IEC60079-0防爆电气设备通用要求2004版与1998版的主要技术差异 点击:301 | 回复:0



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发表于:2013-03-27 16:30:47
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0  概述

1998年以来,随着国际上爆炸性气体环境用防爆电气设备制造业的迅速发展,IEC 60079系列标准加快了制修订进程。

国际电工委员会TC31技术委员会根据ISO/IEC指令的规定,从2001年开始,对IEC60079—0  1998标准(简称老标准)进行了修订。修订后的IEC60079—0(第4版/2004)《爆炸性气体环境用电气设备  第0部分:通用要求》(简称新标准),与老标准相比,在技术内容上变化较大,产品结构要求更加明确,标准规定更加详细,使用性强并更加合理。

老标准的修订工作是在2001年5月28—29日韩国汉城举行的会议上提出的,经过大会投票表决,由IEC第16维护小组承担这项工作。

第16维护小组的会议召集人由美国的托马法因代尔先生担任,维护小组由美国、德国、英国、澳大利亚、爱尔兰等国家共6位专家组成。

修订工作从2001年12月开始,2004年1月正式发布实施。

新标准与老标准相比,主要差别约有30多个条款,例如:环境条件、防爆型式“n”的介绍、帽灯、本质安全系统、0区设备和加热带的介绍、电池和蓄电池的通用要求、标志的一致性等内容。另外,将电缆引入装置改为电缆压盖。删除了老标准中的附录A。新标准附录A修订了老标准的附录B。

IEC60079—0标准的修订,一直是我国防爆电气技术领域人们十分关心的问题,现对IEC 60079—0的2004版和1998版的差异予以介绍。

1  老标准的主要技术差异

1.1  范围

新标准的适用范围与老标准有着明显的差别。在1.1条中规定,除IEC6(1079系列标准的某一部分另有规定外,符合新标准要求的电气设备,在正常环境条件下,可使用在由空气与可燃性气体、蒸气或者薄雾引起的爆炸性气体环境危险场所中,并且规定标准大气条件为:

·温度:—20℃—+60℃;

·压力:80kPa(0.8bar)-110kPa(1.1bar);

·标称氧含量体积比为21%的空气。

但对在超出该范围以外的环境条件中使用的电气设备需要特殊考虑。

新标准以注的形式规定,如果制造厂无其他规定,最高表面温度应以运行环境温度-20℃~+40℃为基础进行测量。

另外,新标准规定点燃危险的评定应该在电气设备上进行。与设备防爆型式有关的检查须考虑点燃源,例如,在标准工业环境中使用电气设备的热表面、产生的机械火花、铝热剂反应、电弧和静电放电等。

对于其他点燃源,如绝热压缩、冲击波、放热化学反应、粉尘自燃、明火、热气体/液体设备应经受危险分析的鉴别,并且列出由电气设备引起的所有潜在点燃源和防止它们生效应采取的措施。

新标准规定了IEC 60079系列标准中的第8种防爆型式,增加了“n”型标准内容,而老标准只有7种防爆型式。另外,新标准还对以下4个防爆标准进行了补充或者修订:IEC 60079—25《爆炸性气体环境用电气设备  第25部分:本质安全系统》、IEC 60079,26《爆炸性气体环境用电气设备第26部分:0区用电气设备结构、试验和标志的特殊要求》、IEC 62013—1《爆炸环境下煤矿用帽灯  第1部分通用要求——结构和试验》、IEC 62086—1《爆炸性气体环境用电气设备—电阻加热带  第1部分:总则和测试要求》。

1.2术语和定义

新标准与老标准相比主要增加了蓄电池和能量被限制等方面的定义共15个,这些定义都引自IEC 60079-11:本质安全标准和IEC 60079-15:n型标准。

修改的术语内容有合格证、电缆引人装置等,并删除了爆炸性环境的定义。

1.3  设备类别和温度组别

对于设备类别和温度组别,新标准作了较大的改动,增加了Ⅱ类电气设备划分、Ⅱ类电气设备表面温度标志和特定的爆炸性环境用设备的名称,并且作了部分修改。

1.4  温度

新标准对温度一章进行了重新编写,有些内容作了调整,其含义也有所不同。新标准与老标准相比增加了对外部加热或者冷却源、运行温度和表面温度的具体规定。

(1)关于外部加热或者冷却源

新标准规定:如果电气设备用物理法连接到一个单独的外部加热或冷却源上,对加热或者冷却处理容器或者管道,应规定额定值。

(2)关于工作温度

条款中规定:如果新标准或者专用防爆型式标准要求在设备的任何地方测量电气设备的工作温度,则温度应该在电气设备处于最高或最低环境温度(必要时)时,外部冷热源的最高额定值和设备的额定工作制条件下进行测量。必要时,温度试验应按有关规定进行。

(3)关于最高表面温度

本条对最高表面温度的测量方法作了详细规定,要求最高表面温度应在电气设备额定工作制,而且按有关规定或专用防爆型式标准的要求选择电压时,设备处于最高环境温度和在最高额定外加热源的条件下进行测定。

(4)关于小元件

关于小元件引燃试验引自ⅢC60079—11和ⅢC60叮9—15标准的规定。新标准增加了晶体管或者电阻等小元件的规定,当其允许温度超过温度分组的要求时,在符合下列三个条件之一时则应认为合格:

1)按照新标准第26.5.3条试验时,小元件不应该引起可燃性混合物的点燃,并且由较高的温度引起的任何变形或者损坏均不应削弱防爆性能;

2)对于T4组和I类电气设备,小元件应符合表3的规定;

3)对于巧组,其表面面积小于10印Imn2(不包括导线)时,小元件的表面温度应不超过150℃。

新标准增加了符合元件尺寸和环境温度T4组的评定数据表(见表3)。

表3  按元件尺寸和环境温度评定T4组温度

总表面积(不包括引线端子)

对T4组别的要求

﹤20 mm2

表面温度≤275℃

≥20 mm2

功率损耗≤1.3 Wa

≥20 mm2≤1000 mm2

表面温度≤200℃

a.按60℃环境温度降至1.2 W或按80℃环境温度降至1.0 W

新标准增加了对电位计的要求,电位计结构的安装布置、散热及冷却都规定了考核办法。在按照专用防爆型式标准要求的试验条件下,应在流过电流的伴热带上测量温度。如果电阻值低于伴热带值的10%,则应在伴热带电阻值为10%时进行测量。

1.5  关于所有电气设备的要求

新标准与老标准相比变化较大,同时也增加了较多新内容,如爆炸性气体环境用电气设备及Ex元件、设备的机械强度等方面。

(1)循环电流

新标准增加了对杂散磁场引起的循环电流的规定,及防止这种电流产生电弧或者火花,或由这种电流所引起过热的任何影响所采取的预防措施。

为了确保可靠的电流在最不利运行条件下传递,例如振动或腐蚀,而没有危险火花,该连接导线应按第15.5条的规定防腐和松弛。特别值得注意的是,在接近连接部件处应封闭裸露软导线。

如果绝缘保证循环电流不能流动,则不要求连接导线。对绝缘的暴露导电部件应适当采取接地措施。这些绝缘部件应能承受100V r.m.s,历时1mill的试验。

(2)衬垫隔离

新标准中的衬垫隔离规定引自IEC 60079—15标准。该条规定外壳防护等级与安装或者维护准备打开的衬垫接合面有关,因此,要求衬垫应粘附或固定到配合面上以防磨损、损坏或不正确的组装。该衬垫材料不应该自身粘附到其他接合面上,但胶粘剂可粘附在配合面的衬垫上。

1.6关于非金属外壳和外壳的非金属部件

新、老标准相比稍有变化,其含义基本一样。新标准在塑性材料规定中增加了一段美国标准的内容:“作为可以代替的热指数TI,相对热指数(RTI-机械冲击)可按美国国家标准协会保险公司试验室(ANSI/UL)746B确定的规定”。

新标准中关于静电的规定引自IEC 60079—15和IEC 60079,26标准,并合理地应用于所有的I类和Ⅱ类设备。另外,介绍了评价关于静电电荷存储器使用非金属物质材料的两种补充试验方法。

老标准第7.3条的名称“塑料外壳及外壳部件的静电电荷”,新标准改为“外壳外部非金属材料上的静电电荷”,在内容上也作了一些修订。新标准增加了关于避免静电电荷堆积的规定,为了避免静电荷引起点燃危险,除了采取原来的一些措施外,又增加了限定I类设备和Ⅱ类设备外壳非金属部件的表面积规定。对钢板材料、弯曲物体和个别非金属部件的表面积等规定了确定方法。

新标准规定了限定移动电荷的试验方法,和避免手提式设备及固定式装置产生静电放电危险所采取的预防措施,以及必要时设置带静电电荷警告牌的具体要求。

新标准以注的形式规定,在选择静电危险控制器使用警告标记时,应考虑诸多工业应用中,特别是煤矿开采,警告标识非常有可能因为粉尘沉积而字迹模糊,所以要求经常清理标牌上的灰尘以防引起静电放电。

1.7  关于含轻金属的外壳

新标准中轻金属要求引自IEC 60079—15和IEC60079—26标准,并且合理地适用于所有的I类和Ⅱ类设备。

新、老标准对I类电气设备外壳用材料规定一样,但对Ⅱ类电气设备外壳用材料的规定就有较大差别,新标准要求严格,对不同的区域有不同的规定。老标准对制造Ⅱ类电气设备外壳的材料,按质量百分比,含镁量不大于6%。新标准规定,制造Ⅱ类电气设备外壳的材料,允许按下列的质量百分比:

——对于0区,铝、镁、钛和锆的总含量不允许大于10%,或镁、钛和锆的总含量不允许大于7.5%;

——对于1区,镁的总含量不允许大于7.5%;

——对于2区,除风扇、风扇罩和挡风板应符合1区的要求外,其他无要求。

1.8  关于进入外壳内的引入装置

新标准第16章与老标准相比变化不大,但重新进行了编写和修订,新标准将老标准的第16条“电缆和导管引入装置”名称改为“进入外壳内的引入装置”。新标准删除了老标准中“第16.5条I类电缆引入装置应有夹紧装置,防止电缆的转动传递到连接件”的规定。

新标准对老标准中的“引入点和分支点图示”进行了修订,对电缆压盖和引入装置的结构进行了调整。

1.9  对旋转电机的补充要求

与老标准相比规定基本相同,但增加了第17.6条安装等电位连接导线的规定。

1.10  关于灯具的补充要求

对于灯具中的光源透明保护罩的网孔,老标准规定用小于50 mm× 50 mm的保护网来保护,如果网孔超过50 mm× 50 mm则认为该灯具无保护。新标准调整为:灯具中的光源应有透明保护罩,该透明保护罩的单独网孔用不超过2 500 mm2的保护网来保护,如果网孔超过2 500 mm2,则认为该灯具无保护。

对于灯具壳体防护等级,老标准为1lB0,新标准修订为:“内部有附加壳体(可能是光源发射器)把带电件保护在内,该壳体防护等级至少为IEC;60529的IP20,且工具不能经过开口直接接触带电件”,与老标准相比该要求放宽了。

1.11  关于Ⅱ类帽灯和手提灯

新标准对手提灯和帽灯作了一些补充规定,与老标准相比更详细。补充内容如下:

无论灯具处于各种位置状态,均应防止电解液流出。如果光源和电源分别设在不同的外壳中用电缆连接时,则电缆压盖和连接电缆应按附录A中A3.1或A3.2T2进行试验。

试验应该采用连接两部分的电缆进行。关于所用电缆的型式、尺寸及其他有关资料应在制造厂的文件中规定。

1.12  装有电池和蓄电池的设备

新标准增加了装有电池和蓄电池的设备的内容,这些主要引自IEC 60079—7和IEC 60079—15标准。

对于蓄电?电组、电池型式、一个蓄电池组中的电池、蓄电池范围、单体电池混合、互换性、原蓄电池组充电和漏泄、连接件、定位和电池或者蓄电池的更换等都作了详细规定。

1.13  文件

与老标准相比,新标准取消了型式检查和试验一章(包括资料审查),其基本内容进行了修订,编写方式也进行了调整。

为了强调这些内容的重要性,所以文件样机、样品与资料一致性和型式试验三个部分的内容分开编写。

1.14关于型式试验

新标准在型式试验方面与老标准作了一些变动和修订,增加了对做过型式试验的样机的温度安全系数5℃和10℃在整体结构上进行了调整,同时增加和补充了较多内容。

(1)外壳的试验

新标准对金属外壳、外壳金属部件和外壳的玻璃部件试验顺序作了详细说明,此规定是老标准没有的。

(2)关于光老化试验

新标准对光老化试验一章的内容作了补充和修改。标准规定在其他不予考虑曝光保护的地方,如果外壳或者外壳部件用非金属材料制成防爆型式,则它们应该进行防紫外线光材料的试验,对于I类电气设备仅适用于灯具。

如果电气设备在装配时,设备有防光照(如日光和灯光)措施,可以不进行试验,但设备应按照该标准第29.2项0规定的使用条件标记“X”。对通常认为不受光试验不利影响的玻璃和陶瓷材料,不必进行试验。

如果由于非金属材料特性的原因,按照ISO 179规定的预备试样不适用,应该允许按照电气设备试验报告中的要求用替代试验来进行。

(3)关于冲击试验

新标准对冲击试验进行了修订,目的是用特定的跌落高度替代能量。老标准“抗冲击试验高度”是根据能量得出的,而新标准是根据跌落试验直接用高度换算得出的。这样更便于用户使用或操作(见表8)。

表8冲击试验

试验项目  

用质量为1㎏跌落高度/m

设备类别

机械危险程度      

a)外壳和外壳外部可用部件(透明部件除外)

2

0.7

0.7

0.4

b)保护网、保护罩、风扇保护罩、电缆压盖

2

0.7

0.7

0.4

c)不带保护网的透明件

0.7

0.4

0.4

0.2

d)带单独网孔为(625~2500mm2)的透明件(试验时不带保护网);见21.1(试验时不带保护网)

0.4

0.2

0.2

0.1

注:单独网孔为625~2500 mm2的透明件保护罩,可降低冲击危险,但是不防止击。

 

另外,对通常试验环境温度为(20±5)℃,当材料性能数据说明其在低温下抗冲击性能降低时,规定了试验应在规定洱度范围内最低温度5 K~10 K。

新标准中取消了老标准冲击试验中轻金属合金或铸造金属外壳及其他金属外壳,其壁厚:小于3mm的I类设备、小于1 mm的Ⅱ类设备塑料外壳等试验项目。这样更加合理并且方便用户使用。

(4)关于小元件点燃试验

新标准增加了小元件点燃试验规定,这是依据IEC60079—11和IEC60079—15标准的规定制订的。

新标准规定,被测试的一个小型元件按5.5项a)的规定,如果证明它不产生可燃性混合物的点燃温度,应按26.5.3.2条规定的气体/空气混合物进行试验。

(5)关于温度试验

新标准对温度测定做了补充规定,对老标准“对于Ⅱ类不是逐台进行温度试验的电气设备,在T6、T5、T4和T3(或标出温度≤200℃)温度组别时,应比标志的温度或温度组别的温度低5K;在T2和T1(或标出温度>200℃)时,比标志温度或温度组别的温度低10K”,增加了括号内容。

(6)关于接地持续性

新标准增加了有关接地持续性试验规定。对于制造外壳的材料可作为一个完整的外壳、外壳部件试验,或者作为制造外壳的材料样品试验,只要有关样品标准尺寸与外壳的材料相同。

(7)关于充电试验

与老标准相比,新标准增加了充电试验规定,要求设备部件本身或者非金属材料制造的22500 mm2平面试样应进行试验。

新标准对面积为150m×l50mm×6mm板状材料样品规定,试验应以温度为(23±2)℃和相对湿度不高于30%,历时24h时为条件。在同样环境条件下它作为限制条件,然后用三种单独的方法对其表面充电。

第一种方法:用尼龙材料(例如:聚酰胺)擦净表面;

第二种方法:用棉布擦净同样的表面;

第三种方法:同样的表面暴露到高电压喷涂电极上。

新标准对试验结果规定了验收方法,最高电容应该如下:  

——对I类设备为50pF

——对于ⅡA类设备为50pF

——对于ⅡB类设备为15PF

——对于ⅡC类设备为5pF。

1.15  关于标志的要求

(1)新标准在标志方面作了修改并补充部分内容

新标准规定,在电气设备主体部分明显的地方设置标志。标志应该包括下列各项:

——浇封型“ma”:防爆等级“ma”;

——浇封型“mb":防爆等级“mb”;

——“n”型的nA:防爆方式“nA”;

——“n”型的nC:防爆方式“nC”;

——“n”型的nL:防爆方式“nL”;

——“n”型的nR:防爆方式“nR”;

——油浸型“o”;

——正压“px,’:防爆等级为“px”;

——正压“py”:防爆等级为“py”;

——正压“pz”:防爆等级为“pz”;

——充砂型“q”。

对适用于危险场所中装置的关联设备,防爆型式的符号应该用方括号括起来,例如:Ex d[a] ⅡC T4。

对于不宜用于危险场所中装置的关联设备,Ex符号和防爆型式的符号都应该用方括号括起来,例如:[Ex ia] ⅡC;

当电气设备只使用在某一特殊的气体中,则在符号Ⅱ后面括号内写上气体的化学式或名称。

当电气设备使用在某一特殊气体中,适用于特殊组别的电气设备除外,化学式应写在组别后边并且用符号“+”分开,例如:"ⅡB+H2”。

电缆压盖没必要标志温度组别或最高表面温度。另外,附加标志可按有关工业电气设备结构安全标准的要求。

(2)标志的顺序

新标准29.2条增加了项f)的规定,如果Ex元件有一条表明符合新标准要求,则应标出颁发防爆合格证的检验单位名称或者标记和证书的编号;其他规定基本上改动不大。

(3)对于小型电气设备及匝元件

新标准规定,如果体积很小,允许标志连接到设备或元件上。检验单位可以允许减少部分标记内容。

(4)警告标志

新标准在标志方面增加了警告标志的内容。为了广大用户使用起来更方便,将所有警告标志放人一列表中(见表10)。

新标准规定,如果需要在设备上标志下列警告内容,如表10所描写的,“警告”词之后的内容可以用技术上等效的内容代替。多种警告内容可综合成一种等效的警告内容等。

表10 警告标志内容

序号

依据

警告标志  

a)

6.3

警告雇断电后,打开前延迟Y分钟(Y是要求延迟分钟的数值)

b)

6.3

警告-在可能存在爆炸性环境时不准打开

c)

18.2

警告-设备在负载下不得操作

d)

18.4b),19  21.2b)

警告-通电时不准打开

e)

20.1b)  

警告-通电时不准分开  

f)

20.1b)

警告-仅在非危险场所分开

g)

7.3.2e)

警告-潜在性静电电荷危险(见说明书)

h)

18.4  2) 

21.2  2)

警告-在外罩后的带电部件-不能接触

1.16  说明书

新标准对所有的电气设备增加了使用说明书条款,新标准第30条规定,所有的电气设备应该附有说明书。在电气设备至少标出的重要内容有:除序列号(见第29条)之外,以及任何便于维护的附加资料(例如:进口商、修理工人的地址等安全说明书:

——投人工作;

——使用;

——装配和拆卸;

——维护(保养和紧急修理);

——安装;

——调试;

必要时,培训说明书;

·对在预期使用条件的场所中是否能安全使用设备提供一个决定性详细说明;

·电气和压力参数、最高表面温度及其他极限值;

·必要时,特殊使用条件,包括由经验表明可能发生误用的详细资料;

·必要时,安装设备用工具的最主要特征;

·列出的标准,包括颁布日期,以及设备符合什么标准的公开声明。满足本要求所使用的防爆证书。

该说明书应包括投人运行、正确操作的维护、监督和检查所需的资料,如果适宜的话,设备的修理及所有的有用说明书,特别是安全性方面的。

 



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