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”5

11例行试验

11.1  二极管安全栅的例行试验

11.1.1成品安全栅

    每只成品安全栅应进行例行试验，这时检查每只二极管的作用和任何熔断器是否完好。如果本质安全性能不是用熔丝来保持的，那么对本试验使用可拆除熔丝是允许的。

11.1.2二只“ia”等级安全栅的二极管

    在下列试验前后，根据二极管制造厂规定，在室温条件下测量二极管端电压。

    a)每只二极管承受2h、150℃温度试验。

    b)每只二极管承受10.12规定的脉冲电流试验。

11.2电源变压器的例行试验

是任一试验绕组的最高额定电压。

表9  电源变压器例行试验电压

施加部位	试验电压有效值
输入与输出绕组之间	4U或2 500V，两者取最高值
全部绕组与铁芯或屏蔽之间	2或1 000V,两者取最高值
向本质安全电路供电绕组与其他绕组之间	2.+1 000V或l 500V．两者取最高值

 

    在试验期间，绕组之间的绝缘或任一绕组与铁芯或屏蔽之间的绝缘应不发生击穿。

12标志

12.1一般要求

    本质安全设备和关联设备应至少具有GB 3836.1规定的最少标志。序号标志可以使用日期或一组数字代码，以保证有效的质量控制跟踪。

    注：序号标志可以独立于其他标志．

    对于关联设备，符号Exia或Exib（如果已经标上Ex了．则ia或ib）必须用方括号括起来。

    可行时，所有相关的参数都应标志，例如Um、Li、C、Lo、C。

    注：关于标志和文件的标准符号在第3章给出．

    从实际考虑可限制或排除使用斜体字或角注，并且可以采用简化形式，例如用Uo，而不用Uo”

12-2连接件标志

    本质安全设备和关联设备的连接件、接线盒、插头和插座应有明显标志而且容易识别。如用颜色识别，则须用浅蓝色。

    一台电气设备的部件或电气设备的不同构件使用插头和插座互连时-本质安全电路用插头和插座应能识别．，如用颜色认别，则须用浅蓝色。

    此外，为了系统整体的本质安全性能，须提供充分的和适当的标志以保证正确连接。

    注：在必要时可以包括附加标签，例如，在插头和插座上或邻近处可设置附加标签．如果要意义清楚·则电气设备用

    标签可以满足此要求。

    标志举例如下：

    a)独立的本质安全设备

制造厂名称 XXX型页式接收机 Exia II CT4 -25C+50C 检验机关代号及防爆合格证号 产品编号

 

b)与其他设备连接的本质安全设备

制造厂名称 XXX型变送器 Exib IIBT4 检验机关代号及防爆合格证号 :10uH          :1200pF U:28V           :250mA P:1.3W 产品

 

c)关联设备

制造厂名称 XXX型电源 I 检验机关代号及防爆合格证号 :250V           :0.9W :150mA            U:24V :20mH             C:5.5uF

d)防爆外壳保护的关联设备

制造厂名称 产品型号.名称 检验机关代号及防爆合格证号 :250V           :0.9W  U:36V          :100mA  C:0.31uF        :15mH 产品编号

 

13文件

    在GB 3836.1—2000中23.2中规定文件中应包括下列数据：

    a)电气设备的电气参数

    1)电源——输出数据，例如U。、I。、P。，如果可行时，加C ,Lo和／或允许的L/Ro比。

    2)功率接收器一一输入数据，例如Ui、I、、Ci、L和比。

    b)安装和使用的特殊要求。

    C)施加到关联设备非本质安全端子上的U．最高电压值。

    d)按防爆型式规定采用的任何特殊条件，例如，电压是由保护性电源变压器或是通过二极管安全

栅等提供的。

    e)符合或不符合6.4·12规定。

    f)外壳各表面上与本质安全性能有关的标志。

AI基本准则

    附录A

  （标准的附录）

本质安全电路的评定

    本质安全电路应满足下列三个基本准则：

    a)本质安全电路与其他电路适当隔离。

    b)本质安全设备的温度组别应按6.2和GB  3836.1--2000中第5章规定，以避免热表面引起点燃。温度组别不适用于关联设备。

    c)当电路根据电气设备规定等级（见第5章）和级别（见第4章）以及按第10章要求进行试验或评定时，不得发生火花点燃。

    注

    1准则a）可通过适当的爬电距离和电气间隙以及使用符合第8章可靠元件来满足规定要求，例如，变压器和限流电阻。

    2准则b）可通过已知元件的热特性以及在适当的故障条件下可毙承受的最大功率来计算或测定元件的最高表面温度来满足规定要求。

  3准则c）可通过评定来满足规定要求，评定时，有关电压、电流和电路参数的数据，倒如在点燃边界上的电容和电感等数据-都是必要的。这样就能从火花点燃的观点将电路评定为本质安全的．

A2用参考曲线评定

    当被评定点燃能力的电路近似于曲线的简单电路时，则在评定中应使用图Al～图A6参考曲线或表A1和轰A2。第5章故障条件和10.4.2安全系数也应考虑在内。

    通常，按下列程序应是适用的：

    确定最坏的实际情况，即考虑元件的容差、供电电压波动、绝缘故障和元件故障。

    根据电路型式（见10.4.2）以及电气设备等级（见第5章），施加适当的安全系数以便得出接受评定的电路。

    按图A1～图A6参考曲线或表AI和表A2核对有关电路的参数是否允许。

    如果要通过试验进行评定．那么，对于评定目的而得出的电路可以用火花试验装置进行试验。

    注：图A1～图A6提供参考曲线或表A1和表A2只适用于简单电路，在某些情况下应用这些参考曲线来设计实际电路是困难的．例如，许多电源具有非线性输出特性不能用参考曲线进行评定，因为只有电路可能用电池或电池-缎以及串联限流电阻来表示时．才能利用图A1的参考曲线．正因为这样，非线性电路，例如，恒流电路，在电流值低“F以开路电压和短路电流为基础的图A1预计值时将发生点燃，某些型式的非线性电路，其最大允许电流可能仅是按参考曲线预计值的五分之一。因此，需要特别注意的是，只有当所考虑的实际电路能够用所提供参考曲线的某一简单电路代表时，才能保证评定。现有可利用曲线是有限的，因而它不可能包括本质安全电路设汁中出现的全部详细问题。

A3简单电路举例

    a)简单电感电路

    为了更详细说明本程序，假定有一个IC电路，是由一个20 V电池组与适当安装可靠元件300限流电阻组成的电源，并向一个1 100.100 mH的电感器馈电，如图A7所示。

    300 和1 100取为最小值，100 mH取为最大值。这时，分别进行两个单独评定：第一，保证电源

本身是本质安全的，第二，考虑连接负载的影响。

    1)电源

    评定步骤如下：

    I)取300 最小电阻作为限流电阻值．该值就电阻来说相当于最坏的情况．如果该电阻不符合可靠元件要求（见8.4），则采用一个单独故障（见第5章）将变成一个修改电路，此时，可假定该电阻是短路的。在这类故障情况下，该电源就认为不是本质安全的。

    按7.4.3测定电池组电压最高值是必要的。电池组的最高电压假定为22 V。

    Ⅱ)最大短路电流是22/300=73.3mA。因为电路是电阻性的，在应用第5章和10.4.2规定后，将导至一个修改电路，在此电路中短路电流增加到1.5×73.3=110 mA．

    I)由图A1可以查出，对于IC电阻性电路，在电压22V时，其最小点燃电流为337 mA。按火花点燃考虑．该电源可评定为本质安全的。

    2)负载的连接

    评定步骤如下：

    1)电池组的最高电压假定为22 V。因为300和1 100是最小值，则负载中的最大可能电流是22/(300+1 100)=15.7mA。不需要再施加故障，因为300电阻是可靠的，并且电感器的短路故障将导致上述所考虑到的电路。

    I)在应用第5章和10.4要求时，对于安全系数取1.5，则电路中的电流增加到1.5×15. 7=23.6 mA。

    I)对于IC，由图A4查出，100mH电感器在电源电压为24 V时，其最小点燃电流为28 mA．

则该电路按火花点燃考虑可评定为本质安全的，并且适用-lC电路。

注：

    l  对于开路电压有效值低于24 V．可使用图A6。

    2在上述评定中·电感器是按空芯考虑的，如果电感器不是空芯的，那么，上述评定仅是近似的，这时必须用火花试验装置（见附录B）对电路进行试验，以确定电路是否为本质安全的．实际上，如果评定是以测量电感值为基础的·那么．实际的最小点燃电流常常大于评定值．

    b)简单电容电路

    现在考虑图A8所示电路，该电路预期在I类中应用．该电路，由30 v电池组通过适当安装的可靠10 k电阻器与10UF电容器连接组成。在该示例中，30 V和10uF值取为最大值，10 k取为最小值，这时．分别进行两个单独评定：第一，保证电源本身是本质安全的，第二，考虑有电容器情况的影响．

    1)电源

    该程序基本和a）1）相同．因此不再详细叙述了。该电源电路可很容易地评定为本质安全的，因为接火花点燃考虑。它的安全系数超过100。

  2)电容器

    评定步骤如下：

    1电池组最高电压是30 V并且电容最大值为10/uF。不需要再加故障，因为10 k电阻是可靠的，而且电容器的短路故障或开路故障将导致a）1）所考虑的电路。

    1)在应用第5章和10.4.2要求时，对于安全系数取1.5，则电压增加到1.5×30=45 v．

    1、I对于1类，由图A2查出，在45 V时，能引起点燃的电容最小值仅有3 uF，并且在30 v时，仅有8uF，因此该电路不能评定为本质安全的。

    注：为修改电路使其通过本质安全评定，可采用下列几种方案；降低电路电压或电容值，亦可在lD心电容器上串联一只可靠电阻．由图A查出，对于10 uF的最低点燃电压是26 v，如果保持10 uF电容值不变，则应使电池组电压降低到25/1.5= 17.3V。另一方法，可将电容值域小列3uF，或根据10uF+5.6这条曲线得到最低点燃电压是48 V，当加入最小值为5.61"1的可靠电阻器与电容器串联时，将组成一个新电路，电路按I类火花点燃考虑可评定为本质安全的。

    在上述评定中忽略了一个问题．严格地说，就是图A2、图A3中电路的最低点燃电压曲线与没有直接连接到电源上的充电电容器有关。实际上，所考虑的电源本身有较大的安全系数，如在上述示例中，则可应用参考曲线。但是，如果电源仅有较小的安全系数，那么，在它与电容器互连时可能产生一种情况，即使通过图A2和图A3评定它是本质安全的，但电路实际上不是本质安全的。通常，对这种电路不能按上述方法可靠评定，因而，应用火花试验装置进行试验（见附录B）

 

注：曲线与指明的限流电阻对应．

图A2  l类电容电路

图A.3  II类电容线路

注

1  电路试验电压为24 V。

2指明的能量水平是指曲线的恒定能量部分．

图A4  IC类电感电路

 

注

1         曲线与指明的U电压对应

2         525UJ能量水平指曲线的恒定能量部分

图A5  I类电感电路

注

3         曲线与指明的U电压对应

4         40UJ能量水平指曲线的恒定能量部分

图A6  I类电感电路

 

图A7简单电感电路

图A8简单电容电路

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