３ 钨丝旋转速度的计算
图２为 ＩＣ ０７ —１ ：０６ Ｇ ３ ３ ． ２０ Ｅ ６０ ９ １２０ 、 Ｂ ８６４— ００标
＜ 电气开关＞ ２ １ ． ｏ１ （０ ２ Ｎ ． ）
花试验装 置 的转动速 度 ， 无 法保 证 电容 有 充 足 的充 则
电时 间 。
参考文献
［ ］ Ｇ ３３． — ００爆炸性气体环境 用电气设 备第 ４部分 ： １ Ｂ８６４ ２０ 本质安
全型… ’ ｓ ． ｉ［ ］ ｐ ｔ ｔ ｎｂ ｉ ｒ ｓ ｆｙ… ’ｓ ． ｒ ｅ ｉ ｙ ｎ ｉ ｉ ｓ ｅ ｉ［ ］ ｏ ｃｏ ｔｎ ｃ ａ ｔ
ｈ ｓ ｅ ｏ ｇ ｈ ｇｎ ｍｅ ｉ ｐ ｒ ｅ ｔ Ｔ ｅ ａｔ ｌ ａ ｔ ｄ ｅ ｈ ｅａｉｎ ｈ ｐ ｂ ｔ ｅ ａ ａ ｉ ｒｔ ｏ ｓａ ｔ ｎ ｈ ａ ｎ ｕ ｈ ｃ ａ ｉ ｇ ｔ ｎ ｓ ａｋ ｔ ｓ． ｈ ｒ ｃｅ ｈ ｓ ｓ ｉ ｄ ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎ ｃ ｐ ｃｔ ｍｅ ｃ ｎ ｔｎ ｄ ｔ ｅ ｒ ｉ ｉ ｕ ｏ ｏ ｉ ａ ｎ ｍ ｅ ｆｔ ｎ ｓ ｎ ｗｉ ｓ ｉ ｒ ｅ ｕ ｒ ｎ ｅ ｅ ｓ ａ ｋ ｔ ｓ ａ ａｌｂ ｅ ｆｒ ｔ ｅ ｃ ｐ ｃ ｔ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｕ ｂ ｒｏ ｇ ｔ ｒ ，ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｇ ａ ａ ｔｅ ｔ ｐ ｒ ｅ ｔ ｖ ｉ ｌ ｏ ｈ ａ ａ ｉ ｖ ｉ ｉ ｕ ｅ ｅ ｏ ｈ ａ ｉ ｃ ．
图 ２ 火花试验装置极握和镉盘尺寸图 （ 单位 ：ｌ ） ｎｎ ｌ