欢迎访问湾际盛鼎检测中心官网!盛鼎防爆实验室已获得CMA和CNAS资质认可,企业服务热线:400-6522-158,工程师热线:189 4473 6211(饶工)

本安产品火花点燃试验简介「盛鼎防爆实验室」

火花点燃试验是本安型防爆产品认证中非常关键的一个试验项目,将直接影响是否能够成功办理本安防爆合格证的关键因素,下面我们对其进行简单介绍。注:本资料由盛鼎防爆实验室提供。

本安火花实验系统

试验介绍

火花点燃试验要在电路最容易点燃的状态下进行,对于简单电路,标准图A1~图A6参考曲线对应的各种形式中,短路试验是最不利的;对于更复杂电路,由于条件各不相同,短路试验可能不是最不利的条件。对稳压限流电源,最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,将电流调到最大值。

本安三元配气装置
火花试验仪器

1、电路中同时含有电容和电感的电路

如果电路中同时含有贮能电容和电感,则要对组合电路进行评定和试验。当评定的总电感或电容<附录A点燃曲线或数据表容许的数值的1%时,则最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、元件容差对试验的影响

试验时考虑到元器件容差和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。

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

3、试验该用哪些气体混合物?火花试验装置的标定电流是多少?

试验用气体混合物和火花试验装置的标定电流,应按被试设备规定的类别,采用GB/T 3836.4-2021中表8(1.0倍安全系数)或表8(1.5倍安全系数)给出的爆炸性试验混合物。

具有1.0倍安全系数的爆炸性试验混合物的成分
表7
适用于1.5倍安全系数的爆炸性试验混合物的成分
表8

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。

高压气体罐

优先表7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8 给出的爆炸性试验混合物的成分具有本标准规定的1.5 倍的安全系数,气体纯度≥95%。

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7 和表8)进行的确认。

电压表和流表对标定回路原理图

4、安全系数的确定

对于1.5 倍安全系数,应按下列方法之一测得:

1)参数法:

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。若达不到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。

电容电路:把电压提高到1.5倍故障电压。或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7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,包括最大输出功率、电压和电流及短路状态,具有设备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举例

若开路时电源电压为15V,且有一串联限流开关在电流为1A时动作,那么可以预计,当电路连接到大约13.5V的最不利齐纳负载时,在引起电流开关动作前将会产生一个大于1A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电压允许的最大电流是3.76A(如GB/T3836.4-2021表A.1)。因此,试验应在电流超过3.76A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下图所示。

电路图

这种情况下,瞬态能量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。

电压乘电流及对应时间的曲线图

其它情况下,最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。

试验设备的选择和试验线路的连接应最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,但其他特性等效的开关也可使用。

6、样品的制备和处理

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。电压或电流,元件容差,不严密元件。

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

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。

7、设定故障及考虑电容时间常数

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最大外部电容(Co)和最大外部电感(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:

  • 直流电路:400转(5 min),每一极性200转;
  • 交流电路:1000转(12.5 min);
  • 电容电路:400转(5 min),每一极性200转。
本安火花试验设备参数设置

电容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。

8、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。

若标定不合格,则被试电路的点燃试验无效。

本安火花点燃试验

以上,简单介绍了本安产品火花点燃试验,希望能帮助到大家。各位可以关注湾际盛鼎公众号,看更多防爆检测认证相关资讯和技术文章,如果您有相关的业务需求,也可以直接联系盛鼎防爆检测实验室,我们将一对一进行检测+认证一站式服务!