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隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模日益增大，防爆問(wèn)題顯得更為重要。在石油、化工、煤炭、等各行業(yè)，功能各異、品種繁多的防爆電器產(chǎn)品被廣泛采用。防爆電器在使用中能否穩(wěn)定安全運(yùn)行在各類(lèi)危險(xiǎn)爆炸環(huán)境中，都必須通過(guò)國(guó)家防爆標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)測(cè)試。

下面中諾檢測(cè)簡(jiǎn)單介紹了本安防爆認(rèn)證中的火花點(diǎn)燃試驗(yàn)辦法。

總則

火花點(diǎn)燃試驗(yàn)應(yīng)在電路處于易點(diǎn)燃的狀態(tài)下進(jìn)行。對(duì)于簡(jiǎn)單電路，圖A1～圖A6參考曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的各種形式中，短路試驗(yàn)是不利的。對(duì)于更復(fù)雜電路，由于條件各不相同，短路試驗(yàn)可能不是不利的條件。對(duì)穩(wěn)壓限流電源，不利條件通常發(fā)生在將電阻串聯(lián)在電源的輸出電路中，并且在電壓不降低的前提下，將電流調(diào)到大值。

1、同時(shí)具有電感和電容的電路

對(duì)于同時(shí)含有貯能電容和電感的電路，應(yīng)對(duì)電容和電感的組合電路進(jìn)行評(píng)定和試驗(yàn)。如果評(píng)定的總電感或電容，比用附錄A點(diǎn)燃曲線(xiàn)或數(shù)據(jù)表容許的數(shù)值小1 %（指當(dāng)電壓對(duì)應(yīng)的電容或電流對(duì)應(yīng)的電感，不超過(guò)點(diǎn)燃臨界值的1%時(shí)。），則大容許電容或電感可分別取點(diǎn)燃曲線(xiàn)或數(shù)據(jù)表允許的值。

2、元件容差

（1）試驗(yàn)時(shí)應(yīng)考慮元件容差，且考慮電源供電電壓的變化?；鸹ㄔ囼?yàn)裝置應(yīng)接入技術(shù)審查中確定的被試電路中認(rèn)為可能出現(xiàn)開(kāi)路和短路的每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。

（2）試驗(yàn)應(yīng)按設(shè)備保護(hù)等級(jí)，按認(rèn)可的故障及考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)的大外部電容(Co)和大外部電感(Lo)或電感與電阻比(Lo/Ro)的情況下進(jìn)行。

（3）試驗(yàn)應(yīng)在按照經(jīng)審查合格的圖紙樣機(jī)檢測(cè)合格、且與圖紙一致的樣品上進(jìn)行；對(duì)定型檢驗(yàn)可按實(shí)際檢驗(yàn)后，修改圖紙資料來(lái)滿(mǎn)足該要求。

（4）按照本質(zhì)安全電路評(píng)定準(zhǔn)則，如果產(chǎn)品電路為簡(jiǎn)單電路，根據(jù)GB 3836.4－2010附錄A所述的方法和圖A1～圖A6給出的參考曲線(xiàn)或表A1、Ａ2給出的數(shù)據(jù)，可以判定其本質(zhì)安全性能時(shí)，可以不進(jìn)行火花試驗(yàn)；但應(yīng)有評(píng)定記錄并給出安全系數(shù)。

（5）當(dāng)電壓沒(méi)有規(guī)定適用范圍時(shí)，通常則按±1%取值；

（6）試驗(yàn)人員通常為2人，一人操作，一人記錄。試驗(yàn)人員必須執(zhí)證上崗，實(shí)習(xí)期人員不得獨(dú)自操作，（7）實(shí)習(xí)期內(nèi)人員操作時(shí)應(yīng)有正式試驗(yàn)人員指導(dǎo)，不得自作主張擅自操作設(shè)備。

（8（試驗(yàn)嚴(yán)格按照GB3836.4-2010中10.1要求進(jìn)行；試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)及時(shí)將數(shù)據(jù)記錄到正式記錄表格中。記錄表格應(yīng)按規(guī)定填寫(xiě)，不能有空格現(xiàn)象。

（9）必須特別注意電氣安全和危險(xiǎn)氣體的安全，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)安全制度。

3、試驗(yàn)用氣體混合物和火花試驗(yàn)裝置的標(biāo)定電流

（1）應(yīng)按照被試設(shè)備規(guī)定的類(lèi)別，采用表1（1.0倍安全系數(shù)）或表2（1.5倍安全系數(shù)）給出的爆炸性試驗(yàn)混合物。

（2）配氣過(guò)程中操作爆炸性氣體或高壓氣體應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)程進(jìn)行。

（3）優(yōu)先表1 規(guī)定的試驗(yàn)混合物，其安全系數(shù)可通過(guò)升高電壓或電流來(lái)獲得。如果這種情況不適用，表2 給出的爆炸性試驗(yàn)混合物的成份具有本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1.5 倍的安全系數(shù)。

（4）試驗(yàn)用氣體純度不應(yīng)低于95%。

（5）同一類(lèi)級(jí)火花點(diǎn)燃試驗(yàn)前，應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定按火花試驗(yàn)裝置上的標(biāo)定電路進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)引起點(diǎn)燃轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)判定試驗(yàn)裝置的靈敏度，必要時(shí)，應(yīng)通過(guò)電壓表和流表對(duì)標(biāo)定回路參數(shù)（見(jiàn)表1 和表2）進(jìn)行的確認(rèn)。

4、安全系數(shù)

1.5 倍安全系數(shù)應(yīng)按下列方法之一獲得：

① 參數(shù)法

1) 對(duì)于電感和電阻電路，通過(guò)減小試驗(yàn)回路中的電阻值把電流提高到1.5倍的故障電流。如果達(dá)不到1.5倍安全系數(shù)，可進(jìn)一步提高電源電壓；對(duì)使用電池的設(shè)備可通過(guò)增加電池?cái)?shù)量來(lái)增加電壓。

2) 對(duì)于電容電路，把電壓提高到1.5倍故障電壓?；蛘?，當(dāng)一只可靠限流電阻與電容器一起使用時(shí),時(shí)間常數(shù)足夠大時(shí)，電容器可視為電池，電路可視為電阻性電路。

② 氣體法

使用表1 規(guī)定的爆炸性試驗(yàn)混合物。用分流短路(急劇短路)保護(hù)電路的試驗(yàn)，應(yīng)分別對(duì)具有分流短路（急劇短路）保護(hù)的電路進(jìn)行評(píng)定，包括大輸出功率、電壓和電流及短路狀態(tài)，具有設(shè)備規(guī)定保護(hù)等級(jí)的電路輸出電壓穩(wěn)定后應(yīng)不能引起點(diǎn)燃。當(dāng)防爆型式與其他電路故障引起的急劇短路相關(guān)時(shí)，急劇短路瞬間的允許通過(guò)能量應(yīng)不超過(guò)下列相應(yīng)設(shè)備類(lèi)別的規(guī)定值：

– ⅡC 類(lèi)設(shè)備 20μJ

– ⅡB 類(lèi)設(shè)備 80μJ

– ⅡA 類(lèi)設(shè)備 160μJ

– Ⅰ類(lèi)設(shè)備 260μJ

用火花試驗(yàn)裝置對(duì)急劇短路電路允許通過(guò)能量進(jìn)行點(diǎn)燃試驗(yàn)是不適合的，應(yīng)對(duì)急劇短路電路允許通過(guò)能量進(jìn)行測(cè)量評(píng)定，應(yīng)用瞬態(tài)示波器測(cè)定。

5、急劇短路能量的測(cè)試試驗(yàn)方法

根據(jù)w＝ivt，分別測(cè)量i 和v 曲線(xiàn)，然后通過(guò)公式W=∫_0^T?〖i*Vdt〗計(jì)算輸出能量。測(cè)量應(yīng)在負(fù)載可能是在開(kāi)路和短路限值之間的任一負(fù)載，可通過(guò)一摸擬負(fù)載來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)開(kāi)路時(shí)電源電壓Uo 值，且有一串聯(lián)限流器件在電流為Io（與等級(jí)對(duì)應(yīng)）時(shí)動(dòng)作,那么應(yīng)當(dāng)電路連接到大約Uo-0.5V 左右負(fù)載時(shí)，在引起電流器件動(dòng)作前將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大于Io 的瞬態(tài)電流，應(yīng)計(jì)算電流大于Io 時(shí)間段的能量。電壓低于該值的其它負(fù)載也應(yīng)考慮進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)的應(yīng)用以測(cè)量預(yù)期電壓和電流的一個(gè)數(shù)字示波器記錄如圖1 和2 所示。

例如：如果開(kāi)路時(shí)電源電壓為15 V，且有一串聯(lián)限流開(kāi)關(guān)在電流為1 A 時(shí)動(dòng)作,那么可以預(yù)計(jì),當(dāng)電路連接到大約13.5 V 的不利齊納負(fù)載時(shí)，在引起電流開(kāi)關(guān)動(dòng)作前將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大于1 A 的瞬態(tài)電流。電壓低于該值的齊納負(fù)載也應(yīng)考慮進(jìn)行試驗(yàn)。

對(duì)于IIB 類(lèi)設(shè)備,13.5V 電壓允許的大電流是3.76 A(如表A.1 )。因此,試驗(yàn)應(yīng)在電流超過(guò)3.76 A 這段時(shí)間測(cè)量電壓和電流。試驗(yàn)的配置以及預(yù)期電壓和電流用一個(gè)數(shù)字示波器記錄如圖E.1 和E.2 所示。在這種情況下,瞬態(tài)能量通過(guò)測(cè)量齊納管的電流(使用鉗形電流表)和電壓來(lái)計(jì)算。同時(shí)，可以測(cè)量得到齊納管每個(gè)值的一系列與電流相對(duì)應(yīng)的時(shí)間，從而獲得電壓乘電流及對(duì)應(yīng)時(shí)間的曲線(xiàn)圖。計(jì)算電流下降到非點(diǎn)燃值以前曲線(xiàn)圖的面積，即試驗(yàn)獲得的瞬態(tài)能量。

在其它情況下,嚴(yán)酷的負(fù)載可能是可變電阻器。在這種情況下,對(duì)應(yīng)每個(gè)短路至電阻值小于Uo/Io的電阻負(fù)載可繪出一組電流時(shí)間曲線(xiàn)，通過(guò)電阻上產(chǎn)生的功率及對(duì)應(yīng)的時(shí)間計(jì)算傳遞的瞬態(tài)功率。此類(lèi)負(fù)載可以是電容器或者電感器，這取決于特定的輸出參數(shù)。

需要注意的是，電壓和電流應(yīng)用小于1μs/分格的高速存儲(chǔ)示波器進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)設(shè)備的選擇和試驗(yàn)線(xiàn)路的連接應(yīng)大程度地減少對(duì)被測(cè)值的影響，推薦使用鉗形電流測(cè)量探頭、高阻抗電壓測(cè)量設(shè)備；推薦使用具有雙向低接觸電阻特性的水銀觸點(diǎn)傾斜開(kāi)關(guān)，但是其他特性等效的開(kāi)關(guān)也可使用。

6、用火花試驗(yàn)裝置試驗(yàn)

7、樣品制備和處理

（1）被試驗(yàn)產(chǎn)品應(yīng)其保護(hù)等級(jí)進(jìn)行故障設(shè)置和處理。通常采用斷開(kāi)電路開(kāi)路。

（2）電壓或電流，元件容差，不嚴(yán)密元件。

（3）試驗(yàn)回路的電壓應(yīng)取高值，元件應(yīng)根據(jù)其性質(zhì)，取上限或下限，原則是電路處于不利的情況。

（4）火花試驗(yàn)裝置應(yīng)接入被試電路中認(rèn)為可能出現(xiàn)開(kāi)路和短路的每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),這些點(diǎn)在技術(shù)審查和樣機(jī)測(cè)試后被確認(rèn)。

8、故障的設(shè)定

試驗(yàn)應(yīng)按第5章規(guī)定的設(shè)備保護(hù)等級(jí)，在電路正常工作、一個(gè)故障或二個(gè)故障以及考慮設(shè)備設(shè)計(jì)的大外部電容(Co)和大外部電感(Lo)或電感與電阻比(Lo/Ro)的情況下進(jìn)行。

每一電路應(yīng)在下列要求的轉(zhuǎn)數(shù)下進(jìn)行試驗(yàn)

a) 對(duì)于直流電路，400轉(zhuǎn)(5 min)，每一極性200轉(zhuǎn)；

b) 對(duì)于交流電路，1000轉(zhuǎn)(12.5 min)；

c) 對(duì)于電容電路，400轉(zhuǎn)(5 min)，每一極性200轉(zhuǎn)。

9、電容時(shí)間常數(shù)

應(yīng)保證充電時(shí)間不小于3倍的時(shí)間常數(shù)，并列出計(jì)算方法。可采取減少二根或三根金屬絲(鎢絲)或放慢火花試驗(yàn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)速度的方法增大充電時(shí)間。當(dāng)采取減少金屬絲的方法時(shí)，應(yīng)增加轉(zhuǎn)數(shù)以保持相同的火花數(shù)量。

火花試驗(yàn)合格判定準(zhǔn)則

每一試驗(yàn)回路的每一次試驗(yàn)均不應(yīng)出現(xiàn)點(diǎn)燃，則判定該回路火花點(diǎn)燃符合。每次試驗(yàn)后，應(yīng)重新對(duì)火花試驗(yàn)裝置進(jìn)行標(biāo)定，以驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的有效性。如果標(biāo)定不合格，則被試電路的點(diǎn)燃試驗(yàn)無(wú)效。

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