关于防爆手机的保护等级和点燃符合性要求
关于防爆手机的保护等级和点燃符合性要求
1 概述
本质安全设备和关联设备的本质安全部分应分为“ia”、“ib”或“ic”保护等级。
2“ia”保护等级
在适用Um和Ui时，“ia”等级防爆手机中的本质安全电路在下列任一情况下应不能引起点燃：
a) 正常工作和施加最不利条件下的非计数故障；
b) 正常工作和施加一个计数故障加上最不利条件下的非计数故障；
c) 正常工作和施加两个计数故障加上最不利条件下的非计数故障。
以上各种情况所施加的非计数故障可以不同。
防爆手机在电路进行火花点燃试验和评定时，应按10.1.4.2使用下列安全系数：-对于a)和b)1,5-对于c)1,0
在所有情况下，为确定表面温度组别，施加在电压或电流上的安全系数应是1.0。若仅可能出现一个计数故障，并且它们能满足“ia”等级试验要求，则认为b)要求是“ia”等级。 若不可能出现计数故障，并且它们能满足“ia”等级试验要求，则认为a)要求是“ia”等级。
3“ib”保护等级
在适用Um和Ui时，“ib”等级防爆手机中的本质安全电路在下列任一情况下应不能引起点燃：
a) 正常工作和施加最不利条件下的非计数故障；
b) 正常工作和施加一个计数故障加上最不利条件下的非计数故障。
以上各种情况所施加的非计数故障可以不同。
在电路进行火花点燃试验和评定时，应按10.1.4.2使用1.5倍安全系数。在所有情况下，为确定表面温度组别，施加在电压或电流上的安全系数应是1.0。
若不可能出现计数故障，并且它们能满足“ib”等级试验要求，则认为a)要求是“ib”等级。
4“ic”保护等级
在适用Um和Ui时，“ic”等级防爆手机中的本质安全电路在正常工作情况下应不能引起点燃。 当间距影响安全时，间距应满足表5或表F.2的要求。
在电路进行火花点燃试验和评定时，应按10.1.4.2使用1.0倍安全系数。在所有情况下，为确定表面温度组别，施加在电压或电流上的安全系数应是1.0。
注：故障的概念不适用于该保护等级。 第8章中规定的可靠元件和可靠组件也不适用。 对于“ic”保护等级，术语“可靠”应解读为“符合7.1的要求”。
5.5 火花点燃的符合性
为有效限制可能引起爆炸性环境点燃的火花能量，应按10.1要求，在每一个可能出现断开或连接的点上对电路进行评定和/或试验。
6 热点燃的符合性
6.1 概述
所有与爆炸性气体环境可能接触的元件、外壳和导线的表面均应进行最高表面温度的评定和/或试验。 IEC60079-0中的第5章给出了在施加5.2、5.3和5.4规定的故障后允许最高表面温度的要求。
如果需要，试验应按10.2进行。
注1：本章要求不适用于由IEC60079-0中所列的另一种保护型式保护的关联设备或危险场所以外的设备。
注2：为防止过热或印制电路板、涂层或元件包装的燃烧引起爆炸性气体环境的二次点燃，在选择与可能产生过高温度的元件相邻的材料时应小心谨慎，这些元件如电池组、蓄电池或在第5章规定的故障状态下耗散功率超过1.3W的元件。
6.2 小元件温度
小元件，例如，晶体管或电阻，当其温度超过允许的温度组别温度时，在按照IEC60079-0
中的26.5.3试验时，只要小元件不发生点燃，应认为是允许的。
对于I类设备，试验混合物应是（6.5±0.3）%的甲烷-空气混合物。
或者，如果没有引起催化或其它化学反应，下列情况之一也是可以接受的：
a) 对于II类T4或Ⅰ类温度组别，元件应符合表2a）的规定，包括表2b）中所列的随环境温度升高适当降低最大允许耗散功率的规定；
2
此外，允许的较高温度不应使防爆型式失效，例如，设备的元件或相邻部件出现超过任何安全相关额定值的情况，或导致影响重要电气间隙和爬电距离的劣化或变形。
表2—根据元件尺寸和环境温度对温度组别的评定
表2a）—T4组和I类的要求
2 ＜20mm | 275 | 950 |
2 2 ≥20mm ≤10cm | 200 | 450 |
2 ＞10cm | 135 | 450 |
表2b）—不超过20mm2元件最大耗散功率随环境温度的变化
最高环境 温度 | ℃ | 设备组 别 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
最大耗散 功率 | W | II类 | 1.3 | 1.25 | 1.2 | 1.1 | 1.0 |
| I类 | 3.3 | 3.22 | 3.15 | 3.07 | 3.0 |
6.3 设备内部配线
在一般情况下，对于铜导线，对应于导线最高自身发热温度的最大允许电流可从表3获得，对金属导线也可应用下列公式计算式中：是最大允许电流，A；
If 是导线在规定的环境温度下的熔化电流，A；
T 是导线材料熔化温度，℃(铜为1083℃，金为1064℃)；
ｔ是相应温度组别的临界温度，℃。 t的值是指由于自热和环境温度引起的导线温度。
例如：细铜线（温度代码=T4）
If=1.6A（试验确定或由铜线制造商规定）
T = 1083 °C
t 对于T4（小元件，t≤275℃）
带入公式
I=1.3A（这是为防止铜线温度超过275℃所允许通过的最大额定电流或故障电流。）
表3—铜导线的温度组别（最高环境温度为40℃）
直径（见注4） mm | 横截面积（见注2） 2 mm | 温度组别对应的最大允许电流 A | ||
| T1至T4和I类 | T5 | T6 | ||
0.035 0.05 0.1 0.2 0.35 0.5 | 0.000962 0.00196 0.00785 0.0314 0.0962 0.196 | 0.53 1.04 2.1 3.7 6.4 7.7 | 0.48 0.93 1.9 3.3 5.6 6.9 | 0.43 0.84 1.7 3.0 5.0 6.7 |
注1：给出的最大允许电流值（A）为交流有效值或直流值。 注2：对于绞合导线，其横截面积是所有绞合线束的总截面积。 注3：该表也适用于柔性扁平导线，例如带状电缆，但不适用于印制电路导体，见5.6.4。 注4：直径和横截面积为导线制造商规定的标称尺寸。 注5：最大功率不超过1.3W，可以判定导线为T4温度组别，并且对于I类也是允许的。对于 粉尘除外的I类，当环境温度达到40℃时允许的最大功率为3.3W。当环境温度大于40℃时， 允许的最大功率应适当降低，具体参见表2b）。 | ||||
6.4 印刷电路板上的印制线
印制电路板上的印制线的温度组别应用有效的数据或通过实际测量确定。
印制线由铜制成时，其温度组别可根据表4确定。
例如，对于厚度至少为0.5mm的单面或双面印制电路板，在印制线厚度至少为33µm时，如果其最小宽度为0.3mm，流过的持续电流不大于0.444A，则通过应用表4中注3、4、8、9给出的系数，可确定其温度组别满足T4或Ⅰ类要求。同样，对于最小印制线宽度分别为0.5mm、1.0mm和2.0mm，相应的最大电流分别为0.648A、1.092A和1.833A时，其温度组别可确定为T4组。
若印制线长度不大于10mm，不必考虑温度组别。
印制线的温度组别由试验确定时，应使用最大持续电流。
制造公差值应保证本款规定数值的降低不高于10%或1mm，取两者中的较小值。
不进行试验时，最大功率又不超过1.3W，印制线的温度组别符合T4或I类要求。
对于I类，没有粉尘时，允许的最大功率为3.3W。
当环境温度超过40℃时，允许的最大功率应按表2b）作出相应变化。
表4—印制电路板印制线的温度组别（最高环境温度为40℃时）
最小印制线宽度 mm | 温度组别对应的最大允许电流 | ||
| T1至T4和I类 | T5 A | T6 A | |
0.075 0.1 0.125 0.15 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 | 0.8 1.0 1.2 1.4 1.8 2.4 3.0 3.5 4.6 5.9 8.0 9.9 11.6 13.3 16.4 19.3 22.0 | 0.6 0.8 1.0 1.1 1.4 1.9 2.4 2.8 3.5 4.8 6.4 7.9 9.3 10.7 13.2 15.5 17.7 | 0.5 0.7 0.8 1.0 1.2 1.9 2.1 2.5 3.2 4.1 5.6 6.9 8.1 9.3 11.4 13.5 15.4 |
注1：给出的最大允许电流值（A）是交流有效值或直流值。 注2：本表适用于厚度为1.6mm及以上、单层铜箔厚度为33µm的印制电路板。 注3：对于厚度为0.5mm到1.6mm之间的印制电路板，应把表中的最大允许电流值除以1.2。 注4：对于双面印制电路板，应把表中的最大允许电流值除以1.5。 注5：对于在考虑中的多层印制电路板，应把表中的最大允许电流值除以2。 注6：对于铜箔厚度为18µm的印制电路板，应把表中的最大允许电流值除以1.5。 | |||
注7：对于铜箔厚度为70µm的印制电路板，应把表中的最大允许电流值乘以1.3。
注8：对于位于正常工作或故障条件下耗散功率0.25W或以上的元件之下的铜箔，应把表中的最大允许电流值除以1.5。
注9：正常工作或故障条件下，耗散功率为0.25W或以上的元件与铜箔连接的终端具有1.00mm长的延伸导体时，应将印制电路导线宽度乘以3或将规定的最大允许电流除以2。此外，如果印制电路导线在元件下面通过，应施加注8规定的系数。
注10：环境温度达到60℃时，最大允许电流值应除以1.2。
注11：环境温度达到80℃时，最大允许电流值应除以1.3。
5.7 简单设备
下列设备应认为是简单设备：
a) 无源的元件，例如，开关、接线盒、电阻和简单半导体器件；
b) 参数符合规定的贮能元件，例如，电容或电感，其值应在确定系统整体安全性能时加以考虑；
c) 可产生能量元件，例如，热电偶和光电池，它们产生的电压不超过1.5V、电流不超过100mA和功率不超过25mW
简单设备应符合本标准所有相关要求。 制造商或本质安全系统的设计者应证明符合本款规定，适用时，包括材料数据单和试验报告。 设备不必符合第12章规定。
下列要点也应加以考虑：
1) 简单设备不应是用限压和/或限流和/或抑制器件达到本质安全的；
2) 简单设备不应装有任何增大有效电压或电流的器件，例如，DC-DC转换器；
3) 当需要保持本质安全电路对地隔离的完整性时，简单设备应承受6.3.12规定的对地试验电压。其端子应符合6.2.1的规定；
4) 位于爆炸性气体环境的非金属外壳和含有轻金属的外壳应符合IEC60079-0中的7.3和8.1的规定；
5) 当简单设备位于爆炸性气体环境时，应考虑其温度组别。 当开关、插头、插座和端子在其额定参数范围内使用在本质安全电路中，最高环境温度40℃时，其最高表面温度将低于85℃，因此适合于Ⅱ类T6温度组别的场所应用，也适合于Ⅰ类场所的应用。 对于其他形式的简单设备，其温度组别应符合本标准第4章规定。当简单设备是含有其他电路的设备的一个部件时，应依据本标准的要求进行整体性评定。
注1：基于催化反应或其他电化学机理的传感器通常不是简单设备。 关于它们的应用，应征询专家意见。
注2：本标准不要求对制造商提供的简单设备的技术说明的符合性进行验证。
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