火花點燃試驗是本安型防爆產(chǎn)品認證中非常關(guān)鍵的一個試驗項目，將直接影響是否能夠成功辦理本安防爆合格證的關(guān)鍵因素，下面我們對其進行簡單介紹。注：本資料由盛鼎防爆實驗室提供。

試驗介紹

火花點燃試驗要在電路最容易點燃的狀態(tài)下進行，對于簡單電路，標準圖A1~圖A6參考曲線對應(yīng)的各種形式中，短路試驗是最不利的；對于更復(fù)雜電路，由于條件各不相同，短路試驗可能不是最不利的條件。對穩(wěn)壓限流電源，最不利條件通常發(fā)生在將電阻串聯(lián)在電源的輸出電路中，并且在電壓不降低的前提下，將電流調(diào)到最大值。

1、電路中同時含有電容和電感的電路

如果電路中同時含有貯能電容和電感，則要對組合電路進行評定和試驗。當評定的總電感或電容<附錄A點燃曲線或數(shù)據(jù)表容許的數(shù)值的1%時，則最大容許電容或電感可分別取點燃曲線或數(shù)據(jù)表允許的值。

2、元件容差對試驗的影響

試驗時考慮到元器件容差和電源供電電壓的變化。火花試驗裝置應(yīng)接入技術(shù)審查中確定的被試電路中認為可能出現(xiàn)開路和短路的每個試驗點。

試驗應(yīng)按設(shè)備保護等級，按認可的故障及考慮產(chǎn)品設(shè)計的最大外部電容(Co)和最大外部電感(Lo)或電感與電阻比(Lo/Ro)的情況下進行。

3、試驗該用哪些氣體混合物?火花試驗裝置的標定電流是多少?

試驗用氣體混合物和火花試驗裝置的標定電流，應(yīng)按被試設(shè)備規(guī)定的類別，采用GB/T 3836.4-2021中表8(1.0倍安全系數(shù))或表8(1.5倍安全系數(shù))給出的爆炸性試驗混合物。

配氣過程中操作爆炸性氣體或高壓氣體應(yīng)嚴格按照相關(guān)操作規(guī)程進行。

優(yōu)先表7規(guī)定的試驗混合物，其安全系數(shù)可通過升高電壓或電流來獲得。如果這種情況不適用，表8 給出的爆炸性試驗混合物的成分具有本標準規(guī)定的1.5 倍的安全系數(shù)，氣體純度≥95%。

同一類級火花點燃試驗前，應(yīng)進行標定。標定按火花試驗裝置上的標定電路進行，應(yīng)根據(jù)引起點燃轉(zhuǎn)數(shù)來判定試驗裝置的靈敏度，必要時，應(yīng)通過電壓表和流表對標定回路參數(shù)(見表7 和表8)進行的確認。

4、安全系數(shù)的確定

對于1.5 倍安全系數(shù)，應(yīng)按下列方法之一測得：

1)參數(shù)法：

電感和電阻電路：通過減小試驗回路中的電阻值把電流提高到1.5倍的故障電流。若達不到1.5倍安全系數(shù)，可進一步提高電源電壓。對使用電池的設(shè)備可通過增加電池數(shù)量來增加電壓。

電容電路：把電壓提高到1.5倍故障電壓。或當一只可靠限流電阻與電容器一起使用時，時間常數(shù)足夠大時，電容器可視為電池，電路可視為電阻性電路。

2)氣體法：

使用表7規(guī)定的爆炸性試驗混合物。用分流短路(急劇短路)保護電路的試驗，應(yīng)分別對具有分流短路(急劇短路)保護的電路進行評定，包括最大輸出功率、電壓和電流及短路狀態(tài)，具有設(shè)備規(guī)定保護等級的電路輸出電壓穩(wěn)定后應(yīng)不能引起點燃。

當防爆型式與其他電路故障引起的急劇短路相關(guān)時，急劇短路瞬間的允許通過能量應(yīng)不超過下列相應(yīng)設(shè)備類別的規(guī)定值：

• – ⅡC類設(shè)備20μJ
• – ⅡB類設(shè)備80μJ
• – ⅡA類設(shè)備160μJ
• – Ⅰ類設(shè)備260μJ

用火花試驗裝置對急劇短路電路允許通過能量進行點燃試驗是不適合的，應(yīng)對急劇短路電路允許通過能量進行測量評定，應(yīng)用瞬態(tài)示波器測定。

5、急劇短路能量的測試試驗方法舉例

若開路時電源電壓為15V，且有一串聯(lián)限流開關(guān)在電流為1A時動作,那么可以預(yù)計,當電路連接到大約13.5V的最不利齊納負載時，在引起電流開關(guān)動作前將會產(chǎn)生一個大于1A的瞬態(tài)電流。電壓低于該值的齊納負載也應(yīng)考慮進行試驗。

對于IIB類設(shè)備,13.5V電壓允許的最大電流是3.76A(如GB/T3836.4-2021表A.1)。因此,試驗應(yīng)在電流超過3.76A這段時間測量電壓和電流。試驗的配置以及預(yù)期電壓和電流用一個數(shù)字示波器記錄如下圖所示。

這種情況下,瞬態(tài)能量通過測量齊納管的電流(使用鉗形電流表)和電壓來計算。同時，可以測量得到齊納管每個值的一系列與電流相對應(yīng)的時間，從而獲得電壓乘電流及對應(yīng)時間的曲線圖。計算電流下降到非點燃值以前曲線圖的面積，即試驗獲得的瞬態(tài)能量。

其它情況下,最嚴酷的負載可能是可變電阻器。在這種情況下,對應(yīng)每個短路至電阻值小于Uo/Io的電阻負載可繪出一組電流時間曲線，通過電阻上產(chǎn)生的功率及對應(yīng)的時間計算傳遞的瞬態(tài)功率。

此類負載可以是電容器或者電感器，這取決于特定的輸出參數(shù)。

需注意的是，電壓和電流應(yīng)用小于1μs/分格的高速存儲示波器進行測量。

試驗設(shè)備的選擇和試驗線路的連接應(yīng)最大程度地減少對被測值的影響，推薦使用鉗形電流測量探頭、高阻抗電壓測量設(shè)備。

推薦使用具有雙向低接觸電阻特性的水銀觸點傾斜開關(guān)，但其他特性等效的開關(guān)也可使用。

6、樣品的制備和處理

被試驗產(chǎn)品應(yīng)其保護等級進行故障設(shè)置和處理。通常采用斷開電路開路。電壓或電流，元件容差，不嚴密元件。

試驗回路的電壓應(yīng)取最高值，元件應(yīng)根據(jù)其性質(zhì)，取上限或下限，原則是電路處于最不利的情況。

火花試驗裝置應(yīng)接入被試電路中認為可能出現(xiàn)開路和短路的每個試驗點,這些點在技術(shù)審查和樣機測試后被確認。

7、設(shè)定故障及考慮電容時間常數(shù)

試驗應(yīng)按第5章規(guī)定的設(shè)備保護等級，在電路正常工作、一個故障或二個故障以及考慮設(shè)備設(shè)計的最大外部電容(Co)和最大外部電感(Lo)或電感與電阻比(Lo/Ro)的情況下進行。

每一電路應(yīng)在下列要求的轉(zhuǎn)數(shù)下進行試驗：

• 直流電路：400轉(zhuǎn)(5 min)，每一極性200轉(zhuǎn);
• 交流電路：1000轉(zhuǎn)(12.5 min);
• 電容電路：400轉(zhuǎn)(5 min)，每一極性200轉(zhuǎn)。

電容應(yīng)保證充電時間不小于3倍的時間常數(shù)，并列出計算方法。

可采取減少二根或三根金屬絲(鎢絲)或放慢火花試驗裝置轉(zhuǎn)動速度的方法增大充電時間。

當采取減少金屬絲的方法時，應(yīng)增加轉(zhuǎn)數(shù)以保持相同的火花數(shù)量。

8、火花試驗合格判定準則

每一試驗回路的每一次試驗均不應(yīng)出現(xiàn)點燃，則判定該回路火花點燃符合。

每次試驗后，應(yīng)重新對火花試驗裝置進行標定，以驗證試驗結(jié)果的有效性。

若標定不合格，則被試電路的點燃試驗無效。

以上，簡單介紹了本安產(chǎn)品火花點燃試驗，希望能幫助到大家。各位可以關(guān)注灣際盛鼎公眾號，看更多防爆檢測認證相關(guān)資訊和技術(shù)文章，如果您有相關(guān)的業(yè)務(wù)需求，也可以直接聯(lián)系盛鼎防爆檢測實驗室，我們將一對一進行檢測+認證一站式服務(wù)！