摘要  

因礦用本安型防爆產(chǎn)品用在其中的電池或電池組有較嚴格的準則要求，這些準則要求在相關(guān)標準中闡述的不夠明確。文章結(jié)合實際工作經(jīng)驗分析并總結(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，對便攜式礦用本安型防爆電氣產(chǎn)品的需求也越來越大，對這類產(chǎn)品型式檢驗的考核越來越嚴格。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)品進行本質(zhì)安全型考核時，也需對電池或電池組進行相關(guān)本安要求。實際工作中，由于相關(guān)標準對電池或電池組進行本安要求闡述的不夠清楚，導(dǎo)致產(chǎn)品進行型式試驗時因產(chǎn)品中的電池或電池組運用不確當，出現(xiàn)較多的型式檢驗不合格現(xiàn)象。文章針對此情況，結(jié)合實際經(jīng)驗對便攜式本安型防爆電氣產(chǎn)品設(shè)備對電池的要求等分析及總結(jié)

1 防爆電氣產(chǎn)品對電池的基本要求

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)國家標準或IEC標準，具體詳見下表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，應(yīng)采取防護措施防止其它電流充入原電池。

(3)設(shè)計及組裝單體電池應(yīng)避免電池的電解液泄露，以免對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，對單體電池要求四相同原則，即對單體原電池的電化學(xué)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、額定容量，生產(chǎn)廠家四個方面保持一致。

1.5 標志設(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輸過程中帶來的不必要麻煩，需在產(chǎn)品外殼醒目地方，明確標出產(chǎn)品的運輸時放置的方位。

2 本安型防爆電氣設(shè)備對電池或電池組的結(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)項和(2)項方式密封形式

2.2密封要求

因電池或電池組在使用期限內(nèi)不能補充電解液，其外殼一般采用金屬或塑料材料進行密封，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“0”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。一般來說，電池或電池組應(yīng)進行相應(yīng)的電解液泄漏試驗，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規(guī)定的書面證明，可不做電解液泄漏試驗

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電池盒凈容積的2%，保證所有電池組通過透氣結(jié)構(gòu)排出的氣體不會排到含有電子元件或線路的設(shè)備外殼內(nèi)。

對于電池組應(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)計要求

由于便攜式本安產(chǎn)品對內(nèi)的電池及電池組有一定的設(shè)計要求，歸納并總結(jié)這些要求，對設(shè)計者在設(shè)計時能提供一定的理論基礎(chǔ)。結(jié)合實際經(jīng)驗，以下為便攜式本安產(chǎn)品對內(nèi)的電池及電池組設(shè)計的具體要求

(1)考慮電池或電池組工作時的溫度及能量，設(shè)計人員應(yīng)清楚電池的標稱及最高開路電壓，且標稱及最高開

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，試驗電壓應(yīng)采用標稱電壓。反之，應(yīng)對電池或電池組采用限流保護，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，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，則在單體電池的峰值開路電壓小于4.5V或最大電壓及瞬態(tài)電流的乘積不超過33W的情況下，可不進行火花點燃放電試驗。

5結(jié)論

本文通過對本安型防爆電氣產(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)計要求方面進行了分析和總結(jié)。為本安型防爆產(chǎn)品在電池或電池組方面進行設(shè)計的設(shè)計人員，提供了一定的理論基礎(chǔ)。

參考文獻

[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”保護的設(shè)備[S].