GB_T_3836.4-2...本质安全装置检测的影响剖析_张晓宇.pdf

2023.02ELECTRONICS QUALITYGB/T 3836.4-2021 的实施对本质安全装置检测的影响剖析张晓宇（中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400039）摘要：电气防爆系列标准已正式实施，为了使生产企业及检测机构更好地理解和运用新标准，对旧版国家标准GB3836.42010爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备 与新版GB/T 3836.42021爆炸性环境 第4部分 由本质安全型“i”保护的设备 的主要差异部分逐条进行了解读，分析了试验方法变化、新增要求、删除要求和相关表述修正的原因，针对新旧标准差异提出实验室在技术审查及试验时应注意的事项，并为本安产品按新版标准要求进行设计提供了参考。关键词：本质安全装置；爆炸性环境；标准换版；对比分析；火花点燃中国分类号：T-652.1文献标识码：A文章编号：1003-0107（2023）02-0107-05doi:10.3969/j.issn.1003-0107.2023.02.023Analysis of the Impact of the Implementation of GB/T 3836.4-2021 on theDetection of Intrinsic Safety DevicesZHANG Xiaoyu（China Coal Science and Engineering Group Chongqing Research Institute Co.，Ltd.，Chongqing 400039，China）Abstract：Electric explosion-proof series standards have been formally implemented.In order to make manufacturersand testing institutions better understand and use the new standard，the main differences between the old nationalstandard GB 3836.4-2010“Explosive atmospheres Part 4：Equipment protection by intrinsic safety i”and the newGB/T 3836.4-2021“Explosive atmospheres-Part 4：Equipment protection by intrinsic safety i”are interpreted one byone.The reasons for the change of test methods，new requirements，deletion requirements and revision of relatedstatements are analyzed，and the points that should be paid attention to in laboratory technical review and test are putforward.At the same time，reference is provided for the design of intrinsically safe products according to the require-ments of the new version of standard.Keywords：intrinsic safety device；explosive environment；change of standard version；comparative analysis；sparkignition收稿日期：2022-10-12修回日期：2022-12-03作者简介：张晓宇（1985），男，山西太原人，中煤科工集团重庆研究院有限公司工程师，硕士，从事防爆电气检测工作。0引言GB 3836系列2021版标准于2022年5月1日起正式实施，本次修订后标准代号都由GB修订为GB/T，但修订后仍是防爆电气强制性产品认证依据标准，国家认证认可监督管理委员会已于2022年4月26日发布认监委关于明确防爆电气强制性产品认证依据标准等要求的公告，本质安全型“i”设备的检测依据标准改为GB/T 3836.12021爆炸性标准研究Standard Study107ELECTRONICSQUALITYELECTRONICS QUALITY环 境 第 一 部 分 设 备 通 用 要 求 1和GB/T3836.42021爆炸性环境 第4部分：由本质安全型：“i”保护的设备2，本质安全型设备是目前最主流的防爆型式，标准换版之际，存在企业及检测实验室对新旧标准的差异掌握不全的问题，因此，本文解读了GB 3836.4新旧版标准之间的差异及对本质安全型设备技术审查及型式试验的影响，以期为相关人员更好地理解和执行相关标准提供一定的指导。1标准要求差异解读及分析1.1 引用标准及代替标准差异GB/T 3836.42021使用重新起草法修改采用了最新的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3，代替了GB 3836.42010爆炸性环境 第4部分 由本质安全型“i”保护的设备4、GB 3836.192010爆炸性环境 第19部分：现场总线本质安全概念（FISCO）5和GB 12476.42010可燃性粉尘环境用电气设备 第4部分：本质安全型“iD”6。本 标 准 以GB 3836.42010为 主，整 合 了GB3836.192010和GB 12476.42021的主要内 容，与GB 3836.42010相比，除结构调整和编辑型改动外，主要技术变化如下：a）整合了GB 12476.42010中可燃性粉尘环境用设备的要求；b）整合了GB 3836.192010中FISCO设备的要求（见附录G）；c）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）；d）增加了光耦隔离器试验要求（见10.11）；e）术语“本质安全设备”“关联设备”变更为“本质安全装置”“关联装置”；f）增加了附录H（资料性）半导体限制电源电路的点燃试验；g）其他详见GB/T 3836.42021标准前言。1.2 范围本部分新旧标准之间的差异主要有以下几个方面。a）旧版标准本部分规定了爆炸性气体环境用本质安全设备以及与爆炸性气体环境用本质安全电路连接的关联设备的术语、结构、试验和标志等要求4；新版标准将“爆炸性气体环境”改为“爆炸性环境”，删除了“术语”“标志”字样的描述，整合了GB 12476.42010中可燃性粉尘环境用设备的要求2。b）新标准的要求同时适用于本质安全装置和关联装置时，使用术语“装置”，之前的“简单设备”现在称为“简单装置”。c）表1的变化较大，新版标准将通用要求的条款列得更加全面，且适用性按I、II类和III类分开对应，与旧版标准对应条款的适用性也有调整，例如：旧版标准通用要求的第16章仅16.5在本安专用标准排除，新版标准对第16章全部改为排除、6.1.2.3a）适用时除外，以往本质安全设备均在设计时满足表5要求，一般6.1.2.3都不适用，因此按新版标准进行技术审查时对引入装置要求的审查将省略，在出全项报告时，此部分的描述及判定将发生大的变化。对于适用性的描述旧版标准只有适用和排除，新版标准增加“修改”，GB/T3836.12021的要求在本安专用标准中有修改，如26.5.1.1工作温度和26.5.1.2最高表面温度，实际本安专用标准新旧版本这两部分对测试的要求未发生变化，对型式试验无影响，新版标准此处表述更加规范。1.3 术语和定义“本质安全设备”“关联设备”变更为“本质安全装置”“关联装置”，“设备”改称为“装置”，与3836.1中定义3.5“Ex关联设备”相区别，定义中的“限能”修改为“本质安全”。删除了“正常工作”与“净空间”的定义，他们的定义转至3836.1。因新版标准整合了GB 3836.192010中FISCO设备的要求，本部分增加了FISCO的定义。新增“浇铸”“模铸”“电隔离”的定义。1.4 电气设备的保护等级和点燃符合性要求与2010版标准相比，本部分变化主要有以下几个方面。a）新版标准因整合了GB 12476.42010中可燃性粉尘环境用设备的要求，本部分5.5火花点燃的符合性新增了类的火花试验要求，试验要求同GB 12476.42010中的规定，依然是按照IIB类1082023.02ELECTRONICS QUALITY的火花试验要求进行火花点燃试验。b）旧版标准对小元件温度有具体的要求，新版标准本部分按I类、II类和III类对小元件温度进行 考 核，但I类 和II类 的 具 体 要 求 转 移 至GB/T3836.17中，且将旧版标准中表2b）表头“不超过20 mm2的元件最大耗散功率随环境温度的变化”修正为“元件表面积20 mm2时评定温度组别”，应该引起注意的是GB/T 3836.1中新增5.3.4 I类或II类电气设备光滑表面的元件温度的要求，对于总表面积不大于10 000 mm2的元件，其表面温度可以超过II类电气设备上标志的温度组别或I类电气设备的相应最高表面温度，给出了相应组别的安全裕度，相当于放宽了对这类元件的最高表面温度要求。c）新增5.6.5 III类本质安全装置和元件温度的要求，试验方法参考GB/T 3836.12021的温度测量，但应注意用本质安全装置规定的Ui和Ii值测量，不加10%的安全系数8。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。需注意的是新版标准对EPL Da、Db、Dc级最高温度测定时应该按规定的粉尘层包围被测设备进行测试，对粉尘的要求为：在（1005）时测得的导热系数不大于0.10 W/（mK）。1.5 设备的结构对外壳的要求按I类、II类和III类分别给出，I类和II类要求新旧标准无差异，III类设备外壳防护等级至少应为GB/T 420820179中的IP5X，原12476.4中要求为IP6X，技术审查及下试验任务时应注意。新增如果通过满足表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 4208的IP2X。外壳不必承受GB/T 3836.12021的外壳试验；但是对于便携式设备，GB/T 3836.12021的跌落试验仍然适用，如果有按此要求满足外壳要求时，参照此试验方法。新增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条的要求，保护电路及元件可以置于本安装置内也可以在非危险场所设备内，因此在技术审查阶段要视不同情况提供相应的原理图。本部分另外要求增加对可施加在非危险场所连接件的最高电压Um的要求，应按标准要求对相关技术资料进行审查把关。新增6.6.2用于排除爆炸性环境的浇封，应用示例有熔断器、有抑制元件的压电装置和有抑制元件的储能装置（电感并联续流二极管）。此部分无实质变化，实际在按旧版标准审查时都有执行，只是新版标准明确了这类结构且增加了采用模铸实现隔离时，浇封剂的厚度至少为表5第4列规定值，最小为0.5 mm，而旧标准只有浇封概念，浇封剂厚度至少为表5第3列规定值的1/2，最少为1 mm10。1.6 与本质安全性能有关的元件标准7.4.1新增“注2：符合UL1642或者GB/T28164或者其他有关安全标准要求的电池认为符合该项要求”。过去在做煤安认证时，为了满足本部分要求安标国家中心的政策规定是要求提供符合MT 10512007的电池报告，防爆电气产品实行3C制度后，各认证中心的执行要求存在不一致