ICS 29.260.20

CCS K 35

中华人民共和国国家标准

GB/T 3836.4—2021

代替 GB 3836.4—2010,GB 3836.19—2010,GB 12476.4—2010

爆炸性环境

4部分:由本质安全型“i”保护的设备

EXPIOSiVe atmospheres— Part 4: EqUiPment PrOteCtiOn by intrinsic Safety “i”

(IEC 60079-1 12011, EXPIOSiVe atmospheres—Part 11: EqUiPment PrOteCtiOn by intrinsic Safety "i'',MOD)

2021-10-1 1 发布


2022-05-01 实施

国家市场监督管理总局労布 国家标准化管理委员会发布

库七七www.kqqw.com标准下载

目 次

前言

引言

1 范围

2规范性引用文件

3 术语和定义

4本质安全装置和关联装置的类别和组别

5电气设备的保护等级和点燃符合性要求

6 设备的结构

7与本质安全性能有关的元件

7.2内部线路、插件和元件连接装置

8影响本质安全性能的可靠元件、可靠组件和可靠连接

8.3除电源变压器以外的变压器

I

9专用设备的补充要求

附录A (规范性)本质安全电路的评定

附录B (规范性)本质安全电路用火花试验装置

附录C (资料性)爬电距离、电气间隙、通过浇封化合物的间距及通过固体绝缘的间距的测量•••••• 94

附录D (规范性)浇封

附录E (资料性)瞬态能量试验

附录F (规范性)装配完成的印制电路板的可选间距及元件隔离

附录G (规范性)现场总线本质安全概念(FlSCO)——设备要求

附录H (资料性)半导体限制电源电路的点燃试验

参考文献

π

-TZ-            I

H

本文件按照GB/T 1.1—2020«标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。

本文件是GB/T 3836«爆炸性环境》的第4部分。GB/T 3836已经发布了以下部分:

—第1部分:设备 通用要求;

一第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备;

一第3部分:由增安型“e”保护的设备;

一第4部分:由本质安全型“i”保护的设备;

一第5部分:由正压外壳“p”保护的设备;

一第6部分:由液浸型“。”保护的设备;

一第7部分:由充砂型“q”保护的设备;

一第8部分:由“n”型保护的设备;

一第9部分:由浇封型“m”保护的设备;

--第11部分:气体和蒸气物质特性分类 试验方法和数据;

一第12部分:可燃性粉尘物质特性 试验方法;

——第13部分:设备的修理、检修、修复和改造;

一第14部分:场所分类 爆炸性气体环境;

一第15部分:电气装置的设计、选型和安装;

一第16部分:电气装置的检查与维护;

一第17部分:由正压房间“p”和人工通风房间“V”保护的设备;

一第18部分:本质安全电气系统;

一第20部分:设备保护级别(EPL)Ga级的设备;

一第21部分:设备生产质量体系的应用;

一第22部分:光辐射设备和传输系统的保护措施;

一第23部分:用于瓦斯和/或煤尘环境的IEPL Ma级设备;

一第24部分:由特殊型“s”保护的设备;

一第25部分:可燃性工艺流体与电气系统之间的工艺密封要求;

--第26部分:静电危害 指南;

一第27部分:静电危害 试验;

一第28部分:爆炸性环境用非电气设备 基本方法和要求;

一第29部分:爆炸性环境用非电气设备 结构安全型“c”、控制点燃源型“b”、液浸型“k”

—第30部分:地下矿井爆炸性环境用设备和元件;

一第31部分:由防粉尘点燃外壳“t”保护的设备;

一第32部分:电子控制火花时限本质安全系统;

一第33部分:严酷工作条件用设备;

--第34部分:成套设备;

一第35部分:爆炸性粉尘环境场所分类。

本文件代替GB 3836.4—2010«爆炸性环境 第4部分:由本质安全型“i”保护的设备》、GB 3836.19-

2010《爆炸性环境 第19部分:现场总线本质安全概念(FISCO)》和GB 12476.4—2010«可燃性粉尘环境用

HI 电气设备 第4部分:本质安全型“iD”》。本文件以GB 3836.4—2010为主,整合了 GB 3836.19—2010GB 12476.4—2010的主要内容,与GB 3836.4—2010相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化 如下:

一整合了 GB 12476.4—2010中可燃性粉尘环境用设备的要求;

——整合了 GB 3836.19—2010FISC()设备的要求(见附录G)

一增加了位于非危险场所的本质安全装置连接件和附件的要求(见6.2.5)

增加了光隔离器试验要求(见io.ilO

本文件使用重新起草法修改采用IEC 60079-11:2011«爆炸性环境 第11部分:由本质安全型“i” 保护的设备》。

本文件与IEC 60079-11=2011的技术性差异及其原因如下:

一关于规范性引用文件,本文件做了具有技术性差异的调整,以适应我国的技术条件,调整的情 况集中反映在第2章“规范性引用文件”中,具体调整如下:

MoD)

一修改了表1GB/T 3836.1的版本号及条款,以与GB/T 3836.1—2021保持一致。

本文件做了下列编辑性改动:

一为与现有标准系列一致,将本文件名称修改为《爆炸性环境 第4部分:由本质安全型“i”保护 的设备》;

一删除了表1中关于标准版本信息的注;

一增加了关于3.1.2“关联装置”早期版本术语的注;

一增加了关于3.1.5“简单装置”早期版本术语的注;

一在6.3.12中增加关于本安导线与非本安导线布置的注2

一在6.5中增加关于I类电气设备的本质安全电路地线作回路的注;

---调整IEC 60079-112011中表10〜表11编号为表9〜表10

——增加了公式编号;

--调整表F.1中的注为脚注形式;

一纳入了 IEC 60079-11 =2011/CoRl 2012的技术勘误内容,所涉及的条款的外侧页边空白位置 用垂直双线(Il )进行了标示;

一修改了参考文献。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电器工业协会提出。

本文件由全国防爆电气设备标准化技术委员会(SAC/TC 9)归口。

本文件起草单位:南阳防爆电气研究所有限公司、上海仪器仪表自控系统检验测试所有限公司、煤 科集团沈阳研究院有限公司、中煤科工集团重庆研究院有限公司、汉威科技集团股份有限公司、天津市 迅尔仪表科技有限公司、深圳万讯自控股份有限公司、北京三盈联合石油技术有限公司、海湾安全技术 有限公司、南京优倍电气有限公司、上海市质量监督检验技术研究院、新黎明科技股份有限公司、华荣科 技股份有限公司、济南市长清计算机应用公司。

本文件主要起草人:张刚、徐建平、王西同、李仲强、冉刚、赵宏、陈彬、李红锁、邹靖、冯伟、刘英、 季鹏、杨志强、王林、汝长青、郑振晓、李江、张洪。

本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:

—GB 3836.4.1983年首次发布.2000年第一次修订.2010年第二次修订;

——GB 3836.19,2010年首次发布;

-GB 12476.4.2010 年首次发布。

GB/T 3836«爆炸性环境》旨在确立爆炸性环境用设备及其应用相关方面的基本技术要求,涵盖了 爆炸性环境用设备的设计、制造、检验、选型、安装、检查、维护、修理以及场所分类等各方面,采用分部分 标准的形式,包括但不限于以下部分:

—第1部分:设备 通用要求;

一第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备;

一第3部分:由增安型“e”保护的设备;

一第4部分:由本质安全型“i”保护的设备;

一第5部分:由正压外壳“p”保护的设备;

一第6部分:由液浸型“。”保护的设备;

一第7部分:由充砂型“q”保护的设备;

一第8部分:由“n”型保护的设备;

一第9部分:由浇封型“m”保护的设备;

--第11部分:气体和蒸气物质特性分类 试验方法和数据;

一第12部分:可燃性粉尘物质特性 试验方法;

——第13部分:设备的修理、检修、修复和改造;

一第14部分:场所分类 爆炸性气体环境;

一第15部分:电气装置的设计、选型和安装;

一第16部分:电气装置的检查与维护;

一第17部分:由正压房间“p”和人工通风房间“V”保护的设备;

一第18部分:本质安全电气系统;

一第20部分:设备保护级别EPL)Ga级的设备;

一第21部分:设备生产质量体系的应用;

一第22部分:光辐射设备和传输系统的保护措施;

一第23部分:用于瓦斯和/或煤尘环境的IEPL Ma级设备;

一第24部分:由特殊型“s”保护的设备;

一第25部分:可燃性工艺流体与电气系统之间的工艺密封要求;

--第26部分:静电危害 指南;

一第27部分:静电危害 试验;

一第28部分:爆炸性环境用非电气设备 基本方法和要求;

一第29部分:爆炸性环境用非电气设备 结构安全型“c”、控制点燃源型“b”、液浸型“k”

—第30部分:地下矿井爆炸性环境用设备和元件;

一第31部分:由防粉尘点燃外壳“t”保护的设备;

一第32部分:电子控制火花时限本质安全系统;

一第33部分:严酷工作条件用设备;

--第34部分:成套设备;

一第35部分:爆炸性粉尘环境场所分类。

本质安全型“i”是最主要的防爆型式之一,在该技术的标准化方面,我国于1983年参考IEC文件制 定了关于爆炸性气体环境用本质安全型的GB 3836.4—1983,随后于2000年和2010年采用IEC 60079-Vl

11两次进行修订;并于2010年采用IEC 61241-11制定了关于可燃性粉尘环境用本质安全型的 GB 12476.4—2OlOo 2010年版标准发布实施以来,本质安全型防爆技术有了一定的新发展。在国际标 准方面,相应标准现行版本为IEC 60079-11 = 2011.该标准整合了 IEC 61241-11(本质安全型“iD”IEC 60079-27(现场总线本质安全概念FlSCO),其主要技术内容也能适用于我国的情况,为适应防爆技 术和产业发展,并与国际标准发展相一致,需要对GB 3836.4进行修订,并将GB 12476.4GB 3836.19 整合进来。

本次修订在采用IEC 60079-11:2011«爆炸性环境 第11部分:由本质安全型“i”保护的设备》主要 技术内容的基础上,进行了适当的修改以适应我国的具体情况。本文件作为专用防爆型式部分,是对 GB/T 3836.1通用要求的补充和修改。

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爆炸性环境

4部分:由本质安全型“i"保护的设备

1范围

本文件规定了爆炸性环境用本质安全装置以及与爆炸性环境用本质安全电路连接的关联装置的结 构和试验要求。

本文件规定的防爆型式适用于其电路本身不会引燃周围爆炸性环境的电气设备。

本文件也适用于使用在非爆炸性环境或用GB/T 3836.1-2021所列的另一种防爆型式保护的电 气设备或其部件,只要爆炸性环境中电路的本质安全性能取决于该电气设备或其部件的设计和结构。 暴露于爆炸性环境中的电路可用本文件对其是否适用于该环境进行评定。

本质安全系统的要求在GB/T 3836.18中规定。

本文件是对GB/T 3836.1—2021通用要求的补充和修改,但表1所列出的情况除外。当本文件的 要求与GB/T 3836.1—2021的要求有冲突时,本文件的要求优先。

当本文件的要求同时适用于本质安全装置和关联装置时,在本文件中使用术语“装置”。

本文件仅适用于电气设备,因此本文件使用术语“设备”通常指“电气设备”。

置于爆炸性环境的关联装置应用GB/T 3836.1—2021所列的某一种防爆型式保护。此时 GB/T 3836.1-2021规定的防爆型式要求及其有关部分也适用于关联装置。

1 GB/T 3836.1—2021适用的具体条款

GB/T 3836.1—2021 的条款

GB/T 3836.1—2021条款对本文件的适用性

本质安全装置

关联装置

章条号

章条标题

I类和II

ΠI

1

范围

适用

适用

适用

2

规范性引用文件

适用

适用

适用

3

术语和定义

适用

适用

适用

4

设备分类

适用

适用

适用

4.1

总则

适用

适用

适用

4.2

I

适用

排除

适用

4.3

II

适用

排除

适用

4.4

ID

排除

适用

适用

4.5

特定爆炸性气体环境用设备

适用

适用

适用

5.1

环境影响

适用

适用

适用

5.1.1

环境温度

适用

适用

适用

5.1.2

外部热源或冷源

适用

适用

适用

5.2

工作温度

适用

适用

适用

1 GB/T 3836.1—2021适用的具体条款(续)

GB/T 3836.1—2021 的条款

GB/T 3836.1—2021条款对本文件的适用性

本质安全装置

关联装置

章条号

章条标题

I类和II

ΠI

5.3.1

最高表面温度的测定

适用

适用

排除

5.3.2.1

I类电气设备

适用

排除

排除

5.3.2.2

II类电气设备

适用

排除

排除

5.3.2.3

ID类电气设备

排除

适用

排除

5.3.3

I类或II类电气设备的小元件温度

适用

排除

排除

5.3.4

I类或II类电气设备光滑表面的元件温度

适用

排除

排除

6.1

总则

适用

适用

适用

6.2

设备的机械强度

排除6.1.2.3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

6.3

设备外壳打开时间

排除

排除

排除

6.4

外壳中的环流(如大型电机)

排除

排除

排除

6.5

衬垫保持

排除6.1. 2. 3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除6.1.2. 3a)适 用时除外

6.6

电磁能和超声波能辐射设备

适用

适用

排除

7.1.1

适用范围

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

7.1.2.1

通则

排除,6.1. 2. 3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除6.1. 2. 3a)适 用时除外

7.1.2.2

塑料材料

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除,6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

7.1.2.3

弹性材料

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除,6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

7.1.2.4

粘结材料

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除,6.1.3a)适 用时除外

排除6.1. 2. 3a)适 用时除外

7.2

热稳定性

排除6.1. 2. 3a)适 用时除外

排除,6.1.3a)适 用时除外

排除5 6.1. 2. 3a)适 用时除外

7.3

耐紫外线

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除6.1.2.3a)适 用时除外

7.4

外部非金属材料上的静电电荷

适用

适用

排除

7.5

附属外部导电部件

适用

适用

排除

8.1

材料成分

适用

适用

排除

8.2

I类设备

适用

排除

排除

1 GB/T 3836.1—2021适用的具体条款(续)

GB/T 3836.1—2021 的条款

GB/T 3836.1—2021条款对本文件的适用性

本质安全装置

关联装置

章条号

章条标题

I类和II

In

8.3

II类设备

适用

排除

排除

8.4

m类设备

排除

适用

排除

8.5

铜合金

适用

排除

排除

9

紧固件

排除

排除

排除

10

联锁装置

排除

排除

排除

11

绝缘套管

排除

排除

排除

12

(预留将来使用)

排除

排除

排除

13

EX元件

适用

适用

适用

14

连接件

排除

排除

排除

15

接地导体或等电位导体连接件

排除

排除

排除

16

外壳的引入装置

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除.6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

17

电机的补充要求

排除

排除

排除

18

升关的补充要求

排除

排除

排除

19

熔断器的补充要求

排除

排除

排除

20

现场布线连接用外部插头、插座和连接器 的补充要求

排除

排除

排除

21

灯具的补充要求

排除

排除

排除

22

帽灯和手提灯的补充要求

修改

修改

排除

23.1

通则

适用

适用

适用

23.2

单体电池互连成电池组

排除

排除

排除

23.3

单体电池类型

适用

适用

适用

23.4

电池组中的单体电池

适用

适用

适用

23.5

电池额定数据

适用

适用

适用

23.6

互换性

适用

适用

适用

23.7

原电池充电

适用

适用

适用

23.8

电解质泄漏

适用

适用

适用

23.9

连接

适用

适用

适用

23.10

方位

适用

适用

适用

23.11

电池的更换

适用

适用

适用

23.12

可更换电池包

适用

适用

适用

24

文件

适用

适用

适用

1 GB/T 3836.1—2021适用的具体条款(续)

GB/T 3836.1—2021 的条款

GB/T 3836.1—2021条款对本文件的适用性

本质安全装置

关联装置

章条号

章条标题

I类和II

ΠI

25

试样或样机与文件的一致性

适用

适用

适用

26.1

通则

适用

适用

适用

26.2

试验配置

适用

适用

适用

26.3

在试验用爆炸性混合物中的试验

适用

适用

适用

26.4.1

试验顺序

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除,6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

26.4.1.1

金属外壳、夕卜壳的金属部件和外壳的玻璃

或陶瓷部件

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

26.4.1.2

非金属外壳或外壳的非金属部件

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除,6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

26.4.1.2.1

通则

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

26.4.1.2.2

I类设备

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

26.4.1.2.3

II类和瓦类设备

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除,6.1. 3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

26.4.2

抗冲击试验

排除6.1.2.3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

26.4.3

跌落试验

适用

适用

排除6.1. 2. 3a)适 用时除外

26.4.4

合格判据

适用

适用

排除6.1. 2. 3a)适 用时除外

26.4.5

外壳防护等级(IP)

适用

适用

适用

26.5.1.1

通则

适用

适用

排除

26.5.1.2

工作温度

修改

修改

修改

26.5.1.3

最高表面温度

修改

修改

修改

26.5.2

热剧变试验

排除6.1. 2. 3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除6.1. 2. 3a)适 用时除外

26.5.3

小元件点燃试验(I类和II类)

适用

排除

排除

26.6

绝缘套管扭转试验

排除

排除

排除

26.7

非金属外壳和外壳的非金属部件

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

26.8

耐热试验

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除,6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

1 GB/T 3836.1—2021适用的具体条款(续)

GB/T 3836.1—2021 的条款

GB/T 3836.1—2021条款对本文件的适用性

本质安全装置

关联装置

章条号

章条标题

I类和II

ΠI

26.9

耐寒试验

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除.6.1.3a)适 用时除外

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

26.10

耐紫外线UV)试验

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除6.1.2.3a)适 用时除外

26.11

I类设备的耐化学试剂试验

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除

排除

26.12

接地连续性

排除

排除

排除

26.13

非金属材料外壳部件的表面电阻测定

适用

适用

排除

26.14

电容测量

适用

适用

排除

26.15

风扇额定值验证

排除

排除

排除

26.16

。形弹性密封圈替换评定

排除,6.1.2.3a)适 用时除外

排除6.1.3a)适 用时除外

排除6.1.2.3a)适 用时除外

26.17

转移电荷试验

适用

适用

排除

27

例行试验

适用

适用

适用

28

制造商责任

适用

适用

适用

29

标志

适用

适用

适用

30

使用说明书

适用

适用

适用

附录A

电缆引入装置的附加要求

排除

排除

排除

附录B

EX元件的要求

适用

适用

适用

附录C

抗冲击试验装置示例

资料性附录

资料性附录

资料性附录

附录D

连接到变频器的电机

资料性附录

资料性附录

资料性附录

附录E

电机温升评估

资料性附录

资料性附录

资料性附录

附录F

非金属外壳或外壳的非金属部件试验 (26.4)的指导流程图

资料性附录

资料性附录

资料性附录

附录G

电缆引入装置试验的指导流程图

资料性附录

资料性附录

资料性附录

附录H

轴电压导致电机轴承或电刷火花放电能量 计算

资料性附录

资料性附录

资料性附录

附录I

I类电气设备的特殊要求

适用(对I类)

排除

排除

附录J

取得防爆合格证的检验程序

适用

适用

适用

“适用,, = GB∕T 3836.1—2021的要求适用,没有修改。

“排除,, = GB∕T 3836.1—2021的要求不适用。

“排除,×××适用时除外”:除了满足所述条件,否则GB/T 3836.1-2021的要求不适用。

“修改,, = GB∕T 3836.1—2021的要求在本文件中有修改。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。

GB/T 3836.1—2021 爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求(IEC 60079-0 2017 . MoD)

GB/T 3836.3 爆炸性环境 第3部分:由增安型“ e ”保护的设备(GB/T 3836.3—2021, IEC 60079-7 2015,MoD)

GB/T 3836.18 爆炸性环境 第18部分:本质安全电气系统(GB/T 3836.18—2017 . IEC 6007925 2010,MoD)

GB/T 4207固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法(GB/T 4207—2012, IEC601122009.IDT)

GB/T 4208 外壳防护等级(IP 代码)(GB/T 4208—2017 .IEC 60529 2013 .IDT )

GB/T 6109.2 漆包圆绕组线 第2部分:155级聚酯漆包铜圆线(GB/T 6109. 2—2008, IEC 60317-32004.IDT)

GB/T 6109.5 漆包圆绕组线 第5部分:180级聚酯亚胺漆包铜圆线(GB/T 6109.5—2008, IEC 60317-8:1997.IDT)

GB/T 6109.6 漆包圆绕组线 第6部分220级聚酰亚胺漆包铜圆线(GB/T 6109.6—2008, IEC 60317-71997.IDT)

GB/T 6109.20漆包圆绕组线 第20部分:200级聚酰胺酰亚胺复合聚酯或聚酯亚胺漆包铜圆线 (GB/T 6109.20—2008.IEC 60317-13 1997 . IDT)

GB/T 7957 瓦斯环境用矿灯结构、性能和防爆试验通用要求(GB/T 7957—2017 , IEC 60079-35-1 2011,IEC 60079-35-2 2011.NEQ)

GB/T 9364(所有部分)小型熔断器IlEC 60127(所有部分)]

GB/T 11021 电气绝缘 耐热性和表示方法(GB/T 11021—2014. IEC 60085 2007 .IDT)

GB/T 16657.2 工业通信网络 现场总线规范 第2部分:物理层规范和服务定义 (GB/T 16657.2—2008.IEC 61158-2 2007,1DT)

GB/T 16935.1 低压系统内设备的绝缘配合 第1部分:原理、要求和试验(GB/T 16935.1-2008.IEC 60664-1 2007,IDT)

GB/T 16935.3低压系统内设备的绝缘配合 第3部分:利用涂层、灌封和模压进行防污保护 (GB/T 16935.3—2016.IEC 60664-3 2010. IDT)

ANSI/UL 248-1 低压熔断器 第 1 部分:通用要求(LOW-Voltage FUSeSPart 1: GeneraI ReqUirementS)

3术语和定义

GB/T 3836.1—2021界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

通用 general

本质安全型“i" intrinsic Safety "i”

电气设备的一种防爆型式,它将设备内部和暴露于爆炸性环境的连接导线可能产生的电火花或热 6

效应能量限制在不能产生点燃的水平。

关联装置 associated apparatus

含有本质安全电路和非本质安全电路,且结构使非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影 响的电气设备。

1关联装置可以是下列两者中的任何一种:

a) 具有GB/T 3836.1—2021规定的另一种防爆型式、可使用在相应爆炸性环境的电气设备;

b) 未采用防爆型式保护,通常不在爆炸性环境中使用的电气设备。例如记录仪,本身不在爆炸性环境中,但是它 与处在爆炸性环境中的热电偶连接,这时只有记录仪的输入电路是本质安全的。

2在本文件的早期版本中,该术语为“关联设备”。

本质安全装置 intrinsic Safety apparatus

本质安全设备

所有电路为本质安全电路的电气设备。

本质安全电路 intrinsically Safe CirCUit

在本文件规定的条件下,包括正常工作和规定的故障条件,产生的任何电火花或任何热效应均不能 点燃规定的爆炸性环境的电路。

简单装置 SimPIe apparatus

电气参数严格定义且符合使用电路本质安全性能的电气元件或结构简单的元件组合。

注:在本文件的早期版本中,该术语为“简单设备”。

3.2

涂层 COating

绝缘材料,如涂敷在零部件表面的清漆或干膜。

注:涂层和印制电路板的基础材料形成一个绝缘系统,其性能可与固体绝缘材料相似。

3.3

敷形涂层 COnfOrmaI COating

电气绝缘材料,涂敷在印制电路板表面形成一层薄涂层,为防止环境中有害物质影响提供保护。

3.4

控制图 COntrOl drawing

制造商提供的本质安全装置或关联装置的图或其他文件,用以详细说明允许其互联或连接到其他 电路或设备的电气参数。

3.5

二极管安全栅 diode Safety barrier

由熔断器、电阻或其组合保护的分流二极管或二极管电路(包括齐纳二极管)构成的组件,作为独立 装置,而不是作为较大设备的部件。

3.6

整体概念 entity COnCePt

利用连接件的本质安全参数确定本质安全装置和关联装置的组合符合要求的方法。

3.7

故障 faults

计数故障 COUntabIe fault

符合本文件结构要求的电气设备的部件上出现的故障。

故障 fault

本文件未定义为可靠的、但影响电路本质安全性能的任何元件、元件之间的间距、绝缘或连接的任 何失效。

非计数故障 non-countable fault

不符合本文件结构要求的电气设备的部件上出现的故障。

3.8

熔断器额定值fuse rating

In

GB/T 9364(所有部分),ANSI∕UL 248-1或制造商使用说明书规定的熔断器的额定电流值。

3.9

FISCO fieldbus intrinsically Safe COnCePt

现场总线本质安全概念的缩略语。

3.10

可靠性 infallibility

可靠元件 infallible COmPOnent

可靠组件 infallible assembly Of COmPOnentS

认为不会发生本文件规定的某个故障状态的元件或元件组件。

注:使用或贮存中上述故障状态出现的概率很低,可不予考虑。

可靠连接 infallible COnneCtiOn

根据本文件的要求,在使用和贮存中认为不会形成开路的连接,包括接头、连接线和印制电路板上 的印制线。

注:使用或贮存中上述故障状态出现的概率很低,可不予考虑。

可靠隔离 infallible SeParatiOn

可靠绝缘 infallible insulation

符合本文件规定的导电部件之间的被认为不会发生短路的隔离或绝缘。

注:使用或贮存中上述故障状态出现的概率很低,可不予考虑。

3.11

内部布线 internal Wiring

由制造商完成的电气设备内部的布线和电气连接。

3.12

带电维护 IiVe maintenance

在关联装置、本质安全装置和电路通电状态下进行的维护活动。

3.13

电气参数 electrical ParameterS

最高输入电压 maximum input VOltage

Ui

可施加到设备的连接件上,不会使防爆型式失效的最高电压(交流或直流)。

最大输入电流 maximum input CUrrent

L

可施加到设备的连接件上,不会使防爆型式失效的最大电流(交流或直流)。

最大输入功率 maximum input POWer

Fi

可施加到设备的连接件上,不会使防爆型式失效的最大功率。

最大内部电容 maximum internal CaPaCitanCe

Ci

连接件上出现的设备的最大等效内部电容。

最大内部电感 maximum internal inductance

Li

连接件出现的设备的最大等效内部电感。

最大内部电感与电阻比 maximum internal inductance to resistance ratio

LJ R

电气设备外部的连接件上出现的内部电感与电阻的最大比值。

最高输出电压 maximum OUtPUt VOltage

Ua

任何施加电压达到最大电压的设备的连接件上出现的最高电压(交流或直流)。

最大输出电流 maximum OUtPUt CUrrent

ʃo

可从设备的连接件获取的设备中的最大电流(交流或直流)。

最大输出功率 maximum OUtPUt POWer

Pa

可从设备获取的最大电功率。

最大夕卜咅B 电容 maximum external CaPaCitanCe

CO

可连接到设备的连接件上,不会使防爆型式失效的最大电容。

最大外部电感 maximum external inductance

LO

可连接到设备的连接件上,不会使防爆型式失效的最大电感。

9

最大夕卜咅B 电感与 电阻比 maximum external inductance to resistance ratio

LJRa

可以连接到电气设备外部的连接件上,不会使本质安全性能失效的电感与电阻的最大比值。

最高电压(交流有效值或直流值)maximum r.m.s.a.c. Or d.c. VOltage

Um

可施加到关联装置的非本质安全连接件上,不会使防爆型式失效的最高电压。

1这也适用于可施加到本质安全装置的非本质安全连接装置上的最高电压(例如,仅在非危险场所充电的电池 供电设备的充电连接装置)。

2在不同的连接件上Um值可不同,并且对于交流和直流电压也可不同。

3.14

过电压等级 OVerVOltage CategOry

用数字表示的瞬时过电压条件。

注:过电压等级分为IH、瓦和IV级,见GB/T 16935.1 0

3.15

污染等级 POnUtiOn degree

用数字表示的小区域环境的预期污染程度。

注:污染等级分为1234级。

3.16

保护性特低电压 PrOteCtiVe extra-low VOltagePELV

电气上与接地系统不分开,但用其他方法满足SELV要求的特低电压系统。

注:50 V的中性点接地系统是一个PELV系统。

3.17

额定绝缘电压 rated insulation VOltage

制造商规定的设备或其部件上能承受的电压有效值,表明对绝缘规定的(长期)承受能力。

注:额定绝缘电压不必等于与设备功能特性相关的额定电压。

3.18

循环峰值电压 recurring Peak VOItage

由交流电压失真,或叠加到直流电压的交流电压引起的电压波形周期性偏离的最大电压峰值。

注:随机过电压,例如由偶然转换引起的不视为循环峰值电压。

3.19

安全性特低电压 Safety extra-low VOltageSELV

电气上与接地系统或其他系统分开,使单个故障不能引起电气冲击的特低电压系统(即通常不超过 交流50 V或无波纹直流120 V)

注:5() V的不接地系统是一个SELV系统。

3.20

浇 封 encapsulation encapsulate

施加化合物以封闭腔体或者填充腔体的工艺。

3.21

浇铸 CaSting

在正常环境压力下将液体化合物倒入铸件中的过程。

3.22

模铸 moulding

将物体放置在具有成形腔的模具中并且在其周围浇入塑料材料,施加压力使其部分地或完全地封 装的过程。

注:该过程也可称为注塑、包覆成型或嵌件成型。

3.23

电隔离 galvanic isolation

在设备内允许在两个电路之间传输信号或能量而两者之间没有任何直接电气连接。

注:电隔离通常利用磁耦元件(变压器或继电器)或光耦元件。

4本质安全装置和关联装置的类别和组别

应用GB/T 3836.1—2021列出的防爆型式保护并适用于相应的爆炸性环境中的本质安全装置和 关联装置,应按GB/T 3836.1—2021的设备分类要求进行分类,且应按照GB/T 3836.1—2021的温度 要求规定最高表面温度或温度组别。

未应用GB/T 3836.1—2021所列防爆型式保护的关联装置,仅应按GB/T 3836.1—2021的设备分 类要求进行分类。

5电气设备的保护等级和点燃符合性要求

5.1通则

本质安全装置和关联装置的本质安全部分应分为“ia”“ib”“ic”保护等级。

本文件的要求适用于所有保护等级,另有规定时除外。在确定“ia”“ib”“ic”保护等级时,元件和 连接的故障应按7.6考虑;导电部件之间隔离的故障应按6.3考虑。故障的确定还应考虑符合6.2的外 部本质安全连接件的断路、短路和接地。

在确定本质安全装置和关联装置的本质安全参数时应考虑5.5对火花点燃符合性的要求和5.6对 热点燃符合性的要求。

与安全性特低电压(SELV)电路或保护性特低电压(PELV)电路相连的关联装置的电路,当标称工 作电压以差动形式施加在电路导体之间时,U.仅应以“共模”形式出现(典型的例子是RS-232.RS-485 4-2OmA电路)。基于SELVPELV电路的关联装置应按GB/T 3836.1—2021的标志要求,标志 符号“X”,合格证中列出的特殊使用条件应详细说明必需的注意事项。

当制造商提供的文件对带电维护程序做出规定时,带电维护不应使本质安全失效,并应在试验和评 定过程中予以考虑。

1设备可具有多个保护等级,每个保护等级的参数可以不同。

2对于下文应用U”U,的条款,评定时可考虑最高电压及最高电压以下的任何电压。

施加UmUi后,在下列每一种情况下“ia”保护等级电气设备中的本质安全电路应不能引起 点燃:

a) 正常工作和施加最不利条件下的非计数故障;

b) 正常工作和施加一个计数故障加上最不利条件下的非计数故障;

C)正常工作和施加二个计数故障加上最不利条件下的非计数故障。

在上述各种情况下,所施加的非计数故障可以不同。

11

电路进行火花点燃试验和评定时,应按10.1.4.2的要求施加下列安全系数:

对于a)b),1.5;

对于 C). 1.0O

在所有情况下,为确定表面温度组别,施加在电压或电流上的安全系数应为1.0

若仅可能出现一个计数故障,并且能满足“ia”等级的试验要求,则应认为a)b)的要求是“ia”等 级。若不可能出现计数故障,并且能满足“ia”等级的试验要求,则应认为a)的要求是“ia”等级。

施加UmUi后,在下列每一种情况下"ib”等级电气设备中的本质安全电路应不能引起点燃:

a) 正常工作和施加最不利条件下的非计数故障;

b) 正常工作和施加一个计数故障加上最不利条件下的非计数故障。

在上述各种情况下,所施加的非计数故障可以不同。

对电路进行火花点燃试验和评定时,应按10.1.4.2的规定,施加1.5倍安全系数。在所有情况下, 为确定表面温度组别,施加在电压或电流上的安全系数应为1.0

若不可能出现计数故障,并且能满足“ib”等级的试验要求,则应认为a)的要求是“ib”等级。

施加UmUi后,在正常工作和本文件规定的情况下"C"等级电气设备中的本质安全电路应不能 引起点燃。

在对电路进行火花点燃试验和评定时,应按10.1.4.2的规定施加1.0倍安全系数。为确定表面温 度组别,施加在电压或电流上的安全系数应为1.0

注:计数故障的概念不适用于该保护等级,第8章中规定的可靠元件和可靠组件也不适用。对于“ic”保护等级来 说,术语“可靠”宜理解为“符合7.1的要求”。

5.5火花点燃的符合性

为有效限制可能引起爆炸性环境点燃的火花能量,应按io」的要求,在每一个可能出现断开或连 接的点上对电路进行评定和/或试验。

IH类,应将对IlB类的火花试验要求应用于暴露在粉尘中的电路。

5.6热点燃的符合性

5.6.1通则

所有与爆炸性环境可能接触的元件、外壳、导线和印制电路板上的印制线的表面均应进行最高温度 的评定和/或试验。在施加5.2,5.35.4规定的故障后允许的最高温度,应符合GB/T 3836.1—2021 的温度要求。如果需要,应按10.2的规定进行试验。

1本章要求不适用于GB/T 3836.1-2021列出的另一种防爆型式保护或位于危险场所以外的关联装置。

2为防止诸如印制电路板、涂层或元件封装过热或燃烧引起爆炸性环境的二次点燃,在选择与可能产生过高温 度元件相邻的材料时宜谨慎.这些元件如单体电池、电池组或在第5章规定的故障状态下耗散功率超过1.3 W 的元件。

I类和II类中的小元件温度要求在GB/T 3836.1-2021I类和II类电气设备要求的小元件温 度中规定,且试验要求在GB/T 3836.1-2021的小元件点燃试验中规定。

GB/T 3836.1—2021中对最高表面温度所要求的5 KIOK的安全裕度不适用于:GB/T 3836.1

12

2021中在40笆环境温度下按照元件尺寸评定温度组别的表中所示的200笆、275笆和950笆的最高表 面温度值。

注:当催化或其他化学反应产生时,宜征询专家意见。

对于铜导线,导线自身发热的最高温度对应的最大允许电流可从表2获得,或者,一般情况,对金属 导线也可按公式1)计算:

pd + ατη-

H"+"    ..............................1

式中:

I——最大允许电流有效值,单位为安培A)

If——导线在最高规定的环境温度下熔化的电流,单位为安培A)

t —相应温度组别的临界温度U值是由于自热和环境温度引起的导线温度,单位为摄氏 度(°C)

α ——导线材料的电阻温度系数(铜为0.004 284 K-I ,金为0.004 201 K^1);

T -一导线材料的熔化温度,单位为摄氏度(笆)(铜为1 083笆,金为1 064 OC)O

例如:细铜线(温度组别为T4)

If = I.6 A(试验确定或由铜线制造商规定)

α = 0.004 284 KT

T = I 083 OC

t对于T4(小元件”≤275 OC)

代入公式

/ = 1.3 A(这是为防止铜线温度超过275 °C所允许通过的最大正常工作电流或故障电流。)

2铜导线的温度组别(最高环境温度为40 °C时)

直径(见注4)

mm

横截面积(见注4) mm2

温度组别的最大允许电流

A

TIT4和]类

T5

T6

0.035

0.05

0.1

0.2

0.35

0.5

0.000 962

0.001 96

0.007 85

0.031 4

0.096 2

0.196

0.53

1.04

2.1

3.7

6.4

7.7

0.48

0.93

1.9

3.3

5.6

6.9

0.43

0.84

1.7

3.0

5.0

6.7

1给出的最大允许电流值A)是指交流有效值或直流值。

2对于绞合导线,横截面积是所有绞合线束的总截面积。

3该表也适用于挠性扁平导线,例如带状电缆,但不适用于印制电路导体,见5.6.4o

4直径和横截面积是由导线制造商规定的标称尺寸。

5当最大功率不超过1.3 W时,可以判定导线为T4温度组别,并且对于1类也是允许的。对于表面不堆集煤 尘的I类,当环境温度在40 °C以下时允许的最大功率为3.3 W当环境温度大于40 °C时,允许的最大功率 适当降低,具体见GB/T 3836.1—2021中表3和表4

5.6.4 I类和II类印制电路板上的印制线

应采用有效数据或通过实际测量确定印制电路板上印制线的温度组别。

13

印制线由铜材料制成时,可根据表3确定温度组别。


例如,对于厚度至少为0.5 mm的单面或双面印制电路板,在印制线厚度至少为33 μm时,如果其 最小宽度为0.3 mm,流过的持续电流不大于0.444 A,则利用表3给出的系数,可确定其温度组别满足 T4I类要求。同样,对于印制线最小宽度分别为0.5 mmʌl,θ mm2.0 mm,相应的最大电流分别 为0.648 Ad.092 A1.833 A时,其温度组别可确定为T4组。


若印制线长度不大于10 mm,不必考虑温度组别。

通过试验确定印制线的温度组别时,应使用最大持续电流。

制造公差值不应使本条规定数值减少10%1 mm,取两者中的较小值。

不进行试验时,最大功率又不超过1.3 W,印制线的温度组别符合T4I类要求。

不进行试验时,当表面不堆积煤尘且最大功率不超过3.3 W时,印制线可用于I类。


GB/T 3836.1—2021中对表面积220 mm2的元件温度组别的评定表。GB/T 3836.1—2021中 最大耗散功率随环境温度变化,当环境温度大于40 °C时,允许的最大功率应适当降低。


3印制电路板印制线的温度组别(最高环境温度为40 °C时)


印制线最小宽度

mm

Tl-T4I

0.075

0.8

0.1

1.0

0.125

1.2

0.15

1.4

0.2

1.8

0.3

2.4

0.4

3.0

0.5

3.5

0.7

4.6

1.0

5.9

1.5

8.0

2.0

9.9

2.5

11.6

3.0

13.3

4.0

16.4

5.0

19.3

6.0

22.0

本表适用于厚度为1.6 mm及以上、单层铜箔厚度为33

对于厚度为0.5 mm~1.6 mm之间的印制电路板,表中

对于双面印制电路板,表中的最大允许电流值除以1.5o

对于在考虑中的多层印制电路板,表中的最大允许电流

对于铜箔厚度18 Mm的印制电路板,表中的最大允许电

对于铜箔厚度为70 μm的印制电路板,表中的最大允许

对于位于正常工作或故障条件下耗散功率0.25 W或以」

正常工作或故障条件下,耗散功率为0.25 W或以上的5

3或将规定的最大允许电流除以2。此外,如果印制线彳

之下的印制线规定的系数。

环境温度达到60 °C时,最大允许电流值除以1.2o

环境温度达到80 °C时,最大允许电流值除以1.3o

注:给出的最大允许电流值A)为交流有效值或直流


温度组别对应的最大允许电流

A

T5

T6

0.6

0.5

0.8

0.7

1.0

0.8

1.1

1.0

1.4

1.2

1.9

1.7

2.4

2.1

2.8

2.5

3.5

3.2

4.8

4.1

6.4

5.6

7.9

6.9

9.3

8.1

10.7

9.3

13.2

11.4

15.5

13.5

17.7

15.4

μm的印制电路板。

的最大允许电流值除以1.2o

值除以2o

流值除以1.5o

,电流值乘以1.3o

匕的元件之下的印制线,表中的最大允许电流值除以1.5

E件终端并沿导体长达1.00 mm的范围内,将印制线宽度乘

生该类元件下面通过,采用对耗散功率0.25 W或以上的元件

值。


5.6.5 IE类本质安全装置和元件温度

测定IH类本质安全装置最高表面温度时参考GB/T 3836.1-2021的温度测量。应注意用本质安 全装置规定的U,II值测量,不加10%的安全系数。温度应为与粉尘接触的本质安全装置的表面温 度。例如,由防护等级至少IP5X保护的本质安全装置,应测量外壳的表面温度。

或者,如果本质安全装置任何元件匹配的耗散功率符合表4,且连续短路电流小于250 mA,则应认 为设备可被粉尘包覆,或不考虑粉尘厚度影响。本质安全装置应标志为T135笆。

4浸没在粉尘中的元件内允许的最大耗散功率

最高环境温度/°C

40

70

100

允许的功率/mW

750

650

550

5.7简单装置

下列设备应认为是简单装置:

a) 无源的元件,例如开关、接线盒、电阻和简单半导体器件;

b) 参数符合规定、由简单电路的单个元件组成的贮能元件,例如电容或电感,其值在确定系统整 体安全性能时应加以考虑;

C)可产生能量的元件,例如热电偶和光电池,它们产生的电压不超过1.5 V、电流不超过100 mA、 功率不超过25 mW0

简单装置应符合除第12章外的所有相关要求。制造商或本质安全系统的设计者应证明符合本章 规定,适用时,包括所用材料数据单和试验报告。

下列要点应始终予以考虑:

—简单装置不应是用限压和/或限流和/或抑制器件达到本质安全;

—简单装置不应装有任何增大电压或电流的器件,例如DC-DC转换器;

一当需要保持本质安全电路对地隔离的完整性时,简单装置应承受6.3.13规定的对地试验电 压。其端子应符合6.2.1的规定;

一用于爆炸性环境的非金属外壳和含有轻金属的外壳应符合GB/T 3836.1—2021中外部非金 属材料静电电荷的要求及金属外壳和部件的要求;

一当简单装置用于爆炸性环境时,应评定最高表面温度。当开关、插头、插座和端子在其额定参 数范围内使用在本质安全电路中,并且环境温度最高为40笆时,最高表面温度将低于85 °C, 即它们能够用于IIT6温度组别的场所,也适用于I类和∏I类场所。对于其他形式的简单 装置,其最高温度应按5.6评定。

当简单装置作为一个部件用在含有其他电路的设备时,应依据本文件的要求对整体进行评定。 1利用催化反应或其他电化学机理的传感器通常不是简单装置。关于它们的应用,宜征询专家意见。

2对制造商提供的简单装置技术说明的符合性进行验证不是本文件的要求。

6设备的结构

注:除非在相关条款中另有规定,本章要求仅适用于本质安全装置和对本质安全防爆型式有影响的关联装置。

例如,浇封化合物浇封的要求仅适用于为满足6.3.56.6规定的浇封。

6.1外壳

6.1.1通则

当湿气或粉尘侵入,或接近导电部件可能损害本质安全性能时,例如当电路具有可靠爬电距离时, 外壳还是必需的。

外壳的防护等级应根据使用场所而定,例如,对于I类电气设备可要求符合GB/T 4208规定的 IP54外壳防护等级。

用于防护触及带电部件的外壳与防止固体和液体侵入的外壳,结构上可不同。

外壳表面上的标志应由制造商负责标明,并且在规定文件中加以说明(见第13章)。

依靠表5或附录F中的间距的本质安全装置和关联装置,应分别配备符合6.1.2.26.1.2.3要求 的外壳。

6.1.2.2符合表5要求的设备

符合表5分隔间距要求的设备,根据规定用途和环境条件,外壳应具有GB/T 4208IP20或更高 的防护等级。

外壳不必承受GB/T 3836.1—2021中的外壳试验;但对便携式设备,GB∕T 3836.1—2021的跌落 试验仍然适用。

6.1.2.3符合附录F的设备

符合表F.1F.2分隔间距要求的设备,应通过下列方式之一达到2级防污染保护等级:

a) 根据规定用途和环境条件,外壳应具有GB/T 4208规定的IP54或更高的防护等级。对这样 的外壳,还应符合表1中确认的GB/T 3836.1—2021中的条款。

b) 如果分隔间距通过使用1型或2型涂层或浇封化合物或通过固体绝缘来实现,根据规定用途 和环境条件,外壳应具有GB/T 4208规定的IP20防护等级或更高的防护等级。外壳不必承 受GB/T 3836.1—2021中的外壳试验;但对便携式设备,GB∕T 3836.1—2021的跌落试验仍然 适用。

C)用符合IP20要求的外壳和限制安装实现时,应将限制安装要求规定为特殊使用条件,并按 GB/T 3836.1—2021的标志要求在设备合格证号上标注符号“X”并且合格证列出的特殊使用 条件应详述安装要求。

6.1.3皿类设备的外壳

当粉尘侵入,或接近导电部件可能损害本质安全性能时,例如当电路具有可靠爬电距离时,外壳应 符合以下要求之一:

a) 如果通过满足表5或附录F的电气间隙或爬电距离要求实现隔离,则外壳防护等级至少应为 GB/T 4208IP5Xo对于这样的外壳,还应符合6.1.2.3a)的要求。

b) 如果通过满足表5或附录F的涂覆下的间距、浇封化合物或通过固体绝缘的间距的要求实现 隔离,则外壳防护等级至少应为GB/T 4208IP2X0外壳不必承受GB/T 3836.1—2021的 外壳试验;但是对于便携式设备,GB∕T 3836.1—2021的跌落试验仍然适用。

IH类关联装置的外壳应符合6.1.2的要求。

16

6.2外部电路连接件

6.2.1 端子

除应满足6.3的要求之外,本质安全电路端子与非本质安全电路端子之间,应采用下列a)b)给 出的一种或多种方法进行隔离。

如果外部导线从端子处断开后,可能触及导体或元件并损害本质安全性能时,这些隔离方法也 适用。

1本质安全装置和关联装置的外部电路连接用接线端子的布置,宜保证在连接时不损坏元件。

a) 当采用间距实现隔离时,接线端子裸露导电部件之间的电气间隙应不小于50 mm0

2宜注意接线端子的布置,并采用合适的接线方法,防止导线发生位移时电路之间碰触。

b) 当本质安全电路和非本质安全电路的端子安装在不同的外壳内进行隔离,或在同一个保护罩 内用端子间绝缘隔板或接地金属隔板进行隔离时,应满足下列规定:

D 用于隔离接线端子的隔板应延伸到外壳壁内1∙5 mm,或者确保在隔板周围任一方向测量 时,接线端子裸露导电部件之间的最短距离应不小于50 mm

2) 金属隔板应接地,并且应有足够的强度和刚度,保证在现场布线时隔板不被损坏。隔板厚 度应不小于0.45 mm,否则应符合10.6.3的规定。另外,金属隔板还应有足够的载流能 力,防止在故障条件下被烧穿或接地失效;

3) 非金属绝缘隔板应有合适的CTI、足够的厚度和支撑能力,使之不易变形失去作用。这种 隔板厚度应至少为0.9 mm,如果隔板厚度小于0.9 mm,应符合10.6.3的规定。

不同本质安全电路接线端子的裸露导电部件之间,及其到接地或者到零电位的导电部件之间的电 气间隙和爬电距离应等于或大于表5给出的值。

对于不同的本质安全电路,外部连接件的裸露导电部件之间的电气间隙应符合下列规定:

--不同本质安全电路之间至少6 mm

一如果安全分析时没有考虑接地连接,距接地部件至少3 mmo

固体绝缘壁或隔板的隔离间距按图1测量。测量时,应考虑没有刚性固定的金属部件任何可能的 移动。

单位为毫米




标引序号和符号说明:

1——导电罩;

T——按6.3的距离;

Cl——按6.2.1规定的外部接线端子的电气间隙。

注:所示尺寸为上述电气间隙和爬电距离,而不是绝缘厚度。

a)隔离本质安全电路用接线端子的距离要求

1本质安全端子和非本质安全端子的隔离

1




标引序号和符号说明:

T---按6.3的距离。

c∕ι≥3 mm,当罩导电并接地时;

d2≥6 mm

c∕3≥5O mm 或疽4^1.5 mm0

注:所示尺寸为上述电气间隙和爬电距离,而不是绝缘厚度。

b)使用隔板隔离本质安全端子和非本质安全端子的示例

1本质安全端子和非本质安全端子的隔离(续)

6.2.2插头和插座

用于连接外部本质安全电路的插头和插座,应与连接非本质安全电路的插头和插座分开,并且不能 互换。

在本质安全装置或关联装置为外部连接配备有一个以上插头和插座时,并且它们之间互换会对防 爆型式产生不利影响时,则应这样设置:即插头、插座不能互换,例如锁住;或者配对的插头、插座应能鉴 别,例如用标志或色标,使得在错配时易于发现。

当插头或插座不是与导线一起预制时,接线用连接件应符合6.2.1规定。如果连接要使用专用工 具,例如通过压接方式使导线不易松脱,此时连接件只需要符合表5规定。

如果连接装置带有接地电路并且防爆型式与接地有关,则连接装置应按6.5规定设置。

6.2.3用电阻限制电源能量时最大外部电感与电阻比(L0∕Rn的确定

可以连接到电阻性限制电源的最大外部电感与电阻比(Lo∕Ro,Lo单位:单位:S2)应用公式 (2)计算。该公式已考虑到了 1.5倍的电流安全系数。当设备输出端电容G(呈现在电源端的最大电 容,单位:F)超过1%。。时,该公式不适用。

L_8eR + (64e2R — 72Ut∕eLs

瓦—      Oui         ..............................

式中:

e —火花试验装置最小点燃能量,单位为焦耳(J),对于:

• IIC 类设备:40 μjo

RS ——电源的最小输出电阻,单位为欧姆Q)

Uo -一最高开路电压,单位为伏特V)

LS   呈现在电源端的最大电感,单位为字利H) O

如果Lsi=O,则:

L_ 32eRs

IZ= 9U02              .............................. ɔ

在要求的安全系数为1.0,LJRo值应乘以2.250

1通常LJRo用于分布参数,例如电缆。对于电感和电阻的集中值,使用该公式时需特殊考虑。

2对于非线性电源,可用几个不同的L。和R。值按照10.1对电路进行火花试验确定Lo∕RoQ Ro宜从短路1。 最大)到开路I。接近0)范围内取值,以保证LJRo值不会导致火花试验失效。

6.2.4永久性连接电缆

如果设备内部的端子损坏可造成本质安全性能失效,例如,电缆中有一个以上本质安全电路,且端 子的损坏会导致不安全连接,则具有外部永久性电缆连接的设备应承受10.9规定的电缆拔脱试验。

6.2.5位于非危险场所的本质安全装置连接件和附件的要求

本质安全装置可配置仅用于非危险场所的连接件,例如数据下载和电池充电连接件。这样的连接 件应配置保护,确保本质安全装置内的元件的额定值符合7.1的要求。使用符合7.37.5.2用熔断器 保护的并联齐纳组件,应看作对电压限值提供充分保护。

如果这些连接件用于连接电池充电器,还应符合7.4.90

保护电路及元件可在本质安全装置内,也可以在非危险场所设备内。如果保护电路的任一部分位 于非危险场所附件内,则应按本文件要求进行评定,非危险场所附件应在文件中说明。

可以施加在非危险场所连接件的最高电压Urn应在文件中说明,并标志在本质安全装置上。连接 件的Unl应假定为正常电源电压,如250 V a.c.,另有标志的除外。

1如果Unl小于250 V a.c.,不宜来自未经评定的设备。

另外,本质安全装置的电路应采取措施,防止在危险场所向安全场所的连接件输送能够引起点燃的 能量。

2这些要求不适用于制造商生产、试验、修理或大修时使用的连接件。

6.3 间距

6.3.1通则

间距要求在6.3.2-6.3.14给出。隔离间距另一种可选测量方法见附录Fo

6.3.2导电部件的间距

导电部件间的间距为:

a) 本质安全电路与非本质安全电路之间;或者

b) 不同本质安全电路之间;或者

C)电路与接地或隔离金属件之间。

如果间距与防爆型式有关,则导电部件间的间距应符合下列规定。

在测量和评定间距时,应考虑导体或导电部件可能发生的位移。制造公差不应使规定间距减小 10%1 mm,取两者中较小值。

符合表5或附录F的间距在6.1.2.2,6.1.2.36.1.3规定的条件下应不考虑故障。

20

隔离失效的故障模式只应是短路。

如果电路对地击穿对防爆型式不会产生不利影响,并且接地导电部件能承受故障条件下流过的最 大电流,则采用接地金属件(例如印制电路板上的印制线或隔板)把本质安全电路和其他电路隔离时,间 距要求应不适用。如果接地的印制电路板印制线隔离了有间距要求的导电印制线,则爬电距离要求应 不适用,但是电气间隙要求仍适用。如果有足够高度的接地金属隔板以阻止要求隔离的元件之间放电, 则电气间隙要求应不适用。

1例如,如果电路与接地金属件或隔离金属件之间的短路能使限流电阻旁路,则防爆型式与接地金属件或隔离 金属件的隔离有关。

接地金属隔板应有一定的强度和刚度,不易损坏,并应有足够的厚度和足够的载流能力,防止在故 障条件下使隔板烧穿或接地失效。隔板厚度至少应为0.45 mm,并且固定在设备的刚性接地部件上,或 者如果厚度较小,应符合10.6.3的规定。

当厚度和CTl符合表5要求的非金属绝缘隔板设置在导电部件之间时,如果隔板厚度不小于 0.9 mm,则应在隔板周围测量电气间隙、爬电距离和其他间距;如果隔板厚度小于0.9 mm,除应在隔板 周围测量电气间隙、爬电距离和其他间距外,还应符合10.6.3的规定。

2评定方法在附录C给出。

6.3.2.1按照表5的间距

对于“ia”“ib”保护等级,如果间距小于表5规定的值,但大于或等于其1/3,且对本质安全性能会 造成损害,则应认为是计数短路故障。

对于“ia”“ib”保护等级,如果间距小于表5规定值的1/3,且对本质安全性能会造成损害,则应认 为是非计数短路故障。

对于“ic”保护等级,如果间距小于表5规定值,且对本质安全性能会造成损害,则应认为是短路。

6.3.2.2按照附录F的间距

对于“ia”“ib”保护等级,如果间距小于附录F规定的值,且对本质安全性能会造成损害,则应认 为是F.3.1中规定的故障。

对于“ic”保护等级,如果间距小于附录F规定的值,且对本质安全性能会造成损害,则应认为是 短路。

5 电气间隙、爬电距离和间距

1

2

3

4

5

6

7

电压

(峰值)

V

电气间隙

mm

通过浇封化合 物的间距

mm

通过固体绝 缘的间距

mm

爬电距离

mm

涂层下的

爬电距离

mm

CTIa

保护

等级

ia,ib

ic

ia, ib

ic

ia,ib

ic

ia, ib

ic

ia,ib

ic

ia

ib,ic

10

1.5

0.4

0.5

0.2

0.5

0.2

1.5

1.0

0.5

0.3

30

2.0

0.8

0.7

0.2

0.5

0.2

2.0

1.3

0.7

0.3

100

100

60

3.0

0.8

1.0

0.3

0.5

0.3

3.0

1.9

1.0

0.6

100

100

90

4.0

0.8

1.3

0.3

0.7

0.3

4.0

2.1

1.3

0.6

100

100

190

5.0

1.5

1.7

0.6

0.8

0.6

8.0

2.5

2.6

1.1

175

175

5 电气间隙、爬电距离和间距(续)

1

2

3

4

5

6

7

电压

(峰值)

V

电气间隙

mm

通过浇封化合 物的间距

mm

通过固体绝 缘的间距

mm

爬电距离

mm

涂层下的

爬电距离

mm

CTIa

保护

等级

ia,ib

ic

ia, ib

ic

ia,ib

ic

ia, ib

ic

ia,ib

ic

ia

ib,ic

375

6.0

2.5

2.0

0.6

1.0

0.6

10.0

4.0

3.3

1.7

175

175

550

7.0

4.0

2.4

0.8

1.2

0.8

15.0

6.3

5.0

2.4

275

175

750

8.0

5.0

2.7

0.9

1.4

0.9

18.0

10.0

6.0

2.9

275

175

1 000

10.0

7.0

3.3

1.1

1.7

1.1

25.0

12.5

8.3

4.0

275

175

1 300

14.0

8.0

4.6

1.7

2.3

1.7

36.0

13.0

12.0

5.8

275

175

1 575

16.0

10.0

5.3

2.7

49.0

15.0

16.3

275

175

3.3k

18.0

9.0

4.5

32.0

4.7k

22.0

12.0

6.0

50.0

9.5k

45.0

20.0

10.0

100.0

15.6k

70.0

33.0

16.5

150.0

a制造商应提供符合绝缘材料CTl要求的证据。电压低于IoV时,不必对绝缘材料的CTl做出规定。

标引序号说明:

6--适用表5或附录F的尺寸;

9 ——适用6.2.1对各本质安全电路间和本质安全电 路对非本质安全电路间的输出端的尺寸;

IO——适用时,符合8.9的保护元件。

2导电部件的间距示例

在使用表5或附录F时,所考虑的电压应是任何两导电部件之间的、对电路防爆型式能产生影响 的电压。例如,图2所考虑的电压即为本质安全电路与下列部分电路之间的电压:

—— 同一电路中不是本质安全的部分;或者

——非本质安全电路;或者

——其他本质安全电路。

所考虑的电压值,应取下列合适的值:

a) 对于设备内部电隔离的电路,如果隔离的两个电路在任一点连接在一起时,电路之间的电压值 应考虑为跨过隔离出现的最高电压,由下列条件得出:

•电路的额定电压;或者

•由制造商规定的,可安全施加在电路上的最高电压;或者

•同一设备内产生的任一个电压。

当一个电压低于另一个电压的20%时,该电压可忽略不计。电源供电电压不必考虑电源标称 电压的容差。对于正弦波电压,峰值电压应认为是:

f2^ X额定电压有效值(r.m.s.)

b) 同一电路的部件之间:在电路的任何一个部件上可能出现的最高峰值电压。它可能是连接到 电路上的不同电源的电压总和。如果一个电压低于另一个电压的20%,该电压可以忽略 不计。

在所有情况下,适用时,可用第5章规定的故障条件下产生的电压得出电压最高值。

任何外部电压都应假设具有连接件上标明的UnlUI值。在评定爬电距离时,不考虑保护器件 (例如熔断器)断开电路之前可能存在的瞬变电压,但在评定电气间隙时,应加以考虑。

不符合6.3.2规定的绝缘隔板应忽略不计,其他绝缘部件应符合表54列规定。

当峰值电压高于1 575 V时,应插入绝缘隔板或接地金属隔板。绝缘隔板和接地金属隔板应符合 6.3.2规定。

6.3.5通过浇封化合物的间距

浇封化合物应符合6.6的要求。对于需要浇封的部件,浇封的带电部件和元件到浇封化合物的自 由表面之间的最小间距应至少为表53列规定值的一半,最少为1 mm0如果浇封化合物直接接触 或粘附于符合表54列要求的固体绝缘材料外壳,则不需要其他隔离。(见图D.1)

浇封电路的绝缘应符合6.3.13的要求。

浇封或气密元件(例如,按7.1使用且内部电气间隙和通过浇封化合物间距不明确的半导体)的损 坏,应认为是一个单独计数故障。

应符合附录D的有关要求。

6.3.6通过固体绝缘的间距

固体绝缘是指挤压或模压的绝缘,不是浇注的绝缘。当间距符合表5或附录F的规定时,绝缘应 具有6.3.13规定的介电强度。绝缘配线的最大电流应不超过电线生产规定的额定值。

1如果绝缘件是由两个或多个电气绝缘材料零件组成,并且牢固地粘接在一起,该组合件可认为是一个固体。

2本文件规定的固体绝缘视为是工厂预制的,例如:板材、套材、在导线上的合成橡胶绝缘。

3清漆和类似涂层不视为是固体绝缘。

23

4 :印制电路板中间层上相邻印制线之间的间距,宜看作是通过固体绝缘的隔离距离。

当符合表5的间距是复合形式时,例如通过空气和绝缘的组合,总间距应以表5相应列给出的间距 为基础进行计算。

例如:在60 V电压时:

一电气间隙(第2) = 6×通过固体绝缘的间距(第4列);

一电气间隙(第2) = 3×通过浇封化合物的间距(第3列);

一等效电气间隙=实际电气间隙+ (3X通过浇封的任一附加间距) + (6×通过固体绝缘的任一 附加间距)。

对于“ia”“ib”保护等级,为了可靠分隔,上述结果应不小于表5规定的电气间隙值。

任何小于表5相应规定值的1/3的电气间隙或间距,在计算时应忽略不计。

对于“ic”保护等级,上述结果应不小于表5规定的电气间隙值。

对于表55列规定的爬电距离,其绝缘材料应符合表5或附录F7列规定的、按GB/T 4207 测定的最小相比漏电起痕指数(CTl)O爬电距离的测量或评定应按图3给出的方法进行。

在粘接接合面时,胶粘剂应具有与粘接材料等效的绝缘性能。

当爬电距离是由较短距离相加组成时,例如插入了导电部件,小于表55列规定值的1/3的距离 不计算。当峰值电压高于1 575 V时,应插入绝缘隔板或接地金属隔板。上述两种情况下隔板应符合 6.3.2的规定。

单位为毫米


f=di+d2


33




M








符号和标引序号说明:

f -一爬电距离;


1——浇封结合点;


M --金属


2——中心金属不带电连接


1——绝缘材料;



3——未浇封结合点。隔板露出的高度



3爬电距离的确定

6.3.9 涂层下的间距

敷形涂层应密封那些导体之间的通路以防止潮气和脏物浸入,并且这种密封应有效、耐久和不易损 坏。涂层应附着在导电部件和绝缘材料上。若用喷涂办法涂覆,应单独喷涂两次。

仅有一层焊料涂层不算作一层敷形涂层,但是如果在焊接过程中焊料涂层没有被破坏,并有另加的 一层涂层,可认为是两层涂层中的一层。若用其他方法,例如用浸渍、刷、真空浸渍进行涂覆时,可只涂 一次。符合GB/T 16935.31型涂层要求的焊料涂层认为是敷形涂层,不需要另加涂层。制造商应 提供符合相关技术要求的证明。

1对涂层生产商技术要求的符合性进行验证不是本文件的要求。

涂覆电路板所使用的方法应在GB/T 3836.1-2021要求的文件中予以规定。当认为该方法足以 防止导电部件(例如焊接点和元件线头)伸出涂覆层时,这一点应在文件中说明,并通过检验证实。涂层 内的爬电距离应符合表56列的规定。

当裸露的导体或导电部件从涂层露出时,表57列或表F.27列的相比漏电起痕指数CTl)F.3.1规定的材料组适用于绝缘和涂层。

2涂层下的间距概念是对平直表面提岀的(例如非柔性印制电路板)。柔性印制电路板宜采用合适的、不会破裂 的弹性涂层。背离这些要求时,需予以特殊考虑。

6.3.10组装印制电路板的要求

当爬电距离和电气间隙影响设备本质安全性能时,印制电路应符合下列规定(见图4)

a) 当印制电路按6.3.9的要求用涂层覆盖时,6.3.46.3.8的要求仅适用于露出涂层的导体部 分,包括,例如:

D 从涂层凸出的印制线;

2) 仅单面涂覆的印制电路板的空白表面;

3) 通过涂层可能露出的元件裸露部分。

b) 当涂层覆盖连接线头、焊接点和任何元件的导电部件时,6.3.9的要求适用于电路或电路的部 件以及它们的固定元件。

C)如果一个元件安装在印制电路板的印制线上面或与印制线相邻,元件的导电部件与印制线之 间应认为会出现一个非计数故障,下列情况除外:

1) 元件的导电部件和印制线之间的间距符合6.3.2的规定;或

2) 故障造成的结果不太严重。

a)局部涂覆的电路板

4印制电路板的爬电距离和电气间隙

26

C)焊接线头弯曲或修剪过的电路板

符号说明:

« ——适用6.3.4电气间隙的要求;

b ——适用6.3.8爬电距离的要求;

f--适用6.3.9涂层下的间距的要求。

注:涂层厚度未按比例画。

4印制电路板的爬电距离和电气间隙(续)

6.3.11接地屏蔽隔离

在电路或电路部件之间用接地金属屏蔽进行隔离的场合,屏蔽及其任意连接处应能承受按第5章 规定条件下可能连续出现的最大电流。

在用连接装置进行连接时,连接装置应按6.5的规定进行结构设计。

6.3.12内部导线

除清漆和类似涂层外,覆盖内部导线的导体绝缘应认为是固体绝缘(见6.3.6)0

导体之间的间距应由并排敷设在一起的单根导线或多根电缆芯线或单根电缆芯线的绝缘径向厚度 加起来确定。

本质安全电路的任一芯线的导体与非本质安全电路的任一芯线的导体之间的间距应按表54列 的规定,并考虑6.3.7的要求,但有下列情况之一时除外:

—本质安全电路或非本质安全电路芯线用接地屏蔽包封;或者

一在“ib”“ic”等级电气设备中,当按照10.3进行试验时,本质安全电路的芯线的绝缘能承受

2 000 V交流有效值试验电压。

1获得能够承受该试验电压的绝缘的方法之一是在芯线上附加绝缘套管。

2本安导线和非本安导线尽量分开布置。

6.3.13介电强度要求

本质安全电路和电气设备机架或可能接地的部件之间的绝缘应能符合10.3规定的试验,试验电压 应为两倍本质安全电路电压或500 V交流有效值,两者取较大值。如果电路不满足该要求,则该设备应 标上符号“X”,并且应在文件中说明有关正确安装所需要的信息。

本质安全电路和非本质安全电路之间的绝缘应能承受2U+1 000 V交流有效值试验电压,但不小 于1 500 VO U指本质安全电路和非本质安全电路的电压有效值之和。

在各自独立的本质安全电路之间击穿可能引起不安全情况时,则电路之间的绝缘应承受2U,但不 小于500 V交流有效值电压试验,U指所考虑的电路的电压有效值之和。

6.3.14 继电器

继电器的线圈连接到本质安全电路时,正常工作时的触头应不超过它的制造商规定值,并且开闭不 超过5 A250 V标称有效值或100 VA标称值。在触头开闭值大于这些值但又不超过IoA500 VA时,表5相关电压的爬电距离和电气间隙值应加倍。

在超过IoA500 VA时,如果本质安全电路和非本质安全电路用符合6.3.2规定的接地金属隔 板或绝缘隔板隔离,则本质安全电路和非本质安全电路才能连接到同一个继电器上。该绝缘隔板的结 构尺寸应考虑到继电器工作时产生的触头电离作用,通常要求爬电距离和电气间隙大于表5规定值。

当一个继电器的一些触头用于本质安全电路,另一些触头用于非本质安全电路时,本质安全与非本 质安全触头应用符合6.3.2和表5规定的绝缘隔板或接地金属隔板隔离。继电器的设计应能使损坏的 触头不会脱落,并且也不能损害本质安全电路和非本质安全电路之间隔离的可靠性。

或者,考虑到环境条件及附录F给出的相应过电压类型,也可用附录F对继电器的隔离进行评定。 在这种情况下,上述对接地金属隔板或绝缘隔板的要求也适用。如果绝缘隔板或接地金属隔板嵌入封 闭的继电器外壳内,则10.6.3的要求适用于封闭的继电器外壳,而不适用于绝缘隔板或接地金属隔板 本身。

6.4防止极性接反保护

为了防止本质安全装置电源或电池组的电池之间连接极性接反使该防爆型式失效,应在本质安全 装置内装有防止极性接反的保护措施。为此,使用一只二极管是允许的。

6.5接地导体、连接和端子

在需要用接地(例如外壳、导体、金属屏蔽、印制电路板印制线、插接件的隔离触头和二极管安全栅 等)保持防爆型式时,任何导体、连接件和端子的横截面积应能连续承载第5章规定条件下可能出现的 最大电流。该元件还应符合第7章的要求。

注:I类电气设备的本质安全电路一般不允许利用地线作为冋路,但因需要接地保护的除外。

在连接装置带有接地电路并且接地电路与防爆型式有关时,对于“ia”等级电路,连接装置至少应由 三个完全独立的连接元件组成;对于“ib”等级电路,连接装置至少应由两个完全独立的连接元件组成 (见图5)。这些连接元件应并联连接。当连接装置能转动一个角度时,在连接装置各端的正中或边缘 处应存在一个连接。

端子应固定在本身不可能松动的支架上,并且在安装时导体不能从它的规定位置滑脱。正常的接 触应保证不会损坏导体,即使多股绞合芯线使用在直接夹紧芯线的端子上也是如此。由端子形成的触 点,在正常工作时,不应由于温度变化有明显的损坏。用于夹紧绞合芯线的端子应装有弹性垫圈等零 件。横截面积4 mm2的导线端子也适用于横截面积较小导线的有效连接。符合GB/T 3836.3规定的 端子可认为符合这些要求。

下列情况不适用:

a) 带有锐利棱角可能损坏导体的端子;

b) 正常压紧可能发生转动、扭曲或永久变形的端子;

C)在端子上绝缘材料承受接触压力。

b)三个非独立的连接元件示例

5独立连接元件和非独立连接元件示例

6.6浇封

6.6.1通则

对本质安全装置,连接到被浇封的导电部件和/或元件和/或凸出浇封化合物的裸露部件的所有电 路,应是本质安全电路。浇封化合物内部的故障条件应进行评定,但浇封内部火花引燃的可能性应不予 考虑。

对于关联装置,应对浇封化合物内部的故障条件进行评定。

如果连接到被浇封的导电部件和/或元件和/或凸出浇封化合物的裸露部件的电路不是本质安全电 路,则应采用GB/T 3836.1—2021列出的其他防爆型式保护。

可通过浇铸、模铸或浇注进行浇封。

浇封时应符合下列要求,如果适用,也适用于浇封过程中使用的任何灌封盒或外壳的部件:

a) 浇封化合物或设备的生产商应规定浇封化合物温度额定值,该额定值至少等于任何被浇封的 元件能达到的最高温度。

b) 或者,如果较高温度不会对浇封化合物造成损坏,则比浇封化合物额定温度高的温度也可接 受;如果化合物的温度超过其连续运行温度(COT),则化合物不应有影响防爆型式的可见损 坏,如化合物裂缝、浇封的部件暴露、剥落、不允许的收缩、膨胀、分解或软化。另外,化合物不 应有对保护产生不利影响的过热。

C)如果任何裸露导电部件从浇封化合物中凸出,则浇封化合物自由表面的CTl值至少应为表5 或附录F规定的值。

29

d) 只有通过10.6.1试验的材料的自由表面可以不加保护地暴露直接构成外壳的部分。

e) 除非所有导电部件、元件和基板全部被浇封化合物浇封,否则浇封化合物应粘附所有导电部 件、元件和基板。

f) 除非允许元件的浇封存在净空间(晶体管、继电器、熔断器等),否则浇封化合物应无气孔。

g) 应规定浇封化合物的名称和生产商给出的型号规格。

应符合附录D的有关要求。

6.6.2用于排除爆炸性环境的浇封

如果通过浇铸将元件和本质安全电路与爆炸性环境相隔离,则应符合6.3.5的要求。

如果通过模铸将元件和本质安全电路与爆炸性环境相隔离,则距自由表面的最小厚度应符合表5 4列的要求,见图D.3a)b)0

在本质安全装置中当采用浇封化合物降低热元件(例如二极管和电阻器)的点燃能力时,浇封化合 物的体积和厚度应能将浇封化合物的最高表面温度降至所要求的值。

注:6.6.2的应用示例:熔断器、有抑制元件的压电装置和有抑制元件的储能装置。

7与本质安全性能有关的元件

7.1元件额定值

对于“ia”“ib”保护等级,任何与本质安全性能有关的元件,在正常工作和第5章规定的故障条件 下,不应在超过元件安装条件和温度范围规定的最大电流、电压和功率额定值三分之二的情况下工作。 对于“ic”保护等级,任何与本质安全性能有关的元件,在正常工作时不超过元件功率额定值的三分之 二,同时不应在超过元件最大电流和最大电压情况下工作。上述最大额定值应是元件制造商规定的批 量生产的正常标称额定值。

对于“ia”“ib”“ic”保护等级的变压器、熔断器、热断路器、继电器、光耦合器和开关,为了实现正常 功能,允许在正常额定值下工作。

当确定元件额定值时,应考虑安装条件和环境温度和其他环境影响以及GB/T 3836.1—2021规定 的工作温度的影响。例如,半导体的耗散功率应不超过在特殊安装条件下达到最高结温时的耗散功率 的三分之二。

当元件与非危险场所的任何其他设备连接(例如充电、日常维护、数据下载),包括考虑本质安全装 置内规定的故障时,其额定值均应满足上述规定要求。

电路中编程用插接件,用户不使用,仅在生产、修理或大修时使用,不必符合本条的要求。

当一个电阻与电容串联连接,用以保护电容放电时,电阻的耗散功率W)在数值上可认为是等于 CU2,其中,电容C的单位为法拉F),电压U的单位为伏特(V)

施加安全系数确定参数(例如电压和电流)的元件及其组件,不必进行详细试验或分析,因为5.25.3规定的安全系数排除了详细试验或分析的必要性。例如,制造商规定为10×(l + 10⅜)V的齐纳二 极管,应认为其电压最大值为11 V,不需要考虑温度升高引起的电压提高之类的影响。

7.2内部线路、插件和元件连接装置

连接装置的设计应能防止错接,或者不能与同一电气设备内的其他连接装置互换,但连接装置的错 接或互换不影响安全性能或连接装置具有能识别错接的明显标记者除外。

当防爆型式与连接有关时,连接处开路故障应认为是第5章规定的计数故障。

如果用连接装置实现电路接地,且防爆型式与接地连接有关时,连接装置的结构应符合6.5的 规定。

7.3熔断器

用熔断器保护其他元件时,应假定熔断器能连续通过l∙7I电流。在规定的最低环境温度下熔断 器的冷态电阻,可看作是符合8.5的可靠限流电阻。(如果无法获得资料,则按10.4的要求测量10个样 品,获得的值可看作是规定的最低环境温度条件下的最小电阻。)熔断器的时间-电流特性应保证不超过 被保护元件的瞬态额定值。如果制造商不能提供时间-电流特性数据,则应按10.4的规定,至少抽10 个样品进行型式试验,证明通过熔断器施加Um时,样品能够承受1.5倍通过的瞬态电流。

用于“ia”“ib”保护等级的熔断器,在爆炸危险环境中可能带电时,熔断器应按6.6的要求浇封。

用于“ic”保护等级的熔断器,其熔断不考虑热点燃。

浇封熔断器时,浇封化合物不应进入熔断器内部。应按10.6.2的要求对样品进行试验验证,或由 熔断器制造商声明确认熔断器能满足浇封的要求。

用于保护元件的熔断器,只允许打开设备外壳进行更换。对于可更换的熔断器,熔断器的型号、额 定电流Jn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。

熔断器不必符合表5的规定,但应具有不小于Um的电压额定值(或者,熔断器在本质安全装置和 电路内时,应不小于V。熔断器和熔断器夹持器的结构应符合通用工业标准的要求,并且它们的安装 方式及其连线应不降低它们固有的电气间隙、爬电距离和分隔间距。如果是本质安全的需要,熔断器与 电路其他部分之间的距离应符合6.3要求。

1允许采用符合GB/T 9364(所有部分)规定的小型熔断器。

熔断器的分断能力应不小于所安装电路的最大预期电流。对于交流电压不超过250 V的电网供电 系统,预期电流通常应认为是交流1 500 AO熔断器的分断能力按GB/T 9364(所有部分)确定,并且应 由熔断器制造商说明。

2某些装置在电压较高时可能会出现较大的预期电流。

如果需要用限流器件把预期电流限制到不大于熔断器的额定分断能力,则该器件应是符合第8章 规定的可靠元件,并且其额定值应不小于:

——电流额定值:1.5 X 1.7 X I;

—电压额定值:UmUj

功率额定值:1.5 X (1.7 X Jn2 X限流器件的最大电阻。

限流电阻及其连接件的爬电距离和电气间隙应基于“1.7 XInX限流电阻的最大电阻值”(电压)进 行确定。瞬时电压可不考虑。电阻与电路其他部分之间的间距应符合6.3的要求。

7.4.1通则

GB/T 3836.1—2021中电池组的要求不同,如果不破坏本质安全性能,本质安全装置中的电池 和电池组允许并联连接。

1 :对于关联装置用电池和电池组,如果不用GB/T 3836.1—2021列出的防爆型式保护,则GB/T 3836.1—2021中对 并联电池的要求不适用。

某些型式的电池和电池组,例如锂电池,如果短路或反向充电时可能引起爆炸。当爆炸可能对本质 安全性能产生不利影响时,所使用的这种电池和电池组应由制造商证明,它们用于本质安全型电气设备 或关联装置是安全的。设备文件和标志(可行时)应重点明示须遵守的安全措施。

2符合UL 1642或者GB/T 28164或者其他有关安全标准要求的电池认为符合该项要求。

如果预期用户更换电池或电池组,则设备应标志12.3a)规定的警告标志。

3需要注意的是,电池或电池组制造商经常规定人员安全的预防措施。

如果电池或电池组必须在危险区域充电,充电电路应完全指定为设备的一部分。即使5.2,5.3

5.4规定的故障应用于充电系统,充电器电压和电流也不会超过制造商规定的限值。

4如果充电器本身用于危险场所,它也宜利用与该场所相适应的防爆型式进行保护。

7.4.2 电池结构

本质安全装置中使用的电池、电池组的火花点燃能力和表面温度应按10.5.3的规定进行试验和评 定。电池和电池组结构应为下列型式之一:

a) 气密式密封电池和电池组。

b) 阀控式密封电池或电池组。

C)带有压力释放装置,且采用与a)b)类似的方式密封的电池和电池组。

这些电池或电池组在整个使用期限内应不需要补充电解液,并且具有符合下列要求的金属或塑料 密封外壳:

1) 没有接缝或接口,例如采用整体拉伸法、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“O”形圈)粘接密封法;

2) 不符合上述要求的挤压、压接、热缩合或折合的外壳部件结构,或采用透气材料(例如以纸 为基础的材料)的部件结构,均不认为是密封式结构;

3) 端子周围的密封应是上述结构,或者是采用热固或热塑化合物浇注的密封结构。

CI)浇封式电池和电池组。制造商用于浇封的化合物应与规定的电解液相适应,并符合6.6的 规定。

应从电池或电池组制造商获得符合a)b)项的说明。应通过对电池或电池组的物理检查确定是 否符合C)Cl)项,如果需要可审查电池或电池组的结构图。

注:需要验证电池或电池组符合生产商的技术要求不是本文件的要求。

7.4.3电解液泄漏及排气

电池、电池组应具有电解液不能够溢出的结构型式,或者电池、电池组应密封起来防止电解液损坏 与本质安全性能有关的元件。电池和电池组应按10.5.2进行试验,或者制造商提供电池和电池组产品 符合10.5.2规定的书面证明。如果泄漏电解液的电池和电池组按照6.6的要求浇封,那么电池和电池 组浇封之后应按10.5.2进行试验。

如果设备使用在其内部充电的电池或电池组,电池组制造商应说明,氢气的含量不会超过电池盒净 容积的2%,或者所有电池的透气孔结构应能使排出的气体不会排放到含有电气或电子元件或线路的 设备外壳内。但如果设备符合“ia”“ib”保护等级和IlC的要求,不必对透气孔提出要求或限制氢气的 含量。

1电池组制造商规定的氢气含量需要进行验证不是本文件的要求。

对于可充电或不可充电的电池,电池组盒内部的压力应不高于大气压力30 kPa。密封的电池组盒 应按10.5.4的要求进行试验。

2可用一个透气孔实现这项要求。

3在“密封”的电池内允许有较高的压力,但是每个电池宜配备有泄压装置,或采用泄压方法把压力限制在制造 商规定的、电池能承受的压力值以内。

7.4.4 电池电压

为了评定和试验,电池电压应取GB/T 3836.1—2021原电池表和蓄电池表中规定的电压。对于没 有列入原电池表和蓄电池表中的电池,最高开路电压应按10.4进行试验确定,标称电压应取电池制造 商的规定值。

7.4.5 电池或电池组的内阻

如果需要,电池和电池组的内阻应按10.5.3确定。

7.4.6用其他保护方式保护的设备内的电池组

1本条指的是用隔爆型(或其他技术)保护,内含电池组及其相关电路的设备,在主电源断开和外壳在爆炸性危 险环境中打开时,电池和相关电路需要采用本质安全保护。

电池组支架或与设备的连接方式设计,应保证在安装和更换电池组时不会影响设备本质安全性能。

如果用限流电阻限制电池组可能产生的电流,其额定值应符合7.1的要求。除非用其他方式保护, 例如,用额定值符合7.1要求的单个齐纳二极管保护,否则与电池或电池组串联的限流电阻的额定值应 基于最大电压Um确定。

2当需要用限流器件保护电池组输出安全时,不要求限流器件作为电池组的整体部件。

7.4.7在爆炸性环境使用和更换的电池组

在电池组需要使用限流器件保证自身安全,且电池组拟在爆炸性环境使用和更换时,电池组应与限 流器件构成一个可整体替换的组件。该单元组件应浇封或密闭封装,只有本质安全输出端子和经适当 保护的充电用本质安全端子(如果提供)可暴露。

该组件应承受GB/T 3836.1—2021规定的跌落试验,应免去冲击试验。如果试验没有导致使本质 安全性能失效的电池组与组件和/或电池组与限流器件的脱落或分离,则认为该组件结构合格。

7.4.8在爆炸性环境使用但不在爆炸性环境更换的电池组

如果电池或电池组需要使用限流器件保护自身安全,但电池组不在爆炸性环境更换,则电池或电池 组应按7.4.7保护,或者将其安装在一个特殊紧固件(例如在GB/T 3836.1—2021中规定的)固定的腔 体内。电池或电池组还应符合下列规定:

a) 电池、电池组支架或与设备连接方式的布局,应保证在安装和更换电池或电池组时不会降低设 备的本质安全性能;

b) 对完整的手持式或携带式电气设备,例如无线电接收机和无线电发射机,且应承受 GB/T 3836.1—2021规定的跌落试验,且应免去冲击试验。若试验没有导致使设备或电池本 安性能失效的电池组与设备的脱落或分离,则认为设备结构合格;

C)设备应具有12.3b)d)规定的警告标志。

7.4.9可充电电池组的外部触点

对于带外部充电触点的电池或电池组组件,当任何一对触点可能偶然短路时,应采取措施防止短路 或防止单体电池和电池组向触点释放足以点燃的能量。应采用下列方法之一完成:

a) 根据本文件限制输出;或

b) 对于II类本质安全装置,适当保护的充电电路外壳防护等级应不低于IP30,并且应具有12.3C) d)规定的警告标志。充电触点之间的间距应考虑电池组的开路电压,并应符合6.3的要求。

7.5半导体

7.5.1瞬态效应

在关联装置内,半导体器件应能承受由可靠串联电阻值除交流电压峰值和最高直流电压值得到的 电流。

在本质安全装置内,设备内部及其电源产生的瞬态效应可以忽略。

33

7.5.2并联限压器

半导体可以用作并联限压器件,但应符合下列要求并且考虑相关瞬态条件。例如,采用额定值符合 7.1规定的熔断器和齐纳二极管,可看作是抑制与齐纳二极管相连电路的瞬态效应的有效方式。

半导体器件应能承受短路故障状态下,在安装处可能流过的乘以适当的安全系数的电流,且不发生 开路。下列情况,应由元件制造商数据证实:

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,对于“ia”“ib”保 护等级应不低于1.5倍最大可能的短路电流,对于“ic”保护等级应不低于1.0倍最大可能的短 路电流。

b) 齐纳二极管额定值:

D 在齐纳状态,应具有1.5倍齐纳耗散功率;和

2)在正向导通状态,对于“ia”“ib”保护等级,为其短路时通过的最大电流的1.5倍;对于 “ic”保护等级,为其短路时通过的最大电流的1.0倍。

如果输入和输出电路都是本质安全电路,或者可以证明它们不可能受到电源网络瞬态过程的影响, 对于“ia”保护等级,可以允许使用可控半导体元件作为并联限压器件,例如晶体管、可控硅、稳压器、稳 流器等。在符合上述条件的电路中,两只器件认为是可靠的组件。

对于“ia”保护等级的关联装置,如果满足7.5.1规定的瞬态条件,可以使用三个独立的有源电压限 制半导体电路。这三个电路也应按10.1.5.3进行试验。

7.5.3串联限流器

“ia”保护等级电路中,允许使用三只串联阻塞二极管,其他半导体和可控半导体器件也可用作串 联限流器,但仅限用于“ib”“ic”保护等级的设备。

然而,为了限制功率“ia”保护等级设备也可使用由可控和不可控半导体器件组成的串联限流器。

注:对于“ia”保护等级设备,使用半导体和可控半导体器件作为限流器限制火花点燃是不允许的,因为它们使用在 持续或频繁存在的爆炸性环境中,可能会产生引起点燃的短暂瞬态过程。可能流过的最大电流含有短暂的瞬 态过程,但是该最大电流不作为“九”,因为通过10.1的火花点燃试验,已证明能成功地限制瞬态过程的能量。

7.6元件、连接和隔离的故障

对于“ia”“ib”保护等级,元件的额定值符合7.1规定时,元件的故障应认为是计数故障。对于“ic” 保护等级,元件的额定值符合7.1规定时,应认为元件不会出现故障。

应用5.25.3时,还应包括下列规定。

a) 元件的额定值不符合7.1规定时,元件的故障应认为是非计数故障。元件的额定值符合7.1规 定时,元件故障应认为是计数故障。

b) 一个故障能引起接着发生的一个或多个故障时,最初和接着发生的故障应认为是一个单独 故障。

C)电阻的故障可将其视为介于开路和短路状态间的任何阻值(另见8.5)0

对于热评估,在100%额定功率下运行的膜型或线绕电阻器不应视为故障。

CI)半导体器件应考虑短路和开路故障以及可能由其他元件故障引起的状态:

•确定表面温度组别时,应考虑半导体器件可能出现最大耗散功率条件下的故障。然而,对 于符合7.1的二极管(包括LED和齐纳二极管),应仅考虑正向导通状态或齐纳状态的耗 散功率(适用时)。

•集成电路可能失效,可导致其外部线路之间存在任何短路和开路的组合。虽然组合的方 式可以任意假设,但是故障一旦施加就不能改变(例如通过考虑第二种故障)。在该故障

34

情况下,连接到该器件上的任何电容和电感,应认为是施加故障后最不利的连接。

•含有电压转换器(例如EEPRoMS中升高电压或倒置极性)的集成电路,在正常操作中如 果任一外部插脚上不出现升高的电压,而且没有使用像电容或电感这样的外部转换元件, 则其外部插脚上不需要考虑内部电压。如果任一外部插脚上出现升高的电压,则认为集 成电路的所有外部插脚上都可能会出现升高的电压。

注:需要验证集成电路制造商的技术条件不是本文件的要求。

e) 应考虑连接线开路故障,如果连接线会移动,要考虑连接线在移动范围内可能碰到电路任何部 件的故障。初始开路认为是一个计数故障,与其他部件的重新连接认为是第二个计数故障(另 见 8.8) o

f) 电气间隙、爬电距离、间距按6.3的规定。

g) 应考虑电容器开路、短路和小于最大规定值的任一值的故障(另见8.6)0

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 值低于电感说明书给出数值的情况(另见8.4.2)0

i) 任何导线或印制电路导线(包括它们的连接)的开路故障,应认为是一个单独计数故障(另见 8.8) o

接入火花试验装置引起断路、短路或接地故障不认为是计数故障,而认为是正常试验操作。

符合8.8的可靠连接和符合6.3的隔离应认为不会产生故障,火花试验装置不应串联接入这些连接 或跨接这些隔离。

当用作可靠连接的裸露连接件未由不低于IP20防护等级的外壳保护时,火花试验装置可串联接入 这些连接。

当可靠隔离没有按6.3的要求浇封或用涂层覆盖时,或者裸露连接件未由不低于IP20防护等级的 外壳保护时,火花试验装置可跨接这些隔离。

7.7压电器件

压电器件应按10.7的规定进行试验。

7.8气体探测用电化学电池

应考虑气体探测用电化学电池会产生附加电压和电流,影响火花点燃的评定和试验。但是,在进行 设备热效应点燃评定时,不必考虑它们产生的附加功率。

8影响本质安全性能的可靠元件、可靠组件和可靠连接

8.1 “ic”保护等级

8.2~8.9不适用于“ic”保护等级。

8.2电源变压器

8.2.1通则

应认为可靠电源变压器的本安电路供电绕组和其他绕组之间不会出现短路故障。应考虑绕组内部 会出现绕组短路和绕组开路。造成输出电压或电流增大的故障组合可不考虑。

8.2.2保护措施

向本质安全电路供电的可靠电源变压器的输入电路,应用符合7.3规定的熔断器或用适当额定值 的断路器保护。

如果输入和输出绕组用接地金属屏蔽隔离「见8.2.3规定的2b)型结构],则每个不接地的输入线路 应使用熔断器或断路器保护。

除用熔断器或断路器保护之外,还用埋入式热熔断器或其他热保护器件对变压器过热进行附加保 护,这时采用一个器件即可。

熔断器、熔断器夹持器、断路器和热保护器应符合相关标准。

注:需要验证熔断器、熔断器夹持器、断路器和热保护器制造商的技术要求不是本文件的要求。

8.2.3变压器结构

向本质安全电路供电的所有绕组与所有其他绕组之间应用下列结构型式之一进行隔离。

1型结构,绕组应按下列两者之一排列:

a) 并列在铁芯的一个柱上;或

b) 在铁芯的不同柱上。

绕组应按表5进行分隔。

2型结构,绕组应按下列两种方法之一内外重叠绕制:

a) 绕组之间按表5采用固体绝缘;或

b) 绕组之间采用接地屏蔽(铜箔制成)或用等效导线绕组(导线屏蔽)。铜箔厚度或导线屏蔽应 符合表6规定。

注:这是为了保证当任一绕组和屏蔽之间短路时,屏蔽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。

制造公差不应使表6规定值降低10%0.1 mm,二者取较小值。

6屏蔽铜箔最小厚度或屏蔽导线最小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

屏蔽铜箔最小厚度/ mm

0.05

0.05

0.075

0.15

0.25

0.3

屏蔽导线最小直径/ mm

0.2

0.45

0.63

0.9

1.12

1.4

铜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或断路器动作之前 流过的最大持续电流,例如,对于熔断器为1.7Jno

导线屏蔽由至少两个电气上独立的导线层组成,其中每一层都应设置接地导线,而且能承受熔断器 或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10.3承受500 V电压试验。

所有电源变压器铁芯都应设置接地导线,除非该防爆型式不要求接地,例如,当使用绝缘铁芯变压 器时。对于变压器铁芯为铁氧体的情况,不要求铁芯接地,但是如果不能提供充分的资料证明铁氧体材 料是绝缘的,则从隔离目的来说,该铁芯应看作是导电的。

为独立的本安电路供电的绕组应按表5的要求相互隔离,而且与所有其他绕组也应按表5的要求 隔离。

变压器绕组应用浸渍或浇封等方法加强绝缘。

注:绕组浸渍可能不满足隔离要求。

8.2.4变压器型式试验

变压器及其关联器件,例如熔断器、断路器、热保护器和与绕组末端连接的电阻器,应保证供电电源 和本质安全电路之间具有可靠的电气隔离,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满足安全隔离的要求。

当一个串联电阻器嵌入变压器内,或与变压器一起浇封,使变压器和电阻器之间的裸露带电部件不 36 外露,或串联电阻的安装符合表5规定的爬电距离和电气间隙,且考虑第5章要求后该电阻器在电路中 的作用保持不变,则可认为该输出绕组不会发生短路,但不包括通过电阻器短路的情况。

变压器应符合10.10规定的试验要求。

8.2.5变压器例行试验

每只电源变压器应按11.2进行试验。

8.3除电源变压器以外的变压器

这些变压器的可靠性和故障方式应符合8.2的规定。

注:这些变压器可以是诸如使用在信号电路的耦合变压器或其他用途的变压器,例如用于电源变换器的变压器。

这些变压器的结构和试验应符合8.2的规定,但变压器应在绕组不开路的情况下,使其耗散功率达 到最大时的负载条件下进行试验,以确认其绝缘额定值符合要求。对于并非在交流电流条件下运行的 变压器,每个绕组应在1.7In直流电流下按8.2.4规定进行型式试验。但是,按11.2进行的例行试验应 使用较低的试验电压,即输入绕组和输出绕组之间的试验电压应为2U+1 000 V有效值或1 500 V,取 较高值,U是受试绕组的最高额定电压。

如果上述变压器初次级都连接到本质安全电路上,例行试验应按11.2规定,在一次绕组和二次绕 组之间施加500 V电压。

当上述变压器接入电源供电的非本质安全电路时,应按8.9的规定在电源连接处采取符合8.2.2的 保护措施或者使用熔断器和齐纳二极管组件保护,防止非预期的电源削弱变压器爬电距离和电气间隙 的可靠性。8.2.4所指的额定输入电压应是齐纳二极管的电压。

当上述变压器接入本质安全电路且没有熔断器时,每个绕组应承受第5章规定的故障条件下流过 的最大电流。

8.4可靠绕组

8.4.1阻尼绕组

为减小电感影响而用作短路环的阻尼绕组,如果它们具有可靠的机械结构,例如,无缝金属管或用 焊接方法使裸露导线连续短接的绕组,应认为不会产生开路故障。

8.4.2绝缘导体制作的电感器

绝缘导体制作的电感器,如果符合下列要求,应认为不会出现故障,使其电阻低于额定值或电感值 高于额定值(考虑容差)。

a) 用作电感器导线的公称线径至少为0.05 mmO

b) 电感器的两个相邻导体之间至少具有二层绝缘,或者用一层厚度大于0.5 mm的固体绝缘,或 者电感器用符合下列要求的漆包线制成:

1)  符合 GB/T 6109.2GB/T 6109.5.GB/T 6109.6 GB/T 6109.20 1 级漆包线。

施加2级漆包线的最低击穿电压应不出现故障,并且按照GB/T 6109.2GB/T 6109.5GB/T 6109.6GB/T 6109.20的漆膜连续性试验时,不论导线直径大小,每30 m出现 的故障应不超过6个。

2)  符合 GB/T 6109.2,GB∕T 6109.5.GB/T 6109.6 GB/T 6109.20 2 级漆包线。

制造商应提供符合上述要求的证据。

注:需要验证制造商规定的1级和2级绝缘技术指标的符合性不是本文件的要求。

C)固定或绕包扎之后的绕组,应先进行干燥除去湿气,然后用适当的物质,通过浸入、滴注或真空 浸漆的方法进行浸渍。通过刷或喷的方法形成的涂层不认为是浸渍。

37

d) 应按照相关类型浸渍物质制造商的技术要求进行浸渍,采用的浸渍方法应使导体之间的间隙 尽可能充满,且导体之间粘结良好。

e) 如果使用的浸渍物质含有溶剂,则至少应进行两次浸渍和干燥。

限流电阻应是下列型式之一:

a)  膜型

b) 线绕型,且具有断线时防止绕线松脱的措施;

C)6.3.9涂覆或按6.6浇封、用于混合电路和类似电路的印制电阻器。

可靠限流电阻应认为仅出现开路故障,这时应认为是一个计数故障。

限流电阻额定值应符合7.1的规定,在正常工作和第5章规定的故障条件下,至少应能承受可能出 现的最高电压1.5倍的电压或最大功率1.5倍的功率。工作在额定值以内的有覆盖绕组层的绕线电阻 的匝间绝缘故障应不考虑。在制造商规定的电压额定值下,绕线的涂层应具有表5要求的CTl值。

正常运行条件下使用的熔断器和灯泡灯丝的冷态电阻(在最低环境温度条件下),可看作是可靠限 流电阻器。灯泡灯丝仅允许评定作为手持灯和帽灯的限流元件。在缺少必要资料时,按10.4要求测得 的阻值可作为最低环境温度条件下的最小电阻。

注:灯泡需要用本质安全以外的其他防爆型式保护。

8.6电容器

8.6.1隔离电容器

对于可靠布置的隔离电容器,两个串联电容器中的任一电容器都可认为会发生短路或开路故障。 该组件的电容量应取任一电容器的最不利值。在应用组件时,应使用1.5倍安全系数。

隔离电容器应为高度可靠的固体介质型电容。电解电容或相电容不应使用。每个电容器和组件的 外部连接应符合6.3的规定,但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6.3.13规定的介电强度试验要求,试验电压应施加在电极之间以及每个 电极和外部导电部件之间。当隔离电容器使用在本质安全电路和非本质安全电路之间时,该隔离电容 器可评定作为电路间容性耦合器。评定时,应用Urn和任一电容器的最不利值计算可能输送的能量,并 确认符合10.7规定的允许点燃能量。应考虑所有电容器可能产生的瞬态过程,以及电路中标称的最高 工作频率(制造商提供)影响。

当上述组件也符合8.9的规定时,应认为对直流电路提供了可靠的电气隔离。

8.6.2滤波电容器

在设备机架和本质安全电路之间连接的电容器应符合6.3.13的要求。如果电容器故障造成与电 路本质安全性能有关的元件被旁路,则它们也应保持可靠隔离,或符合8.6.1隔离电容器的要求。符合 6.3可靠隔离要求的电容器,外部和内部都应认为提供可靠隔离,并且仅要求一个电容器。

注:设备机架和本质安全电路之间连接的电容器的常规目的是为了抑制高频,例如穿心式电容器。

8.7分流安全组件

8.7.1 一般要求

当利用分流元件来保证电路的本质安全性能时,分流元件的组件应认为是分流安全组件。

当二极管或齐纳二极管用作可靠分流安全组件的分流元件时,它们至少应形成两个并联的二极管 通路。“ia”保护等级分流安全组件,在应用第5章的要求时,仅应考虑一个二极管的故障。二极管的额 38

定值应能承载短路故障状态下在其安装处流过的电流。

1为防止连接断开时产生火花点燃,可按6.3.5的规定浇封。

2正常工作时,组件内使用的分流元件可以导通。

在分流安全组件受到仅规定了 Um值的电源故障时,构成分流安全组件的元件应满足7.1要求的 额定值。当元件用熔断器保护时,熔断器应符合7.3规定,并且元件应能承受1.7Irl的持续电流。分流 元件承受瞬态的能力应按10.8试验或通过对熔断器电流-时间特性和器件性能特性比较来确定。

在分流安全组件制成单独设备而不是较大设备的一部分时,该组件的结构应按9.1.2规定。

当考虑分流安全组件用作可靠组件时,应考虑下列规定:

a) 分流安全组件应看作不会出现开路故障;

b) 组件的电压应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,应认为是一个故障;

d)采用可控硅分流的电路应按10.1.5.3进行试验。

8.7.2安全分流器

当使用安全分流组件保证规定的本质安全电路元件或部件的电气参数控制在不使本质安全性能失 效的数值时,该安全分流组件为安全分流器。

当符合8.7.1要求的安全分流器连接到仅规定了 Um值的供电电源时,它应承受所要求的瞬态分 析,但按下列方式使用时除外:

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)的电压;

具有适当额定值的桥路连接二极管组件应认为是可靠的安全分流器。

8.7.3并联限压器

当用安全分流组件保证规定的电压施加到本质安全电路时,该安全分流组件为并联限压器。

当符合8.7.1要求的并联限压器连接到了仅规定了 Um值的供电电源时,应承受所要求的瞬态分 析,但该组件通过下列馈电型式之一供电时除外:

a) 符合8.2要求的可靠变压器;

b) 符合第9章要求的二极管安全栅;

C)符合7.4要求的电池组;

CI)符合8.7要求的可靠安全分流组件。

8.8配线、印制电路板印制线和连接

配线、印制电路板印制线,包括构成设备组成部分的连接,在符合下列情况时应认为不会发生开路 故障:

a)  导线:

D两根导线并联;或者

2) 单根导线,直径至少为0.5 mm、未固定的长度小于50 mm或在连接点附近可靠地机械固 定的;或者

3) 单根绞合导线或单根带状结构柔性导线,截面积至少为0.125 mm2直径为0.4 mm),T 作时不弯曲,且长度不超过50 mm或在连接点附近可靠地机械固定。

b) 印制电路板印制线:

D 两条印制线并联,每条最小宽度为1 mm的;或者

2)单根印制线,宽度至少为2 mm或宽度为印制线长度的1%,取较大者;

39

上述两种情况,印制电路板印制线应符合下列规定之一:

•每根印制线应由公称厚度不小于33 μm的覆铜构成;

•单根印制线或者一个印制线组合的电流承载能力按照10.12进行试验。

3)不同层面的印制线通过一个周长至少为2 mm的导通孔连接,或者通过两个并联的周长 至少为1 mm的导通孔连接,并且这些导通孔的相互连接符合8.8b)l)8.8b)2)的规定。 导通孔应符合下列规定之一:

•覆铜厚度至少33 μm;或者

•单个导通孔的电流承载能力按照10.12进行试验。

C)连接(夕卜插头、插座和端子除外):

D有两个并联连接点;或者

2) 当有一个焊接点时,该焊接点处连接导线应穿过电路板(包括穿过电路板上的孔),并且焊 接,或压接,或铜焊或熔焊;或者

3) 表面安装元件的焊接点应按元件制造商的建议安装;或者

4) 符合GB/T 3836.3规定的连接;或者

5) 外壳内有内部连接装置时,对于“ia”保护等级电路,其连接至少应由三个独立的连接元件 组成;对于“ib”保护等级电路,其连接至少应由两个独立的连接元件组成。这些连接元件 应并联连接(见图5)。当连接装置可以在一定角度内转动时,连接装置的一个连接元件 应位于连接装置的任一端或其附近。

注:当连接装置彻底断开时,电路宜保持本质安全性能。

8.9 电隔离元件

8.9.1通则

可靠隔离元件符合下列要求时,应认为不可能跨接可靠隔离发生短路故障。

8.9.2本质安全电路和非本质安全电路之间的隔离元件

隔离元件应符合下列规定的要求:

a) 5要求也应适用于隔离元件,但对于内部密封部件(例如光耦合器),表5的第567列不适 用。如果采用表F.1,则表中第2列不适用。

b) 非本质安全电路的连接应具备保护措施,确保符合7.1规定的元件额定值不会被超过,例如用 符合7.3规定、具有适当额定值的熔断器或者热继电器保护的单个分流齐纳二极管,应认为是 有效保护。此时,表5对这些熔断器和齐纳二极管应不适用,齐纳二极管功率额定值应至少是 1.7In乘以该二极管的最高齐纳电压。熔断器和熔断器夹持器应符合通用工业标准的要求,并 且熔断器和熔断器夹持器的安装方式包括连接导线不应降低它们所固有的电气间隙、爬电距 离和分隔间距。在某些应用中,本质安全电路的连接可能要求应用类似的保护技术,避免超过 隔离元件的额定值。或者光隔离器应符合10.11的测试要求。

1 10.11中的试验仅适用于紧密耦合的单封装设备。

C)连接在本质安全电路端子和非本质安全电路端子之间的元件,应符合6.3.13规定的介电强度 要求。制造商规定的可靠隔离元件的绝缘试验电压,应不低于6.3.13要求的试验电压值。

电隔离继电器应符合6.3.14的规定,并且任何绕组应能承受其连接的最大耗散功率。

2不需要按7.1规定降低继电器绕组额定参数。

8.9.3不同本质安全电路之间的隔离元件

如果隔离元件满足下列要求,应认为该隔离元件能实现不同本质安全电路的可靠隔离:

40

a) 元件的额定值应符合7.1的规定7.1的例外情况也适用),除非能证明连接到这些端子上的电 路不会使元件的可靠隔离作用失效。为避免超过隔离元件的额定值,可能需要8.9.2规定的 保护性技术。

b) 元件应符合6.3.13规定的介电强度要求。制造商规定可靠隔离元件的绝缘试验电压,应不低 于6.3.13要求的试验电压值。

9专用设备的补充要求

9.1二极管安全栅

9.1.1通则

二极管安全栅中的二极管用于限制施加到本质安全电路上的电压,可靠限流电阻用于限制流入本 质安全电路的电流。二极管安全栅组件用在本质安全电路和非本质安全电路之间作为接口设备,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10.8的规定试验。

仅装有两只二极管或两组二极管组件的“ia”保护等级的安全栅,如果二极管已经按11.1.2的规定 做了例行试验,应认为是符合8.7规定的可靠组件。这样,在应用第5章的要求时,应仅考虑一只二极 管故障。

“ic”保护等级的安全栅,如果运行在7.1规定的条件下,最低要求有单个二极管和一个限流电阻器。

9.1.2结构

安全栅的结构应确保在多个安全栅安装在一起时,可明显察觉其任何不正确的安装,例如,采用不 对称的安装形状或使用颜色区分。

对于安全栅,除应具有地电位电路的接地连接件以外,至少还应具有另一个附加接地连接件,或连 接一根横截面积不小于4 mm2的绝缘导线作为附加接地连接。

9.1.2.3元件的保护

应采用6.6规定的浇封或用一个拆卸后不可复原的外壳对组件进行保护,防止对影响本质安全性 能的任何元件进行检修或替换。全部组件应为一个整体。

按照附录G设计的设备,且计划用于FISCO系统内,应另外标志“FISCO”还要说明其功能,如供 电电源、现场装置或终端器(见第12章)。

9.3手提灯和帽灯

I类帽灯应符合GB/T 7957的要求。II类和IH类手提灯和帽灯应符合本文件的要求。

10型式检查和试验

10.1火花点燃试验

10.1.1通则

所有要求火花点燃试验的电路应通过试验验证,基于设备的保护等级,并在第5章规定的条件下不 能引起点燃。

试验时,应模拟正常工作和故障条件,安全系数应按附录A规定来考虑。火花试验装置应接入被 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。如果一个电路根据附录A所述的 方法和图A.1〜图A.6给出的参考曲线或表A.1、表A.2给出的数据,可以推断其结构和电气参数有足 够的本质安全性能时,可以不用火花试验装置进行型式试验。

当电压、电流没有规定容差时,则容差通常为士 1%

注:用参考曲线和数据表评定过的电路,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,而参考曲线和数据表是从大量试验中获得的。

10.1.2火花试验装置

火花试验装置应采用附录B规定的设备。对于在附录B中表明不适用的情况,可采用其他具有同 等灵敏度的火花试验装置,并且对其使用的合理性应在有关试验和评估文件中加以说明。

对于“ia”“ib”保护等级,在下列情况使用火花试验装置产生的短路、开路和接地故障应认为是对 正常工作的试验,属于非计数故障:

——在连接件上;

一在不符合6.1.2.26.1.2.3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 的距离和固体绝缘的距离。

火花试验装置不应使用在:

--跨接可靠隔离,或与可靠连接串联;

一跨接符合表5或附录F规定的爬电距离、电气间隙、通过浇封化合物的距离和固体绝缘的 距离;

一在关联装置内,本质安全电路端子之外;

一符合6.2.1规定的不同电路端子之间,但7.6i)情况除外。

对于“ic”保护等级,火花试验装置应使用于下列几种情况:

——在连接件上;

--跨接小于表5或附录F规定值的隔离;

——代替普通火花触点,例如插头/插座、开关、按钮、电位器;

一代替在正常工作状态下不满足合适额定参数的部件。

10.1.3试验用气体混合物和火花试验装置的标定电流

10.1.3.1适用于1.0倍安全系数试验的爆炸性试验混合物和火花试验装置的标定电流

应按照被试设备规定的类别,采用表7给出的爆炸性试验混合物。本条款规定的爆炸性混合物不 包含安全系数。如果要求1.5倍安全系数,则电路的电气参数值应按照10.1.4.2a)增加。

10.1.5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检查。为此,火花试 验装置应在接入一个具有(95 + 5) mH的空芯线圈的24 V直流电路中操作。该电路的电流应按照表7 中相应类别的给定值设定。在火花试验装置极握接正极并旋转440转以内,如果出现爆炸性混合物点 燃,则应认为该装置灵敏度合格。

7具有1.0倍安全系数的爆炸性试验混合物的成分

类别

爆炸性试验混合物成分 空气中的体积分数

标定电路中的电流 mA

I

(8.3 + 0.3)% 甲烷

110 — 111

∏ A

(5.25 + 0.25)% 丙烷

100 — 101

∏B

(7.8±0.5)⅝ 乙烯

6566

HC

(21 + 2) %

30 — 30.5

在特殊情况下,用于特定气体或蒸气环境并作相应试验和标志的电气设备,应采用该气体或蒸气与 空气的混合物在最易点燃的浓度下进行试验。

注:市场上销售的气体和蒸气的纯度,通常适合于上述试验,但是,纯度低于95%的气体和蒸气不宜使用。试验室 的温度、大气压以及爆炸性试验混合物中空气湿度的正常变化对试验的影响一般很小。在进行火花试验装置 常规校准时,这些变化的影响将变得明显。

10.1.3.2适用于1.5倍安全系数试验的爆炸性试验混合物和火花试验装置的标定电流

宜优先使用10.1.3.1规定的试验混合物,其安全系数可通过升高电压或电流来获得(适用时)。如 果这种情况不适用,可通过使用更严酷的爆炸性试验混合物满足安全系数的要求。表8给出的爆炸性 试验混合物的成分具有本文件规定的1.5倍的安全系数。

8适用于1.5倍安全系数的爆炸性试验混合物的成分

类别

爆炸性试验混合物成分

体积分数

________________________%________________________

标定电路中的电流 mA

氧-氢-空气混合物

氧-氢混合物

氢气

空气

氧气

氢气

氧气

I

52 + 0.5

48 + 0.5

85 + 0.5

15 + 0.5

73 — 74

HA

48 + 0.5

52 + 0.5

81 + 0.5

19 + 0.5

66 — 67

∏B

38 + 0.5

62 + 0.5

75 + 0.5

25 + 0.5

43 — 44

ΠC

3O±O.5

53 + 0.5

17 + 0.5

60 + 0.5

40 + 0.5

20 21

10.1.4用火花试验装置试验

10.1.4.1 电路试验

被试电路应以最易引燃的电路为基础,并按第7章规定考虑元件容差,且考虑电源供电电压 的 0% 110%

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。试验应按第5章规定的 设备保护等级,在电路正常工作、一个故障或两个故障以及考虑设备设计的最大外部电容C。)和最大 外部电感(L。)或电感与电阻比(LJRa的情况下进行。

每一电路应在下列要求的转数下进行试验,火花试验装置中的极握盘转数容差为0%+ 10%

a)对于直流电路,4005 min),每一极性200转。

b) 对于交流电路.1 OOO12.5 min)

C)对于电容电路,4005 min),每一极性200转。应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20 ms,在该充电时间不充分时,可采取减少一根或多 根金属丝(鸨丝)或放慢火花试验装置转动速度的方法增大充电时间。当采取减少金属丝的方 法时,应增加转数以保持相同的火花数量。

每次按a)b)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10.1.3规定,则被试 电路的点燃试验无效。

注:火花试验装置的弯曲和磨损的鸨丝可以改变其灵敏度。这可能会导致测试结果无效。

10.1.4.2 安全系数

注:应用安全系数的目的是为了确保型式试验和评定时使用比原电路更易引起点燃的电路,或者对原电路试验时 采用更易点燃的气体混合物。通常,达到规定安全系数的不同试验方法之间不具严格的等效性,但选用下列不 同的方法是允许的。

1.5倍安全系数应按下列方法之一获得:

a) 把主电源(供电系统)电压提高到允许标称额定电压的110%,或按第7章规定将其他形式的 电源电压(例如电池组、电源和限压器件)调整到最高值。然后:

D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。或者,当一只可靠限流电阻与电容器一起 使用时,电容器可视为电池,电路可视为电阻性电路。

当使用图A.1〜图A.6参考曲线或表A.1、表A.2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。

如果要求1.0倍的安全系数,应使用表7规定的试验混合物。

10.1.5试验注意事项

火花点燃试验应在电路处于最易点燃的状态下进行。对于简单电路,图A.1〜图A.6参考曲线对 应的各种形式中,短路试验是最不利的。对于更复杂电路,由于条件各不相同,短路试验可能不是最不 利的条件,例如,对稳压限流电源,最不利条件通常发生在将电阻串联在电源的输出电路中,并且在电压 不降低的前提下,将电流调到最大值。

非线性的电源需要特殊考虑。有关半导体限制电源电路点燃试验的替代方法见附录HO

10.1.5.2同时具有电感和电容的电路

对于同时含有贮能电容和电感的电路,用图A.1〜图A.6参考曲线进行评定可能是困难的(例如, 贮能电容可以增强电源对电感的供电),应对电容和电感的组合电路进行评定和试验。如果按照第5章 要求评定的总电感或电容,小于附录A点燃曲线或数据表允许值的1%,则最大容许电容或电感可分别 取点燃曲线或数据表允许的值。

应按下列方法之一对电路进行评估:

a) 电容和电感的组合进行试验。

b) 考虑线性(电阻性电流限制)电路:

D 符合下列情况,则允许使用通过附录A中给出的点燃曲线和数据表确定的LOG值:

•分布电感和电容,例如电缆中;或者

•如果外部电路的总L,(不包括电缆)小于Lo值的1% ;或者

•如果外部电路的总G(不包括电缆)小于Co值的1%

2)通过附录A中给出的点燃曲线和数据表确定的LOCO值,如果满足以下两个条件,应 减少到50% :

•外部电路的总Li(不包括电缆2L。值的1%并且

•外部电路的总G(不包括电缆2。。值的1%

外部电路(包括电缆)减少后的电容,对于I类、IIA类和IlB类不应大于1 VF,对于IlC 类不应大于600 nF

通过该方法确定的LOCo的值不应低于电路中所有Li与电缆电感的总和以及所有Ci与电缆 电容的总和。

10.1.5.3用分流短路(急剧短路)保护的电路

在第5章规定的条件下,具有设备规定保护等级的电路输出电压稳定后应不能引起点燃。另外,当 防爆型式与其他电路故障引起的急剧短路相关时,急剧短路瞬间的允许通过能量应不超过下列相应设 备类别的规定值:

---∏ C类设备:20 μj ;

—IIB类及ΠI类设备80 μJ;

---∏ A 类设备:160 μj ;

---I类设备:260 μj O

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,应对急剧短路电路允许 通过能量进行测量评定,例如用示波器测定。

注:进行这种试验的方法在附录E中可查到。

10.1.5.4火花试验结果

任一选定试验点的每一次试验均不应出现点燃。

所有温度数据应以40笆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20 °C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 境温度的差值加到测得的温度上,除非元件的热特性是非线性的(例如电池组)。温度可采用任一便利 的方法测定,但测量元件不应明显降低被测量温度。

测量绕组温升允许采用下列方法:

一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,测量绕组的最大电阻,并记录测量时的环境温度。

--温升按公式4)计算:

R

t ———(Λ +i 1) — (A+/)      .............................. 4 )

r

式中:

t ——温升,单位为开尔文K);

R——在试验电流条件下绕组的最大电阻,单位为欧姆Q)

r——绕组在环境温度Zl时的电阻,单位为欧姆Q);

k—在0 °C时绕组电阻温度系数的倒数,对于铜,该值为234.5 K

M—测量r时的环境温度,单位为摄氏度°C)

i2测量R时的环境温度,单位为摄氏度°C)

10.3介电强度试验

介电强度试验应按相应的国家标准进行。

如果没有相应的标准,也可采用下列方法进行。使用频率在48 Hz~62 HZ之间的正弦波交流电 压进行试验;或使用直流电压进行试验,直流电压值应为规定交流电压的1.4倍,且直流电压的峰-峰值 波动不应超过3%

电源应具有足够的伏安容量,以确保在可能出现任何泄漏电流情况下,电源试验电压仍可维持。

试验电压应在不小于IO S时间内平稳上升到规定值,然后至少维持60 So

施加电压在试验期间应保持恒定,并且试验期间流过的电流在任何时候不应超过5 mA交流有 效值。

10.4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io只未用过的元件样品,测量其相关参数。通常应在规定的最高环 境温度(例如40 °C)下试验,或以最高环境温度为基准进行试验。但必要时,对于那些温度敏感的元件 应在低温条件下试验,以获得它们的最不利条件。

不同的参数可取自不同的样品,元件的代表参数应是对10只样品测试得出的参数的最不利值。

10.5 电池和电池组试验

可充电电池或电池组,在进行任何试验之前应至少经过两次完全充电和放电。在第二次放电中,或 者必要的话在以后的放电中,应确认电池或电池组的容量在制造商规定的范围内,以保证试验能在制造 商规定的充足电的电池或电池组上进行。

当为试验目的需要短路时,短路连接部分的电阻(不包括它的连接件)应不超过3 mQ,或者其两端 电压降不超过200 mV或电池电势的15%。施加的短路应尽可能靠近电池或电池组端子。

10只试验样品应承受下列最不利条件:

a) 短路至放电完为止(不适用于保护等级“ic”);

b) 在制造商建议范围内施加输入电流或充电电流;

C)在制造商建议范围内对电池组充电,其中有一电池组完全放电或极性接反。

上述条件应包括考虑5.25.3要求可能引起的任一反向充电条件,但不应包括使用超过电池或电 池组制造商建议的充电速率的外部充电电路的情况。

在进行完上述试验之后,试验样品及其任何不连续端面(例如密封面)朝下或按电池制造商规定的 方向放置在吸水纸上至少12 h。在吸水纸上或在试验样品外表面上应没有明显的电解液痕迹。对于 为满足7.4.2使用浇封的情况,在试验结束后应对电池或电池组检查,确认没有产生不符合7.4.2规定 的损坏情况。

10.5.3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(其结构安排符合本文件规定的隔离和其 他要求)组成,那么,每个分立单元应单独进行试验。除那些具有特殊结构并可证明各单体电池间不会 发生短路的电池组外,每个电池组成单元的故障应认为是一个故障。在规定不明确的场合,应考虑电池 组外部端子之间出现的短路故障。

电池和电池组应按下列要求试验或评定:

a) 火花试验或评定应在电池和电池组的外部端子上进行。当电池或电池组含有限流器件,并且 该器件和电池或电池组之间的电路按6.6规定浇封时,火花试验或评定应包括限流器件。

如果设备所含的电池不允许在爆炸性环境中更换,单体电池的峰值开路电压小于4.5 V时不 要求在单体电池的端子处进行火花点燃放电试验。

当本质安全评定包括电池或电池组的内阻时,应规定电池或电池组的最小内阻值。或者,如果 电池或电池组制造商不能确认内部电阻最小值,则应利用由IO只电池或电池组样品试验获得 的最不利的短路电流值,以及依据7.4.4确定的电池或电池组开路电压峰值来确定内阻。

1某些电池类型,例如镣镉,在低于正常环境温度的温度下可能会出现最大短路电流。

b) 电池应在实验室环境温度和规定的最大环境温度之间的任何温度下进行试验,以获得最不利 的条件,所得值应直接用于温度组别评定。电池的布置方式应模拟其在整个设备中的预期位 置的热效应,温度应由电池可能暴露于爆炸性环境的最热表面测得,取最大值。外部有护套 时,应测量护套和电池或电池组的金属表面之间接触面的温度。

最高表面温度应按以下规定测定:

•对于“ia”“ib”等级,电池或电池组所有的外部限流器件应短路。试验应在电路中带有内 部限流器件以及在限流器件被短路两种情况下进行,每组试验均测试10只电池。内部限 流器件被短路了的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 施要求,应从电池或电池组制造商获得。如果采用内部限流器件防止内部短路,这些器件 不需要去除。但是,这只能用于“ib”等级。

2如果试验中发生电解液泄漏,7.4.3的要求也宜考虑。

3当对由一个以上单体电池串联组成的电池组进行最高表面温度测定时,如果单体电池间相互充分隔 离,则在确定最高表面温度时一次仅短路一个电池(岀现一个以上电池同时短路的情况是极少见的)。

C)对于“ic”等级,最高表面温度应在具有所有保护器件的正常工作情况下试验测定。

10.5.4 电池箱压力试验

应对5只电池箱样品进行压力试验,确定排气压力。压力应施加在容器内部,并逐渐增加压力直至 出现排气。应记录排气时的最大压力,最大排气压力不应超过30 kPa

将记录的最大排气压力施加在电池箱样品上,时间至少维持60 s。完成试验之后,对样品进行目 测检查,不应有可见的损伤或永久变形。

如果电池箱内的间距符合表5的规定,那么不必在已经承受GB/T 3836.1—2021规定的热稳定性 试验的样品上进行压力试验。如果电池箱内的组装的印制板电路的间距符合附录F的规定,那么应在 已经承受热稳定性试验的样品上进行压力试验,另外如果是便携式设备,还应在承受GB/T 3836.1-2021规定的跌落试验后进行压力试验。

10.6机械试验

10.6.1浇封化合物

用直径为6 mm平端面金属试棒,在浇封化合物暴露表面上垂直施加30 N力,保持10 So这时,浇 封件不应出现损坏、永久性变形或大于1 mm的位移。

浇封化合物有自由表面并形成外壳的一部分时,为了保证浇封化合物具有一定刚性,且不易碎裂, 应根据GB/T 3836.1—2021的规定在浇封化合物表面进行冲击试验,试验高度为GB/T 3836.1—2021 抗冲击试验表格中的a)要求的下落高度力。

10.6.2确定需要浇封的熔断器的可接受性

如果需要对熔断器进行浇封,并且浇封化合物可能进入元件内部并影响元件的安全,则应在浇封之 前选取5个未浇封的样品进行下述试验:

把初始温度为252)笆的试样,突然浸入温度为(5O + 2)°C且深度不低于25 mm的水中至少 1 min。如果在该试验过程中没有气泡从样品内逸出,则认为这些元件符合要求。

或者,也可在浇封后检查5个熔断器,确保化合物没有进入内部。

隔板应能承受用直径为60.2)mrn的固体试棒施加的至少为30 N的力,这个力应施加在隔板中 心附近并至少保持10 So隔板不应产生影响其功效的变形。

10.7装有压电器件的本质安全装置试验

当对工作中易触及的本质安全装置的任何部分,在(20 + 10)OC环境条件下用GB/T 3836.1—2021 规定的试验装置,并以GB/T 3836.1—2021中规定的高冲击能量要求进行冲击试验时,测量压电器件 的电容量和呈现在器件两端的电压。电压值应取在同一样品上进行2次冲击试验时的较高值。

当含有压电器件的本质安全装置安装有防止外物直接机械冲击的防护装置时,应在本质安全装置 和防护装置处于制造商规定的安装状态下,对防护装置进行冲击试验。

在最高实测电压下,压电器件电容的最大贮存能量应不超过下列数值:

---I 类设备:1 500 μj ;

---H A 类设备950 VJ

---IIB 类设备250 VJ

H C类设备:50 μj O

当压电器件的电气输出有保护元件或防护装置保护时,用上述方法进行冲击试验,这些元件或防护 装置不应产生使防爆型式失效的损坏。

为了防止冲击能量超过上述规定值而需要保护设备以避免外部物体机械冲击时,应规定具体要求 作为安全使用的特殊条件,证书编号应按照GB/T 3836.1-2021中的标志要求添加后缀“X”,安装要求 应详细说明证书上列出的特殊使用条件。

10.8二极管安全栅和安全分流器的型式试验

用下列试验验证安全栅或安全分流器能否承受瞬态过程的影响。

具有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。

二极管应由制造商技术说明书或通过下列试验表明能够承受峰值电压Urn除以熔断器电阻(最低 环境温度时)及其串联的可靠电阻阻值之和的电流。

每一种型式的二极管在其使用方向(齐纳二极管为齐纳方向)应能承受重复5次持续时间为50 μs 的矩形电流脉冲试验,每两次脉冲间隔为20 ms。脉冲幅值由Urn峰值除以熔断器在最低环境温度时的 “冷态”电阻(加上电路中串联的可靠电阻阻值)确定。在制造商数据表明在该电流下预先击穿时间大于 50 3时,该电流脉冲宽度将变成实际预先击穿时间。在实际预先击穿时间不可能从制造商获得现成数 据时10只熔断器应承受上述预期电流,并测定预先击穿时间。如果该值大于50 /S可以使用该值。

应在该试验前和试验后用相同的电流测量二极管电压,测试电流应用元件制造商规定的电流。测 量电压之差应不大于5%(5%的差值包括试验设备的测量不确定度)。试验时观察到的升高的最高电 压,应认为是用上述对半导体限流器件同样方法施加的一系列脉冲的峰值电压。上述器件试验结束后, 应对照元件制造商规定的技术参数进行一致性核对。

对特定制造商制造的同一类器件,仅需对具有特定电压的典型样品进行试验,以证明该类器件符合 要求。

10.9电缆拔脱试验

电缆拔脱试验应按下列方法进行:

——在电缆引线进入设备方向,对电缆施加至少30 N的拉力,保持1 h

一试验后,电缆护套可以产生位移,但电缆终端不应有明显位移;

—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。

10.10变压器试验

如果变压器通过下述例行试验及型式试验,并且用于向本质安全电路供电的任一绕组与所有其他 绕组之间能承受2U + 1 000 V、但最低为1 500 V的试验电压(见10.3),则认为其满足了电气绝缘安全 要求,U是任何受试绕组的最高额定电压。

将输入电压调整到变压器的额定电压。通过提高二次绕组的负载将输入电流调整到1.7X1/% (In是熔断器额定电流),或调整到断路器将动而未动作时的最大持续电流。当负载增加直至所有二次 绕组全部短路的情况下也无法达到要求的输入电流时,应采用额定电压和这些试验条件下达到的最大 输入电流继续进行试验。

试验应连续进行不少于6 h,或直到不可复位的热断路器动作。当使用自动复位热断路器时,试验 周期至少应为12 ho

对于1型和2a)型变压器,绕组温度应不超过GB/T 11021给出的绝缘等级所允许的温度值。绕组 温度应按10.2进行测定。

对于2b)型变压器,当要求本质安全电路使用的绕组与地绝缘时,应满足上述要求。但是,如果变 压器不要求与地绝缘,并且试验过程中没有产生燃烧或损坏,认为该变压器符合要求。

10.11光隔离器试验

如果用光隔离器隔离本质安全电路和非本质安全电路,并且未用外部保护元件(见8.9.2)充分保护 过载,则应进行下列试验。

样品应符合10.11.210.11.3规定的试验。

10.11.2热处理、介电试验和碳化试验

应通过装置的过载确定接收器侧和发送器侧测量的最高温度。然后进行热处理和介电强度试验。 随后进行碳化试验检查内部是否有爬电通路形成。

10.11.2.1接收器侧的过载试验

应对5只试样进行该试验。

光隔离器发送器侧应在额定负载值运行(例如ʃf = /N)=

接收器侧应在不损坏元件的特定功率(例如在集电极和发射极之间)运行。应通过初始试验确定该 值,或从数据表取值。

在达到热稳定后,增加功率值。再次达到热稳定后,逐步增加功率至热稳定,继续增加功率,直至接 收器半导体损坏。此时功耗会大幅度降低,或无功耗。

对每个试样应记录接收器损坏之前接收器侧的最高表面温度及环境温度。

10.11.2.2发送器侧的过载试验

应对5只试样进行该试验。

光隔离器接收器侧应在电压和电流额定值运行(例如VC-EJC)O

发送器侧应在不损坏元件的特定功率运行。应通过初始试验确定该值,或从数据表取值。

在达到热稳定后,增加功率值。再次达到热稳定后,逐步增加功率至热稳定,继续增加功率,直至发 送器半导体损坏。此时功耗会大幅度降低,或无功耗。

对每个试样应记录发送器损坏之前发送器侧的最高表面温度及环境温度。

10.11.2.3热处理和介电强度试验

10.11.2.110.11.2.2试验过的10只试样放置在烘箱内持续6+lr,,∙2 h,温度为10.11.2.110.11.2.2记录的最高表面温度增加至少10 K,但最多不超过15 KO

在光隔离器冷却至(25 + 2)OC之后,在本质安全端子和非本质安全端子之间施加1.5 kV(交流 48 Hz~62 HZ)的电压,并在10 S内增加至3 kV(相对误差0%+ 5%)。该电压应保持(65÷5)SO

在该试验过程中,接收器和发送器之间的绝缘应无击穿,泄漏电流应不超过5 mA

10.11.2.4 碳化试验

10.11.2.4.1接收器侧

10.11.2.15只试样,应通过损坏的接收器半导体的端子(例如在集电极和发射极之间)施加 375 V(相对误差0%+ 10%)的直流电压,持续30+Jmin,检验加热的塑料材料(碳化作用)造成的内 部爬电通路的结构。

在该试验的最后5 min,电流应不超过5 mA

10.11.2.4.2发送器侧

10.11.2.25只试样,应通过损坏的发送器的端子(例如二极管)施加375 V(相对误差0%〜 + 10%)的直流电压,持续30+⅛min,检验加热的塑料材料(碳化作用)造成的内部爬电通路的结构。

在该试验的最后5 min,电流应不超过5 mA

10.11.3 介电试验和短路试验

光隔离器应进行介电强度试验,然后进行短路电流试验,如果适用,应进行下列限流短路电流试验, 然后进行介电强度试验。

3个新试样进行该试验,如果10.11.3.4适用,用另外3个试样进行试验。

在短路电流试验之前,光隔离器试样应能承受在光隔离器本质安全侧和非本质安全侧之间施加

4 kV r.m.s.(相对误差0%+ 5%)的介电强度试验,没有击穿。

3个光隔离器试样应进行短路电流试验。试验电路的开路电压应为U°试验电路出现的瞬间短 路电流能力至少应为200 AO试验电路应连接到光隔离器上,使试验电流通过光隔离器的非本质安全 侧。构成电路一部分的保护元件或保护组件允许在试验时保持连接。

如果光隔离器有保护性串联熔断器或限流电阻器,另外3个光耦合器应承受1.7倍熔断器公称电 流额定值,或1.5倍计算的故障条件下通过电阻器的短路电流,直至达到温度稳定。

10.11.3.5介电强度试验

每个试验应承受在光隔离器本质安全侧和非本质安全侧施加2U+1 OOO V1 500 V r.m.s.的介 电强度试验,持续(65 + 5)s,没有击穿。

在这些试验过程中,光隔离器在短路电流试验过程中不应爆炸或着火,在介电强度试验过程中电流 应不超过1 mA0

10.12可靠印制电路板连接件的载流能力

应施加正常和故障条件下通过连接件的最大连续电流的1.5倍,试验连接件的载流能力,时间至少 1 h0施加该试验电流不应使连接出现故障,导致开路,或在任何点与其基板脱离。

11例行检查和试验

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,检查每个安全栅元件正常运行情况,及任何熔断器的阻值应符合 要求。如果为本试验目的而需要在安全栅内设置跨接线,则此跨接线的拆除应不影响本质安全性能。

11.1.2 “ia”等级安全栅的双重化二极管

在下列试验前后,根据二极管制造商规定,在室温条件下测量二极管端电压:

11.2可靠变压器的例行试验

在例行试验时,施加到可靠变压器的电压应符合表9规定,U是任何受试绕组的最高额定电压。施 加电压的试验时间至少应为60 SO

或者,可以在1.2倍试验电压下进行试验,试验时间至少为Is

施加电压在试验期间应保持恒定,试验期间电流不应超过预期的电路设计值,并且在任何时间应不 超过5 mA有效值。

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。

9可靠变压器的例行试验电压

施加部位

试验电压有效值

电源变压器

非电源变压器

初、次级绕组均与本质

安全电路相连的变压器

输入与输出绕组之间

4U2 500 V,取较高值

217+1 000 V 1 500 V, 取较高值

500 V

全部绕组与铁芯或屏蔽之间

2UIOOo V,取较高值

2U500 V,取较高值

500 V

9可靠变压器的例行试验电压(续)

施加部位

试验电压有效值

电源变压器

非电源变压器

初、次级绕组均与本质

安全电路相连的变压器

向本质安全电路供电的每一绕组 与其他输出绕组之间

2U+1 000 V 1 500 V, 取较高值

2U500 V,取较高值

500 V

本质安全型电路绕组之间

2U500 V,取较高值

2U500 V,取较高值

500 V

12 标志

12.1通则

本质安全装置和关联装置应至少具有GB/T 3836.1-2021规定的最少标志。如果适用,警告标志 的内容应符合GB/T 3836.1—2021中警告标志内容表的规定。

满足5.4要求的设备应标明符号“ic”。当设备需要标志GB/T 3836.1-2021所列其他防爆型式 时,符号“ic”应在前面。

对于关联装置,符号Ex iaEX ibEX ic(如果已经标上了 Ex,iaibic)应用方括号括起来。

1可行时,所有相关的参数都宜标志,例如

2标志和文件中使用的标准符号在第3章和GB/T 3836.1—2021中给出。

从实际考虑可限制或排除使用斜体字或脚注,并且可以采用简化形式,例如用U。,而不用U。。

在设备满足6.1.2.3a)要求的情况下,应标明IP等级。

在设备满足6.1.2.3c)要求的情况下,应按GB/T 3836.1-2021中标志的要求,在防爆合格证号后 缀“X”,并且合格证中列出的特殊使用条件应详细说明必需的注意事项。

在设备不符合6.3.13要求的情况下,应按GB/T 3836.1-2021中标志的要求在防爆合格证号后缀 “X”,并且合格证中列出的特殊使用条件应详细说明必需的注意事项。

为了防止冲击能量超过10.7规定值,需要对设备进行保护以避免外部机械冲击时,应规定具体要 求作为安全使用的特殊条件,并按GB/T 3836.1-2021中的标志要求在防爆合格证号加后缀“X”并且 合格证中列出的特殊使用条件应详细说明必需的注意事项。

对于符合附录G的设备,每台设备都应额外添加FlSCo字样,并在其后注明它的功能,例如供电 电源、现场装置或终端器。

对于有两种标志的设备,即那些既可以用于FlSCO系统又可以用于传统本质安全系统的设备,应 仔细区分FISCO的标志及传统本质安全系统的标志。

FISCo供电电源的输出参数L°/R。,以及FlSCO现场装置或终端器的输入参 数和内部参数UiIiGLiP,Li/Ri,无需标明。

12.2连接件标志

本质安全装置和关联装置的连接件、接线盒、插头和插座应有明显标志并且容易识别。如用颜色识 别,则应用浅蓝色来表示本质安全端子。

同一设备的部件或不同设备之间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。 如用颜色识别,则应用浅蓝色。

此外,为了确保系统整体连续的本质安全性能,应提供充分和足够的标志以保证正确连接。

注:为此,必要时可增加附加标签,例如,在插头和插座上或邻近处设置附加标签。如果用设备标签就能表示清楚, 则也可满足要求。

12.3警告标志

如果要求在设备上标出任何下列警告标志时,可使用表IO给出的警告文字内容,也可用技术上等 效的文字内容替代。多种警告内容可综合成一种等效警告内容。

10警告标志内容

项目

参考条款

警告标志

a)

7.4.1

警告:仅使用YYYYY电池(这里Y是电池或电池组的型号及其制造商名称)

b)

7.4.8

警告:可能存在爆炸性气体时请勿更换电池

C)

7.4.9

警告:请勿在危险场所充电

d)

7.4.8

7.4.9

警告:在爆炸性环境中严禁打开

12.4 标志举例

标志举例如下:

a) 独立的本质安全装置

制造商名称

×××型页式接收机

EXia IIC T4 Ga

—25 oC≤Ta≤50 OC

检验机构代号及防爆合格证编号

产品编号

b) 与其他设备连接的本质安全装置

制造商名称

X XX型变送器

EX ib IIB T4 Gb

检验机构代号及防爆合格证编号

LijlO μH      C,l 200 PF

Ui:28 V       L 250 mA

C)关联装置

制造商名称

× × X型电源

:EX ib Mb] I

检验机构代号及防爆合格证编号

Um 250 V

Io 150 mA

LO 20 mH


Po≈0.9 W

UO 24 V

Co 4.6 μF


d)隔爆外壳保护的关联装置

制造商名称 产品型号、名称

EX db[ia Ga] ∏ B T6 Gb 检验机构代号及防爆合格证编号

Um 250 V P0 0.9 W

UO 36 V IO: 100 mA Co 0.31 μF Lo 15 mH 产品编号

e) “ic”保护等级的本质安全装置

制造商名称

×××型变送器

EX ic IIB T4 GC

检验机构代号及防爆合格证编号

Ui: 28 V      Ci = O

f)具有“ib”保护等级且带“ia”保护等级输出的本质安全装置

制造商名称

EX ib ia ∏C Ga] ∏ B T6 Gb 检验机构代号及防爆合格证编号

Ui 30 V

Ji 93 mA

Li 0.01 mH

Ci :0.031 μF

UO 5.6 V

Fo0.014 W

Jo 10 mA

Lo 0.15 mH

CO: 35 μF

产品编号

文件应包括GB/T 3836.1-2021要求的说明书和下述数据(适用时): a)整体概念的电气参数

D 电源:输出数据,例如-.Ua Ja.Po,适用时,还应包括C^Lo和/或允许的LJRo-,

2)功率接收设备:输入数据,例如UiLPiGLjL JRio

b)安装、带电维护和使用的特殊要求。

注:推荐使用控制图汇总接线信息及安装和使用的特殊要求。

C)可施加到非本质安全端子或关联装置上的最高电压值Um

d) 确定防爆型式时需要的任何特殊条件,例如:电压由保护性电源变压器或通过二极管安全栅 提供。

e) 符合或不符合6.3.13的规定。

f) 各外壳表面上与本质安全性能有关的标志。

g) 设备适用的环境。

h) 如果采用了附录F的要求,文件中应写明污染等级及过电压类型。

附录 A

(规范性) 本质安全电路的评定

A.1基本准则

本质安全电路应满足下列三个基本准则:

a) 根据电气设备规定的保护等级(见第5章)和类别(见第4章),按第IO章的要求对电路进行试 验或评定时,不应发生火花点燃。

b) 本质安全装置的温度组别应符合5.6GB/T 3836.1-2021中温度要求的规定,以避免热表 面引起点燃。温度组别不适用于关联装置。

C)本质安全电路应与其他电路充分隔离。

1可通过评定满足准则a)的规定。评定时,需要有关电压、电流和电路参数的数据,例如点燃边界上的电容和电 感的数据,这样就能从火花点燃的角度将电路评定为本质安全的。

2准则b)可基于已知元件的热特性以及在适当的故障条件下可能承受的最大功率计算或测定元件的最高表面 温度来满足规定要求。

3可通过规定足够的爬电距离和电气间隙,以及使用符合第8章要求的可靠元件(例如变压器和限流电阻),满 足准则C)的规定。

A.2用参考曲线和数据表评定

当被评定点燃能力的电路近似于参考曲线对应的简单电路时,应使用图A.1〜图A.6参考曲线或 表A.1和表A.2进行评定,并考虑第5章规定的故障条件和10.1.4.2规定的安全系数。

通常,应采用下列程序:

—考虑元件的容差、供电电压波动、绝缘故障和元件故障,确定最坏的实际情况;

一根据电路型式(见10.1.4.2)以及电气设备保护等级(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A.l〜图A.6参考曲线或表A.1和表A.2检查评定电路的参数是否符合要求。

如果需要通过试验进行评定,可以用火花试验装置对评定的电路进行试验。

注:图A.1〜图A.6给出的参考曲线或表A.1和表A.2给出的数据仅适用于简单电路,在某些情况下应用这些参考 曲线和数据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 有用电池或电池组以及串联限流电阻构成的电路才能利用图A.1的参考曲线。正因为这样,非线性电路,例 如,恒流电路,其点燃电流将低于以开路电压和短路电流为基础的参考曲线图A.1给出的数值。对于某些型式 的非线性电路,其最大允许电流可能仅为参考曲线给岀值的五分之一。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,才能利用参考曲线或数据表进行评定。现有的 曲线是有限的,因而它们不能包括本质安全电路设计中出现的全部详细问题。

A.3简单电路举例

以下为一些示例。

a)简单电感电路

为了更详细说明本程序,假定有一个IlC电路,是由一个20 V电池组与适当安装的300 Ω的 可靠限流电阻组成的电源,并向一个Iloo Ω JOO mH的电感器馈电,如图A.7所示。

300 QIlOO Ω作为最小值100 mH作为最大值。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,按下列情况考虑连接负载的影响。

1)  电源

评定步骤如下:

合可靠元件要求(见8.5),则采用一个单独故障(见第5章)将形成一个修改电路,此 时,可假定该电阻是短路的。在这类故障情况下,该电源就不能认为是本质安全的。 按7.4.3确定电池组电压最高值也是必要的。这里假定电池组的最高电压为22 Vo

因为电路是电阻性的,在应用第5章和10.1.4.2规定后,将形成一个修改电路,在此 电路中短路电流增加到1.5X73.3 mA = 110 mA

337 mA。因此,就火花点燃而言,该电源可评定为本质安全的。

2) 负载的连接

评定步骤如下:

的最大电流是22 V∕(300 + l 100) Q=15.7 mA。因为300 Ω电阻器是可靠的,并 且电感器的短路故障将导致上述所考虑电路,因而不再需要施加故障。

15.7 mA = 23.6 mAo

28 mA。因此,就火花点燃而言,该电路可评定为本质安全的,并且适用于IlC场所 应用。

1对于开路电压明显低于24 V的电感电路,宜使用图A.6

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,则上述评定结果仅是近似的,需要用 火花试验装置(见附录B)对电路进行试验,确定电路是否为本质安全。实际上,如果评定以测量的电感 值为基础,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A.8所示电路,该电路拟在I类场所应用。该电路由30 V电池组、经适当安装的 10 kΩ可靠电阻器与10 μF电容器连接而成。在该示例中30 V10 μF值为最大值10 kΩ 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,考虑电容器存在的 影响。

1)  电源

该程序基本和a)l)相同,不再详细叙述。从火花点燃的角度,该电源电路本身可很容易 地评定为本质安全的,且具有超过100倍的安全系数。

2) 电容器

评定步骤如下:

i )电池组最高电压是30 V,且电容器电容最大值为IoKF。由于10 kΩ电阻是可靠 的,而且电容器的短路故障或开路故障将导致b)l)所考虑的电路,因此不需要施加 故障。

ii)根据第5章和10.1.4.2要求,安全系数应取1.5,此时电压增加到1.5X30 V = 45 VO

iii )对于I类,由图A.2查出,在45 V时,能引起点燃的电容最小值仅有3 VF,在30 V 时,仅为7.2 ^F,因此该电路不能评定为本质安全的。

3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10 μF 电容器上串联一只可靠电阻。由图A.2可知10 μF时的最低点燃电压是26 V,如果保持10 μF 电容值不变,则宜使电池组电压降低到26 V∕1.5 = 17.3 VO或者,也可将电容值减小到3 PIF,或根 据10 NF5.6 Q这条曲线可知,电容为10 “F时的最低点燃电压是48 V,因此当电路加入一个与 电容器串联的最小值为5.6 Ω的可靠电阻器时,所构成的一个新电路按I类火花点燃考虑可评定 为本质安全的。

4上述讨论中忽略了一个问题,严格地说,那就是图A.2和图A.3给出的电容电路的最低点燃电压 曲线,是指没有直接连接到电源上的充电电容器的最小点燃曲线。在实际应用时,如果所考虑的 电源本身有较大的安全系数,如上述示例中给岀的电源,可应用这些参考曲线。但是,如果电源本 身仅有较小的安全系数,那么,它与电容器互连时可能产生一种情况,那就是即使通过图A.2和图 A.3评定它是本质安全的,但该电路实际上不是本质安全的。通常,这类电路不能按上述方法可 靠评定,宜利用火花试验装置进行试验验证(见附录B)


标引序号说明:


标引序号说明:

注:曲线与指明的限流电阻对应。


A.2 I类电容电路


标引序号说明:

A.3 II类电容电路

标引序号说明:

1电路试验电压为24 VO

2指明的能量水平是指曲线的恒定能量部分。

A.4 II类电感电路

标引序号说明:

1曲线与指明的电路电压U对应。

2 525相能量水平指曲线的恒定能量部分。


A.5 I类电感电路


标引序号说明:

1曲线与指明的电路电压U对应。

2 4() μ能量水平指曲线的恒定能量部分。


A.6 IlC类电感电路


A.7简单电感电路

IO kΩ min.

30 V max.

10 μF max.

A.8简单电容电路

A.1电压和设备类别相对应的允许短路电流

电压

V

允许短路电流 mA

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

12

12.1

5 000

3 330

12.2

4 720

3 150

12.3

4 460

2 970

12.4

4 210

2 810

12.5

3 980

2 650

12.6

3 770

2 510

12.7

3 560

2 370

A.1电压和设备类别相对应的允许短路电流(续)

电压

V

允许短路电流 mA

IIC类设备

n B类设备

IIA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

12.7

3 560

2 370

12.8

3 370

2 250

12.9

3 190

2 130

13

3 020

2 020

13.1

2 870

1 910

13.2

2 720

1 810

13.3

2 580

1 720

13.4

2 450

1 630

13.5

2 320

1 550

5 000

3 330

13.6

2 210

1 470

4 860

3 240

13.7

2 090

1 400

4 720

3 140

13.8

1 990

1 330

4 580

3 050

13.9

1 890

1 260

4 450

2 970

14

1 800

1 200

4 330

2 880

14.1

1 750

1 160

4 210

2 800

14.2

1 700

1 130

4 090

2 730

14.3

1 650

1 100

3 980

2 650

14.4

1 600

1 070

3 870

2 580

14.5

1 550

1 040

3 760

2 510

14.6

1 510

1 010

3 660

2 440

14.7

1 470

980

3 560

2 380

14.8

1 430

950

3 470

2 310

5 000

3 330

14.9

1 390

930

3 380

2 250

4 860

3 240

15

1 350

900

3 290

2 190

4 730

3 150

15.1

1 310

875

3 200

2 140

4 600

3 070

15.2

1 280

851

3 120

2 080

4 480

2 990

15.3

1 240

828

3 040

2 030

4 360

2 910

15.4

1 210

806

2 960

1 980

4 250

2 830

15.5

1 180

784

2 890

1 920

4 140

2 760

15.6

1 150

769

2 810

1 880

4 030

2 690

电压

V

允许短路电流 mA

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

15.7

1 120

744

2 740

1 830

3 920

2 620

15.8

1 090

724

2 680

1 780

3 820

2 550

15.9

1 060

705

2 610

1 740

3 720

2 480

16

1 030

687

2 550

1 700

3 630

2 420

5 000

3 330

16.1

1 000

669

2 480

1 660

3 540

2 360

4 830

3 220

16.2

980

652

2 420

1 610

3 450

2 300

4 660

3 110

16.3

950

636

2 360

1 570

3 360

2 240

4 490

2 990

16.4

930

620

2 310

1 540

3 280

2 190

4 320

2 880

16.5

910

604

2 250

1 500

3 200

2 130

4 240

2 830

16.6

880

589

2 200

1 470

3 120

2 080

4 160

2 770

16.7

860

575

2 150

1 430

3 040

2 030

4 080

2 720

16.8

840

560

2 100

1 400

2 970

1 980

4 000

2 670

16.9

820

547

2 050

1 370

2 900

1 930

3 740

2 490

17

800

533

2 000

1 340

2 830

1 890

3 480

2 320

17.1

780

523

1 960

1 310

2 760

1 840

3 450

2 300

17.2

770

513

1 930

1 280

2 700

1 800

3 420

2 280

17.3

750

503

1 890

1 260

2 630

1 760

3 390

2 260

17.4

740

493

1 850

1 240

2 570

1 720

3 360

2 240

17.5

730

484

1 820

1 210

2 510

1 680

3 320

2 210

17.6

710

475

1 790

1 190

2 450

1 640

3 300

2 200

17.7

700

466

1 750

1 170

2 400

1 600

3 260

2 170

17.8

690

457

1 720

1 150

2 340

1 560

3 230

2 150

17.9

670

448

1 690

1 130

2 290

1 530

3 200

2 130

18

660

440

1 660

1 110

2 240

1 490

3 170

2 110

18.1

648

432

1 630

1 087

2 188

1 459

3 083

2 055

18.2

636

424

1 601

1 068

2 139

1 426

3 000

2 000

18.3

625

417

1 573

1 049

2 091

1 394

2 935

1 956

18.4

613

409

1 545

1 030

2 045

1 363

2 871

1 914

18.5

602

402

1 518

1 012

2 000

1 333

2 807

1 871

18.6

592

394

1 491

995

1 967

1 311

2 743

1 828

电压

V

允许短路电流 mA

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

18.7

581

387

1 466

977

1 935

1 290

2 679

1 786

18.8

571

380

1 441

960

1 903

1 269

2 615

1 743

18.9

561

374

1 416

944

1 872

1 248

2 551

1 700

19

551

367

1 392

928

1 842

1 228

2 487

1 658

19.1

541

361

1 368

912

1 812

1 208

2 465

1 643

19.2

532

355

1 345

897

1 784

1 189

2 444

1 629

19.3

523

348

1 323

882

1 755

1 170

2 423

1 615

19.4

514

342

1 301

867

1 727

1 152

2 401

1 600

19.5

505

337

1 279

853

1 700

1 134

2 380

1 586

19.6

496

331

1 258

839

1 673

1 116

2 359

1 572

19.7

484

325

1 237

825

1 648

1 098

2 337

1 558

19.8

480

320

1 217

811

1 622

1 081

2 316

1 544

19.9

472

314

1 197

798

1 597

1 065

2 295

1 530

20

464

309

1 177

785

1 572

1 048

2 274

1 516

20.1

456

304

1 158

772

1 549

1 032

2 219

1 479

20.2

448

299

1 140

760

1 525

1 016

2 164

1 443

20.3

441

294

1 122

748

1 502

1 001

2 109

1 406

20.4

434

289

1 104

736

1 479

986

2 054

1 369

20.5

427

285

1 087

724

1 457

971

2 000

1 333

20.6

420

280

1 069

713

1 435

957

1 924

1 283

20.7

413

275

1 053

702

1 414

943

1 849

1 233

20.8

406

271

1 036

691

1 393

929

1 773

1 182

20.9

400

267

1 020

680

1 373

915

1 698

1 132

21

394

262

1 004

670

1 353

902

1 623

1 082

21.1

387

258

989

659

1 333

889

1 603

1 069

21.2

381

254

974

649

1 314

876

1 583

1 055

21.3

375

250

959

639

1 295

863

1 564

1 043

21.4

369

246

945

630

1 276

851

1 544

1 029

21.5

364

243

930

620

1 258

839

1 525

1 017

21.6

358

239

916

611

1 240

827

1 505

1 003

A.1电压和设备类别相对应的允许短路电流(续)

电压

V

允许短路电流 mA

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

21.7

353

235

903

602

1 222

815

1 485

990

21.8

347

231

889

593

1 205

804

1 466

977.3

21.9

342

228

876

584

1 189

792

1 446

964

22

337

224

863

575

1 172

781

1 427

951.3

22.1

332

221

851

567

1 156

770

1 394

929.3

22.2

327

218

838

559

1 140

760

1 361

907.3

22.3

322

215

826

551

1 124

749

1 328

885.3

22.4

317

211

814

543

1 109

739

1 296

864

22.5

312

208

802

535

1 093

729

1 281

854

22.6

308

205

791

527

1 078

719

1 267

844.7

22.7

303

202

779

520

1 064

709

1 253

835.3

22.8

299

199

768

512

1 050

700

1 239

826

22.9

294

196

757

505

1 036

690

1 225

816.7

23

290

193

747

498

1 022

681

1 211

807.3

23.1

287

191

736

491

1 008

672

1 185

790

23.2

284

189

726

484

995

663

1 160

773.3

23.3

281

187

716

477

982

655

1 135

756.7

23.4

278

185

706

471

969

646

1 110

740

23.5

275

183

696

464

956

638

1 085

723.3

23.6

272

182

687

458

944

629

1 079

719.3

23.7

270

180

677

452

932

621

1 073

715.3

23.8

267

178

668

445

920

613

1 068

712

23.9

264

176

659

439

908

605

1 062

708

24

261

174

650

433

896

597

1 057

704.7

24.1

259

173

644

429

885

590

1 048

698.7

24.2

256

171

637

425

873

582

1 040

693.3

24.3

253

169

631

421

862

575

1 032

688

24.4

251

167

625

416

852

568

1 024

682.7

24.5

248

166

618

412

841

561

1 016

677.3

24.6

246

164

612

408

830

554

1 008

672

电压

V

允许短路电流 mA

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

24.7

244

163

606

404

820

547

1 000

666.7

24.8

241

161

601

400

810

540

991

660.7

24.9

239

159

595

396

800

533

983

655.3

25

237

158

589

393

790

527

975

650

25.1

234

156

583

389

780

520

964

642.7

25.2

232

155

578

385

771

514

953

635.3

25.3

230

153

572

381

762

508

942

628

25.4

228

152

567

378

752

502

931

620.7

25.5

226

150

561

374

743

496

920

613.3

25.6

223

149

556

371

734

490

916

610.7

25.7

221

148

551

367

726

484

912

608

25.8

219

146

546

364

717

478

908

605.3

25.9

217

145

541

360

708

472

904

602.7

26

215

143

536

357

700

467

900

600

26.1

213

142

531

354

694

463

890

593.3

26.2

211

141

526

350

688

459

881

587.3

26.3

209

139

521

347

683

455

871

580.7

26.4

207

138

516

344

677

451

862

574.7

26.5

205

137

512

341

671

447

853

568.7

26.6

203

136

507

338

666

444

847

564.7

26.7

202

134

502

335

660

440

841

560.7

26.8

200

133

498

332

655

437

835

556.7

26.9

198

132

493

329

649

433

829

552.7

27

196

131

489

326

644

429

824

549.3

27.1

194

130

485

323

639

426

818

545.3

27.2

193

128

480

320

634

422

813

542

27.3

191

127

476

317

629

419

808

538.7

27.4

189

126

472

315

624

416

803

535.3

27.5

188

125

468

312

619

412

798

532

27.6

186

124

464

309

614

409

793

528.7

A.1电压和设备类别相对应的允许短路电流(续)

电压

V

允许短路电流 mA

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

27.7

184

123

460

306

609

406

788

525.3

27.8

183

122

456

304

604

403

783

522

27.9

181

121

452

301

599

399

778

518.7

28

180

120

448

299

594

396

773

515.3

28.1

178

119

444

296

590

393

768

512

28.2

176

118

440

293

585

390

764

509.3

28.3

175

117

436

291

581

387

760

506.7

28.4

173

116

433

288

576

384

756

504

28.5

172

115

429

286

572

381

752

501.3

28.6

170

114

425

284

567

378

747

498

28.7

169

113

422

281

563

375

743

495.3

28.8

168

112

418

279

559

372

739

492.7

28.9

166

Ill

415

277

554

370

735

490

29

165

110

411

274

550

367

731

487.3

29.1

163

109

408

272

546

364

728

485.3

29.2

162

108

405

270

542

361

726

484

29.3

161

107

401

268

538

358

724

482.7

29.4

159

106

398

265

534

356

722

481.3

29.5

158

105

395

263

530

353

720

480

29.6

157

105

392

261

526

351

718

478.7

29.7

155

104

388

259

522

348

716

477.3

29.8

154

103

385

257

518

345

714

476

29.9

153

102

382

255

514

343

712

474.7

30

152

101

379

253

510

340

710

473.3

30.2

149

99.5

373

249

503

335

690

460

30.4

147

97.9

367

245

496

330

671

447.3

30.6

145

96.3

362

241

489

326

652

434.7

30.8

142

94.8

356

237

482

321

636

424

31

140

93.3

350

233

475

317

621

414

31.2

138

92.2

345

230

468

312

614

409.3

A.1电压和设备类别相对应的允许短路电流(续)

电压

V

允许短路电流 mA

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

31.4

137

91

339

226

462

308

607

404.7

31.6

135

89.9

334

223

455

303

600

400

31.8

133

88.8

329

219

449

299

592

394.7

32

132

87.8

324

216

442

295

584

389.3

32.2

130

86.7

319

213

436

291

572

381.3

32.4

129

85.7

315

210

431

287

560

373.3

32.6

127

84.7

310

207

425

283

548

365.3

32.8

126

83.7

305

204

419

279

536

357.3

33

124

82.7

301

201

414

276

525

350

33.2

123

81.7

297

198

408

272

520

346.7

33.4

121

80.8

292

195

403

268

515

343.3

33.6

120

79.8

288

192

398

265

510

340

33.8

118

78.9

284

189

393

262

505

336.7

34

117

78

280

187

389

259

500

333.3

34.2

116

77.2

277

185

384

256

491

327.3

34.4

114

76.3

274

183

380

253

482

321.3

34.6

113

75.4

271

181

376

251

473

315.3

34.8

112

74.6

269

179

372

248

464

309.3

35

Ill

73.8

266

177

368

245

455

303.3

35.2

109

73

263

175

364

242

450

300

35.4

108

72.2

260

174

360

240

446

297.3

35.6

107

71.4

258

172

356

237

442

294.7

35.8

106

70.6

255

170

352

235

438

292

36

105

69.9

253

168

348

232

434

289.3

36.2

104

69.1

250

167

345

230

431

287.3

36.4

103

68.4

248

165

341

227

429

286

36.6

102

67.7

245

164

337

225

426

284

A.1电压和设备类别相对应的允许短路电流(续)

电压

V

允许短路电流 mA

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

36.8

100

66.9

243

162

334

223

424

282.7

37

99.4

66.2

241

160

330

220

422

281.3

37.2

98.3

65.6

238

159

327

218

419

279.3

37.4

97.3

64.9

236

157

324

216

417

278

37.6

96.3

64.2

234

156

320

214

414

276

37.8

95.3

63.6

231

154

317

211

412

274.7

38

94.4

62.9

229

153

314

209

410

273.3

38.2

93.4

62.3

227

151

311

207

408

272

38.4

92.5

61.6

225

150

308

205

407

271.3

38.6

91.5

61

223

149

304

203

405

270

38.8

90.6

60.4

221

147

301

201

404

269.3

39

89.7

59.8

219

146

298

199

403

268.7

39.2

88.8

59.2

217

145

296

197

399

266

39.4

88

58.6

215

143

293

195

395

263.3

39.6

87.1

58.1

213

142

290

193

391

260.7

39.8

86.3

57.5

211

141

287

191

387

258

40

85.4

57

209

139

284

190

383

255.3

40.5

83.4

55.6

205

136

278

185

362

241.3

41

81.4

54.3

200

133

271

181

342

228

41.5

79.6

53

196

131

265

177

336

224

42

77.7

51.8

192

128

259

173

331

220.7

42.5

76

50.6

188

125

253

169

321

214

43

74.3

49.5

184

122

247

165

312

208

43.5

72.6

48.4

180

120

242

161

307

204.7

44

71

47.4

176

117

237

158

303

202

44.5

69.5

46.3

173

115

231

154

294

196

45

68

45.3

169

113

227

151

286

190.7

电压

V

允许电容

VF

IIC类设备

n B类设备

IIA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

5.0

100

5.1

88

5.2

79

5.3

71

5.4

65

5.5

58

5.6

1 000

54

5.7

860

50

5.8

750

46

5.9

670

43

6.0

600

40

1 000

6.1

535

37

880

6.2

475

34

790

6.3

420

31

720

6.4

370

28

650

6.5

325

25

570

6.6

285

22

500

6.7

250

19.6

430

6.8

220

17.9

380

6.9

200

16.8

335

7.0

175

15.7

300

7.1

155

14.6

268

7.2

136

13.5

240

7.3

120

12.7

216

7.4

110

11.9

195

7.5

100

11.1

174

7.6

92

10.4

160

7.7

85

9.8

145

7.8

79

9.3

130

7.9

74

8.8

115

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

8.0

69

8.4

100

8.1

65

8.0

90

8.2

61

7.6

81

8.3

56

7.2

73

8.4

54

6.8

66

8.5

51

6.5

60

8.6

49

6.2

55

8.7

47

5.9

50

1 000

8.8

45

5.5

46

730

8.9

42

5.2

43

590

9.0

40

4.9

1 000

40

500

9.1

38

4.6

920

37

446

9.2

36

4.3

850

34

390

9.3

34

4.1

790

31

345

9.4

32

3.9

750

29

300

9.5

30

3.7

700

27

255

1 000

9.6

28

3.6

650

26

210

500

9.7

26

3.5

600

24

170

320

9.8

24

3.3

550

23

135

268

9.9

22

3.2

500

22

115

190

10.0

20.0

3.0

450

20.0

100

180

10.1

18.7

2.87

410

19.4

93

160

10.2

17.8

2.75

380

18.7

88

140

10.3

17.1

2.63

350

18.0

83

120

10.4

16.4

2.52

325

17.4

79

110

10.5

15.7

2.41

300

16.8

75

95

10.6

15.0

2.32

280

16.2

72

90

10.7

14.2

2.23

260

15.6

69

85

10.8

13.5

2.14

240

15.0

66

80

10.9

13.0

2.05

225

14.4

63

70

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

11.0

12.5

1.97

210

13.8

60

67.5

11.1

11.9

1.90

195

13.2

57.0

60

11.2

11.4

1.84

180

12.6

54.0

58

11.3

10.9

1.79

170

12.1

51.0

54

11.4

10.4

1.71

160

11.7

48.0

52

11.5

10.0

1.64

150

11.2

46.0

48

11.6

9.6

1.59

140

10.8

43.0

46

11.7

9.3

1.54

130

10.3

41.0

42

11.8

9.0

1.50

120

9.9

39.0

40

11.9

8.7

1.45

110

9.4

37.0

38.6

12.0

8.4

1.41

100

9.0

36.0

38

12.1

8.1

1.37

93

8.7

34.0

36.6

12.2

7.9

1.32

87

8.4

33.0

36

12.3

7.6

1.28

81

8.1

31.0

34.3

12.4

7.2

1.24

75

7.9

30.0

34

12.5

7.0

1.2

70

7.7

28.0

32.3

12.6

6.8

1.15

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7.4

27.0

32

12.7

6.6

1.10

62

7.1

25.4

30.5

12.8

6.4

1.06

58

6.8

24.2

30

12.9

6.2

1.03

55

6.5

23.2

29

13.0

6.0

1.0

52

6.2

1 000

22.5

28.5

13.1

5.7

0.97

49

6.0

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21.7

27.5

13.2

5.4

0.94

46

5.8

730

21.0

27

13.3

5.3

0.91

44

5.6

630

20.2

26

13.4

5.1

0.88

42

5.5

560

19.5

25.6

13.5

4.9

0.85

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5.3

500

19.0

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13.6

4.6

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38

5.2

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18.6

24.4

13.7

4.4

0.79

36

5.0

420

18.1

23.5

13.8

4.2

0.76

34

4.9

390

17.7

23

13.9

4.1

0.74

32

4.7

360

17.3

22

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

14.0

4.0

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4.60

330

17.0

21.5

14.1

3.9

0.71

29

4.49

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16.7

20.5

14.2

3.8

0.70

28

4.39

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1 000

20

14.3

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14.4

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500

19.48

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3.5

0.65

25

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185

15.5

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19.16

14.6

3.4

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24

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160

15.2

320

19

14.7

3.3

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23

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135

14.9

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18.6

14.8

3.2

0.61

22

3.76

120

14.6

220

18.4

14.9

3.1

0.59

21

3.65

110

14.3

190

18

15.0

3.0

0.58

20.2

3.55

100

14.0

180

17.8

15.1

2.9

0.57

19.7

3.46

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13.7

170

17.48

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0.55

19.2

3.37

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13.4

160

17.32

15.3

2.76

0.53

18.7

3.28

88

13.1

140

17

15.4

2.68

0.521

18.2

3.19

85

12.8

130

16.8

15.5

2.60

0.508

17.8

3.11

82

12.5

120

16.48

15.6

2.52

0.497

17.4

3.03

79

12.2

110

16.32

15.7

2.45

0.487

17.0

2.95

77

11.9

100

16

15.8

2.38

0.478

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2.88

74

11.6

95

15.8

15.9

2.32

0.469

16.2

2.81

72

11.3

90

15.4

16.0

2.26

0.460

15.8

2.75

70

11.0

87.5

15.2

16.1

2.20

0.451

15.4

2.69

68

10.7

85

14.8

16.2

2.14

0.442

15.0

2.63

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10.5

80

14.64

16.3

2.08

0.433

14.6

2.57

64

10.2

75

14.32

16.4

2.02

0.424

14.2

2.51

62

10.0

70

14.16

16.5

1.97

0.415

13.8

2.45

60

9.8

67.5

13.8

16.6

1.92

0.406

13.4

2.40

58

9.6

65

13.64

16.7

1.88

0.398

13.0

2.34

56

9.4

60

13.32

16.8

1.84

0.390

12.6

2.29

54

9.3

58

13.16

16.9

1.80

0.382

12.3

2.24

52

9.1

56

12.8

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

17.0

1.76

0.375

12.0

2.20

50

9.0

54

12.64

17.1

1.71

0.367

11.7

2.15

48

8.8

52

12.32

17.2

1.66

0.360

11.4

2.11

47

8.7

50

12.16

17.3

1.62

0.353

11.1

2.06

45

8.5

48

11.8

17.4

1.59

0.346

10.8

2.02

44

8.4

46

11.6

17.5

1.56

0.339

10.5

1.97

42

8.2

44

11.2

17.6

1.53

0.333

10.2

1.93

40

8.1

42

11

17.7

1.50

0.327

9.9

1.88

39

8.0

40

10.64

17.8

1.47

0.321

9.6

1.84

38

7.9

39.2

10.48

17.9

1.44

0.315

9.3

1.80

37

7.7

38.6

10.16

18.0

1.41

0.309

9.0

1.78

36

7.6

38

10

18.1

1.38

0.303

8.8

1.75

35

7.45

37.3

9.86

18.2

1.35

0.297

8.6

1.72

34

7.31

36.6

9.8

18.3

1.32

0.291

8.4

1.70

33

7.15

36

9.68

18.4

1.29

0.285

8.2

1.69

32

7.0

34.6

9.62

18.5

1.27

0.280

8.0

1.67

31

6.85

34.3

9.5

18.6

1.24

0.275

7.9

1.66

30

6.70

34

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18.7

1.21

0.270

7.8

1.64

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6.59

32.6

9.28

18.8

1.18

0.266

7.6

1.62

28

6.48

32.3

9.21

18.9

1.15

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7.4

1.60

27

6.39

32

9.07

19.0

1.12

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7.2

1.58

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6.3

31.2

9

19.1

1.09

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7.0

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25.0

6.21

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19.2

1.06

0.251

6.8

1.55

24.2

6.12

30

8.8

19.3

1.04

0.248

6.6

1.52

23.6

6.03

29.5

8.68

19.4

1.02

0.244

6.4

1.51

23.0

5.95

29

8.62

19.5

1.00

0.240

6.2

1.49

22.5

5.87

28.5

8.5

19.6

0.98

0.235

6.0

1.47

22.0

5.8

28

8.42

19.7

0.96

0.231

5.9

1.45

21.5

5.72

27.5

8.28

19.8

0.94

0.227

5.8

1.44

21.0

5.65

27

8.21

19.9

0.92

0.223

5.7

1.42

20.5

5.57

26.5

8.07

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

20.0

0.90

0.220

5.6

1.41

20.0

5.5

26

8

20.1

0.88

0.217

5.5

1.39

19.5

5.42

25.6

7.87

20.2

0.86

0.213

5.4

1.38

19.2

5.35

25.2

7.8

20.3

0.84

0.209

5.3

1.36

18.9

5.27

24.8

7.75

20.4

0.82

0.206

5.2

1.35

18.6

5.2

24.4

7.62

20.5

0.8

0.203

5.1

1.33

18.3

5.12

24

7.5

20.6

0.78

0.200

5.0

1.32

18.0

5.05

23.5

7.42

20.7

0.76

0.197

4.9

1.31

17.7

4.97

23

7.33

20.8

0.75

0.194

4.8

1.30

17.4

4.9

22.5

7.16

20.9

0.74

0.191

4.7

1.28

17.2

4.84

22

7

21.0

0.73

0.188

4.6

1.27

17.0

4.78

21.5

6.93

21.1

0.72

0.185

4.52

1.25

16.8

4.73

21

6.87

21.2

0.71

0.183

4.45

1.24

16.6

4.68

20.5

6.75

21.3

0.7

0.181

4.39

1.23

16.4

4.62

20

6.62

21.4

0.69

0.179

4.32

1.22

16.2

4.56

19.8

6.56

21.5

0.68

0.176

4.25

1.20

16.0

4.5

19.64

6.5

21.6

0.67

0.174

4.18

1.19

15.8

4.44

19.48

6.37

21.7

0.66

0.172

4.11

1.17

15.6

4.38

19.32

6.25

21.8

0.65

0.169

4.04

1.16

15.4

4.32

19.16

6.18

21.9

0.64

0.167

3.97

1.15

15.2

4.26

19

6.12

22.0

0.63

0.165

3.90

1.14

15.0

4.20

18.8

6

22.1

0.62

0.163

3.83

1.12

14.8

4.14

18.6

5.95

22.2

0.61

0.160

3.76

1.11

14.6

4.08

18.4

5.92

22.3

0.6

0.158

3.69

1.10

14.4

4.03

18.2

5.9

22.4

0.59

0.156

3.62

1.09

14.2

3.98

18

5.85

22.5

0.58

0.154

3.55

1.08

14.0

3.93

17.8

5.8

22.6

0.57

0.152

3.49

1.07

13.8

3.88

17.64

5.77

22.7

0.56

0.149

3.43

1.06

13.6

3.83

17.48

5.75

22.8

0.55

0.147

3.37

1.05

13.4

3.79

17.32

5.7

22.9

0.54

0.145

3.31

1.04

13.2

3.75

17.16

5.65

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

23.0

0.53

0.143

3.25

1.03

13.0

3.71

17

5.62

23.1

0.521

0.140

3.19

1.02

12.8

3.67

16.8

5.6

23.2

0.513

0.138

3.13

1.01

12.6

3.64

16.54

5.55

23.3

0.505

0.136

3.08

1.0

12.4

3.60

16.48

5.5

23.4

0.497

0.134

3.03

0.99

12.2

3.57

16.32

5.47

23.5

0.49

0.132

2.98

0.98

12.0

3.53

16.16

5.45

23.6

0.484

0.130

2.93

0.97

11.8

3.50

16

5.4

23.7

0.478

0.128

2.88

0.96

11.6

3.46

15.8

5.35

23.8

0.472

0.127

2.83

0.95

11.4

3.42

15.6

5.32

23.9

0.466

0.126

2.78

0.94

11.2

3.38

15.4

5.3

24.0

0.46

0.125

2.75

0.93

11.0

3.35

15.2

5.25

24.1

0.454

0.124

2.71

0.92

10.8

3.31

15

5.2

24.2

0.448

0.122

2.67

0.91

10.7

3.27

14.8

5.17

24.3

0.442

0.120

2.63

0.90

10.5

3.23

14.64

5.15

24.4

0.436

0.119

2.59

0.89

10.3

3.20

14.48

5.1

24.5

0.43

0.118

2.55

0.88

10.2

3.16

14.32

5.05

24.6

0.424

0.116

2.51

0.87

10.0

3.12

14.16

5.02

24.7

0.418

0.115

2.49

0.87

9.9

3.08

14

5.0

24.8

0.412

0.113

2.44

0.86

9.8

3.05

13.8

4.95

24.9

0.406

0.112

2.4

0.85

9.6

3.01

13.64

4.9

25.0

0.4

0.110

2.36

0.84

9.5

2.97

13.48

4.87

25.1

0.395

0.108

2.32

0.83

9.4

2.93

13.32

4.85

25.2

0.390

0.107

2.29

0.82

9.3

2.90

13.16

4.8

25.3

0.385

0.106

2.26

0.82

9.2

2.86

13

4.75

25.4

0.380

0.105

2.23

0.81

9.1

2.82

12.8

4.72

25.5

0.375

0.104

2.20

0.80

9.0

2.78

12.64

4.7

25.6

0.37

0.103

2.17

0.80

8.9

2.75

12.48

4.65

25.7

0.365

0.102

2.14

0.79

8.8

2.71

12.32

4.6

25.8

0.36

0.101

2.11

0.78

8.7

2.67

12.16

4.57

25.9

0.355

0.100

2.08

0.77

8.6

2.63

12

4.55

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

26.0

0.35

0.099

2.05

0.77

8.5

2.60

11.8

4.5

26.1

0.345

0.098

2.02

0.76

8.4

2.57

11.6

4.45

26.2

0.341

0.097

1.99

0.75

8.3

2.54

11.4

4.42

26.3

0.337

0.097

1.96

0.74

8.2

2.51

11.2

4.4

26.4

0.333

0.096

1.93

0.74

8.1

2.48

11

4.35

26.5

0.329

0.095

1.90

0.73

8.0

2.45

10.8

4.3

26.6

0.325

0.094

1.87

0.73

8.0

2.42

10.64

4.27

26.7

0.321

0.093

1.84

0.72

7.9

2.39

10.48

4.25

26.8

0.317

0.092

1.82

0.72

7.8

2.37

10.32

4.2

26.9

0.313

0.091

1.80

0.71

7.7

2.35

10.16

4.15

27.0

0.309

0.090

1.78

0.705

7.6

2.33

10

4.12

27.1

0.305

0.089

1.76

0.697

7.5

2.31

9.93

4.1

27.2

0.301

0.089

1.74

0.690

7.42

2.30

9.86

4.05

27.3

0.297

0.088

1.72

0.683

7.31

2.28

9.8

4.0

27.4

0.293

0.087

1.71

0.677

7.21

2.26

9.74

3.97

27.5

0.289

0.086

1.70

0.672

7.10

2.24

9.68

3.95

27.6

0.285

0.086

1.69

0.668

7.00

2.22

9.62

3.9

27.7

0.281

0.085

1.68

0.663

6.90

2.20

9.56

3.85

27.8

0.278

0.084

1.67

0.659

6.80

2.18

9.5

3.82

27.9

0.275

0.084

1.66

0.654

6.70

2.16

9.42

3.8

28.0

0.272

0.083

1.65

0.650

6.60

2.15

9.35

3.76

28.1

0.269

0.082

1.63

0.645

6.54

2.13

9.28

3.72

28.2

0.266

0.081

1.62

0.641

6.48

2.11

9.21

3.70

28.3

0.263

0.08

1.60

0.636

6.42

2.09

9.14

3.68

28.4

0.26

0.079

1.59

0.632

6.36

2.07

9.07

3.64

28.5

0.257

0.078

1.58

0.627

6.30

2.05

9

3.6

28.6

0.255

0.077

1.57

0.623

6.24

2.03

8.93

3.57

28.7

0.253

0.077

1.56

0.618

6.18

2.01

8.86

3.55

28.8

0.251

0.076

1.55

0.614

6.12

2.00

8.8

3.5

28.9

0.249

0.075

1.54

0.609

6.06

1.98

8.74

3.45

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

29.0

0.247

0.074

1.53

0.605

6.00

1.97

8.68

3.42

29.1

0.244

0.074

1.51

0.600

5.95

1.95

8.62

3.4

29.2

0.241

0.073

1.49

0.596

5.90

1.94

8.56

3.35

29.3

0.238

0.072

1.48

0.591

5.85

1.92

8.5

3.3

29.4

0.235

0.071

1.47

0.587

5.80

1.91

8.42

3.27

29.5

0.232

0.071

1.46

0.582

5.75

1.89

8.35

3.25

29.6

0.229

0.070

1.45

0.578

5.70

1.88

8.28

3.2

29.7

0.226

0.069

1.44

0.573

5.65

1.86

8.21

3.15

29.8

0.224

0.068

1.43

0.569

5.60

1.85

8.14

3.12

29.9

0.222

0.067

1.42

0.564

5.55

1.83

8.07

3.1

30.0

0.220

0.066

1.41

0.560

5.50

1.82

8

3.05

30.2

0.215

0.065

1.39

0.551

5.40

1.79

7.87

2.99

30.4

0.210

0.064

1.37

0.542

5.30

1.76

7.75

2.96

30.6

0.206

0.062 6

1.35

0.533

5.20

1.73

7.62

2.93

30.8

0.202

0.061 6

1.33

0.524

5.10

1.70

7.5

2.90

31.0

0.198

0.060 5

1.32

0.515

5.00

1.67

7.33

2.87

31.2

0.194

0.059 6

1.30

0.506

4.90

1.65

7.16

2.84

31.4

0.190

0.058 7

1.28

0.497

4.82

1.62

7

2.81

31.6

0.186

0.057 8

1.26

0.489

4.74

1.60

6.87

2.78

31.8

0.183

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1.24

0.482

4.68

1.58

6.75

2.75

32.0

0.180

0.056 0

1.23

0.475

4.60

1.56

6.62

2.72

32.2

0.177

0.055 1

1.21

0.467

4.52

1.54

6.5

2.69

32.4

0.174

0.054 2

1.19

0.460

4.44

1.52

6.37

2.66

32.6

0.171

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1.17

0.452

4.36

1.50

6.25

2.63

32.8

0.168

0.052 4

1.15

0.444

4.28

1.48

6.12

2.6

33.0

0.165

0.051 5

1.14

0.437

4.20

1.46

6

2.54

33.2

0.162

0.050 6

1.12

0.430

4.12

1.44

5.95

2.49

33.4

0.159

0.049 8

1.10

0.424

4.05

1.42

5.9

2.45

33.6

0.156

0.049 2

1.09

0.418

3.98

1.41

5.85

2.44

33.8

0.153

0.048 6

1.08

0.412

3.91

1.39

5.8

2.42

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

34.0

0.150

0.048

1.07

0.406

3.85

1.37

5.75

2.4

34.2

0.147

0.047 4

1.05

0.401

3.79

1.35

5.7

2.33

34.4

0.144

0.046 8

1.04

0.397

3.74

1.33

5.65

2.28

34.6

0.141

0.046 2

1.02

0.393

3.69

1.31

5.6

2.26

34.8

0.138

0.045 6

1.01

0.390

3.64

1.30

5.55

2.22

35.0

0.135

0.045

1.00

0.387

3.60

1.28

5.5

2.2

35.2

0.133

0.044 4

0.99

0.383

3.55

1.26

5.45

2.2

35.4

0.131

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0.97

0.380

3.50

1.24

5.4

2.2

35.6

0.129

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0.95

0.376

3.45

1.23

5.35

2.2

35.8

0.127

0.042 6

0.94

0.373

3.40

1.21

5.3

2.17

36.0

0.125

0.042

0.93

0.370

3.35

1.20

5.25

2.15

36.2

0.123

0.041 4

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0.366

3.30

1.18

5.2

2.15

36.4

0.121

0.040 8

0.90

0.363

3.25

1.17

5.15

2.1

36.6

0.119

0.040 2

0.89

0.359

3.20

1.150

5.1

2

36.8

0.117

0.039 6

0.88

0.356

3.15

1.130

5.05

1.99

37.0

0.115

0.039

0.87

0.353

3.10

1.120

5

1.98

37.2

0.113

0.038 4

0.86

0.347

3.05

1.100

4.95

1.96

37.4

0.111

0.037 9

0.85

0.344

3.00

1.090

4.9

1.95

37.6

0.109

0.037 4

0.84

0.340

2.95

1.080

4.85

1.94

37.8

0.107

0.036 9

0.83

0.339

2.90

1.070

4.8

1.93

38.0

0.105

0.036 4

0.82

0.336

2.85

1.060

4.75

1.92

38.2

0.103

0.035 9

0.81

0.332

2.80

1.040

4.7

1.91

38.4

0.102

0.035 4

0.80

0.329

2.75

1.030

4.65

1.9

38.6

0.101

0.035 0

0.79

0.326

2.70

1.020

4.6

1.87

38.8

0.100

0.034 6

0.78

0.323

2.65

1.010

4.55

1.86

39.0

0.099

0.034 2

0.77

0.320

2.60

1.000

4.5

1.85

39.2

0.098

0.033 8

0.76

0.317

2.56

0.980

4.45

1.83

39.4

0.097

0.033 4

0.75

0.314

2.52

0.970

4.4

1.82

39.6

0.096

0.033 1

0.75

0.311

2.48

0.960

4.35

1.8

39.8

0.095

0.032 8

0.74

0.308

2.44

0.950

4.3

1.79

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

40.0

0.094

0.032 5

0.73

0.305

2.40

0.940

4.25

1.78

40.2

0.092

0.032 2

0.72

0.302

2.37

0.930

4.2

1.76

40.4

0.091

0.031 9

0.71

0.299

2.35

0.920

4.15

1.75

40.6

0.090

0.031 6

0.70

0.296

2.32

0.910

4.1

1.74

40.8

0.089

0.031 3

0.69

0.293

2.30

0.900

4.05

1.73

41.0

0.088

0.031 0

0.68

0.290

2.27

0.890

4

1.72

41.2

0.087

0.030 7

0.674

0.287

2.25

0.882

3.95

1.7

41.4

0.086

0.030 4

0.668

0.284

2.22

0.874

3.9

1.68

41.6

0.085

0.030 1

0.662

0.281

2.20

0.866

3.85

1.67

41.8

0.084

0.029 9

0.656

0.278

2.17

0.858

3.8

1.66

42.0

0.083

0.029 7

0.650

0.275

2.15

0.850

3.75

1.65

42.2

0.082

0.029 4

0.644

0.272

2.12

0.842

3.72

1.62

42.4

0.081

0.029 2

0.638

0.269

2.10

0.834

3.68

1.61

42.6

0.079

0.028 9

0.632

0.266

2.07

0.826

3.64

1.6

42.8

0.078

0.028 6

0.626

0.264

2.05

0.818

3.6

1.59

43.0

0.077

0.028 4

0.620

0.262

2.02

0.810

3.55

1.58

43.2

0.076

0.028 1

0.614

0.259

2.00

0.802

3.5

1.56

43.4

0.075

0.027 9

0.608

0.257

1.98

0.794

3.45

1.55

43.6

0.074

0.027 6

0.602

0.254

1.96

0.786

3.4

1.54

43.8

0.073

0.027 3

0.596

0.252

1.94

0.778

3.35

1.53

44.0

0.072

0.027 1

0.590

0.25

1.92

0.770

3.3

1.52

44.2

0.071

0.026 8

0.584

0.248

1.90

0.762

3.25

1.5

44.4

0.070

0.026 6

0.578

0.246

1.88

0.754

3.2

1.48

44.6

0.069

0.026 3

0.572

0.244

1.86

0.746

3.15

1.47

44.8

0.068

0.026 1

0.566

0.242

1.84

0.738

3.1

1.46

45.0

0.067

0.025 9

0.560

0.240

1.82

0.730

3.05

1.45

45.2

0.066

0.025 7

0.554

0.238

1.80

0.722

3

1.42

45.4

0.065

0.025 4

0.548

0.236

1.78

0.714

2.98

1.41

45.6

0.064

0.025 1

0.542

0.234

1.76

0.706

2.96

1.4

45.8

0.063

0.024 9

0.536

0.232

1.74

0.698

2.94

1.39

电压

V

允许电容

PtF

IlC类设备

IlB类设备

IlA类设备

I类设备

安全系数

安全系数

安全系数

安全系数

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

Xl

XI.5

46.0

0.062 3

0.024 7

0.530

0.230

1.72

0.690

2.92

1.38

46.2

0.061 6

0.024 4

0.524

0.228

1.70

0.682

2.9

1.36

46.4

0.060 9

0.024 2

0.518

0.226

1.68

0.674

2.88

1.35

46.6

0.060 2

0.023 9

0.512

0.224

1.67

0.666

2.86

1.34

46.8

0.059 6

0.023 7

0.506

0.222

1.65

0.658

2.84

1.33

47.0

0.059 0

0.023 5

0.500

0.220

1.63

0.650

2.82

1.32

47.2

0.058 4

0.023 2

0.495

0.218

1.61

0.644

2.8

1.3

47.4

0.057 8

0.022 9

0.490

0.216

1.60

0.638

2.78

1.28

47.6

0.057 2

0.022 7

0.485

0.214

1.59

0.632

2.76

1.27

47.8

0.056 6

0.022 5

0.480

0.212

1.57

0.626

2.74

1.26

48.0

0.056 0

0.022 3

0.475

0.210

1.56

0.620

2.72

1.25

48.2

0.055 4

0.022 0

0.470

0.208

1.54

0.614

2.7

1.22

48.4

0.054 8

0.021 8

0.465

0.206

1.53

0.609

2.68

1.21

48.6

0.054 2

0.021 5

0.460

0.205

1.52

0.604

2.66

1.2

48.8

0.053 6

0.021 3

0.455

0.203

1.50

0.599

2.64

1.19

49.0

0.053 0

0.021 1

0.450

0.201

1.49

0.594

2.62

1.18

49.2

0.052 4

0.020 8

0.445

0.198

1.48

0.589

2.6

1.16

49.4

0.051 8

0.020 6

0.440

0.197

1.46

0.584

2.56

1.15

49.6

0.051 2

0.020 4

0.435

0.196

1.45

0.579

2.52

1.14

49.8

0.050 6

0.020 2

0.430

0.194

1.44

0.574

2.46

1.13

50.0

0.050 0

0.020 0

0.425

0.193

1.43

0.570

2.46

1.12

50.5

0.049 0

0.019 4

0.420

0.190

1.40

0.558

2.43

1.1

51.0

0.048 0

0.019 0

0.415

0.187

1.37

0.547

2.4

1.08

51.5

0.047 0

0.018 6

0.407

0.184

1.34

0.535

2.3

1.02

52.0

0.046 0

0.018 3

0.400

0.181

1.31

0.524

2.25

1

52.5

0.045 0

0.017 8

0.392

0.178

1.28

0.512

2.2

0.99

53.0

0.044 0

0.017 4

0.385

0.175

1.25

0.501

2.2

0.97

53.5

0.043 0

0.017 0

0.380

0.172

1.22

0.490

2.2

0.96

54.0

0.042 0

0.016 8

0.375

0.170

1.20

0.479

2.15

0.95

54.5

0.041 0

0.016 6

0.367

0.168

1.18

0.468

2.15

0.94

55.0

0.040 0

0.016 5

0.360

0.166

1.16

0.457

2

0.94

A.4串联电阻保护时允许降低的有效电容

当用电阻和电容串联来限制两者组合(图A.9中节点A和节点B)后的放电能量时,可用表A.3简 化评定两节点间有效电容。或者,如果该表不适用,可对电路进行试验。

电阻应具有7.1规定的额定值,节点X应与其他所有导电部件之间隔离,并应符合6.3或附录FO

A.9等效电容

A.3串联电阻保护时有效电容允许降低系数

电阻R

Q

降低系数

O

1.00

1

0.97

2

0.94

3

0.91

4

0.87

5

0.85

6

0.83

7

0.80

8

0.79

9

0.77

IO

0.74

12

0.70

14

0.66

16

0.63

18

0.61

20

0.57

25

0.54

30

0.49

40

0.41

注:表A.3中规定的降低系数有些保守,进一步的降低系数可通过试验获得。

附录B

(规范性)

本质安全电路用火花试验装置

Bl火花点燃试验方法

B.1.1 原理

被试电路接入火花试验装置电极上,电极在充满爆炸性试验混合物的容器内。

将电路参数调整到规定的安全系数后进行试验,并确定在电极系统的规定转数内是否点燃爆炸性 试验混合物。

除非另有规定,加工零件的机械尺寸公差为士2%(鸨丝长度士 10%),电压和电流的容差为士 1%

B.1.2试验装置

试验装置由容积至少为250 cm'的爆炸容器内布置一组电极组成。电极用于在规定的爆炸性试验 混合物内产生闭合火花和开路火花。

1试验装置实际设计实例见图B.4(具体的电极结构见图B.1、图B.2和图B.3)o

两接触电极之一是由图B.2所示的带有两道槽的旋转镉电极盘组成。

2可以使用电镀用镉来铸造镉电极盘。

另一个接触电极由四根鸨丝组成,鸨丝直径为0.2 mm,并固定在圆周直径为50 mm的极握上(极 握用黄铜或其他合适的材料制造,如图B.3所示)。

3为了避免鸨丝过早被机械棱角折断,将极握上鸨丝紧固件的棱边稍做圆滑处理是有益的。

电极结构安装如图B.1所示。旋转极握使鸨丝电极在开槽的镉盘上滑动。极握与镉盘之间的距离 为10 mm0鸨丝的自由长度为Ilmm。鸨丝是直的,并且装配成:当鸨丝不与镉盘接触时,垂直于镉盘 表面。

驱动镉盘和极握的两轴相隔31 mm,并且两轴之间和试验装置底盘之间相互绝缘。电流通过轴系 上的滑动电极流进和流出,两轴由不导电的齿轮啮合起来,齿轮传动比为50 12

用电机带动的极握转速为80 r∕min,如果必要,可用适当的减速传动装置。镉盘速度较慢,向反方 向旋转。

除气体流动系统外,底盘上的轴承套应是气密封的。

为记录电机拖动极握轴的转数,应配备计数器,或者应用计时器测定试验的持续时间,从而计算出 极握轴的转数。

4比较可行的方法是在爆炸性混合物被点燃之后,能够自动停止拖动电机,或计数器停止计数。例如用光电管 或压力开关装置(见图B.5和图B.6) 0

爆炸容器应能承受至少1 500 kPa爆炸压力,除非火花试验装置研制成能释放爆炸压力的型式。

在电极结构两端,电极开路时试验装置的自身电容应不超过30 pF电极闭合时,在1 A直流电流 下电阻应不超过0.15 Q,并且自身电感应不超过3 μH0

B.1.3火花试验装置标定

10.1.3规定,每一系列试验前和试验后都应检查火花试验装置的灵敏度。

当灵敏度不能满足规定要求时,应按下列程序调整直至达到所要求的灵敏度:

a) 检查标定电路的参数;

b) 检查爆炸性试验混合物的成分;

C)清理鸨丝;

d) 更换鸨丝;

e) 10.1.3的规定,将端子接到95 mH/24 V/100 mA电路中,并且开动试验装置使电极在空气 中旋转20 Ooo转;

f) 更换镉盘,按10.1.3规定标定试验装置。

B.1.4丰乌丝的制备和清理

鸨丝是非常脆的材料,而且运转一定周期后常在端部造成开裂。为解决该难题,应按下列程序之一 制备鸨丝:

a) 按图B.8所示电路,用图B.7所示简单装置熔断鸨丝端部。通常,每根鸨丝端部会形成一个小 球,该小球可用镶子轻压除去。

用该方法制备鸨丝,平均四根鸨丝只有一根在进行约50 000次火花试验后才进行更换。

b) 用大剪刀切断鸨丝,例如,使用质量较好的重型剪刀。

然后,把鸨丝安装到极握上,用0号金刚砂布或类似物用手工研磨表面的方法清理鸨丝包括端部。

1在清理鸨丝时,最好将极握从火花试验装置上拆下来。

2用过筛方法确定0号金刚砂布的粒度规定如下。

要求

筛眼尺寸/“m

所有的颗粒都通过

106

不超过24%在筛网上

75

至少有40%在筛网上

53

不超过10%通过

45

经验表明,为了保持灵敏度稳定,在使用期间最好定时清理和矫直鸨丝。清理的时间间隔取决于鸨 丝堆积物形成的速率。该速率又取决于被试电路。如果鸨丝头开裂或鸨丝不能矫直,则应更换鸨丝。

B. 1.5新镉盘调试

为了稳定火花试验装置的灵敏度,宜用下列程序调整新镉盘:

a) 把新镉盘装配到火花试验装置上;

b) 10.1.3规定将试验装置的连接端子接到95 mH/24 V/100 mA电路上,并且开动试验装置, 使电极在空气中旋转20 Ooo转;

C)安装按B.1.4制备和清理的新鸨丝,并且将试验装置与通过2 kΩ电阻器充电的2 μF非电解 电容器连接;

CI)10.1.3.1使用 A级别(或I类)爆炸性试验混合物,施加70 V(或对于I95 V)电压到电 容电路并且操作火花试验装置,使极握旋转至少400转或直到发生点燃为止;如果不发生点 燃,检查气体混合物,替换鸨丝或者检查火花试验装置。如果发生点燃,则应递减5 V电压并 重做试验,直到不发生点燃为止;

e)对于IlA级别电压达到45 V时(对于I类为55 V)应发生点燃,对于IlA级别电压为40 V时 (对于I50 V)应不发生点燃。

B.1.6火花试验装置的局限性

用火花试验装置试验本质安全电路时,通常受下列条件限制:

a) 试验电流不大于3 A

b) 对于电阻性和电容性电路,工作电压不大于300 V

C)对于电感性电路,电感应不大于1 H

CI) 电路频率不超过1.5 MHZO

1火花试验装置可应用到超过上述限制条件的电路,但此时火花试验装置的灵敏度可能已发生变化。

2如果试验电流大于3 A,鸨丝的温升可导致点燃,致使试验结果失效。

3对于电感性电路,宜核查确认装置的自感和电路时间常数对试验结果不会产生不利影响。

4具有较大时间常数的电容性和电感性电路可以进行试验,例如,降低火花试验装置驭动速度。对于容性电路, 可以除去两根或三根鸨丝进行试验。但需注意的是,降低火花试验装置速度可能会改变火花试验装置的灵 敏度。

火花试验装置可能不适用于那些在规定的转数内,靠火花试验装置的通断来切断电流或减小电气 参数的电路试验。在整个试验过程中,这些电路应提供最不利情况下的输出条件。

5附录E和附录H提供了关于此类电路试验的更多信息。

B.1.7对用于较大电流试验装置的改进

如果试验装置按下列要求改进,则可对电流为3 A~1O A的电路进行试验。

将直径为0.2 mm的鸨丝改为直径为0.37 mm~ 0.43 mm之间的鸨丝,且将鸨丝自由长度减短到

1净长度的缩短能降低镉盘的磨损。

装置的总电阻包括换向接触电阻应降至小于100 mQ,或者修改被试电路,以补偿火花试验装置的 内电阻。

2已经发现用于汽车制造业的电刷型式与装置轴上的黄铜轴套组合使用可增加接触面积,是一种实用的降低接 触电阻的方法。

试验装置的总电感以及与被试电路连接线的电感应减到最小,且不超过1 μH0

该设备适用于较大的电流,但应特别关注对结果进行分析。

单位为毫米


标引序号说明:

1——被试电路连接处。



B.1本质安全电路用火花试验装置


单位为毫米


B.2镉电极盘



标引序号说明:

1——详图X,比例10 : Io


B.3极握



7ZZΔ

13

14

15

4

3

2

16

17




标引序号说明:

1 --绝缘板;

8 ---极握;

13---镉盘;

18--带减速器的拖动电机80 r/minO

B.4火花试验装置设计实例

单位为毫米



标引序号说明:

1--馈送电流;

4--绝缘板。

注:用镶子除去熔化小球。

B.5熔断鸨丝的装置

附录C

(资料性)

爬电距离、电气间隙、通过浇封化合物的间距及通过固体绝缘的间距的测量

C.1电气间隙、通过浇封化合物的间距和通过固体绝缘的间距

宜按6.3.3确定使用电压。

两导电部件之间在空气中的最短距离称为电气间隙,如果在两导电部件之间有绝缘部件,例如隔 板,则此距离按图C.1所示沿通过隔板端部的直线段来测量。

3

2

标引序号说明:

3---隔板。

C.1电气间隙测量

如果导电部件之间的间距中一部分是电气间隙,而另一部分是通过浇封化合物的间距和/或通过固 体绝缘的间距时,则等效的电气间隙或通过浇封化合物的间距可按下列方法计算。然后,该值可与表5 中有关列的值进行比较。

在图C.2中,设厶表示电气间隙,B表示通过浇封化合物的间距C表示通过固体绝缘的间距。

标引序号说明:

1——导体。

C.2复合间距测量

如果A小于表5中的适用值,可使用下表之一。任何电气间隙和间距小于表5相应值的三分之 一,对于该计算可忽略不计。

宜将这些计算的结果相加并与表5中的相应值进行比较。

应用表52列值时,用下表系数乘以测量值:

电压差

L7<10 V

10 V≤Ur<30 V

U≥30 V

A

1

1

1

B

3

3

3

C

3

4

6

应用表53列值时,用下表系数乘以测量值:

电压差

U<10 V

10 V≤U<30 V

U≥30 V

A

0.33

0.33

0.33

B

1

1

1

C

1

1.33

2

应用表54列值时,用下表系数乘以测量值:

电压差

U<1Q V

10 V≤L7<30 V

L7≥30 V

A

0.33

0.25

0.17

B

1

0.75

0.5

C

1

1

1

C.2 爬电距离

宜按6.3.3确定使用电压。

爬电距离沿绝缘表面进行测量,即按(图C.3和图C.4所示)示意图进行测量。

标引序号说明

一基板;

2—

—凹槽;

3—

—隔板;

4—

一粘合剂。

C.3爬电距离测量

在图C.3中的下列要点宜予以考虑:

a) 爬电距离是环绕绝缘表面上原来已存在的不小于3 mm宽的凹槽进行测量的;

b) 6.3.2要求设置的绝缘间隔或隔板,如未粘合,爬电距离在隔板上边或下边测量,两者取较 小值;

C)如果在b)中叙述的隔板是用粘合剂粘合的,则爬电距离总是沿隔板上边测量。

标引序号说明:

C.4复合爬电距离测量

当采用涂覆清漆的方法来减小所要求的爬电距离时,而且爬电距离只有一部分涂覆清漆,如图C.4 所示,则总的有效爬电距离可参考表5中第5列或第6列值进行下列计算。参考表55B乘以1, 厶乘以3。参考表56B乘以0.33,A乘以1。然后将结果加起来。

附录D

(规范性) 浇封

D.1粘附性

当浇封需要显露电路部件时,则应留下封口,并且浇封化合物应能粘在界面上。

用浇封化合物浇封的元件可不考虑爬电距离要求,这是基于它已消除了污染的可能性。实际上,对 相比漏电起痕指数(CTl)的测量,就是对引起导电部件之间的间距击穿的污染程度的测量。下列假设 情况就是从这个基本考虑引出的:

—如果所有带电部件和基板被全部浇封,即没有裸露在浇封外面,那么就没有污染的危险,所以, 不可能发生由污染引起的击穿;

一如果电路的任一部分,例如,裸露导体、绝缘导体、元件、印制电路的基板裸露在浇封外面,那 么,除非在接合处用浇封化合物粘合,则污染可进入接合处并发生击穿。

D.2温度

浇封化合物额定温度应符合6.6的规定。

1所有浇封化合物都有其最高温度。超过这个温度时,它将失效或它的特性发生改变。因特性的改变而发生破 裂或分解,从而使超过浇封化合物外表面温度的热表面暴露在爆炸性环境中。

2宜注意被浇封元件的温度可能比它在自由空气中的温度高或低,这取决于浇封化合物的热传导性。

1

3

a) 无外壳

D.1符合6.3.56.6浇封组件举例

BX

5

C) 敞开式外壳

d)带盖外壳

标引序号说明:

3——元件——不必穿透浇封;

D.1符合6.3.56.6浇封组件举例(续)

至自由表面最小厚度至少为表53列规定值的1/2,最小为1 mmo

a)机械保护

D.2 没有外壳的浇封应用

最小厚度由外表面温度确定。

b)温度保护

5、表F.1和表F.2的第3列适用于被标记处的隔离距离,至自由表面最小厚度为1 mmo

C)电路隔离保护

至自由表面最小厚度至少为表53列规定值的1/2,最小为1 mmO

d)本安电路中熔断器的保护

至自由表面最小厚度至少为表53列规定值的1/2,最小为1 mmo

e)隔离气体

D.2 没有外壳的浇封应用(续)

d

a)未安装元件的模铸

2 b)安装于印制电路板元件的模铸

标引序号说明:

1--模铸--至自由表面最小厚度至少为表54列规定值,最小为0.5 mm

2——元件(例如:熔断器);

3--印制电路板最小厚度0.5 mmo

D.3符合6.6模铸组件举例

3D.1〜图D.3为简示图,未显示进出组件的连接,主要是对保护方式要点的说明。

D.1是对使用浇封化合物实现浇封组件的举例说明,显示出至浇封化合物自由表面、至金属外壳或固体绝

缘灌封外壳间距要求的基本差异。包括:

---图D.la)无外壳;

——图D.lb)完整外壳;

--图D.lc)敞开式外壳;

--图D. Id)带盖外壳。

D.2是对不带外壳使用浇封化合物实现浇封组件的举例说明。包括:

——图D.2a)电感与其抑制元件的机械保护;

--图D.2b)降低表面温度的应用;

——图D.2c)本安电路的隔离;

——图D.2d)本安电路中熔断器的浇封保护方式;

——图D.2e)隔离气体的浇封保护方式。

D.3是对采用固体绝缘封装方式的举例说明。显示出结构和至表面间距的基本要求,固体绝缘封装技术是

将组件作为一个单元进行模铸。包括:

一图D.3a)未被安装元件的固体绝缘封装方式,例如熔断器。

D.3a)是为了表明一个装置在6个面同时受力状态下模压而成,例如熔断器。

——图D.3b)安装于印制电路板元件的固体绝缘封装方式,例如熔断器。

D.3b)是为表明虽然方式与图D.3a)相似,但元件在受压前预先安装于印制电路板(图中3),例如熔断 器。有时也指嵌件成型。

附录E (资料性) 瞬态能量试验

E.1原则

产生瞬态电压和电流的电路,若其产生的瞬态能量不高于10.1.5.3规定,则允许其产生的瞬态电压 和电流高于附录A提供的数值。例如,当电源通过一系列半导体限流开关检测到大电流并且切断时, 但是瞬时能量还是传递到负载上。又如,一个电压检测电路用于触发与负载并联在一起的半导体闸流 管,在半导体闸流管击穿前,高电压瞬时出现在负载两端。

电路宜按5.1规定的、产生本条款所述的最高能量的故障条件下进行试验。

注:最不利条件不一定在最高电压时出现,低电压也宜进行评定。

本试验旨在测量产生超过附录A规定的电压和电流时或使用10.1的火花试验装置进行试验时不 会引起点燃的能量值。

E.2 试验

用电压和电流超过附录A规定值的这段时间,或者用电压和电流超过火花试验装置进行试验不会 点燃值的这段时间,与功率的积分来获得可能释放到爆炸性环境中的能量。

电路试验在5.1规定故障的最不利条件下进行。如果电路向外部设备供电(例如,串联半导体限流 开关的电源通过其输出端子,向爆炸性环境中的其他设备输送电源),那么,最不利的负载可能是在开路 和短路限值之间的任一负载。

例如:如果开路时电源电压为15 V,且有一串联限流开关在电流为1 A时动作,那么可以预计,当 电路连接到大约14.5 V的最不利齐纳负载时,在引起电流开关动作前将会产生一个大于1 A的瞬态电 流。电压低于该值的齐纳负载也宜考虑进行试验。

对于IlB类设备,14.5 V电压允许的最大电流是3.76 A(如表A.l)0因此,试验在电流超过3.76 A 这段时间测量电压和电流。试验的配置以及预期电压和电流用一个数字示波器记录,如图E.1和 图E.2所示。

在这种情况下,瞬态能量通过测量齐纳管的电流(使用钳形电流表)和电压来计算。同时,可以测量 得到齐纳管每个值的一系列与电流相对应的时间,从而获得电压乘以电流及对应时间的曲线图。计算 电流下降到非点燃值以前曲线图的面积,即试验获得的瞬态能量。

在其他情况下,最严酷的负载可能是可变电阻器。在这种情况下,对应每个短路至电阻值小于 UJIo的电阻负载可绘出一组电流时间曲线,通过电阻上产生的功率及对应的时间计算传递的瞬态功 率。此类负载可以是电容器或者电感器,这取决于特定的输出参数。

需要注意的是,电压和电流用小于1 3/分格的高速存储示波器进行测量。试验设备的选择和试验 线路的连接宜最大程度地减少对被测值的影响,推荐使用钳形电流测量探头、高阻抗电压测量设备;推 荐使用具有双向低接触电阻特性的水银触点倾斜开关,但是其他特性等效的开关也可使用。

1 试验电路;

2——负载;

5——钳形电流测量探头。

E.1测试电路举例

标引序号说明:

E.2输出波形举例

附录F

(规范性)

装配完成的印制电路板的可选间距及元件隔离

F.1总则

本附录降低了表5所规定的导电部件的间距要求。本附录适用于最大污染等级为2级的下列 产品:

—装配好的印制电路板;和

一具有表F.1或者表F.2规定保护等级的隔离元件,变压器除外。

注:6.3给岀了以3级污染等级(GB/T 16935.1)⅛基础的导电部件间距的通用要求,原则上,依据GB/T 16935.1的 双重绝缘或者加强绝缘也符合本质安全“ia”“ib”保护等级安全间距要求。

受安装条件限制适用2级污染等级或者具有防尘防潮壳体或涂敷保护的印制电路板、继电器和光耦合器可使 用本附录较为宽松的结构要求。

本附录基于标准“低压系统内设备的绝缘配合,,(GB∕T 16935.Do

F.1中的数据适用于过电压I ∕∏∕≡类(电源电路/非电源电路)、2级污染等级(运行中无冷凝)的情况;数据 源于GB/T 16935.Io这种替代方法广泛的利用了绝缘配合。

F.2污染的控制

如果印制电路板组件或者隔离部件的污染等级是2级或更高,可采用如下间距:

“ia”“ib”保护等级如表F.1所示;

--"ic”保护等级如表F.2所市。

可通过下列方法降低到2级以下污染等级:

一将保护印制电路板组件或者隔离部件安装于符合现场使用条件的壳体中,防护等级不应低于 GB/T 4208 规定的 IP54

外壳应符合GB/T 3836.1—2021规定的所有对外壳适用的要求及外壳防护等级不低于IP54 的要求;或

一按照GB/T 16935.3的规定,有效的1型或者2型涂层;或

一安装在一个受控的低污染等级的环境中,在这种情况下,应在制造商提供的文件中规定安装条 件且在标志上增加符号“X”(见GB/T 3836.1—2021中的标志要求)。

F.3印制电路板的距离和元件隔离

F.3.1 “ia”“ib”保护等级

对于“ia”“ib”保护等级,符合下列条件时F.1规定的情况可采用表F.1的间距。

一线路限定为GB/T 16935.1规定的过电压I / 口 / IH类(非电源电路/电源电路),制造商应在文 件中增加这些内容作为安装条件。设备防爆合格证应按照GB/T 3836.1—2021中的标志要 求标志“X”,且证书列出的特殊使用条件应详述安装要求。

符合表F.1的间距应认为是可靠的且不考虑产生较低电阻的故障。然而,当要求部件必须满足冗 余要求时(例如二只电容串联在一起),间距小于表F.1值,但大于或相等于表F.1规定值的一半应被认 为是单个计数故障,但不考虑其他故障。

虽然电气间隙和爬电距离不需要进行型式或者例行试验,但涂层下、通过浇封化合物和通过固体绝 缘的间距应该按GB/T 16935.1GB/T 16935.3的规定进行型式试验和例行试验。因为只能在电气 隔离的电路上进行例行试验,所以可在设计印制电路板时加入特殊试验用导体,用于确认制造程序(涂 层、封装)的有效性。

型式试验应考虑设备使用的最严酷的环境条件,例如最高温度和最低温度。

当采用表F.1数据时不应采用6.3.6规定的复合间距。

F.3.2 “ic”保护等级

对于“ic”保护等级,采用以下条件可以使用表F.2的减小间距。

一如果设备的额定电压或者任何部分的标称电压不超过60 V峰值,除通用的工业标准外,没有 其他关于隔离间距的要求。额定电压在60 V峰值〜375 V峰值范围内的设备应符合表F.2 爬电距离和电气间隙的要求。

一不管设备内或设备外,应釆取措施,将电路限定为GB/T 16935.1规定的过电压II类。

F.1防护等级、材料和安装的特殊条件满足要求时, “ ia”和“ ib”保护等级的电气间隙、爬电距离和间距

1

2

3

4

5

6

7

额定绝缘电压

(交流有效值

或直流3

V

电气间隙和 爬电距离b

mm

通过浇封化

合物的间距

mm

通过固体绝 缘的间距

mm

1型涂层下 的间距d

mm

2型涂层下的 间距d

mm

最小相比漏

电起痕指数

(CTI)

过电压类别C

E

I∕Π

I∕Π∕ΠI

I∕Π∕ΠI

In

I∕Π

I∕Π∕ΠI

10

0.5

0.2

0.2

0.2

0.5

0.2

0.2

50

0.5

0.2

0.2

0.2

0.5

0.2

0.2

100

100

1.5

0.32

0.2

0.2

0.75

0.32

0.2

100

150

3.0

1.3

0.2

0.2

1.5

0.65

0.2

175

300

5.5

3.2

0.2

0.2

2.75

1.6

0.2

175

600

8.0

6.4

0.2

0.2

4.0

3.2

0.2

275

RlO系列为基础的电压级别。实际工作电压的超差可能小于等于表中规定值的10%

b包括PCB中的部件和元件。

C过电压类别依据GB/T 16935.1 o

d涂层型式依据GB/T 16935.3o

e包括任何重现峰值电压例如DC-DC变换器,但是瞬态可忽略。

F.2防护等级、材料和安装的特殊条件满足要求时, “ic”保护等级的电气间隙、爬电距离和间距

1

2

3

4

5

6

7

电压(峰值)

V

电气间隙

mm

通过浇封化

合物的间距

mm

通过固体 绝缘的间距

mm

爬电距离

mm

涂层下的间距

mm

相比漏电起

痕指数(CTI)

90

0.4

0.15

0.15

1.25

0.3

100

190

0.5

0.3

0.3

1.5

0.4

175

375

1.25

0.3

0.3

2.5

0.85

175

>375

*

*

*

*

*

*

1   表示目前该间距无对应值。

2制造商宜提供符合绝缘材料CTl要求的证明。

附录G

(规范性)

现场总线本质安全概念(FISCO)——设备要求

G.1 总则

本附录规定了使用现场总线本质安全概念FISCC))的设备结构的详细内容。本附录针对采用曼彻 斯特编码概念、遵照GB/T 16657.2现场总线物理层安装标准设计的总线供电系统。

FlSCo设备的结构要求由本文件确定,本附录修改的内容除外。现场总线装置部分可由 GB/T 3836.1-2021列出的任一种适用于EPL或预定区域的保护方法来保护,在这种情况下,本附录 的要求仅适用于与本安干线或支线直接连接的设备部分。

1FISeO要求认证并不妨碍设备进行常规的认证和标志,这样它们可以用于其他系统中。

2典型FISCo设备的示意见图G.1

G.2设备要求

G.2.1通则

设备结构应符合本文件,本附录修改的内容除外。

设备的文件应保证确认每台设备适用于符合GB/T 3836.18FlSCo系统。

G.2.2.1 通则

电源应具有电阻限流特性或具有不规则四边形或矩形的输出特性,在本文件规定的相应保护等级 的条件下,最大输出电压U。应在14 V~17.5 V的范围内。

内部最大未保护电容Ci和电感Li应分别不大于5 nF10 μH0 电源输出可接地。

G.2.2.2 “ia”“ib”等级FlSCO供电电源的附加要求

对于任何“ia”“ib”等级FISCO供电电源的最大输出电流IO应按本文件来确定,但不应超过 380 mAo对于矩形特性电源,可使用表G.1评定。

G.1 “ia”“ib”等级FISCO矩形电源用最大输出电流的评定

Uo

V

∏ C类允许电流(包括1.5倍安全系数) mA

IIB类允许电流(包括1.5倍安全系数) mA

14

183

380

15

133

354

16

103

288

17

81

240

17.5

75

213

注:ITB类的两个最大电流值由5.32 W得出。

最大输出功率P不应超过5.32 WO

G.2.2.3 “ic”等级FlSCO供电电源的附加要求

对于“ic”等级FlSCo供电电源的最大输出电流Io应按本文件来确定。对于“ic”等级FlSCo矩形 特性电源,可使用表G.2确定。

G.2 “ic”等级FlSCO矩形特性电源用最大输出电流的评定

UO

V

∏ C类允许电流 mA

IIB类允许电流 mA

14

274

570

15

199

531

16

154

432

17

121

360

17.5

112

319

注:不限制“ic”等级FlSCO电源的最大输出功率F。。

G.3 FlSCO现场装置

G.3.1通则

这些要求适用于与本安总线相连的设备,无论它们安装在危险场所内部还是外部,电源终端器和简 单装置除外。

这些要求如下:

a) 现场设备最低输入电压参数应为Ui = I7.5 V

b) 总线端子应按本文件的要求对地隔离;

C)单独供电的现场设备的总线接线端子,应按本文件的要求与其他电源隔离,确保这些接线端子 保持无源,避免总线多点接地;

CI)每一个现场装置的最大无保护内部电容Cl应不大于5 nF,不要求在证书或者标牌上说明输 入和内部参数的技术要求;

e) 本文件规定的正常或故障条件下,总线接线端子应保持无源,即接线端子不会成为系统的能量 来源,泄漏电流不大于50 VA时除外;

f) 现场装置应确定保护等级并适用于I类、II类或IH类或这些类别的任何组合;

g) 预定安装在危险场所的IIC类现场装置应确定温度组别,预定安装在危险场所的IH类装置应 确定最高表面温度。

G.3.2 “ia”“ib”等级FlSCO现场装置的附加要求

“ia”“ib”等级FlSCO现场装置的附加要求如下:

a) 现场装置最低输入参数应为Ii = 380 mA,Pi = 5.32 W

b) 现场装置内部电感L,不大于10 μH0

G.3.3“ic”等级FISCO现场装置的附加要求

“ic”等级FlSCO现场装置的附加要求是,它们的内部电感Ll不大于20 μH0

G.3.4终端器

系统要求在总线端点含有一个电阻-电容组成的终端器,该终端器在总线端点处提供一个等效于至 少90 Q的电阻与最大2.2 MF(含允许误差)的电容串联组成的电路。

1 GB/T 16657.2规定了运行条件下必需的元件参数。

终端器应:

a) 采取有防爆措施。

b) 适用于I类、II类或DI类或这些类别的任何组合:

1) 预定安装在危险场所的 C类现场装置应确定温度组别;

2) 预定安装在危险场所的IH类装置应确定最高表面温度。

C)如果认为电容性元件会出现故障产生短路电流,那么要求电阻额定功率为5.1 WO

d) 输入电压Ui不小于17.5 VO

e) 按照本文件的要求对地隔离。

f) 最大未保护内部电感Li不大于10 μH0

2终端器可用在现场装置或供电电源内部。

3进行本质安全评定时,终端器的有效电容G)可看作对系统的本质安全无影响。

G.3.5简单装置

本质安全系统中采用的简单装置,应符合本文件的规定。另外,与FlSCO系统连接的所有电感总 和与电容总和应分别不大于10 μH5 nF

注:确定“ia”“ib”等级系统内简单装置的温度组别或最高表面温度时宜注意,因为出现的最大功率可高达

5.32 Wo "ic”等级系统内的温度组别是按正常运行条件下确定的。

G. 4 标志

G.4.1 总则

每件设备都应标注"FISCO"一词,并在其后面注明其功能,例如供电电源、现场装置或终端器。另 外,每件设备应按本文件要求标注,本附录修改的除外,例如,制造商的名称和地址仍应标出。

有些设备需要双标志,以便于既能够用于FlSCO系统,又能用于常规的本质安全系统中。此时,应 注意FlSCo标志和常规本质安全系统标志之间的区别。

对于FISCO供电电源,不需要标注出输出参数UaJoX^L^POLJR。;对于FlSCO现场装置 或终端器,不需要标志出输入和内部参数UiLGLiPiLl∕Rio

G.4.2 标志实例

标志实例如下:

a)供电电源

FISCO供电电源

Um=250 V

:EX ia Ga] ∏ C

制造商名称和地址

型号规格

20 oC≤Ta≤ + 50 OC

检验机构代号及防爆合格证编号

产品编号

b)现场装置

FlSCO现场装置

EX ia IIC T4 Ga

制造商名称和地址

型号规格

20 °C≤Ta≤ + 60 OC

检验机构代号及防爆合格证编号

产品编号

C)终端器

FlSCO终端器

EXia IIC T4 Ga

制造商名称和地址

型号规格

检验机构代号及防爆合格证编号

产品编号

d)双标志现场装置

制造商名称和地址

型号规格

20 oC≤Ta≤ + 60 OC

检验机构代号及防爆合格证编号

产品编号

FlSCO现场装置

EXia IIC T6 Ga

Ui:28 V

Ci 3 nF

L :200 mA

Li 10 μH

Fil1.2 W

危险场所

非危险场所


标引序号说明:

3——数据线;

4  手持终端;


5--现场装置;

6——干线;

7---支线o


G.1典型系统


附录H

(资料性)

半导体限制电源电路的点燃试验

电源是任何电路中必不可少的部分。在给危险场所中的本质安全电路供电时,电源输出应是本质 安全的。

1本附录中,“电源”是一个通称。它可以是提供本质安全功率的专用设备,也可以是设备内部的电流调节器或 电压增强电路。

2本附录仅涉及电源的本质安全输岀。

最早的本质安全电源包括可靠变压器、整流器、滤波电容,和紧接的一个限制最大输出电流的限流 电阻。输出电压为无负载条件下滤波电容的电压,或限制最大输出电压的并联齐纳二级管的电压。

附录A中的曲线和表格是基于使用这样的简单电源电路在火花试验装置测试的电压、电流、电容 和电感,火花试验装置采用4根鸨丝与镉盘,400转中不允许点燃。在数学上,假定出现1 600次火花, 意味着,在一次打开或关闭输出电源连接的点燃概率(基于获得的点燃数量)小于6.25X10-4。实际上, 由于镉盘上鸨丝的跳动,以及由于镉盘上的缝隙,火花数量要大得多。因此,实际点燃概率更低。

基于经验数据,已经看出,点燃概率对数相对于电路中电流对数的图呈现了一个线性关系(见 图H.l)0基于本文件的要求,仅当用1.5倍正常情况电源所提供电流进行火花试验,且试验气体为规 定特定组别的气体,(对“ia”“ib”)认为电源符合本文件。

基于以上描述的概率与电流的关系,这样的电源将具有在正常电流下小于1.16X10Y的点燃概率。

总之,只有在正常电流和电压下打开或关闭电源输出时点燃概率小于1.16X10-6,这样的电源被认 为符合要求。

电源设计的后续发展引入了复杂电路,不仅通过限制电流、电压、电感和电容,而且通过人工限制放 电持续时间或限制开关接触的电压变化来提供本质安全。使用火花试验装置的常规试验由于以下原因 变得不再满足:

一不太可能增加电源中电流或电压来提供必要的1.5倍安全系数,因为电路在大多数情况下不 易改变;

—— 由于部件的额定值的限制,电源不能提供增加的电流或电压;

一用来提供增加电流或电压的电源变化改变了电源的时序电路,又因此改变了电源电路性能。

这些情况下,通常认为通过使用规定的“安全系数1.5”的混合物增加试验气体混合物灵敏度以提供 安全系数是符合要求的。目的是电源用增加的试验气体混合物安全系数进行试验来显示火花试验装置 的400转不发生点燃,因此证明点燃概率低于6.25×10-因此假定在正常条件下,点燃概率将低于

然而,发现在一些情况下,尽管电源在安全系数1.5的试验气体混合物时点燃概率低于6.25X IO-,不能提供正常条件下的点燃概率1.16X10T,因为电源不遵循点燃概率对数和电流对数的线性关 系。这引起了注意,认为这样的电源在正常电流时不能提供“可接受的低点燃概率”。

本附录提供了测试这种复杂电源的试验方法;用增加了灵敏度的试验气体混合物来达到安全系数 (见 10.1.3.2)o

要求用安全系数1.5的试验气体进行试验,且确保400转不发生点燃。进行该试验以确保符合本 文件的规范性要求(见10.1.4)o

需要进一步的试验以确保电路表现出点燃概率和试验气体安全系数的关联,该关联确保在正常电 流和同一安全系数气体下获得可接受的低点燃概率1.16 XI(T6。通过用安全系数SFX=I.5, SFy = 2.O,SFz=2.5的气体混合物测试电源电路来完成。采用点燃概率和安全系数的对数坐标。经过试验, 在这些安全系数下不发生点燃,或如果发生点燃,半导体限制电源的斜率比简单电路大。并且,当安全 系数减小时,半导体限制电源斜率增大,因此确保在正常电流和同一安全系数下,点燃概率低于简单电 路,也就是低于1.16X10—6

本附录适用于半导体电流或电压限制电源:在电流或电压超限时限制或关断电流,但在连续的触碰 和断开火花试验装置鸨丝和圆盘之间恢复足够快,因此在下次触碰和断开鸨丝前恢复正常运行。本附 录不适用于当电流或电压超限时长时间关断的电源。在这种情况,附录E可能适用。

H.2试验

在下列情况,电源宜用火花试验装置进行试验:

——用安全系数1.5的气体混合物400转,未观察到点燃;和

一按表H.1的规定进一步试验,以确保点燃概率在同一安全系数下可接受且低于简单电路。

H.2给出了一些适用于上述试验的气体混合物,以及对应的使用标准24 V95 mH标定电路的 标定电流。

H.1试验顺序中提及的DUT指在试设备。它是设备内部的电源,根据保护等级施加故障,且电 压和电流设定在电路元件最大容差内的最大值。安全系数不施加于电流或电压,因为是施加于试验 气体。

当表H.1描述的试验顺序要求使用简单电路,用设定在DUTU。处的实验室电源电压组成,且 通过使用一系列低电感限流电阻将短路电流限制在DUTI。处。

H.3是一个通过表H.1试验顺序的电路示例。该电路安全系数与点燃概率的关系曲线在图H.1 中给出,标有“Pr-H.3-通过”。当该电路的图与简单电路的图比较时,标有“Pr-简单电路”,这表明,虽 然当安全系数较高(在1.672.5时)有较多点燃,但当安全系数降低,概率降低比简单电路快,因此,概 率在安全系数降到同一值时有一个可接受的低数值。

H.4是一个未通过表H.1试验顺序的电路示例。该电路安全系数与点燃概率的关系曲线在图

H.1 试验顺序

步骤

描述

X

y

Z

1

目标安全系数

1.5

1.67 — 2.0

2.0 2.5

2

确定24 V,95 mH标定 电路的目标标定电流

(表7规定的标定电流)

(表7规定的标定电流)

(表7规定的标定电流)

(目标安全系数)

(目标安全系数)

(目标安全系数)

3

使用的试验气体

如可用,用表H.2

如可用,用表H.2

如可用,用表H.2

4

获得的标定电流

24 V,95 mH标定 电路测量

24 V,95 mH标定 电路测量

24 V,95 mH标定 电路测量

5

获得的安全系数(宜在 步骤1规定的范围内)

_(表7规定的标定电流) 一(获得的标定电流)

_(表7规定的标定电流) V—(获得的标定电流)

_(表7规定的标定电流)

(获得的标定电流)

6

DUT(在试设备)转数

4 000

400

40

H.1 试验顺序(续)

步骤

描述

X

V

Z

7

上述转数下假定火花数

16 000

1 600

160

8

DUT对步骤6的转数 试验获得的点燃数

NX

Ny

NZ

9

获得的基于每个火花的 点燃数的概率

ŋ    NX

PX=----

16 000

P-Ny

Py=Γ≡

C   NZ

PZ=--

160

IO

可能的符合性结果

如果PX=OPy=OPz=O,DUT通过。如果都不为0,则继续步骤11

11

简单电路(由实验室电 源和限流电阻构成)按 步骤8试验,获得的点 燃数

Na

Nb

NC

12

获得的简单电路基于每 个火花的点燃数的概率

_ Na Pa-IrOoo

I Nb

Pb=---

1 600

NC

PC=--

160

13

符合性计算

如果符合以下条件DUT通过:

(Ig Px)≤(lg Pa),或 Px≤Pa

PV Pb

(Ig Py-Ig Pχ)≥(lg Pb-Ig Pa),或—-

rx Pa

Ig Py—IgPx A Ig Pz—IgPy /Py lgS > /Pz lg

Ig SFy—IgSFX"lg SFz-Ig SFyJ Pχ∕ "〈Py丿

H.2可能用于表H.1中试验的几种爆炸性试验混合物提供的安全系数

爆炸性试验混合物的成分 空气中的体积分数

标定电路的电流

mA

电气设备分类和再分类的安全系数

I

∏ A

ΠB

DC

1

(8.3±0.3)% 甲烷

110—111

1

2

(5.25 + 0.25)% 丙烷

IooIol

1.089 1.11

1

3

(52 + 0.5) %氢气

73 74

1.49 — 1.52

1.35 — 1.38

4

(48 + 0.5) %氢气

66 67

1.64 1.68

1.49 — 1.53

5

(7.8±0.5)% 乙烯

6566

1.67 — 1.7

1.52 1.55

1

6

(38 + 0.5) %氢气

43 44

2.5 — 2.58

2.27 — 2.35

1.47 — 1.53

7

(21 + 2) %氢气

30 — 30.5

3.6 3.7

3.27 — 3.36

2.13 2.2

1

8

(βθ + θ.5) %氢气/ (40 + 0.5)% 氧气

20 21

5.23 — 5.55

4.76~5.05

3.09 — 3.3

1.42 — 1.53

9

0.22 MPa ,(700.5)% 氢气/(30÷0.5) %氧气

15 15.3

——

——

——

1.96 2.03

H.3具有图H.1中曲线2描述特性的I类电路示例——通过了表H.1的试验顺序

步骤

描述

X

y

Z

1

目标安全系数

1.5

1.67 — 2.0

2.0 2.5

2

确定24 V,95 mH标 定电路的目标标定 电流

110 mA ^ɪɪ = 73 InA

110 mA (1.67 2.0)

66 mA55 mA

110 mA _

(2.0—2.5)^

55 mA44 mA

3

使用的试验气体

52%H2,48% 空气

48%H2,52% 空气

38⅝H2,62⅜ 空气

4

获得的标定电流

73 mA

66 mA

44 mA

5

获得的安全系数(宜在 步骤1规定的范围内)

(110 mA) SFx= (73 mA) =1∙5

Ig SFX=O.176 09

(110 mA) SFy=—_ =1.67

(66 mA)

Ig SFy=O.222 72

C    (110 mA)

SFZ= -- =2.5

(44 mA)

Ig SFZ=O.397 94

6

DUT(在试设备)转数

4 000

400

40

7

上述转数下假定火 花数

16 000

1 600

160

8

DUT对步骤6的转数

试验获得的点燃数

NX=I次点燃

Ny= 9次点燃

Nz= 80次点燃

9

获得的基于每个火花 的点燃数的概率

1 r

PX=EL.25X10-

Ig Px=-4.204 12

Py=r⅛L∙6χιof

Ig Py=-2.251 81

ŋ 80             I

Pz = " = 5.0Xl(T1 160

Ig PZ= —0.301 03

IO

可能的符合性结果

Px≠O,Py≠O,Pz≠O.则继续步骤 11

11

简单电路(由实验室电 源和限流电阻构成)按 步骤8试验,获得的点 燃数

Na=IO次点燃

Nb=3次点燃

Nc = 32次点燃

12

获得的简单电路基于 每个火花的点燃数的 概率

10                 I

Pa = E = 6.25X1OT

Ig Pa=-3.204 12

3

Pb =Γl∙88Xl°f

Ig Pa=-2.725 84

32

Pc = —= 2.0×10~1 160

Ig PC= —0.698 97

13

符合性计算

DUT通过,因为:

(Ig Px)≤(lg Pa)?

是,因为一4.204 12<-3.204 12

(Ig Py—lg Px)≥(lg Pb—lg Pa) ?

是,因为(-2.251 81 + 4.204 12=1.952 31)>(-2.725 84 + 3.204 12=+θ.478 28)

(IgPy— IgPx)

(Ig SFy—Ig SFx)"

(IgPZ—IgPy) ?

(Ig SFz-Ig SFy)'

B π,3, f(-2.251 81 + 4.204 12)         1 . f(-0.301 03 + 2.251 81)           1

是,因为 I                    =41.868 Z ≥ \         ~~         = 11.133 3)

((O.ZZZ 72 — 0.176 09)           )    ( (0.397 94 — O.ZZZ 7Z)             )

H.4具有图H.1中曲线3描述特性的I类电路示例——未通过表H.1的试验顺序

步骤

描述

X

y

Z

1

目标安全系数

1.5

1.67 — 2.0

2.0 2.5

2

确定24 V,95 mH标 定电路的目标标定 电流

110 mA ^ɪɪ = 73 InA

IlO mA

IlO mA _

(1.67 2.0)

66 mA55 mA

(2.0—2.5)^

55 mA44 mA

3

使用的试验气体

52%H2,48% 空气

48%H2,52% 空气

38⅝H2,62⅜ 空气

4

获得的标定电流

73 mA

66 mA

44 mA

5

获得的安全系数(宜在 步骤1规定的范围内)

(110 mA) SFx= (73 mA) =1∙5

Ig SFX=O.176 09

(110 mA) SFy=-_ =1.67

(66 mA)

Ig SFy=O.222 72

C    (110 mA)

SFZ= -- =2.5

(44 mA)

Ig SFZ=O.397 94

6

DUT(在试设备)转数

4 000

400

40

7

上述转数下假定火 花数

16 000

1 600

160

8

DUT对步骤6的转数

试验获得的点燃数

Nx= 6次点燃

Ny=I次点燃

NZ=I次点燃

9

获得的基于每个火花 的点燃数的概率

(6)                4

PX=E = 3∙75Xk

Ig Px=-3.425 97

1 ZI

Py=Br6.25X1L

Ig Py=-3.204 12

1 2

Pz=—- = β,25×10-3 IoO

Ig Pz=-2.204 12

10

可能的符合性结果

PX0Py0PZ0,则继续步骤11

11

简单电路(由实验室电 源和限流电阻构成)按 步骤8试验,获得的点 燃数

Na=Io次点燃

Nb=3次点燃

Nc = 32次点燃

12

获得的简单电路基于 每个火花的点燃数的 概率

10                   

PLE = 6∙25X1°t

Ig Pa=-3.204 12

3

Pb=Γl∙88Xl°f

Ig Pa=-2.725 84

32

Pc = —= 2.0×10~1 160

Ig PC=-0.698 97

13

符合性计算

DUT未通过,因为:

(Ig Pχ)≤(lg Pa)?是,因为— 3.425 97<-3.204 12

(Ig Py—lg Px)≥(lg Pb-Ig Pa) ?

否,因为(-3.204 12 + 3.425 97 = +θ.221 85)>(~2.725 84 + 3.204 12=+θ.478 28)

(IgPy-IgPX) > (IgPZ-IgPy) ɑ

(Ig SFy-Ig SFX)^(Ig SFZ-Ig SFy)'

k        —3.204 12 + 3.425 97)          ʌ . ((-2.204 12 + 3.204 12)          1

否'口为 I (0.222 72 — 0.176 09) =土757 66卜](0.397 94 — 0.222 72) =5.707 11}



-2

*罢鑿岷


试验气体的安全系数

H.1安全系数与点燃概率


1] GB/T 2900.35电工术语爆炸性环境用设备

W GB/T 28164含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组便携式密封蓄电池和蓄电 池组的安全性要求

中华人民共和国

国家标准

爆炸性环境

4部分:由本质安全型“i”保护的设备

GB/T 3836. 4—2021

*

中国标准出版社出版发行 北京市朝阳区和平里西街甲2(IoOo29) 北京市西城区三里河北街16(100045)

网址WWW. spc. org. Cn

服务热线:400-168-0010

202110月第一版

GB/T 3836. 4-2021


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书号:155066 • 1-68741

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