GB 3836.4 2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型“i”4

7.3熔断器

    用熔断器保护其他元件时，熔断器应能连续通过1.7/。电流。熔断器的时间一电流特性应保证不超过元件瞬态值。当熔断器的时间_电流特性与制造厂提供的现有数据不适用时，则型式试验应按10.12规定抽1O个样品进行。

    采用说明：

    1]在IEC 6007.9 11中没有此注释。

    该试验证明样品能够承受1.5倍熔断器施加U。时通过的瞬态电流。在爆炸性环境设置的熔断器按6.7进行保护。

    浇封熔断器时，浇封化合物不应进入熔断器内部。试验样品或熔断器制造厂说明熔断器允许浇封的说明书应满足这一要求。

    换言之，熔断器在浇封之前应是密封的。

    用于保护元件的熔断器，只允许打开设备外壳进行更换。型号I。或对本质安全性能起重要作用的特性指标应标志在熔断器附近。

（的电压额定值（在本质安全设备和电路内为U），这时，熔断器不按表4规定。熔断器和熔断器央持器的通用工业标准应是适用的，并且熔断器和熔断器夹持器的安装方式应不降低它们所具有的电气阅隙、爬电距离和间距。

    注1：小型熔断器按GB 9346规定是允许的。

500 A．熔断器的分断能力按GB9346或用等效标准确定。

    注2：较大预期电流可以在较高电压下的某些装置内出现。

    如果籍受用限流器件把预期电流限制到不大于熔断器额定分断能力对，则该器件按第7章规定值应是可靠的，并且额定值应不小于：

    电流额定值：1.5×1.7×I。；

    电压额定值：或U；

    功率额定值：1.5×(1.7×I)2×限流器件的电阻。

7.4  电池（原电池和蓄电池）和电池组

7-4·1概述

    某些利式电池和电池组，例如锂型电池，如果短路或反向充电时就可能引起爆炸。这种爆炸可熊对本质安全性能钉不利影响时t所使用的这种电池和电池组必须由制造厂出示证明，表明它用于本质安全型电气设备或关联设备中是不会引起爆炸的，同时应用5.2和5.3也是适当的。对于设备文件和标志应把重点放在须遵守的安全措施上。

    注：应注意电池或电池组制造厂规定的人身安全措施。

7.4.2电解液漏泄

    电池.电池组应具有电解液不能够溢出的结构型式，玻者把屯池、电池组密封起来以防止电解液损坏与本质安全性能有关的元件．由制造厂声明是密封式的或阀控式的电池和电池组（见7.4.9）．应认为满足．述要求。其他电池和电池组应按10.9.2进行试验，或从制造厂得到的电池和电池组产品符合10.9.2规定的书面证明。如果那些漏泄电解液电池和电池组是按6.7浇封的，那么，在电池和电池组浇封之后应按10.9.2进行试验。在其内部充电的电池或电池组盒应向设备外部直接排气．

7.4.3电池和电池组电压

    为了评定和试验，电池、电池组电压应是按表5规定完全充电后（即新的原电池和可充电电池组）所达到的最l苗开路电压。当电池和电池组不适用表5时，则应按10.9进行试验来测定最高开路电压，对于正常电压应按电池或电池纽制造厂的规定。

表5电池电压

IEC型式	电池型式	对火花点燃危险评定     的峰值开路电压     V	对元件表面温度评定的     正常电压     V
R	镍一镉 铅一酸(干式） 铅一酸（湿式）	].5 2. 35   2.67	1．3     2.2       2.2

 

表5（完）

IEC型式	电池型式	对火花点燃危险评定     的峰值开路电压     V	对元件表面温度评定的     正常电压     V
L	碱一锰	1. 65	1.5
M	汞一锌	1.37	1. 35
N	汞一二氧化锰一锌 银一锌	1.6     1.63	1.4     1.55
S	锌·空气	1.55	1.4
A	锂一二氧化锰	3.7	3.0
c	锌-二氯化锰（锌一碳） 镍一氢化物	1. 725     1.6	1·5     1.3

 

 7.4.4电池和电池组的内阻

    电池和电池组的内阻应按10.9.3确定。

7.4.5在关联设备内电池组的限流器件

    电池组外壳或关联设备的连接方式应设计成，在安装和更换电池组时，不能直接影响设备本质安全性能的结陶。

    注：当需要用限流器件保护电池组输出安全时，可不要求限漉器件作为电池组的整体部件。

7.4.6在爆炸性环境使用并可更换的电池组限流器件。

    在电池组要求限流器件保护电池组本身安全和拟在危险环境使用和替换时，电池组应与限制流器件构成一个可以成套替换的单元。该单元应是封装或包封的，这时，只有本质安全输出端子和适当保护的充电用本质安全端予（如果提供）暴露出来。

7.4.7在爆炸性环境使用并不可更换的电池组限流器件

    如果电池和电池组要求限流器件保护其本身安全和拟不在危险场所更换时，电池、电池组应按7.4.6保护或另外在它的外壳接线盒内配有符合GB 3836.1规定的那些特殊紧圃件，电池、电池组还应符合下列规定：

    a)有外壳的电池和电池组连接方式在安装和替换电池和电池组时应不能降低电气设备的本质安全性能。

    b)对于便携式电气设备，例如，无线电接收机和无线电发报机，按其使用状态应承受GB 3836.1--2000第23.4.3.2规定的跌落试验，前面的冲击试验可免去。若试验能防止电池和电池组从电气设备中抛出或分离，并不能使电气设备本质安全性能失效，则认为设备结构合格。

    c)电气设备应具有在爆炸性环境中防止更换电池或电池组的警告标志，例如“在爆炸性环境中不得拆卸电池或电池组”。

7.4.8可充电式电池的外部触点

    电池或电池组组件的外部充电触点，当任何一对触点可能偶然短路时，应采取措施防止短路或肪止单体电池和电池组向触点释放能点燃的能量。这时可应用下列的一种方法来完成：

    a)在充电电路中设置阻塞用二极管或串联可靠电阻。对于“ib”等级应使用二只二极管。对于“i”等。级应使用三只二极管。或者电池组充电器是关联设备，或者二极管、电阻用适当额定值的熔断器来保护。当熔断器安装在爆炸性环境中且按第5章评定电路时，熔断器应是密封的，或是不通过电流的。

    b)对于I类电气设备-充电电路的外壳防护等级应不低于IP20，并且在爆炸性环境应设置警告标记以防止充电。

    可能施加到这些连接件上而不使设备本质安全性能失效的最高输入电压U应标注在设备上，在鉴定文件中说明。

7.4.9电池结构

    电池和电池组的火花点燃能力和表面温度应按10.9·3规定试验和评定。

    电池和电池组结构为下列型式之一：

    a)密封式电池和电池组；

    b)阀控式密封电池和电池组

    c)拟用a）项和b）项同样方式密封的电池和电池组，除压力释放装置以外，上述的电池或电池组在它的寿命期内应不需要补充电解液，并且密封金属外壳或塑料外壳必须符合下列规定：

    1)没有接缝或接口，例如整体拉伸法、离心铸造法、模压法、熔接法、钎焊、熔焊法或具有由外壳结

    构保持永久压紧的弹性或塑料密封器件（例如垫圈和“0”型圈）粘接密封法。

    2)不符合上述要求的挤压、压接、热装压或拆合的外壳部件的结构，或采用透气材料（例如，以纸为基础的材料）的部件的结构，均不认为是密封式结构。

    3)注：端子周围密封应是上述结构或者是热固的或热塑的浇注密封综合体结构。

    d)电池和电池组应是用浇封化合物制造厂规定的适用于所涉及的电解液，并且用符合6.7规定的浇封化合物浇封成的。

    适应a）和b）项的说明应从电池或电池组制造厂获得，而不是由试验机关检验。适应c）和d）项应由电池或电池组的物理试验确定，并且需要电池或电池组结构图。

7.5半导体

7.5.1瞬态效应

    在关联设备内，半导体器件应能承受由可靠串联电阻值除峰值交流电压或最高直流电压值的电流.在本质安全设备内．由设备及其电源产生的瞬态效应可以忽略。

7.5.2并联限压器

    半导体可以用作并联限压器件，这时，它应符合下列要求并且考虑相关瞬态条件。

    半导体器件应能承受其短路故障状态下在其安装处可能通过的1·5倍的电流，且不发生开路。下列情况，应d1元件制造厂数据证实：

    a)二极管、连接成二极管的三极管、可控硅和等效半导体器件的正向额定电流应不低于1.5倍最大可能的短路电流。

    b)齐纳二极管额定值是：

    1)在齐纳状态．1.5倍齐纳耗散功率。

    2)在正向导通状态，1·5倍最大可能的短路电流。

    如果输入和输出电路是本质安全电路或可以证明它不可能受电源发生瞬态过程影响，对于“ia”等级，可以使用半导体元件作为并联限压器，例如，晶体管、可控硅、稳压器、稳流器等。在电路遵守上述条件时，两只器件认为是可靠的组件。对于“ia”等级，三只可控硅可以用于关联设备，如果它满足7.5.1规定的瞬态条件。使用分流可控硅的电路也应按10. 4.3.3进行试验。

7.5.3串联限流器

    在“ia”等级电路使用三只串联阻塞二极管是允许的，但是，仅在“ib”等级设备内，才允许使用其他半导体和可控半导体器件作为串联限流器。

    注，对：“ia”等级使用半导体和可控半导体器件作为限沈器是不允许的，因为它们或许使用在爆炸性气体环境持缓或频繁存在．又同时发生可能引起点燃的短暂膀态过程的场所。

7.6元件和连接的故障

    应用5.2和5.3时，还应包括下列规定：

    a)在元件不符合7.1额定值时，元件故障应认为是非计数故障。在元件符合7·1额定值时，元件故障应认为是计数故障。

    b)在一个故障可能引起接着发生的故障时，则最初和接着发生的故障应认为是一个单独故障

    c)任何阻值的电阻器的开路故障和短路故障应加以考虑（见8.4）。

    d)半导体器件应考虑到短路和开路故障以及可能由其他元件故障引起的状态。对于表面温度分组来说，应考虑可能出现最大耗散功率条件下的半导体器件的故障。集成电路可能失效以致使在其外部连接之间存在短路和开路的组合。虽然可以假设组合，但是，在施加故障之后，则它不会因施加第二个故障而改变。在该故障情况下，连接到器件上的电容和电感认为是在最不利连接中施加故障的结果。

    e)应考虑连接线开路故障，以及由移动引起的脱落，考虑连接线在移动范围内可能碰到任何电路部件的故障。初始开路认为是一个计数故障，以及后来的连接故障认为是第二个计数故障（见8.7）。

    f)电气间隙、爬电距离、间距应按6.4规定。

    g)电容器开路、短路和小于最大规定值的任一值的故障均应考虑（见8.5）。

    h)应考虑电感开路故障，并考虑其电阻从标称值到短路的变化。但是，这仅适用于电感与电阻比值低于电感说明书中的数值的情况。

    i)任何导线或印制电路导线，包括它的连接的开路故障应认为是一个单独计数故障接人火花试验装置引起电极短路或开路不认为是计数故障，而认为是正常操作试验可靠连接和隔离不考虑产生故障，并且火花试验装置不能串连上述连接和跨接上述隔离隔离不是浇封或用符合第6章涂层覆盖时，或不能保持不低于IP20等级外壳完整性时露的，则火花试验装置应串联接人这些连接和这些隔离。

7.7压电器件

    压电器件应按10. 11规定进行试验。

8  可靠元件、可靠组件和可靠连接符合第8章的在可靠连接和同时连接件暴

8.1  电源变压器

8.1.1绕组故障

    可靠电源变压器应认为是向本质安全电路供电的绕组和任何其他绕组之间不可能发生短路故障的．应对那些可能导致增大输出电压的故障的组合一般不应考虑。

8.1.2保护措施。

    向本质安全电路供电的变压器的输入电路应用符合7.3规定的熔断器或用适当规定值的断路器来保护。

    如果输入和输出绕组用接地金属屏蔽隔离（见8.1.3型式2b））结构．则每个不接地的输入电路应使用熔断器或断路器来保护。

    当用埋入式熔断器或其他热保护器对变压器过热进行附加保护时，则可采用一个器件。

    熔断器、熔断器夹持器，断路器和热继电器应符合国家标准。在符合国家标准情况下，检验机关可不检验。

8.1.3变压器结构

    向本质安全电路供电的所有绕组用下列结构型式之一与所有绕组隔离

    型式l结构；绕组应按下列两者之一排列：

    a)并列在铁芯的一个柱上

    b)铁芯不同柱上，

    绕组应按表4进行分离。

    型式2结构：绕组应用下列两种方法重迭：

    a)绕组之间按表4固体绝缘

    b)绕组之间加接地屏蔽（铜箔制成的）或等效导线绕组（导线屏蔽）。铜箔厚度或导线屏蔽应符合表6规定。

注：当任一绕组和屏蔽之间短路时，屏蔽应能承受直到熔断器或断路器起作用时流过的电流而不损坏．

表6屏蔽的最小金属箔厚度或最小导线直径与熔断器额定电流的关系

熔断器额定值．A	0.1	0.5	1	2	3	5
金属箔屏蔽厚度．mm	O．05	0. 05	0. 075	0.15	o．25	0.3
导线屏蔽直径．mm	O．2	0. 45	0.63	0.9	1.12	1.4

 

    金属箔屏蔽应设置两根结构上分开的接地导线，其中每一根导线应能承受熔断器和断路器动作之前流过的最大持续电流，例如，对于熔断器为1. 7I

    导线屏蔽由至少两个电气上分开的导线层组成，其中每一层都接地，而且能承受熔断器和断路器动作之前流过的最大持续电流。导线层之间的绝缘，仅要求按10.6承受500 V电压试验。

    所有电源变压器铁芯必须备有接地，除非该防爆型式不要求接地，例如，当使用绝缘磁芯变压器时。

    变压器绕组应用浸渍或浇封加以固定。

8.1.4变压器型式试验

    变压器连同所属的关联器件．例如，熔断器、断路器、热继电器和与绕组端子连接的电阻器，必须保证电源和本质安全电路之间有可靠的安全电气绝缘，即使在任何一个输出绕组发生短路而所有其他输出绕组承受最大额定电气负载时也应保持绝缘。

    当任何一个串联电阻器嵌入变压器内，或与变压器一起浇封时，变压器和电阻器之间没有裸露的带电部件，或装配时保持爬电距离和电气间隙符合表4规定，以及应用第5章之后保留电阻器在电路之内时，则输出绕组可不考虑易发生的短路故障，除非经过电阻器发生故障。

    如果变压器通过下述型式试验，并且用于向本质安全电路供电的任一绕组与所有其他绕组之间应能承受2U+1 000 V或1 500 V．取较大值（见10.6），则满足了电气绝缘安全要求，U是任一绕组试验中的最高额定电压。

    输入电路应调整到1. 71.或调整到断路器不动作的最大持续电流，试验期间该电流应维持在该值土10%以内。用改变输入电压达到变压器额定输入电压方法来调整该电流。当达到极限时，应使用规定的输入电进行试验。

    试验应连续进行不少于6h．或直到无复位热断路器动作，当使用自动复位热断路器时，则试验周期应至少延长到l2h。

    对于型式l和型式2a）变压器，其绕组温度应不超过在GB/T 11021中给出的绝缘等级允许值。绕组温度应按10.5进行测定。

    对于型式2b)变压器，其本质安全电路使用的绕组应按上述要求与地绝缘。但是，如果变压器不要求与地绝缘且它不能形成燃烧火焰，则该变压器被认可。

8.1.5变压器例行试验

    每只电源变压器应按11·2进行试验。

8.2除电源变压器以外的变压器

    这些变压器可靠性和故障方式应按8.1规定。

    注，这毖变压器可以是诸如使用在信号电路的耦合变压器或其他目的的变压器，倒如，用于变换器馈电装置的变压器．

    这些变压器的结构和试验，除它们的最大负载试验外，应符合8.1规定。

    当变±区器在交流条件下调整不到规定值时，则每个绕组应承受在8.1.4型式试验-规定的直流1. 71”但是，例行试验应按11.2降低试验电压，即输入绕组和输出绕之间为2U+1 000 v有效值或1 500 V有效值，取较大值。

    当上述变压器接人电源供电的非本质安全电路时，那么，或者是8·1.2的保护措施，或者是熔断器和齐纳二撅管．都应按8.8电源连接考虑，使得未规定的电源不会损坏变压器爬电距离和电气间隙的可靠性。8.1.4的额定输入电压应是齐纳二极管电压。

8.3阻尼绕组

    为减小电感影响用作短路环的阻尼绕组，如果它们有可靠的机械结构，应认为是不易发生开路故障的，例如，无缝金属管或用焊接方法使裸露导线能连续短路的绕组。

8.4限流电阻

    限流电阻应是下列型式之一：

    a)薄膜型

    b)线绕型，在断线时防止绕线松脱#

    c) ffl 6.4,8涂覆的或6.4.4浇封的混合电路以及类似电路内的印制电阻器．

    可靠限流电阻只考虑开路状态故障，这时应认为是一个计数故障．

    限流电阻额定值按7.1规定，在正常工作时和第5章规定故障条件下，承受可能出现的不小于1.5倍最高电压或不小于1.5倍最大功率。工作在额定值以内的有覆盖绕组层的线绕电阻的匝间故障应不再考虑。绕组涂层，在其制造厂规定电压额定值下，应按表4中CTI值进行评定并符合规定要求。

8.5隔离电容器

    在隔离电容器可靠布置时，两串联电容器之一应认为可能发生短路或开路故障。组件的电容量应考虑两电容器这一最不利的数值，并且在应用组件时，应使用1.5倍安全系数。

    隔离电容器应是一个高度可靠固体介质类型。电解电容或镪电容不能使用。组件的外部连接应符合6.4．但该隔离要求不适用于隔离电容器内部。

    每个电容器的绝缘应符合6.4.12介电强度试验要求。当隔离电容器在本质安全电路和非本质安全电路之间使用时，应考虑所有电容器可能产生的瞬态过程。

    当上述组件符合8.8时，对直流电路应认为提供了可靠电气隔离。

    连接设备机架和本质安全电路之间的电容器应符合6.4.12规定。当电容器失效将引起决定电路本质安全性能的元件旁路时，它们也应符合隔离电容器的要求。

    注：这些电容器通常是用来滤除高频的．

8.6分流安全组件

8·6.1一般要求

    当利用分流元件组合来保证电路的本质安全性能时，则元件的组件视为分流安全组件。

    当二极管、齐纳二极管在可靠分流安全组件中作为分流元件时，它们应至少为二个并联二极管组成。歧将二极管承受在短路状态失效时在其安装处流过的电流作为额定值。

    分流元件连接应按8,7或布置成如果两个分流通路中任何一个发生断路时，被保护电路或元件能在同一时间变成断路。

    注

    l为防止连接断开时产生火花点燃，浇封应按6.4.4规定．

    2在正常工作时．组件内使用的分流元件可以导电。

    在分流安全组件受到仅由um规定的电源故障时，构成分流安全组件的元件应符合7.1额定值。在元件用熔断器保护时，熔断器应按7.3规定，并且元件应能承受熔断器的1.7In持续电流。分流元件承受状态性能应按10:12试验或由熔断器电流一时间特性曲线和器件性能特性曲线来确定。

    在分流安全组件制成单个设备而不是大设备的部件时，其组件结构应按9.2规定。

    当考虑应用分流安全组件和可靠组件时，应考虑下列规定：

    a)组件两个分流支路的任一个支路应按一个开路故障来考虑。

    b)组件的电压是分流支路中的最高电压。

    c)两个分流支路的一个支路短路，应认为是一个计数故障．

    d)在应用5.2和5.3计算所有故障时，应施加1.5倍安全系数。

    e)采用可控硅分流的电路应按10.4.3.3进行试验。

8.6.2安全分流器

    当安全分流组件保证规定的本质安全设备的元件或部件的电气参数控制到不使本质安全性能失效的数值时，则安全分流组件视为安全分流器。

    当安全分流器连接到按8.6.1用U。规定的电源时，它应承受到所要求的瞬态分析，但在下列情况f使用时除外：

    a)用于限制贮能器件（例如，电感器或压电器件）放电；

    b)用于限制贮能器件（例如，电容器）电压，

    适当额定值的桥路连接二极管组件应认为是安全分流器。

8.6.3并联限压器

    安全分流组件能保证规定电压施加到本质安全电路时，则安全分流组件视为并联煨压器。

    当并联限压器连接到按8.6.1用U。规定电源时，它应承受所要求的瞬态分析，但该组件是通过下列之一馈电型式供电时除外；

    a)按8.1要求的可靠变压器；

    b)按第9章要求的二极管安全栅

    c)按7·4要求的电池组；

    d)按8·6要求的安全分流组件。

8.1导线和连接

    导线包括它的连接在符合下列情况对应认为不会发生开路故障：

    a)导线：

    1)在两导线并联时；

    2)在单根导线直径至少为0.5ram和无固定长度小于50 mm或在连接点附近可靠地机械固定时；

    3)在带状结构柔软绞合导线其截面积至少为0. 125 mm：（直径为0.4 mm）工作时不弯曲，而且长度不超过50 mm或在连接点附近可靠地机械固定时．

    b)印制电路板印制线：

    1)在最小宽度为1 mm的两条印制线并联时；

    2)在单根印制线亮度至少为2 mm或宽度大于印制线长度的1%，取较大者时f

    3)每根印制线应具有公称厚度不小于35um铜覆盖层构成。

    c)连接（插头、插座和端子除外）。

    1)有两个并联连接点时

    2)当有一个焊接点时，在该焊接点处连接导线穿过电路板（包括穿过电路板上的孔）．并且在焊接前连线弯过去，或者如果连线不弯过去则采用机器焊接{或者连线用压接法，或者连线用铜焊或

    熔焊；

    3)有一个用螺钉或螺栓连接并符合6.6规定的连接点时．

8.8电隔离元件

    可靠隔离元件符合下列要求时，应认为是不可能跨接可靠隔离而发生短路故障的。

    隔离元件与变压器和继电器不同，例如，光电耦合器件，如果满足下列条件，则认为它对本质安全间距提供了可靠隔离。

  a)器件额定值应符合7.1规定．

  b)对器件施加U或U之前，应承受6.4,12规定的介电强度试验。

  在试验中，制造厂规定的可靠隔离元件的最高额定绝缘电压，应不小于6.4.12要求的试验电压。在本质安全电路和非本质安全电路之间隔离时，表4要求也适用于隔离元件，但内部密封部件，例如，光电耦合器，表4第5、6和7行不适用。非本质安全电路终端应备有保护措施以确保不超过按7.1规定的器件额定值，除非它能表明电路连接到该终端时不可能使器件的本质安全性能失效。用适当的额定值熔断器保护单独的分流齐纳二极管，且熔断器能够遮断电源的峰值预期电流应认为是有效保护。为此，表4不适用于熔断器和齐纳二极管，齐纳二极管功率额定值应至少是1.71。乘以二极管最高齐纳电压。对于熔断器和安装方式，有关结构的一般工业标准应认为是适当的，例如，在熔断器夹持器中，熔断器本身不应减小电气间隙和爬电距离。

    当光电耦合器作为外部保护器件符合本标准第5章、第6章和第7章规定时，只要光电耦合器内部元件在正常工作时或本质安全电路和非本质安全电路施加故障时，处在不大于制造厂规定的最大耗散功率三分之二的状态下工作，则对光电耦合器的发射极和接收极的导电部件之间的内部距离没有要求。

    电隔离继电器应符合6·4,13规定，并且任何绕组应承受在它的连接处的最大耗散功率。

    注：不俺要按7.1规定降低继电器绕组额定参数。

9二极管安全栅

9.1   -般要求

    二极管用于限制本质安全电路上的电压，可靠限流电阻用于限制可能流过本质安全电路的电流。该装置使用在本质安全电路和非本质安全电路之间作为接口设备，并应承受11.1规定的例行试验。

    安全栅承受瞬态故障的能力应按10. 12规定试验．

    仅转有两只二极管或二极管组合电路并用于“ia”等级的安全栅，如二极管已经按11.1.2规定做了例行试验，则应认为是符合8.6规定的可靠组件。

    在“ia”等级的二极管安全栅内，在应用第5章时，应仅考虑一只二极管故障。

9.2结构

9.2.1安装

    结构是安全栅分组安装时，任何不正确安装都是明显的，倒如，安装用不对称形状或颜色区分。

9.2.2接地用连接件

    除可能处于地电位的电路连接件外，安全栅还应具有至少一个以上接地连接件，或对于附加接地连接应备有绝缘导线，其横截面积不小于4 mm。

9.2.3元件的保护

    组件应采用6.4·4规定的浇封或用一个组成不可复原的单元的外壳来保护，以防止检修或替换影响本质安全性能的任何元件。全部组件应为一个整体．

10型式试验

10.1火花点燃试验

10. I.I概述

    所有要求火花点燃试验的电路应通过试验证明，它们在第5章规定与电气设备相适应的等级条件下，不能引起点燃。

    在试验时，应模拟正常条件和故障条件。安全系数应按附录A规定来考虑。

    在试验时，火花试验装置接入被试电路中那些认为可能出现开路、短路或接地故障的每一个试验点上。火花试验装置的容器中应充满10.2规定的最易点燃的试验气体与空气的混合物，并且火花试验装置按10·3规定标定后操作。

    如果一个电路根据附录A所述的方法和图AI到图A6给出的参考曲线及表AI—A2．可以推断其结构和电je参数有足够的本质安全性能时，则可以不用火花试验装置进行型式试验。

    当规定电压、电流没有规定容差时，则容差通常为±1%。

    注：一个用参考曲线和表格效据审查过的电路，用火花试验装置试验时有可能引起点燃，因为火花试验装置的灵敏度是变化的，而参考曲线和表格数据是从大量这种试验获得的。所以，利用曲线和表格数据进行评定，是比较一致的，并且优于试验结果。

10.1.2火花试验装置

    火花试验装置已在附录B中叙述，如果附录B表明该火花试验装置不适用，则可采用其他等效灵敏度的火花试验装置，并且对于火花试验装置的合理性应在有关文件报告中说明。

    由火花试验装置产生的短路、开路和接地故障应认为是正常工作和非计数故障试验；

    a>连接件上；

    b)在不符合表4规定的内部连接或跨接内部爬电距离、电气间隙、通过浇封化合物距离和固体绝缘距离．

    火花试验装置不能使用在：

    a)跨接可靠隔离，或与可靠连接串联；

    b)跨接符合表4规定的爬电距离、电气间隙、通过浇封化合物距离和固体绝缘距离；

    c)在关联设备内，但其本质安全电路末端除外；

    d)符合6,3.1规定的隔离电路端子之间，但7.6i）项情况除外。

10.2爆炸性试验混合物

    按照被试电气设备规定的类别应采用下列爆炸性试验混合物。

    I类设备：    8.0%～8.6%    甲烷一空气

    IA类设备    5．O%～5.5%    丙烷一空气

    IB类设备：  7.3%～8.3%    乙烯一空气

    II C类设备：  19%～2a%    氢气一空气

    在特殊情况下，对指定的气体或蒸气环境中应用并作相应试验和标志的电气设备，应采用该气体或蒸气与空气形成的混合物在最易点燃的浓度时进行试验。在应用更易点燃的试验混合物达到安全系数时，它的成分应按10.4.2规定。

    注:市场上销售的气体和蒸气的纯度．一般对于上述试验是适用的，但是，纯度低于95%的气体和蒸气不得使用，试验室的温度、气压及空气温度的正常变化对爆炸性试验混合物的影响一般很小。这些变化的明显影响将在例行的火花试验装置标定中表现出来．

10.3火花试验装置标定

    按10.4规定，在每一系列火花点燃试验前，应对火花试验装置的灵敏度进行标定。为此，火花试验装置应在接有0. 09H"-'0. 1H的空芯线圈的24 V直流电路中操作。并且该电路中的电流应按表7调整到相应类别的数值，或者当使用更易点燃试验气体时，将该值除以安全系数。

设备类别	电流.mA
I IIA IIB IIC	110-111 100-101 65-66 30-30.5

10.4用火花试验装置试验

10.4.1  电路试验

    被试电路应以最危险电路为基础，并按第7章规定考虑元件容差，且考虑电源供电电10%的变化。

    火花试验装置应接入被试电路中认为可能出现开路和短路的每个试验点上。试验应按第5章适当的电气设备等级，在电路正常工作、一个故障、二个故障以及在最大外部电容(C。)和外部电感(L)情况下，或电气设备设计的电感与电阻比(Lo/Ro)的情况下进行。

    每个电路应在下列转数情况下进行试验，在火花试验中的极握盘转数容差为0%～+10%。

    a)对于直流电路～一400转(5 min)，每一极性200转；

    b)对于交流电路一一1 000转(12.5 min)

    c)对于电容电路—一400转(5 min)，每一极性200转。必须注意保证电容有足够的充电时间（不小于3倍的时间常数）。正常充电时间大约是2O ms，在该充电时间不充分时，应除去一根或多根金属丝（钨丝）以增大充电时间或放慢火花试验装的转动速度。当除去金属丝时，应增加转数，以保持同一火花数量。

    每次按a）、b）或c）试验后，应重新对火花试验装置进行标定。如果标定不符合10.3规定，则所进行的电路点燃试验认为是无效的。

10.4.2安全系数

    注：应用安全系数的目的是保证在检验时比原电路更容易引起点燃的电路条件下进行型式试验和评定，或者是用更易点燃气体混合物对原电路进行试验．通常，在达到规定安全系数的不同试验方法之间不能获得精确的等效性，但用下列替换方法是允许的。

    1.5倍安全系数应按下列方法之一获得：

    a)把电源电压（供电系统）提高到额定值电压的110%，或按第7章规定调整其他电压，例如，使电池组、电源和限压器件达到最高值．

    1)对于电感和电阻电路．减小限流电阻值把电流提高到1.5倍的故障电流。如果达不到1.5倍安全系数，可进一步提高电源电压。

    2)对于电容电路．把电压提高到1·5倍故障电压．另一方面，当一只可靠限流电阻用于电容器时，则电容器视为电池，电路视为电阻性电路．

    注：当使用图^I～图A6参考曲线或表AI—-A2评定时，该方法同样适用．

    b)按表8使用最易点燃爆炸性试验混合物。这些混合物应通过测量，证明其成份是在给出值±0.5范围内．

表8相当于1.5倍安全系数的爆炸性气体混合物的成份

	爆炸性试验混合物成份（体积%）
气体级别	氧-氢一空气混合物			氧-氢混合物
	氯气	空气	氧气	氢气	氧气
I	52	48		85	1s
IA	48	52		81	19
IR	38	62		75	25
IC	30	53	17	60	40

10.4.3.1概述

    火花点燃试验应在电路布置能产生最不利的条件下进行。对于简单型式的电路在应用图A1～图A6参考曲线时，短路电流是最不利的。对于更复杂电路，由于条件不同因而短路试验可能不是最不利的条件，例如，对稳压电源，最不利条件通常发生在电阻串联在电源的输出电路中，电压不降低，将电流调到最大值。

10.4·3.2电感电路和电容电路

    在电路中含有贮能电容器和电感器时，对该电路用图A1～图A6参考曲线评定可能是困难的，例如，贮能的电容可以增强电源对电感的供电，，所以，该电路应按电容器和电感器的组合进行试验。

  10.4.3.3电路应用分流短路电路（急剧短路）保护

    在输出电压稳定后，对于第5章条件的适当设备等级的电路应不能引起点燃．另外，当防爆型式涉及其他电路故障引起的急剧短路时，则急剧短路瞬间的允许通过能量应不超过下列类别规定值：

    IC类设备.20uJ；

IB类设备：80 uJ；

ⅡA类设备：160 uJ；

    l类设备：260 uJ；

    用火花试验装置对急剧短路电路允许通过能量进行点燃试验，是不适合的。允许通过能量可进行测定，例如，用示波器测定。

10.4.4火花试验结果

    任一选择试验点的每一次试验均不应出现点燃。

10.5温度试验

    所有温度数据应以40C的环境温度或在设备上标志的最高环境温度为参考基准。以参考环境温度为基准的试验，可在20c和参考环境温度之间的任一环境温度下进行，将试验时的环境温度和参考环境温度之间的差值加到所测量温度上，除非元件的热特性是非线性的，例如：电池组。如果温升是在参考环境温度时测得的，那么在确定其温度组别时应采用该值．

    温度可采用任一方便方法测得，但测量元件不应明显降低被测量温度。测量绕组温升的允许方法如下：

    测量绕组在环境温度时的电阻，并记录测量时的环境温度。

    施加试验电流和测量绕组的最大电阻，并记录测量时的环境温度。

温升按下式计算；

式中:t---温升，K

    r一一环境温度t．时的绕组电阻．

    R一在试验电流条件中的绕组最大电阻；

    t一测量r时的环境温度，℃

    t一测量R时的环境温度，℃

     k一在O℃时绕组电阻温度系数的倒数，对于铜该值为234·5。

10.6电压试验

    电压试验按IEC标准进行，也可采用下列方法进行。使用频率在48 Hz～62 Hz之间的实际正弦波交流电压进行试验或使用直流电压进行试验，其直流电压为交流电压的1.4倍，并且直流电压波形的峰间波动不得超过电压的3%。

    电源应具有足够的伏安容量，以维持试验电压，这时，应把可能出现的任一漏电流考虑在内。

    试验电压应在不小于10s时间内平稳上升到规定值，然后至少维持60。。

    施加电压在试验期间应保持恒定，并且电流应不大于5 mA交流有效值．

10.1小元件点燃试验

    小元件试验证明它按6·2.4a)项可燃性混合物不应引起温度点燃，其试验如下所述。试验出现冷火焰应认为点燃。检验点燃应用目测或温度测量，例如，用热电偶。

    小元件应是按第5章规定在正常工作或故障条件而且产生温度最高值时进行试验。试验应持续到元件和周f目部件达到热平衡为止或持续到元件温度平衡为止。在元件损坏引起温度下降时，应另加5个元件样品并重新进行5次试验。当按第5章规定的正常工作或故障条件，在表面温度超过电气设备温度组别的元件个数多于一个时，则试验应在所有上述元件达到最高温度时进行。

    元件在试验时可按规定状态安装在电气设备中并且采取有效措施保证试验混合物与元件接触。试验也可在模拟状态进行，以保证试验结果有代表性。

    上述模拟状态应考虑元件附近的电气设备的其他部件因通风和热效应可能影响混合物的温度和元件周围混合物的流动。

    按GB  3836.1--2000第5.3要求的安全系数应通过升高进行试验的环境温度获得，或通过升高元件和其他镭要安全系数有关邻近表面的温度获得。

    对于F4温度组别混合物应是下列两者之一：

    a) 22.5%～23.5%体积比的二乙醚和空气均匀混合物}

    b)二乙醚和空气混合物从允许的小剂量二乙醚蒸发获得，这时，在试验容器内可进行点燃试验。

    对于其他温度组别，应由试验机关决定选择合适的混合物。

    如果在试验期间没有出现点燃，为证明可燃性混合物存在，应使用某一种其他方法点燃混合物。

10.8规定不严密的元件参数的测定

    应从任一货源或几个货源抽取十只未用过的元件样品，对它的相关参数进行测量。试验通常应在最高环境温度或规定最高环境温度进行，例如40℃，但那些温度敏感元件（例如，镍镉电池／电池组）应在低温条件下试验，以获得它的最不利条件。

    应将参数的最不利值作为元件的代表参数，没必要取自同一样品，可从10只样品试验获得。

10.9电池和电池组试验

10.9.1一般要求

    可充电电池或电池组应充足电，并且在至少两次放电以后再进行试验，在第二次放电，或者必要的话．在以后的放电中，电池或电池组的容量应确认在它的制造厂规定范围内，以保证该试能在它的制造厂规定范围内充足电的电池或电池组上进行。

    当为试验目的需要短路时，电路连接部分的电阻（不包括它的连接件），或者其电阻应不超过3m，或者其两端电压差不超过200mV或电池电动势的15A。施加的短路应尽可能靠近电池或电池组端子。

10.9.2电池和电池组电解液漏泄试验

    试验样品应放置在分开的盒子里，例如，密封口朝下或按电池制造厂规定的安装方向安装，在下面垫上一片吸水纸。十只试验样品应承受下列最不利条件：

    a)短路至放电完为止

    b)在制造厂建议范围内施加输入电流或充电电流。

    c)在制造厂建议范围内电池组充电，其中有一电池组完全放电或极性接反。

    上述条件应包括由应用5.2和5.3产生的任一反向充电条件。该条件不包括使用超过电池或电池组制造厂建议的充电速率的外部充电电路。

    当电池组冷却后，在吸水纸上或在试验样品表面上应没有电解液的明显痕迹，使用浇封化合物的地方应满足7·4.9电池检验的规定，试验结束后，浇封处应没有不符合7.4.9规定的损坏情况。

10.9.3电池和电池组的火花点燃和表面温度

    如果电池组是由若干个分立的电池组成或较小的电池组（其规定结构符合本标准隔离规定和其他要求）组成，那么，每个分立单元应单独进行试验。

    除了可证明不会发生每个电池之间短路的特殊结构电池组外，每个单元的故障应认为是一个故障。

    在不符合规定环境的场合．应考虑到电{噍组外部端子之间出现的短路故障．按7.4.9规定的电池和电池组应按下列试验和评定。

    a)火花试验或评定应在电池和电池组的外部端子上进行，在含有限流器件并且该器件与符合6.7规定的电池或电池组连接时，则在试验和评定时应包括该限流器件。

    当本质安全评定包括电池或电池组的内阻时，电池或电池组最小电阻值由电池或电池组制造厂文件获得-试验机关应认可该值。如果电池或电池组制造厂未给出内部电阻最小值，则试验机关应利用从10只电池或电池组样品试验中的最不利短路电流值，与7.4.3电池或电池组峰值开路电压来确定内阻。

    b)表面温度应按下列方法确定。电池或电池组外部的所有限流器件试验时应短路。试验时应除去电池或电池组上不是外壳本身的任何外层覆盖物（纸或金属等）。温度应在每只电池或电池组的外壳表面获得，并取最大值。试验应在每种情况下同限流器件一起，即10只电池短路时进行装有被短路的内部限流器件的10只试验样品，连同专用说明书或样品安全使用及试验所需的防护措施，应从电池或电池组制造厂获得。

    注：当确定多只电池组表面温度时，由于保护器件的固有作用·例如·熔断器或PTC (JE温度系数)电阻，可不考虑。因为，它是可能评定的内部故障，倒如隔离物损坏．

10.10机械试验   

10.10.1浇封化合物

    用直径为6 mm平端面金属试棒垂直施加30 N力在浇封化合物表面上，并保持10 s。这时，浇封件不得出现损坏和永久性变形或大于1 mm的位移。

    在出现浇封化合物自由表面时，为了要保证浇封化合物的刚性，而且不易碎裂，浇封化合物表面在(20士lO)℃时，应使用GB 3836. 1--2000附录G所述的试验装置进行下列之一冲击试验：

    a)对于I类设备，在浇封化合物形成外壳的部分和用于隔离爆炸性环境时-所使用的冲击能量为20 J。

    b)对于其他电气设备，所使用的冲击能量为2J。

    试验后浇封化合物应保持完好并且没有出现永久性变形．微小表面裂缝可忽略。

10.10.2隔板

    隔板碰承受直径为6 mm的固体试棒施加30 N力的作用，这个力应施加在隔板中心附近并至少保持lOs。隔板不应发生与其作用不适当的变形。

10.11装有压电器件的电气设备试验

    当对工作中易接近电气设备的任何部分，在(20士10)℃用GB 3836; 1--2000附录G试验装置，并按GB  3836.1--2000中表4高冲击能量进行冲击试验时，测量器体的电容量和呈现在器件两端的电压．对于电压值，应取在同一样品上进行2次冲击试验的较高值。当含有压电器件的设备安装有防止外物直接机械冲击的保护装置时，应按制造厂预期的压电器件设备安装状态安装保护装置并对其进行冲击试验。

    在最高实测电压下，压电器件的晶体电容的最大贮存能量应不超过下列数值：

    I类设备：1 500 uJ

    ⅡA类设备：950 uJ

    II B类设备：250 uJ

    IIC类设备,50 uJ

    当压电器件的电气输出受保护元件（包括保护装置）限制时，则用上述方法进行冲击试验时．这些元件不应产生使防爆型式失效的损坏。

    当为了防止冲击能量超过元件规定值而需要保护设备以避免外部物体机械冲击时，则应规定要求细则，将其作为安全使用的特殊条件，并在电气设备上应标明符号X。

10. 12二：极管安全栅和安全分流器的型式试验

    下列试验用于验证安全栅或安全分漉器可否承受瞬态过程的影响，

    可靠额定值的电阻器应认为能够承受来自规定电源的任何预期瞬态过程．

    -极管应由制造厂说明书或由下列试验表明能够承受峰值电压Um除以熔断器电阻（20C时）及其串联的可括电阻之和的电流：

    每一种型式的二极管应承受住沿使用方向（齐纳二极管为齐纳方向），重复5次的持续时间为50 us的矩形电流脉冲试验，各次试验间隔为20 ms。脉冲幅值由U峰值除以在20℃时熔断器冷态电阻值（加上电路中可靠串联电阻的阻值）得到。在制造厂数据表明预先一击穿时间大于50% 时，该电流脉冲宽度将变成实际预先一击穿时间。在预先一击穿时间不可能从制造厂获得现成的数据时，十只熔断器应承受预期电流和预先一击穿时间测定试验。如果该值大于50/可以使用。

    二极管电压应在元件制造厂试验电流条件下在本标准前和试验后进行测量。测量电压之差应不大于5%（5，6包括试验设备的误差）。试验时观察到豹最高电压，应认为是用上述对半导体限流器件同样方法产生的一系列脉冲的峰值电压。上述器件试验结束后，对于制造厂规定元件的一致性应再次核对。

    根据专业制造厂提出的适用范围，有必要仅对具有特殊电压的典型样品进行试验，以证明适用范围的适用性．．

10.13电缆拔脱试验

    设备与外部电缆连接的结构，如果设备内连接线终端损坏可能使本质安全性能失效，电缆应承受拔脱试验，例如，在电缆里有两个以上本质安全电路，其损坏可能导致不安全的互连情况时，为此须进行下列试验：

    在电缆引线进入设备方向，对电缆施加30 N拉力，并保持lh。

    试验后观察，电缆外皮可以位移，但电缆终端没有明显位移。

    该试验不适用于作为永久连接并且不构成电缆部分的专用导线。

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