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本安防爆认证检测方法之火花点燃试验介绍

深圳中诺检测技术有限公司

| 2020-11-26|返回列表

随着我国经济建设高速发展,工业生产规模日益增大,防爆问题显得更为重要。在石油、化工、煤炭、等各行业,功能各异、品种繁多的防爆电器产品被广泛采用。防爆电器在使用中能否稳定安全运行在各类危险爆炸环境中,都必须通过国家防爆标准的相关测试。

下面中诺检测简单介绍了本安防爆认证中的火花点燃试验办法。

 

总则

火花点燃试验应在电路处于易点燃的状态下进行。对于简单电路,图A1~图A6参考曲线对应的各种形式中,短路试验是不利的。对于更复杂电路,由于条件各不相同,短路试验中诺检测可能不是不利的条件。对稳压限流电源,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,将电流调到大值。

 

1、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,应对电容和电感的组合电路进行评定和试验。如果评定的总电感或电容,比用附录A点燃曲线或数据表容许的数值小1 %(指当电压对应的电容或电流对应的电感,不超过点燃临界值的1%时。),则大容许电容或电感可分别取点燃曲线或数据表允许的值。

 

2、元件容差

1)试验时应考虑元件容差,且考虑电源供电电压的变化。火花试验装置应接入技术审查中确定的被试电路中认为可能出现开路和短路的每个试验点。

2)试验应按设备保护等级,按认可的故障及考虑产品设计的大外部电容(Co)和大外部电感(Lo)或电感与电阻比(Lo/Ro)的情况下进行。

3)试验应在按照经审查合格的图纸样机检测合格、且与图纸一致的样品上进行;对定型检验可按实际检验后,修改图纸资料来满足该要求。

4)按照本质安全电路评定准则,如果产品电路为简单电路,根据GB 3836.42010附录A所述的方法和图A1~图A6给出的参考曲线或表A1、A2给出的数据,可以判定其本质安全性能时,可以不进行火花试验;但应有评定记录并给出安全系数。

5)当电压没有规定适用范围时,通常则按±1%取值;

6)试验人员通常为2人,一人操作,一人记录。试验人员必须执证上岗,实习期人员不得独自操作,(7)实习期内人员操作时应有正式试验人员指导,不得自作主张擅自操作设备。

8(试验严格按照GB3836.4-201010.1要求进行;试验过程中应及时将数据记录到正式记录表格中。记录表格应按规定填写,不能有空格现象。

9)必须特别注意电气安全和危险气体的安全,严格执行有关安全制度。

 

3、试验用气体混合物和火花试验装置的标定电流

1)应按照被试设备规定的类别,采用表11.0倍安全系数)或表21.5倍安全系数)给出的爆炸性试验混合物。



2)配气过程中操作爆炸性气体或高压气体应严格按照相关操作规程进行。

3)优先表规定的试验混合物,其安全系数可通过升高电压或电流来获得。如果这种情况不适用,表给出的爆炸性试验混合物的成份具有本标准规定的1.5 倍的安全系数。

4)试验用气体纯度不应低于95%

5)同一类级火花点燃试验前,应进行标定。标定按火花试验装置上的标定电路进行,应根据引起点燃转数来判定试验装置的灵敏度,必要时,应通过电压表和流表对标定回路参数(见表和表2)进行的确认。



4、安全系数

1.5 倍安全系数应按下列方法之一获得:

① 参数法

1) 对于电感和电阻电路,通过减小试验回路中的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;对使用电池的设备可通过增加电池数量来增加电压。

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,时间常数足够大时,电容器可视为电池,电路可视为电阻性电路。

② 气体法

使用表规定的爆炸性试验混合物。用分流短路(急剧短路)保护电路的试验,应分别对具有分流短路(急剧短路)保护的电路进行评定,包括大输出功率、电压和电流及短路状态,具有设备中诺检测规定保护等级的电路输出电压稳定后应不能引起点燃。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:

 ⅡC 类设备 20μJ

 ⅡB 类设备 80μJ

 ⅡA 类设备 160μJ

 Ⅰ类设备 260μJ

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,应用瞬态示波器测定。

 

5、急剧短路能量的测试试验方法

根据wivt,分别测量曲线,然后通过公式W=∫_0^T▒〖i*Vdt〗计算输出能量。测量应在负载可能是在开路和短路限值之间的任一负载,可通过一摸拟负载来实现。根据开路时电源电压Uo 值,且有一串联限流器件在中诺检测电流为Io(与等级对应)时动作,那么应当电路连接到大约Uo-0.5V 左右负载时,在引起电流器件动作前将会产生一个大于Io 的瞬态电流,应计算电流大于Io 时间段的能量。电压低于该值的其它负载也应考虑进行试验。试验的应用以测量预期电压和电流的一个数字示波器记录如图所示。




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13.5 V 的不利齐纳负载时,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应考虑进行试验。

 

对于IIB 类设备,13.5V 电压允许的大电流是3.76 A(如表A.1 )。因此,试验应在电流超过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 E.2 所示。在这种情况下,瞬态能量中诺检测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。

 

在其它情况下,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Uo/Io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,电压和电流应用小于1μs/分格的高速存储示波器进行测量。试验设备中诺检测的选择和试验线路的连接应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。

 

6、用火花试验装置试验

 

7、样品制备和处理

1)被试验产品应其保护等级进行故障设置和处理。通常采用断开电路开路。

2)电压或电流,元件容差,不严密元件。

3)试验回路的电压应取高值,元件应根据其性质,取上限或下限,原则是电路处于不利的情况。

4)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,这些点在技术审查和样机测试后被确认。

 

8、故障的设定

试验应按第5章规定的设备保护等级,在电路正常工作、一个故障或二个故障以及考虑设备设计的大外部电容(Co)和大外部电感(Lo)或电感与电阻比(Lo/Ro)的情况下进行。

每一电路应在下列要求的转数下进行试验

a) 对于直流电路,400(5 min),每一极性200转;

b) 对于交流电路,1000(12.5 min)

c) 对于电容电路,400(5 min),每一极性200转。

 

9、电容时间常数

应保证充电时间不小于3倍的时间常数,并列出计算方法。可采取减少二根或三根金属丝(钨丝)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。



火花试验合格判定准则

每一试验回路的每一次试验均不应出现点燃,则判定该回路火花点燃符合。每次试验后,应重新对火花试验装置进行标定,以验证试验结果的有效性。如果标定不合格,则被试电路的点燃试验无效。




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