爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备GB 3836.4-2021：修订间差异

式中：

t—— 温升，单位为开尔文(K);

标引序号说明：

标引序号说明：

[[文件:爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备GB 3836.4-2021_图C.2 复合间距测量.jpeg|400px]]

标引序号说明：

图 D.2 没有外壳的浇封应用 ( 续)

标引序号说明：

3——印制电路板最小厚度0.5 mm。

注 3 : 图D.1～ 图 D.3 为简示图，未显示进出组件的连接，主要是对保护方式要点的说明。

图 D.1 是对使用浇封化合物实现浇封组件的举例说明，显示出至浇封化合物自由表面、至金属外壳或固体绝 缘灌封外壳间距要求的基本差异。包括：

——图 D.1c) 敞开式外壳；

——图 D.2b) 降低表面温度的应用；

——图 D.2e)隔离气体的浇封保护方式。

图 D.3 是对采用固体绝缘封装方式的举例说明。显示出结构和至表面间距的基本要求，固体绝缘封装技术是 将组件作为一个单元进行模铸。包括：

图 D.3a)是为了表明一个装置在6个面同时受力状态下模压而成，例如熔断器。

(资料性)

瞬态能量试验

产生瞬态电压和电流的电路，若其产生的瞬态能量不高于10.1.5.3规定，则允许其产生的瞬态电压 和电流高于附录 A 提供的数值。例如，当电源通过一系列半导体限流开关检测到大电流并且切断时， 但是瞬时能量还是传递到负载上。又如， 一个电压检测电路用于触发与负载并联在一起的半导体闸流 管，在半导体闸流管击穿前，高电压瞬时出现在负载两端。

本试验旨在测量产生超过附录 A 规定的电压和电流时或使用10.1的火花试验装置进行试验时不 会引起点燃的能量值。

用电压和电流超过附录A 规定值的这段时间，或者用电压和电流超过火花试验装置进行试验不会 点燃值的这段时间，与功率的积分来获得可能释放到爆炸性环境中的能量。

例如：如果开路时电源电压为15 V, 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14.5 V 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宜考虑进行试验。

在这种情况下，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，从而获得电压乘以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。

需要注意的是，电压和电流用小于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 线路的连接宜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，但是其他特性等效的开关也可使用。

标引序号说明：

2——负载；

[[文件:爆炸性环境 第4部分：由本质安全型“i”保护的设备GB 3836.4-2021_图E.2 输出波形举例.jpeg|400px]]

标引序号说明：

2——传输能量(焦耳)=电压(伏特)×曲线的阴影部分面积(安培秒)。

(规范性)

装配完成的印制电路板的可选间距及元件隔离

本附录降低了表5所规定的导电部件的间距要求。本附录适用于最大污染等级为2级的下列 产品：

——装配好的印制电路板；和

注：6.3给出了以3级污染等级(GB/T 16935.1)为基础的导电部件间距的通用要求，原则上，依据 GB/T 16935.1的 双重绝缘或者加强绝缘也符合本质安全“ia”和“ib”保护等级安全间距要求。

本附录基于标准“低压系统内设备的绝缘配合”(GB/T 16935.1)。

如果印制电路板组件或者隔离部件的污染等级是2级或更高，可采用如下间距：

——将保护印制电路板组件或者隔离部件安装于符合现场使用条件的壳体中，防护等级不应低于 GB/T4208 规定的 IP54;

F.3.1 “ia” 和“ib” 保护等级

——线路限定为GB/T 16935.1规定的过电压I/Ⅱ/Ⅲ 类(非电源电路/电源电路),制造商应在文 件中增加这些内容作为安装条件。设备防爆合格证应按照 GB/T 3836.1—2021 中的标志要 求标志“X”, 且证书列出的特殊使用条件应详述安装要求。

型式试验应考虑设备使用的最严酷的环境条件，例如最高温度和最低温度。

对于“ic” 保护等级，采用以下条件可以使用表F.2 的减小间距。

——不管设备内或设备外，应采取措施，将电路限定为GB/T 16935.1规定的过电压Ⅱ类。

| colspan="9" style="vertical-align:middle;" | ^a以R10系列为基础的电压级别。实际工作电压的超差可能小于等于表中规定值的10%。 <br />^b包括PCB中的部件和元件。 <br />^c过电压类别依据GB/T 16935.1。 <br />^d涂层型式依据GB/T16935.3。 <br />^e包括任何重现峰值电压例如DC-DC变换器，但是瞬态可忽略。

|}

“ic”保护等级的电气间隙、爬电距离和间距

|-

|-

|-

|-

|-

|-

|-

|}

(规范性)

现场总线本质安全概念(FISCO)—— 设备要求

本附录规定了使用现场总线本质安全概念(FISCO) 的设备结构的详细内容。本附录针对采用曼彻 斯特编码概念、遵照GB/T 16657.2 现场总线物理层安装标准设计的总线供电系统。

注2:典型FISCO设备的示意见图G.1。

G.2.1 通则

|}

G.3.1 通则

这些要求如下：

b) 总线端子应按本文件的要求对地隔离；

c) 单独供电的现场设备的总线接线端子，应按本文件的要求与其他电源隔离，确保这些接线端子 保持无源，避免总线多点接地；

e) 本文件规定的正常或故障条件下，总线接线端子应保持无源，即接线端子不会成为系统的能量 来源，泄漏电流不大于50μA 时除外；

“ia” 和“ib” 等级 FISCO 现场装置的附加要求如下：

G.3.3 对“ic” 等级 FISCO 现场装置的附加要求

G.3.4 终端器

5.32 W。“ic”等级系统内的温度组别是按正常运行条件下确定的。

G.4.1 总则

有些设备需要双标志，以便于既能够用于FISCO 系统，又能用于常规的本质安全系统中。此时，应 注意 FISCO 标志和常规本质安全系统标志之间的区别。

G.4.2 标志实例

a) 供电电源

b) 现场装置

{| class="wikitable"

|}

{| class="wikitable"

|}

{| class="wikitable"

|-

|}

图 G.1 典 型 系 统

(资料性)

半导体限制电源电路的点燃试验

电源是任何电路中必不可少的部分。在给危险场所中的本质安全电路供电时，电源输出应是本质 安全的。

附录 A 中的曲线和表格是基于使用这样的简单电源电路在火花试验装置测试的电压、电流、电容 和电感，火花试验装置采用4根钨丝与镉盘，400转中不允许点燃。在数学上，假定出现1600次火花， 意味着，在一次打开或关闭输出电源连接的点燃概率(基于获得的点燃数量)小于6.25×10-⁴。实际上， 由于镉盘上钨丝的跳动，以及由于镉盘上的缝隙，火花数量要大得多。因此，实际点燃概率更低。

电源设计的后续发展引入了复杂电路，不仅通过限制电流、电压、电感和电容，而且通过人工限制放 电持续时间或限制开关接触的电压变化来提供本质安全。使用火花试验装置的常规试验由于以下原因 变得不再满足：

——由于部件的额定值的限制，电源不能提供增加的电流或电压；

——用来提供增加电流或电压的电源变化改变了电源的时序电路，又因此改变了电源电路性能。

本附录提供了测试这种复杂电源的试验方法；用增加了灵敏度的试验气体混合物来达到安全系数 (见10.1.3.2)。

要求用安全系数1.5的试验气体进行试验，且确保400转不发生点燃。进行该试验以确保符合本 文件的规范性要求(见10.1.4)。

本附录适用于半导体电流或电压限制电源：在电流或电压超限时限制或关断电流，但在连续的触碰 和断开火花试验装置钨丝和圆盘之间恢复足够快，因此在下次触碰和断开钨丝前恢复正常运行。本附 录不适用于当电流或电压超限时长时间关断的电源。在这种情况，附录E 可能适用。

在下列情况，电源宜用火花试验装置进行试验：

表 H.2 给出了一些适用于上述试验的气体混合物，以及对应的使用标准24 V 、95mH 标定电路的 标定电流。

表 H.4 是一个未通过表 H.1 试验顺序的电路示例。该电路安全系数与点燃概率的关系曲线在图 H.1 中给出，标有“Pr- 表 H.4- 失败”。当该电路的图与简单电路的图比较时，标有“Pr- 简单电路”,这表 明，虽然当安全系数较高(在1.67和2.5时)有较少点燃，但当安全系数降低，概率降低不比简单电路快， 因此，概率在安全系数降到同一值时不会降低到一个可接受的低数值。

图 H.1 安全系数与点燃概率