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隔爆型电气设备对电池和电池组的基本要求

深圳中诺检测技术有限公司

| 2022-02-28|返回列表

电池是防爆电气设备的主要供电方式之一,也是客户的产品在做防爆检测认证过程中常常遇到的技术难点。在这里中诺检测分享下GB/T 3836.2-2021《爆炸性环境 第2部分:由隔爆外壳“d”保护的设备》中关于隔爆型电气设备的电池和电池组的基本要求。


附录E

(规范性)

隔爆外壳内使用的电池

E.l 概述

本附录包含了在由隔爆外壳“d”保护的设备内为电路提供电源的电池或电池组的要求。

无论使用何种类型的电化学电池,应考虑防止在隔爆外壳内产生电解气体(通常是氢气和氧气)形成的可燃性混合物。考虑到这一点 ,在正常使用时可能释放电解气体(通过自然排气孔或通过压力释放阀)的电池不应在隔爆外壳内使用。

注:这些要求不适用于测量装置用的电化学电池(例如GB/T 8897.1中规定的用于测量氧气浓度的A型锌/氧电池)。

E.2 允许的电化学系统

只应使用表 E.1 和表 E.2 中符合电池标准的电池。



E.3 隔爆外壳内的电池(或电池组)的通用要求

E.3. 1 以下的使用限制应适用于某些类型的电池:

——在隔爆外壳内不应使用排气式或开启式蓄电池来构成电池组;

——在隔爆外壳内可使用阀控式密封电池,但只能用于放电目的;

——符合E.5要求时,气密式蓄电池可在隔爆外壳内充电。

E.3.2 包含电池的隔爆外壳应设置表14中d)项规定的标志

当电池和与其连接的电路符合GB/T 3836.4的要求 ,并且在运行时电池不充电,则此要求不适用

E.3.3 电池组和与其相连的安全装置应安装牢固(例如,为此目的而设计的夹子或支架)。

E.3.4 电池和与其连接的安全装置之间不应有相对位移 ,否则会妨碍符合相关防爆型式的要求。

E.3.5 根据GB/T3836.1的要求,在外壳试验前后应检查其是否符合E.3.3和E.3.4的要求。

E.4 安全装置的布置

E.4.1 防止温度过高和电池损坏

E.4.1.1 在短路放电条件下,电池或者满足以下条件,或者安装E.4.1.2要求的安全装置:

a) 考虑外壳内的局部环境温度,电池的外表面温度不应超过电池制造商规定的电池连续运行温度;和

b) 大放电电流不应超过电池制造商规定的值。

E.4.1.2 当E.4.1.1的两个条件不能满足时,就需要安全装置,该安全装置应符合GB/T 3836.4对“ib”保护等级可靠元件的规定,尽量靠近电池的接线端子安装 ,并且应是下列之一:

——电阻器或限流器 ,限制电流不超过电池制造商规定的大连续放电电流;

——符合GB/T 9364(所有部分)要求的熔断器 ,其熔断性能可防止超过制造商规定的大放电电流和允许持续时间。如果熔断器是可更换的型号,则应在熔断器座旁设置标签来说明使用的熔断器型号和参数。

电阻器或限流器的额定值应基于电池或电池组的电压。

E.4.2 防止电池极性接反或在同一个电池组内被其他电池反向充电

E.4.2. 1 如果使用的电池具有:

a) 容量不大于1.5Ah(在1h的放电率下),和

b) 体积小于外壳净容积的1%,

则不需要防止由于极性接反或在同一个电池组内被其他电池反向充电而释放电解气体的附加保护。

E.4.2.2 如果电池的容量和/或体积超过以上规定值 ,其布置应防止极性接反或在同一个电池组内被另一个电池反向充电。

以下给出了两个如何满足该要求的实例:

—监控单体电池(或几个单体电池)两端电压,当电压降低到低于电池制造商规定的低电压时切断电源;

注1 : 这种保护经常被用于防止电池进入“深度放电“状态, 如果保护装置监控太多的串联连接的电池,那么它有时候会由于单个电池的电压误差和保护电路原因而失去作用。一个保护装置监测6个以上(串联)电池是无效的。

——使用旁路二极管限制每个单体电池极性接反时的电压。例如,对于由三个单体电池串联连接组成的电池组提供的保护电路如图E.1所示。


为使这种保护电路能提供有效保护,防止每个电池反向充电的二极管的电压降不应超过单体电池安全反向充电电压。

注2: 硅二极管被视为满足此要求。

E.4.3 防止在外壳内由另外的电源给电池充电

如果使用的电池具有:

——容量不大于 1.5 Ah( 在 1 h 的放电率下),和

——体积小于外壳净容积的1%,

则不需要对电池使用附加保护防止充电时释放电解气体。

当在同一个外壳内有另外的电源(包括其他电池)时,电池及其关联电路应被保护防止被其他电路充电 。例如:

——在外壳内采用GB/T 3836.3 对能造成污染的高电压规定的电气间隙和爬电距离把电池及与其关联电路和其他电源隔离;或

在外壳内采用接地金属屏障/屏蔽把电池及与其关联电路和其他电源隔离,在故障电流可能存在(考虑提供的电路保护,例如熔断器 、接地故障保护)的时间内,屏障/屏蔽能承受电源的大故障电流;或

——采用GB/T 3836.3 规定的电气间隙和爬电距离仅将电池和其他电源隔离,但是安装有如图E.2 所示的阻塞二极管,可降低由两个二极管短路引起的单个故障危险 。


E.4.3 中示例的要求不适用于与电池连接建立电压参考点的电路或给符合 E.5 要求的蓄电池充电电源电路。

E.5 隔爆外壳内蓄电池充电

E.5.1 只有表 E.2 列举的蓄电池可在隔爆外壳内充电。

E.5.2 当单体电池或电池组在隔爆外壳内充电时,制造商文件应规定详细的充电条件,并应使用安全装置,保证不超出这些条件 。

E.5.3 充电装置应防止反向充电。

E.5.4 如果使用的电池具有:

——容量不大于1.5 Ah, 和

——体积小于外壳净容积的1 %,

则不需要对电池使用附加安全装置防止充电时释放电解气体。

注:以上要求有效地限制了使用没有安装安全装置的单体电池(或电池组) ,例如那些用于隔爆外壳内可编程电子电路上保持记忆的、通常被称为”按钮型的单体电池”。

E.5.5 在电池容量和/或体积超过以上规定值的情况下,如果电池装有安全装置, 当电池组内的任何单体电池的电压超过制造商规定的高电压时能切断充电电流,并且防止产生和可能释放电解气体,才允许电池在隔爆外壳内充电。

E.6 保护二极管的定额和保护装置的可靠性

E.6.1 所安装的符合 E.4.2 要求的保护二极管的电压额定值不应小于电池的高开路电压。

E.6.2 在隔爆外壳内 ,所安装的符合 E.4.3 要求的串联的阻塞二极管的电压额定值不应小于隔爆外壳内高峰值电压。

E.6.3 保护二极管的电流额定值不应小于在E.4.1中限制的大放电电流。

E.6.4 本文件要求的安全装置构成控制系统相关的安全部件. 评定控制系统完整的安全性能符合本文件规定的安全水平,是制造商的责任。


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