GB/T 30241.1-2013 齐纳二极管安全栅 第1部分：通用技术条件

　　ICS 25. 040.40 N 15

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 30241. 1—2013

　　齐纳二极管安全栅

　　第 1 部分 :通用技术条件

　　Zenerdiodesafetybarrier—Part1:Generaltechnicalspecification

　　2013-12-31发布 2014-07-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 30241. 1—2013

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 分类与基本参数 3

　　4. 1 分类 3

　　4. 2 本安等级和设备类别 3

　　4. 3 防爆基本参数 4

　　4. 4 最高电压 4

　　4. 5 正常工作环境条件 4

　　5 技术要求 4

　　5. 1 端电阻 4

　　5. 2 工作电压 4

　　5. 3 最大工作电压 4

　　5. 4 本质安全电路要求 4

　　5. 5 与安全性能有关的要求 5

　　5. 6 影响量影响的有关要求 5

　　5. 7 设备的结构 5

　　5. 8 防爆性能 6

　　5. 9 外观 6

　　5. 10 运输要求 6

　　6 标志 、使用说明书 6

　　6. 1 标志 6

　　6. 2 使用说明书 6

　　7 包装和贮存 7

　　7. 1 包装 7

　　7. 2 贮存 7

　　表 1 本安等级 3

　　表 2 设备类别 4

　　GB/T 30241. 1—2013

　　前 言

　　GB/T 30241《齐纳二极管安全栅》分为两个部分 :

　　— 第 1部分 :通用技术条件 ;

　　— 第 2部分 :性能评定方法 。

　　本部分为 GB/T 30241的第 1部分 。

　　本部分按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　请注意本部分的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 。

　　本部分由中国机械工业联合会提出 。

　　本部分由全国工业过程测量和控制部分化技术委员会(SAC/TC124)归 口 。

　　本部分起草单位 :南京优倍电气有限公司 、重庆宇通系统软件有限公司 、国家防爆电气产品质量监督检验中心 、福建上润精密仪器有限公司 、深圳万讯自控股份有限公司 、中山市东崎电气有限公司 、北京远东仪表有限公司 、重庆川仪自动化股份有限公司 、西南大学 。

　　本部分主要起草人 : 董健 、韩绍盈 、张刚 、李宇波 、岳周 、冯伟 、邹崇 、戈剑 、袁敏勋 、高海涛 、周松明 、王悦 、吴辉华 、朱爱松 、张新国 、周雪莲 、何强 、李涛 、薛晓娜 。

　　Ⅰ

　　GB/T 30241. 1—2013

　　齐纳二极管安全栅

　　第 1 部分 :通用技术条件

　　1 范围

　　本部分规定了齐纳二极管安全栅的术语与定义、分类与基本参数、要求、标志、包装、贮存、运输等内容。本部分适用于工业过程测量和控制系统中的齐纳二极管安全栅 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 2423. 3 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 Cab:恒定湿热试验GB 3836. 1—2010 爆炸性环境 第 1部分 :设备 通用要求

　　GB 3836. 4—2010 爆炸性环境 第 4部分 : 由本质安全型“i”保护的设备

　　GB 3836. 15 爆炸性气体环境用电气设备 第 15部分 :危险场所电气安装(煤矿除外)

　　GB 3836. 16 爆炸性气体环境用电气设备 第 16部分 : 电气装置的检查和维护(煤矿除外)

　　GB 4208 外壳防护等级(IP代码)

　　GB/T 4798. 1 电工电子产品应用环境条件 第 1部分 :贮存

　　GB/T 9969 工业产品使用说明书 总则

　　GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件

　　3 术语和定义

　　GB 3836. 1—2010、GB 3836. 4—2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　齐纳二极管安全栅 zenerdiodesafetybarrier

　　由熔断器 、电阻或其组合保护的分流齐纳二极管或齐纳二极管电路组成的组件 ,并被制成独立装置 ,而不是作为较大设备的部件 。

　　3.2

　　最高电压(交流有效值或直流电压值) maximum r.m.s. a.c. ord.c. voltage

　　Um

　　可施加到关联设备的非限能连接装置上 ,而不会使其防爆型式失效的最高电压 。

　　[GB 3836. 4—2010,定义 3. 16]

　　注 1: 这也适用于可施加到本质安全设备的非本质安全连接装置上的最高电压(例如 ,仅在非危险场所充电的电池供电设备的充电连接装置) 。

　　注 2: 在不同的连接装置上 ,Um 值可不同 ,并且对于交流和直流电压也可不同 。

　　3.3

　　最大外部电感 maximum externalinductance

　　Lo

　　可以连接到电气设备连接装置上 ,而不会使本质安全性能失效的本质安全电路的最大电感 。

　　1

　　GB/T 30241. 1—2013

　　3.4

　　最大外部电感与电阻比 maximum externalinductance to resistanceratio

　　Lo/Ro

　　可以连接到电气设备外部的连接装置上 ,不会使本质安全性能失效的电感与电阻的最大比值 。

　　[GB 3836. 4—2010,定义 3. 14] 3.5

　　最高输出电压 maximum outputvoltage

　　Uo

　　在开路条件下 ,在设备连接装置施加电压达到最高电压(包括 Um 或 Ui)时 ,可能出现的本质安全电路的最高输出电压(交流峰值或直流) 。

　　注 : 当施加电压多于一个时 ,则最高输出电压应是在几个施加电压组合最不利时产生的 。

　　3.6

　　最大输出电流 maximum outputcurrent

　　Io

　　来自设备连接装置的本质安全电路的最大电流(交流峰值或直流) 。

　　3.7

　　最大输出功率 maximum outputpower

　　Po

　　能从电气设备获得的本质安全电路最大功率 。

　　3. 8

　　最大外部电容 maximum externalcapacitance

　　Co

　　可以连接到电气设备连接装置上 ,而不会使本质安全性能失效的本质安全电路的最大电容 。 3.9

　　关联设备 associated apparatus

　　含有限能电路和非限能电路 ,且结构使非限能电路不能对限能电路产生不利影响的电气设备 。

　　[GB 3836. 4—2010,定义 3. 1. 2]

　　注 1: 关联设备可以是下列两者中的任何一种 :

　　a) 具有 GB 3836. 1—2010规定的另一种防爆型式 、可使用在相应爆炸性气体环境的电气设备 ;

　　b) 未采用防爆型式保护 ,不能在爆炸性气体环境中使用的电气设备 。例如记录仪 ,本身不在爆炸性气体环境中 ,但是它与处在爆炸性气体环境中的热电偶连接 ,这时只有记录仪的输入电路具有限能特性 。

　　[GB 3836. 1—2010 中 3. 2 的定义]

　　注 2: 本部分所指的关联设备也是一种电气设备 ,含有本质安全电路和非本质安全电路 ,且结构使非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响 。它可以是

　　a) 具有 GB 3836. 1—2010规定的另一种防爆型式 ,可使用在相应的爆炸性气体环境中的电气设备 。或者

　　b) 未采用防爆型式保护 ,不能在爆炸性气体环境中使用的电气设备 。例如记录仪 ,本身不在爆炸性气体环境中 ,但是与爆炸性气体环境中的热电偶连接 ,这时只有记录仪的输入电路是限能的 。或者

　　c) 在安全场所使用的充电器或接 口 ,与危险场所用设备连接 ,用于充电 、下载数据等 。

　　3. 10

　　本质安全设备 intrinsicsafety apparatus

　　所有电路为本质安全电路的电气设备 。

　　[GB 3836. 4—2010,定义 3. 1. 3]

　　2

　　GB/T 30241. 1—2013

　　3. 11

　　端电阻 end-to-end resistance

　　20 ℃时 ,齐纳二极管安全栅通道两端之间的电阻 , 即电阻器和熔断器的阻值之和 。 如果通道中有二极管或三极管 ,则应加上二极管或三极管导通的导通电阻 。

　　3. 12

　　工作电压 workingvoltage

　　20 ℃时 ,在规定漏电流和危险区端子开路的条件下 , 齐纳二极管安全栅通道的安全区端子与地之间可以施加的具有适合极性的最大稳定电压 。

　　3. 13

　　最大工作电压 maximum workingvoltage

　　20 ℃时 ,在熔断器没有熔断的情况下 ,任何安全栅通道安全区端子与地之间可以连续施加的具有适合极性的最大稳定电压 。

　　3. 14

　　熔断器额定电流 rated currentofafuse-link

　　In

　　在规定条件下 ,熔断器能够长期通过而不使性能降低的电流 。

　　4 分类与基本参数

　　4. 1 分类

　　4. 1. 1 按信号流向分类

　　齐纳二极管安全栅可分为检测端安全栅和操作端安全栅 。

　　4. 1.2 按信号极性分类

　　齐纳二极管安全栅可分为正极性安全栅 、负极性安全栅和双极性安全栅 。

　　4. 1.3 按安装型式分类

　　齐纳二极管安全栅可分为架装式安全栅和导轨式安全栅 。

　　4.2 本安等级和设备类别

　　齐纳二极管安全栅本安等级见表 1、设备类别见表 2。

　　表 1 本安等级

　　本安等级

　　相应安全等级的场所

　　[Exia Ga]

　　在正常工作 、一个计数故障和两个计数故障情况下均不能点燃爆炸性气体混合物 。该等级的安全栅 本质安全端可连接到 0 区 、1 区 、2 区危险场所的本质安全设备

　　[Exib Gb]

　　在正常工作和一个计数故障情况下 不 能 点 燃 爆 炸 性 气 体 混 合 物 。该 等 级 的 安 全 栅 本 质 安 全 端 可 连 接到 1 区 、2 区危险场所的本质安全设备

　　[Exic Gc]

　　在正常工作情况下不能点燃爆炸性气体混合物 。该等级的安全栅本质安全端可连接到 2 区危险场所的本质安全设备

　　3

　　GB/T 30241. 1—2013

　　表 2 设备类别

　　设备类别

　　对应的代表性气体

　　备 注

　　Ⅱ C

　　对应的代表性气体为乙炔或氢气与空气的混合物

　　适用于 Ⅱ C、Ⅱ B、Ⅱ A

　　Ⅱ B

　　对应的代表性气体为乙烯与空气的混合物

　　适用于 Ⅱ B、Ⅱ A

　　Ⅱ A

　　对应的代表性气体为丙烷与空气的混合物

　　适用于 Ⅱ A

　　4.3 防爆基本参数

　　齐纳二极管安全栅防爆基本参数 :最高电压 Um 、最大外部电感 Lo、最大外部电感与电阻比 Lo/Ro、最高输出电压 Uo、最大输出电流 Io、最大输出功率 Po、最大外部电容 Co。

　　4.4 最高电压

　　齐纳二极管安全栅最高电压 Um 除另有规定外 ,一般 Um = 250V a. c. 。

　　4.5 正常工作环境条件

　　齐纳二极管安全栅的正常工作环境条件为 :

　　a) 环境温度 : -20 ℃ ~ +60 ℃ ;

　　b) 相对湿度 :5%RH~ 95%RH;

　　c) 大气压力 :86kPa~ 106kPa;

　　d) 振动频率范围 10 Hz~ 150 Hz,位移峰幅值不大于 0. 075 mm ,加速度幅值不大于 9. 8 m/s2 ;

　　e) 周围空气中应不含有对铬 、镍镀层 、有色金属及其合金起腐蚀作用的介质 ,应不含有易燃 、易爆的物质 。

　　5 技术要求

　　5. 1 端电阻

　　端电阻不小于标称值 。

　　5.2 工作电压

　　工作电压不大于标称值的绝对值 。

　　5.3 最大工作电压

　　最大工作电压不大于标称值的绝对值 。

　　5.4 本质安全电路要求

　　5.4. 1 最高开路电压

　　最高开路电压不大于最高输出电压 Uo。

　　5.4.2 最大短路电流

　　最大短路电流不大于最大输出电流 Io。

　　4

　　GB/T 30241. 1—2013

　　5.5 与安全性能有关的要求

　　5.5. 1 绝缘电阻

　　在试验电压为 500V d. c. 的条件下 ,绝缘电阻应满足下列要求 :

　　a) 本质安全电路端子与机壳间不小于 50 MΩ;

　　b) 非本质安全电路端子与机壳间不小于 50 MΩ。

　　5.5.2 绝缘强度

　　在漏电流设置为 2 mA 的条件下 ,绝缘强度应满足下列要求 :

　　a) 本质安全电路端子与机壳间不小于 1 500V a. c. ;

　　b) 非本质安全电路端子与机壳间不小于 500V a. c. 。

　　应经受上述试验电压历时 1 min, 漏 电 流 不 大 于 2 mA 的 绝 缘 强 度 试 验 ,试 验 中 不 应 出 现 击 穿 与飞弧 。

　　5.6 影响量影响的有关要求

　　5.6. 1 环境温度

　　在 -20 ℃ ~ +60 ℃范围内 ,齐纳二极管安全栅的本质安全性能和参数不应受到影响 。

　　5.6.2 湿热

　　在温度为 60 ℃ ,相对湿度为 95%RH 的环境条件下 ,齐纳二极管安全栅的本质安全性能和参数不应受到影响 。

　　5.6.3 振动(正弦)

　　在振动频率为 10Hz~ 150Hz,位移峰幅值不大于 0. 075 mm ,加速度幅值不大于 9. 8 m/s2 时 ,齐纳二极管安全栅的本质安全性能和参数不应受到影响 。

　　5.7 设备的结构

　　5.7. 1 外壳

　　齐纳二极管安全栅的外壳按 GB 4208中的规定其防护等级不得低于 IP20。

　　5.7.2 接线端子

　　端子尺寸和位置符合 GB 3836. 4—2010 中 6. 2. 1 的规定 ,接线端子号和顺序不作规定 ,本质安全电路端子如用颜色区别则用浅蓝色 。 防护等级不得低于 IP20。

　　5.7.3 接地导体、连接件和端子

　　齐纳二极管安全栅的接地连接件 ,至少应具有一个以上附加接地连接件 ,或配备一根附加的接地连线 。接地连线应采用横截面积不小于 4 mm2 的绝缘导线 。

　　用来接地的任何导体截面积 、连接导体和端子应能连续承载 GB 3836. 4—2010 中第 5 章中规定条件下可能出现的最大电流 。

　　连接件与端子应具有有效防腐措施 ,其结构应能防止导线松动 、扭转 ,且有效持久地保持接触压力 。

　　5

　　GB/T 30241. 1—2013

　　5.7.4 浇封

　　齐纳二极管安全栅的浇封要求应符合 GB 3836. 4—2010的规定 。

　　5.7.5 熔断器

　　齐纳二极管安全栅选用的熔断器应符合 GB 3836. 4—2010 中 7. 3 的规定 。

　　5. 8 防爆性能

　　齐纳二极管安全栅的防爆性能应符合 GB 3836. 1—2010和 GB 3836. 4—2010的要求 。

　　5.9 外观

　　外观应满足下列要求 :

　　a) 外壳 、零件表面覆盖层 、面板及铭牌均应光洁完好 ,不得有剥落及伤痕等缺陷 ;

　　b) 表面色泽均匀 ,不得有明显擦伤 、露底 、裂纹和起泡 ,紧固件不得有松动 、损伤现象 。

　　5. 10 运输要求

　　装箱运输的齐纳二极管安全栅可用一般交通工具运输 。运输过程中应防止剧烈碰撞和 日晒雨淋 。运输试验包括高温试验 、低温试验 、湿热试验 、碰撞试验 、跌落试验 。

　　高温试验温度为 60 ℃ ±3 ℃ ;

　　低温试验温度为 -20 ℃ ±3 ℃ ;

　　湿热试验按 GB/T 2423. 3 的规定 ;

　　碰撞试验加速度为 100 m/s2 ±10 m/s2 ,相应脉冲时间为 11 ms±2 ms,脉冲重复频率为 60次/min~ 100次/min,连续冲击次数为 1 000次 ±10次 ,脉冲波形是近似半正弦波 ;

　　跌落试验高度为 50 mm。

　　运输试验之后 ,产品本质安全性能和参数不受到影响 。

　　6 标志、使用说明书

　　6. 1 标志

　　在产品明显处应有铭牌 ,铭牌上的内容按 GB3836. 1—2010 中第 29章和 GB3836. 4—2010 中第 12章的要求进行 ,应包含以下内容 :

　　a) 产品型号和名称 ;

　　b) 产品主要技术参数 ;

　　c) 防爆标志 ;

　　d) 防爆合格证编号 ;

　　e) 制造商名称 。

　　6.2 使用说明书

　　使用说明书按 GB/T 9969的要求进行编制 。

　　其中与安装和维护有关的内容须符合 GB 3836. 15和 GB 3836. 16的要求 。

　　6

　　GB/T 30241. 1—2013

　　7 包装和贮存

　　7. 1 包装

　　装箱运输的产品应连同说明书规定的成套附件 ,按 GB/T 13384 中规定的要求进行包装 。包装箱内应具有 :

　　a) 产品合格证 ;

　　b) 使用说明书 ;

　　c) 装箱单 。

　　7.2 贮存

　　贮存环境条件应符合 GB/T 4798. 1 中相应等级的规定 。