本安型防爆電氣產(chǎn)品使用電池的要求

摘 要

因礦用本安型防爆產(chǎn)品對(duì)應(yīng)用在其中的電池或電池組有較嚴(yán)格的準(zhǔn)則要求，這些準(zhǔn)則要求在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中闡述的不夠明確。文章結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)分析并總結(jié)了在本安型防爆設(shè)備中電池及電池組的運(yùn)用要求。

【關(guān)鍵詞】本安 防爆 電池

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展以及煤礦產(chǎn)能的提高，對(duì)便攜式礦用本安型防爆電氣產(chǎn)品的需求也越來(lái)越大，對(duì)這類產(chǎn)品型式檢驗(yàn)的考核越來(lái)越嚴(yán)格。而便攜式本安型防爆產(chǎn)品由于需要“便攜”，較注重產(chǎn)品體積問(wèn)題。通常為減小產(chǎn)品體積，便攜式本安型防爆產(chǎn)品在電源設(shè)計(jì)這塊，均采用電池或電池組供電的方式，這樣導(dǎo)致這類產(chǎn)品進(jìn)行本質(zhì)安全型考核時(shí)，也需對(duì)電池或電池組進(jìn)行相關(guān)本安要求。實(shí)際工作中，由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池或電池組進(jìn)行本安要求闡述的不夠清楚，導(dǎo)致產(chǎn)品進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí)因產(chǎn)品中的電池或電池組運(yùn)用不確當(dāng)，出現(xiàn)較多的型式檢驗(yàn)不合格現(xiàn)象。文章針對(duì)此情況，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)便攜式本安型防爆電氣產(chǎn)品設(shè)備對(duì)電池的要求等分析及總結(jié)

1）防爆電氣產(chǎn)品對(duì)電池的基本要求

一般防爆電氣產(chǎn)品首先該滿足GB3836.1-2010《爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求》的關(guān)于裝有電池設(shè)備的規(guī)定。具體規(guī)定詳見(jiàn)下文。

1.1 電池類型要求

防爆電氣產(chǎn)品所使用的單體電池類型，必須符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或IEC標(biāo)準(zhǔn)，具體詳見(jiàn)下表1及表2。

1.2 極限值

所有的原電池或電池組在設(shè)置或使用過(guò)程中，應(yīng)在電池生產(chǎn)廠家的容許極限值范圍內(nèi)。

1.3 設(shè)計(jì)及組裝要求

1、原電池和蓄電池不應(yīng)設(shè)在產(chǎn)品的同一外殼防爆腔內(nèi)。

2、由于原電池不能繼續(xù)充電。若其它電壓源與產(chǎn)品內(nèi)的原電池的設(shè)備存在互接的可能性時(shí)，應(yīng)采取防護(hù)措施防止其它電流充入原電池。

3、設(shè)計(jì)及組裝單體電池應(yīng)避免電池的電解液泄露，以免對(duì)防爆性能或元件安全性造成不利影響。

1.4 電池組的四相同原則

防爆產(chǎn)品中由單體電池組成的電池組，對(duì)單體電池要求四相同原則，即對(duì)單體原電池的電化學(xué)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、額定容量，生產(chǎn)廠家四個(gè)方面保持一致。

1.5 標(biāo)志設(shè)置要求

為避免防爆電氣產(chǎn)品內(nèi)的電池或電池組在運(yùn)輸過(guò)程中帶來(lái)的不必要麻煩，需在產(chǎn)品外殼醒目地方，明確標(biāo)出產(chǎn)品的運(yùn)輸時(shí)放置的方位。

2）本安型防爆電氣設(shè)備對(duì)電池或電池組的結(jié)構(gòu)要求

2.1 型式要求

結(jié)合GB3836.4-2010《爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備》第7.4.9條的要求，本安電氣設(shè)備的電池或電池組結(jié)構(gòu)主要有以下幾種型式：

1、密封式（氣密）

2、閥控式密封式

3、帶有壓力釋放裝置，采用1項(xiàng)和2項(xiàng)方式密封形式

2.2 密封要求

因電池或電池組在使用期限內(nèi)不能補(bǔ)充電解液，其外殼一般采用金屬或塑料材料進(jìn)行密封，所以有電池或電池組的便攜式防爆本安型產(chǎn)品外殼密封需滿足以下要求。

1、外殼應(yīng)沒(méi)有接縫或接口，如可采用整體拉伸法、離心鑄造法、模壓法、熔接法、釬焊、熔焊法或具有由外殼結(jié)構(gòu)保持永久壓緊的彈性或塑料密封器件（例如墊圈和“O”型圈）粘接密封法。采用透氣材料，例如以紙為材料）的結(jié)構(gòu)，均認(rèn)為是非密封式結(jié)構(gòu)。接線端子周圍的密封可采用熱固或熱塑化合物澆注的密封結(jié)構(gòu)。

2、用于澆封式電池或電池組的澆封化合物應(yīng)與規(guī)定的電解液相適應(yīng)，并符合相關(guān)的規(guī)定。

3）防漏液和排氣要求

電池、電池組結(jié)構(gòu)應(yīng)具有電解液不能夠溢出的型式，一般采用上述的密封型式，防止電解液泄露損壞與本質(zhì)安全性能有關(guān)的元器件。一般來(lái)說(shuō)，電池或電池組應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的電解液泄漏試驗(yàn)，但若相關(guān)電池生產(chǎn)廠家有能符合電池或電池組電解液泄漏試驗(yàn)規(guī)定的書面證明，可不做電解液泄漏試驗(yàn)

若產(chǎn)品使用的電池（組）要求在在產(chǎn)品內(nèi)部可以充電，則電池組生產(chǎn)廠家，應(yīng)明確其內(nèi)的氫氣的含量不超過(guò)電池盒凈容積的2%，保證所有電池組通過(guò)透氣結(jié)構(gòu)排出的氣體不會(huì)排到含有電子元件或線路的設(shè)備外殼內(nèi)。

對(duì)于電池組應(yīng)采用泄壓方法把電池盒內(nèi)的壓力限制在電池能承受的壓力值以及電池生產(chǎn)廠家規(guī)定的限制內(nèi)。

4）本安設(shè)計(jì)要求

由于便攜式本安產(chǎn)品對(duì)內(nèi)的電池及電池組有一定的設(shè)計(jì)要求，歸納并總結(jié)這些要求，對(duì)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)能提供一定的理論基礎(chǔ)。結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，以下為便攜式本安產(chǎn)品對(duì)內(nèi)的電池及電池組設(shè)計(jì)的具體要求

1、考慮電池或電池組工作時(shí)的溫度及能量，設(shè)計(jì)人員應(yīng)清楚電池的標(biāo)稱及最高開(kāi)路電壓，且標(biāo)稱及最高開(kāi)路電壓應(yīng)滿足上文的表1和表2。

2、若電池或電池組的最大短路電流小于GB3836.4-2010 附錄A中的表A.1要求，則確定電池或電池組的溫升值時(shí)，試驗(yàn)電壓應(yīng)采用標(biāo)稱電壓。反之，應(yīng)對(duì)電池或電池組采用限流保護(hù)，常用方式是串聯(lián)限流電阻，若電池組中采用了串聯(lián)限流電阻時(shí)，需將二者澆封一起。

3、如產(chǎn)品中所用電池不能在煤礦爆炸性環(huán)境中更換時(shí)，則在單體電池的峰值開(kāi)路電壓小于4.5V或最大電壓及瞬態(tài)電流的乘積不超過(guò)33W的情況下，可不進(jìn)行火花點(diǎn)燃放電試驗(yàn)。

5）結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)本安型防爆電氣產(chǎn)品中的電池或電池組的應(yīng)用，從電池或電池組的基本要求、結(jié)構(gòu)要求、防漏液和排氣要求、本安設(shè)計(jì)要求方面進(jìn)行了分析和總結(jié)。為本安型防爆產(chǎn)品在電池或電池組方面進(jìn)行設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)人員，提供了一定的理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]GB3836.1-2010爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求[S].

[2]GB3836.4-2010 爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備[S].