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電池供電的本質(zhì)安全型設(shè)備防爆措施

文檔作者：王立紅徐剛文檔來源：石油和化學(xué)工業(yè)電氣產(chǎn)品防爆質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心			點(diǎn) 擊數(shù)：
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<電氣防爆》2OO8，3>1．5I R(，0：電池及電池組的最大短路
電流；R：限流電阻阻值)
b)對于ib等級，限流器件除選用限流電阻
外，也可選用帶有雙重化的保護(hù)電路。
(4)電池及電池組的相關(guān)試驗(yàn)
a)電池的溫度試驗(yàn)
電池或電池組外部的所有限流器件試驗(yàn)時應(yīng)
短路。試驗(yàn)時應(yīng)除去電池或電池組上不是外殼本
身的任何外層覆蓋物(紙或金屬等)。溫度應(yīng)在每
根據(jù)IEC 60079一I1：2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如果設(shè)
備所含的蓄電池不允許在爆炸性氣體環(huán)境中更
換，那么在下列情況下不要求在單體蓄電池的端
子處進(jìn)行火花點(diǎn)燃放電試驗(yàn)：
— — 單體蓄電池的峰值開路電壓小于
4．5 V，和
— — 單體蓄電池端子處的最大電壓和瞬態(tài)電
流的乘積不超過33 W
注：上述放寬條件的理由是，4．5 V的電壓太
低，在缺乏電感的情況下不能觸發(fā)電弧，并且在考
慮1．5倍安全系數(shù)時，附錄AⅡC組電阻電路曲
線允許的電壓和電流的乘積達(dá)33 w。
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《電氣防爆》2008，3 電池供電的本質(zhì)安全型設(shè)備防爆措施 9
3 本安電路的防爆措施
本安電路中儲能元件的能量，對于簡單電路
可依據(jù)GB 3836．4__2o0O標(biāo)準(zhǔn)附錄A中的圖A1
A6最小的點(diǎn)燃曲線或表A1～A2進(jìn)行評價。
對應(yīng)電路中的儲能元件，應(yīng)查相應(yīng)防爆等級
所對應(yīng)的最小的點(diǎn)燃曲線，使考慮安全系數(shù)后的
電壓或電流值小于最小點(diǎn)燃電壓或最小點(diǎn)燃電流
值。
對于電路中不符合要求的儲能元件，必須采
取措施進(jìn)行限制。
電阻電路：是通過限制電路中的電壓和電流
來限制火花能量的。
電容電路：電路中應(yīng)盡量避免采用大電容。
限制電容器放電火花能量的方法：
a)在電容器兩端并聯(lián)限壓元件，限制電容器
上的電壓。
例如：對于ib等級并聯(lián)雙重化穩(wěn)壓二極管，
對于ia等級并聯(lián)三重化穩(wěn)壓二極管。
b)將電容器和電阻串接并澆封為一體，限制
電容器放電的速率，達(dá)到抑制電容器釋放能量的
目的。如圖1所示。
C(mf) (C+0Q) (C+R)
圖1：電容電路
根據(jù)IEC 60079—11：2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，串聯(lián)電
阻保護(hù)時有效電容允許降低。
當(dāng)用電阻和電容串聯(lián)來限制兩者組合(圖2
中節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B)后的放電能量時，該兩節(jié)點(diǎn)問
有效電容的評定可用表2簡化。反之，如果該表
不適用，可對電路進(jìn)行試驗(yàn)。
電阻必須具有標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的額定值，節(jié)點(diǎn)x
必須符合標(biāo)準(zhǔn)中與其他所有導(dǎo)電部件之間的隔離
間距的要求。
電感電路：電路中盡量減小電路的電感量或
電流值，當(dāng)仍達(dá)不到要求時，電感兩端可并接分流
保護(hù)性元件，并與電感元件澆封為一體。
表2 串聯(lián)電阻保護(hù)時有效電容的允許降低系數(shù)
電阻，R 降低系數(shù)
O 1．00
l 0．97
2 0．94
3 0．9l
4 O．87
5 O．85
6 O．83
7 O．8o
8 0．79
9 O．77
10 0．74
12 0．70
14 O．66
l6 O．63
18 O．6l
20 O．57
25 0．54
30 0．49
40 0．41
例如：對于直流的電感線圈，ib等級并聯(lián)雙重化
二極管，ia等級并聯(lián)三重化二極管，如圖2所示。
Z 二二；
【——————————————一————-J
圖2 電藤電路
．
對于有射頻輻射的電池供電設(shè)備，其射頻輻
射功率限制值：
射頻能量普遍被視為一種潛在點(diǎn)燃源。用于
爆炸性環(huán)境用射頻設(shè)備的評估和認(rèn)證中，根據(jù)
IEC 60079—0：2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，連續(xù)發(fā)射和脈沖時
間超過熱點(diǎn)燃時間的脈沖發(fā)射的射頻(9 kHz 60
GHz)極限功率，應(yīng)不超過表3的值。
不允許用戶提供程序或軟件控制進(jìn)行設(shè)定。
表3 射頻功率限值
設(shè)備類別 功率限值／W 熱點(diǎn)燃時間(平均時間)，坤
I類 6 2o0
IIA類 6 l0o
IIB類 3．5 80
IIC類 2 20
III類 6 20o
(下轉(zhuǎn)第2l頁)
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<電氣防爆> 2008，3 防爆特殊型電源裝置的研制 21
性能。
3)蓄電池組底部與電源裝置箱體之間設(shè)計(jì)
有橡膠絕緣墊板，以增加箱體與蓄電池之間的絕
緣性能。
2．3 連接導(dǎo)線的設(shè)計(jì)
連接導(dǎo)線的設(shè)計(jì)以一端電纜芯線與鉛銻合金
接頭之間的電阻不大于12 t~(20 cC)為原則，連
接導(dǎo)線中心距不宜太長。具體設(shè)計(jì)時可依據(jù)下面
的公式：
R。： (JR 一 ×l06) (1)
式中R?！T接電阻，單位為微歐姆( )
尺。一鋇IJ得的連接導(dǎo)線總電阻，單位為微
歐姆( )
— — 連接導(dǎo)線的電纜計(jì)算長度，
to= —O．02，單位為米(m)
L ——連接導(dǎo)線中心距，單位為米(m)
S——連接導(dǎo)線的電纜芯線截面積，單位
為平方毫米(t， )
P——銅的電阻系數(shù)，取0．016 9，單位為
(上接第9頁)
4 外殼要求
一般I類電氣設(shè)備外殼防護(hù)等級不低于
IP54，IT類電氣設(shè)備外殼防護(hù)等級不低于IP20，但
也應(yīng)與環(huán)境條件相適應(yīng)，對于惡劣環(huán)境，應(yīng)適當(dāng)提
高防護(hù)等級。例如，戶外一般不低于IP54。輕金
屬外殼，對于I類產(chǎn)品，鋁、鈦、鎂的總含量(質(zhì)量
百分比)，應(yīng)不大于15％，且鈦和鎂的總含量不大
于6％。對于Ⅱ類產(chǎn)品，鎂的總含量應(yīng)不大于
6％ 。
非金屬外殼，一般非金屬外殼采用不燃性或
難燃性的塑料外殼，并具有較好的熱穩(wěn)定性，塑料
外殼允許的工作溫度應(yīng)高于設(shè)備外殼最高表面溫
度。
為防止塑料外殼產(chǎn)生靜電，要求塑料表面絕
緣電阻應(yīng)小于l GQ，或采取其他相應(yīng)的防止靜電
產(chǎn)生的措施。
5 電池供電本安型設(shè)備的使用和維
護(hù)
由于本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆性能是通過
采用電路保護(hù)措施，限制電路的電氣參數(shù)和火花
歐姆·平方毫米每米(Q·mrn2／m)
3 性能檢測
通過對該電源裝置的檢驗(yàn)，測出主要數(shù)據(jù)如下：
氫氣積累濃度最高點(diǎn)為0．15％；氫氣析出量
最高值為0．o9％；電源裝置絕緣電阻為1．29×
106 I2；連接電阻最高為10．2 ；蓄電池箱絕緣電
阻為50 Mfl；連接導(dǎo)線鑄接電阻最高為11．5 ；
特殊排氣栓透氣性能、隔爆性能良好；符合
GB 19854-2005(爆炸性環(huán)境用工業(yè)車輛防爆技
術(shù)通則》的規(guī)定。
4 結(jié)束語
防爆特殊型電源裝置作為防爆叉車的一個重
要組成部分，其重要性不言而喻。就整個電源裝
置的設(shè)計(jì)而言自始至終都灌輸著雙重保護(hù)這一理
念。鉛酸蓄電池的雙極柱結(jié)構(gòu)、正極板上部與下
部的絕緣包封、電源裝置雙連接導(dǎo)線的連接及箱
體表面的噴塑處理等，采取的所有這些措施都是
為了保證電源裝置的安全性，將危險性降至最低。
能量來達(dá)到的。因此，在危險場所安裝、使用和維
護(hù)本安設(shè)備過程中，保持電路原設(shè)計(jì)狀態(tài)下的電
氣參數(shù)和保護(hù)性能是十分重要的。
應(yīng)在電氣設(shè)備的銘牌上和使用說明書中標(biāo)出
警告用語。例如：
警告：僅使用××電池(這里××是電池制
造廠名稱和電池或電池組的型號)。
警告：有爆炸性氣體時請勿更換電池!
警告：請勿在危險場所充電!
在維修本安電路和更換關(guān)聯(lián)電路電氣元件時，
不得改變原電路的的電氣參數(shù)和本安性能，也不能
擅自改變電氣元件的型號，特別是保護(hù)元件更要格
外注意。更換的保護(hù)元件應(yīng)嚴(yán)格篩選，保證額定值
及保護(hù)性能與原設(shè)計(jì)要求一致。一般情況下，更換
的電池和電路維修應(yīng)由原制造企業(yè)負(fù)責(zé)。
參考文獻(xiàn)
[1]GB 3836．4_-2000，爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第4
部分：本質(zhì)安全型“i，[s]．
[2]IEC 60079—11~2006，爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第
11部分：本質(zhì)安全型“ S]．
[3]IEC 60079—0：2007，爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第0
部分：設(shè)備—— 總要求Is]． </電氣防爆>

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