本安型防爆電氣產品使用電池的要求

摘 要

因礦用本安型防爆產品對應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標準中闡述的不夠明確。文章結合實際工作經驗分析并總結了在本安型防爆設備中電池及電池組的運用要求。

【關鍵詞】本安 防爆 電池

隨著電子技術的高速發展以及煤礦產能的提高，對便攜式礦用本安型防爆電氣產品的需求也越來越大，對這類產品型式檢驗的考核越來越嚴格。而便攜式本安型防爆產品由于需要“便攜”，較注重產品體積問題。通常為減小產品體積，便攜式本安型防爆產品在電源設計這塊，均采用電池或電池組供電的方式，這樣導致這類產品進行本質安全型考核時，也需對電池或電池組進行相關本安要求。實際工作中，由于相關標準對電池或電池組進行本安要求闡述的不夠清楚，導致產品進行型式試驗時因產品中的電池或電池組運用不確當，出現較多的型式檢驗不合格現象。文章針對此情況，結合實際經驗對便攜式本安型防爆電氣產品設備對電池的要求等分析及總結

1）防爆電氣產品對電池的基本要求

一般防爆電氣產品首先該滿足GB3836.1-2010《爆炸性環境第1部分：設備通用要求》的關于裝有電池設備的規定。具體規定詳見下文。

1.1 電池類型要求

防爆電氣產品所使用的單體電池類型，必須符合相關國家標準或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置或使用過程中，應在電池生產廠家的容許極限值范圍內。

1.3 設計及組裝要求

1、原電池和蓄電池不應設在產品的同一外殼防爆腔內。

2、由于原電池不能繼續充電。若其它電壓源與產品內的原電池的設備存在互接的可能性時，應采取防護措施防止其它電流充入原電池。

3、設計及組裝單體電池應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系統、結構、額定容量，生產廠家四個方面保持一致。

1.5 標志設置要求

為避免防爆電氣產品內的電池或電池組在運輸過程中帶來的不必要麻煩，需在產品外殼醒目地方，明確標出產品的運輸時放置的方位。

2）本安型防爆電氣設備對電池或電池組的結構要求

2.1 型式要求

結合GB3836.4-2010《爆炸性環境第4部分：由本質安全型“i”保護的設備》第7.4.9條的要求，本安電氣設備的電池或電池組結構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品外殼密封需滿足以下要求。

1、外殼應沒有接縫或接口，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構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）的結構，均認為是非密封式結構。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構。

2、用于澆封式電池或電池組的澆封化合物應與規定的電解液相適應，并符合相關的規定。

3）防漏液和排氣要求

電池、電池組結構應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安全性能有關的元器件。一般來說，電池或電池組應進行相應的電解液泄漏試驗，但若相關電池生產廠家有能符合電池或電池組電解液泄漏試驗規定的書面證明，可不做電解液泄漏試驗

若產品使用的電池（組）要求在在產品內部可以充電，則電池組生產廠家，應明確其內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構排出的氣體不會排到含有電子元件或線路的設備外殼內。

對于電池組應采用泄壓方法把電池盒內的壓力限制在電池能承受的壓力值以及電池生產廠家規定的限制內。

4）本安設計要求

由于便攜式本安產品對內的電池及電池組有一定的設計要求，歸納并總結這些要求，對設計者在設計時能提供一定的理論基礎。結合實際經驗，以下為便攜式本安產品對內的電池及電池組設計的具體要求

1、考慮電池或電池組工作時的溫度及能量，設計人員應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，試驗電壓應采用標稱電壓。反之，應對電池或電池組采用限流保護，常用方式是串聯限流電阻，若電池組中采用了串聯限流電阻時，需將二者澆封一起。

3、如產品中所用電池不能在煤礦爆炸性環境中更換時，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）結論

本文通過對本安型防爆電氣產品中的電池或電池組的應用，從電池或電池組的基本要求、結構要求、防漏液和排氣要求、本安設計要求方面進行了分析和總結。為本安型防爆產品在電池或電池組方面進行設計的設計人員，提供了一定的理論基礎。

參考文獻

[1]GB3836.1-2010爆炸性環境第1部分：設備通用要求[S].

[2]GB3836.4-2010 爆炸性環境第4部分：由本質安全型“i”保護的設備[S].