Требования к элементам, от которых зависит искробезопасность

Нагрузка искрозащитных элементов

Как в нормальных, так и в аварийных режимах работы, любые элементы, от которых зависит вид взрывозащиты, кроме таких устройств, как трансформаторы, предохранители, термопредохранители, реле и выключатели, должны быть нагружены не более чем на 2/3 от номинальных значений тока, напряжения и мощности, с учетом условия монтажа и рабочего диапазона температур. Эти номинальные значения должны быть указаны изготовителем элементов.

Оценку параметров элементов необходимо проводить с учетом их допустимых отклонений от номинальных значений, указанных изготовителем.

При оценке параметров элементов необходимо учитывать влияние условий монтажа и колебаний температуры окружающей среды, указанных изготовителем электрооборудования, а также возможные при этом отклонения параметров элементов.

Внутренние соединительные устройства, разъемы плат и элементов.

В соединителях, не содержащих силовых цепей, допускается предусматривать заземленные штифты и гнезда для разделения токоведущих частей, к которым подключены искробезопасные и искроопасные цепи, а также искробезопасные цепи, не связанные между собой. Пути утечки и электрические зазоры между заземленными и токоведущими частями разъема, к которым подключены искроопасные цепи, в этом случае не регламентируются, между остальными цепями они должны удовлетворять требованиям таблицы 4.

Предохранители.

Для защиты элементов от перегрузок могут использоваться предохранители и предохранительные устройства, при этом следует исходить из того, что значение длительно протекающего через предохранитель тока составляет 1,7I_n.

Время-токовые характеристики предохранителей и предохранительных устройств должны гарантировать, что мощность, рассеиваемая на неповреждаемых элементах, не превышает 2/3 максимально допустимых значений для заданной температуры окружающей среды в нормальном и аварийном режимах работы электрооборудования.

При герметизации предохранителя заливочный компаунд не должен проникать внутрь предохранителя, что должно быть проверено испытаниями на образцах, или изготовитель должен гарантировать возможность его заливки. В противном случае, предохранитель должен герметизироваться до герметизации электрооборудования.

Предохранители, используемые для защиты элементов, могут заменяться только после открывания оболочки электрооборудования. На предохранителе или вблизи него должны быть нанесены его тип и номинальный ток, а также другие характеристики, имеющие значение для обеспечения искробезопасности.

Предохранители должны иметь номинальное напряжение не менее U_m (или U_i в искробезопасном электрооборудовании и цепях), при этом требования таблицы 4 на них не распространяются. Конструирование предохранителей и их держателей может осуществляться по общепромышленным стандартам, а способ их монтажа не должен уменьшать зазоры, пути утечки и разделения, образуемые предохранителем и его держателем.

Предохранители должны разрывать цепь при протекании по ней максимально возможного тока. Для систем электроснабжения с напряжением до 250 В переменного тока максимальный возможный ток принимают равным 1500 А.

Для ограничения максимального тока до значения, соответствующего номинальной разрывной способности предохранителя, может использоваться токоограничительное устройство, которое должно быть не повреждаемым, а его номинальные значения должны быть равны:

- номинальный ток: 1,5×1,7×I_n;

- номинальное напряжение: U_m или U_i;

- номинальная мощность: 1,5×(1,7×I_n)² х сопротивление ограничительного устройства.

Одноразовые и перезаряжаемые элементы и батареи.

Элементы и батареи не должны взрываться при закорачивании или зарядке обратной полярностью, что должно подтверждаться их изготовителем.

Утечка электролита.

В элементах и батареях должна исключаться утечка электролита, или они должны быть закрыты таким образом, чтобы предотвращалась возможность повреждения электролитом элементов, от которых зависит искробезопасность. Этому требованию удовлетворяют элементы и батареи, признанные их изготовителем герметичными (газонепроницаемыми) или герметизированными (с регулирующим клапаном).

Напряжение элементов и батарей.

При оценке и испытаниях на искробезопасность принимают максимальное значение напряжения холостого хода, достигаемое либо на новом одноразовом элементе (батарее), либо на свежезаряженном перезаряжаемом элементе (батарее), как указано в таблице 5.

Таблица 5 - Напряжение элементов в вольтах

Тип по МЭК	Тип элемента	Максимальное напряжение холостого хода UXX для оценки искробезопасности	Номинальное напряжение для оценки температуры поверхности компонента
К	Никель-кадмиевый	1,500	1,30
Свинцово-кислотный (сухой)	2,350	2,20
Свинцово-кислотный (с жидким электролитом)	2,670	2,20
L	Щелочно-марганцевый	1,650	1,50
М	Ртутно-цинковый	1,370	1,35
N	Ртутно-марганцевый диоксидно-цинковый	1,600	1,40
Серебряно-цинковый	1,630	1,55
S	Цинково-воздушный	1,550	1,40
А	Литиево-марганцевый диоксидный	3,700	3,00
С	Цинково-марганцевый диоксидный (цинкоуглеродный Leclanche)	1,725	1,50
Никель-водородный	1,600	1,30

Токоограничительные устройства для батарей в связанном электрооборудовании.

Оболочка (отсек) батареи связанного электрооборудования, в котором для обеспечения искробезопасности требуется наличие токоограничительного устройства, должна быть сконструирована таким образом, чтобы батарею можно было устанавливать и заменять, не нарушая искробезопасности электрооборудования.

Внешние контакты для заряда батарей

Элементы или батареи с внешними зарядными контактами должны быть снабжены средствами для предупреждения короткого замыкания контактов или передачи на них энергии, способной вызвать воспламенение при коротком замыкании контактов. Это может достигаться одним из следующих способов:

а) в цепи заряда должны быть установлены блокирующие диоды или неповреждаемые последовательно включенные резисторы. Для искробезопасной цепи уровня ia требуется три диода, уровня ib - два диода, уровня ic - один диод.

Зарядное устройство должно быть либо присоединенным электрооборудованием, либо диоды или резисторы должны защищаться предохранителем соответствующего номинала. Предохранитель должен быть залит или не проводить ток, когда он расположен во взрывоопасной зоне, а конструкция элементов зарядной цепи должна удовлетворять требованиям настоящего стандарта.

б) для цепей заряда - не ниже IP20, а около разъема (зажимов) зарядной цепи должна быть установлена предупредительная табличка, запрещающая заряд батареи во взрывоопасной зоне.

Конструкция оболочки (отсека) для батареи.

Конструкция элемента или батареи должна относиться к одному из следующих типов:

а) герметичные (газонепроницаемые) элементы или батареи;

б) герметизированные (с регулируемым клапаном) элементы или батареи;

в) элементы или батареи, предусматривающие, кроме устройств сброса давления, герметизацию, аналогичную подпунктам а) и б). Они не должны требовать доливки электролита в течение срока службы и должны иметь металлическую или пластмассовую оболочку, удовлетворяющую следующим требованиям:

1) цельнотянутую (бесшовную), штампованную или литую, соединенную плавлением, сваркой или склейкой с эластомерами, или пластмассовые герметизирующие устройства, фиксируемые конструкцией оболочки и обеспечивающие постоянное уплотнение, такие как прокладки (шайбы), кольца круглого сечения и т.п.;

2) не считаются герметичными штампованные, развальцованные, гофрированные и т.п. оболочки, не удовлетворяющие перечисленным выше требованиям. Материалы, проницаемые для газа, например на бумажной основе, не считают уплотняющими;

3) уплотнение вокруг выводов должно быть сконструировано, как описано выше, или достигаться заливкой термоусаживающимся или термопластичным компаундом;

г) производитель заливочного компаунда должен гарантировать возможность его использования при контактировании с электролитом.

Соответствие подпунктам а) и б) гарантируется производителем элемента или батареи. Соответствие подпунктам в) и г) оценивают проверкой элемента или батареи и, где необходимо, их конструкторских чертежей.

Полупроводниковые элементы.

Влияние переходных процессов.

В связанном электрооборудовании полупроводниковые элементы должны выдерживать импульсный ток, возникающий в переходном режиме. Значение тока определяется делением амплитудного значения напряжения переменного тока или максимального значения напряжения постоянного тока на значение сопротивления последовательно включенного неповреждаемого резистора.

Шунты, ограничивающие напряжение.

Полупроводниковые элементы могут использоваться в качестве шунтирующих устройств для ограничения напряжения, при условии, что с учетом переходных процессов они удовлетворяют указанным ниже требованиям.

Полупроводниковый элемент должен быть рассчитан на ток, равный 1,5-кратному току короткого замыкания, который может протекать в электрической цепи при замыкании полупроводникового элемента. Данными изготовителя полупроводниковых элементов должно быть подтверждено следующее:

а) диоды (управляемые и неуправляемые), стабилитроны, транзисторы, включенные по схеме диода, и аналогичные полупроводниковые устройства должны быть рассчитаны на номинальный рабочий ток, в 1,5 раза превышающий максимально возможный ток короткого замыкания;

б) стабилитроны должны иметь в режиме стабилизации 1,5-кратный запас по мощности, которая может рассеиваться на них, а в прямом направлении - 1,5-кратный запас по току, который протекает в месте их установки при повреждении на замыкание;

в) диоды должны иметь в обратном направлении 1,5-кратный запас по напряжению, которое может быть приложено к диоду;

г) транзисторы должны иметь 1,5-кратные запасы по мощности, напряжению между коллектором и эмиттером и обратному напряжению между эмиттером и базой, токам коллектора и базы.