GB/T 30241.2-2013 齐纳二极管安全栅 第2部分：性能评定方法

　　ICS 25. 040.40 N 15

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 30241.2—2013

　　齐纳二极管安全栅

　　第 2 部分 :性能评定方法

　　Zenerdiodesafetybarrier—

　　Part2:Methodsofevaluatingtheperformance

　　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 30241.2—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 试验方法 2

　　4. 1 试验条件 2

　　4. 2 端电阻 2

　　4. 3 工作电压 2

　　4. 4 最大工作电压 2

　　4. 5 本质安全电路试验 3

　　4. 6 与安全性能有关的试验 3

　　4. 7 与影响量有关的试验 3

　　4. 8 设备的结构试验 4

　　4. 9 防爆性能试验 4

　　4. 10 外观检查 4

　　4. 11 运输试验 4

　　5 检验规则 5

　　5. 1 齐纳二极管安全栅检验规则 5

　　5. 2 出厂检验 5

　　5. 3 型式试验 6

　　6 其他考虑事项 6

　　6. 1 总则 6

　　6. 2 文献资料 6

　　6. 3 安装 6

　　6. 4 检查和维护 6

　　6. 5 表面防护处理 6

　　6. 6 设计特征 7

　　6. 7 可调整参数 7

　　6. 8 工具和设备 7

　　7 试验报告和文档 7

　　图 1 齐纳二极管安全栅工作电压试验接线图 2

　　图 2 齐纳二极管安全栅最高开路电压试验接线图 3

　　表 1 检验项目和要求 5

　　GB/T 30241.2—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 2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 、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 、岳周 、张刚 、李宇波 、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 、刘枫 、周雪莲 、杨颂华 、张建成 、薛晓娜 。

　　Ⅰ

　　GB/T 30241.2—2013

　　齐纳二极管安全栅

　　第 2 部分 :性能评定方法

　　1 范围

　　本部分规定了齐纳二极管安全栅的性能评定方法和检验规则 。

　　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 30241. 1—2013 齐纳二极管安全栅 第 1部分 :通用技术条件

　　GB/T 2423. 1 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 A:低温

　　GB/T 2423. 2 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 B:高温

　　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/T 2423. 4 电工电子产品基本环境试验规程 :试验 Db 交变湿热试验(12h+12h循环) GB/T 2423. 10 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 Fc:振动(正弦)

　　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 9364(所有部分) 小型熔断器

　　GB/T 16511 电气和电子测量设备随机文件

　　GB/T 17212 工业过程测量和控制 术语和定义

　　GB/T 17614. 1 工业过程控制系统用变送器 第 1部分 :性能评定方法

　　GB/T 18271. 1 过程测量和控制装置 通用性能评定方法和程序 第 1部分 :总则

　　GB/T 18271. 2 过 程 测 量 和 控 制 装 置 通 用 性 能 评 定 方 法 和 程 序 第 2 部 分 : 参 比 条 件 下 的试验

　　GB/T 18271. 3 过 程 测 量 和 控 制 装 置 通 用 性 能 评 定 方 法 和 程 序 第 3 部 分 : 影 响 量 影 响 的试验

　　GB/T 18271. 4 过程测量和控制装置 通用性能评定方法和程序 第 4部分 :评定报告的内容

　　3 术语和定义

　　GB/T 30241. 1—2013、GB 3836. 1—2010、GB 3836. 4—2010、GB/T 17212、GB/T 17614. 1、

　　1

　　GB/T 30241.2—2013

　　GB/T 18271. 1、GB/T 18271. 2、和 GB/T 18271. 3 界定的术语和定义适用于本部分 。

　　4 试验方法

　　4. 1 试验条件

　　4. 1. 1 一般环境条件

　　除本部分另有规定者外 ,试验场所应当具有下述环境条件 :

　　b(a))) 环境温度(工作电源) ::小- 20(于)℃(产)6(最)0(高)℃(电);压 Um ,除另有规定外 ,一般 Um = 250V a. c. ;

　　c) 相对湿度 :5%RH~ 95%RH;

　　d) 大气环境压力 :86kPa~ 106kPa;

　　e) 无渗水 、淋雨或 日照 ;

　　f) 齐纳二极管安全栅安装现场不应有强腐蚀物质 。

　　4. 1.2 参比环境条件

　　参比环境条件为 :

　　a) 环境温度 :20 ℃ ±2 ℃ ;

　　b) 相对湿度 :60%RH~ 70%RH;

　　c) 大气压力 :86kPa~ 106kPa;

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

　　4.2 端电阻

　　用精度等级不低于 0. 5 级的电阻表测量齐纳二极管安全栅通道两端之间的电阻值 。

　　4.3 工作电压

　　工作电压的测量试验按图 1 接线 。 以正极性齐纳二极管安全栅测试方法为例 :

　　图 1 齐纳二极管安全栅工作电压试验接线图

　　图 1 中的 R 应选择合适的 0. 5 级精密电阻 。 电源电压从 0 V缓慢升高 ,漏电流由 V1/R确定 , 当漏电流达到规定值时(一般为 10 μA) ,V2 即为齐纳二极管安全栅的工作电压 。

　　4.4 最大工作电压

　　最大工作电压的测量试验按图 1 接线 , 电源电压从 0 V缓慢升高 , 电流由 V1/R确定 , 当电流达到1. 7In 时 ,V2 即为齐纳二极管安全栅的最大工作电压 。

　　2

　　GB/T 30241.2—2013

　　4.5 本质安全电路试验

　　4.5. 1 最高开路电压

　　最高开路电压的测量试验按图 2 接线 。 以正极性齐纳二极管安全栅测试方法为例 :

　　图 2 齐纳二极管安全栅最高开路电压试验接线图

　　图 2 中的 R 应选用合适的 0. 5 级精密电阻 。使电源电压从 0 V缓慢升高 ,漏电流由 V1/R确定 , 当漏电流达到 1. 7In 时 ,测得的 V2 即为齐纳二极管安全栅的最高开路电压 。

　　4.5.2 最大短路电流

　　按 4. 5. 1所规定的实验方法测出齐纳二极管安全栅的最高开路电压 , 用此值除以齐纳二极管安全栅所采用限流电阻标称的最小值 , 即为齐纳二极管安全栅的最大短路电流值 。

　　4.6 与安全性能有关的试验

　　4.6. 1 绝缘电阻试验

　　按 GB/T 18271. 2 中的规定进行试验 ,除另有约定外 ,公称直流试验电压应为 500V d. c. ,测试时间至少 30 s。

　　4.6.2 绝缘强度试验

　　在漏电流设置为 2 mA 的条件下 ,按 GB 3836. 4—2010 中 10. 3 的规定进行试验 。

　　在端子与机壳之间施加试验电压 ,逐步升高试验电压至规定值并保持 1 min, 电压上升时间应不出现明显的瞬变 。

　　4.7 与影响量有关的试验

　　4.7. 1 环境温度试验

　　环境温度试验时 ,温度应按下列顺序变化 :

　　-20 ℃ 、-5 ℃ 、10 ℃ 、25 ℃ 、40 ℃ 、55 ℃ 、60 ℃

　　在上述每档温度值处 ,应保温 2 h,每档温度允差 ±2℃ ,按 GB/T 2423. 1 和 GB/T 2423. 2 中规定的方法进行 。按上述温度变化顺序 ,连续进行两个循环的试验 。试验中 ,按本部分 4. 5. 1 和 4. 5. 2 的试验方法分别测试齐纳二极管安全栅的最高开路电压和最大短路电流 ,并将最大值列入报告 。

　　4.7.2 湿热试验

　　首先在试验环境条件下 ,然后将试验箱温度升到(60±2) ℃ ,相对湿度升到 95%RH±3%RH ,保持24h,按 GB/T 2423. 3 中规定的方法进行 。试验中 ,按本部分 4. 5. 1 和 4. 5. 2 的试验方法分别测试齐纳

　　3

　　GB/T 30241.2—2013

　　二极管安全栅的最高开路电压和最大短路电流 ,并将最大值列入报告 。

　　4.7.3 振动(正弦)试验

　　振动试验按 GB/T 2423. 10 中规定的方法进行 。

　　振动试验后 ,应检查安全机械情况是否良好 ,并按本部分 4. 5. 1 和 4. 5. 2 的试验方法分别测试齐纳二极管安全栅的最高开路电压和最大短路电流 ,最后将测试值列入报告 。

　　4. 8 设备的结构试验

　　4. 8. 1 外壳防护试验

　　外壳按 GB 4208中的方法判定其防护等级 。

　　4. 8.2 接线端子试验

　　接线端子的检查方法按 GB 3836. 4—2010的规定进行 。

　　4. 8.3 接地导体、连接件和端子试验

　　接地的绝缘导线必须为耐用结构(通常不小于 4 mm2 ) ,能经受 GB 3836. 4—2010所规定的电缆拔脱试验 。

　　连接件的绝缘套管应能经受 GB 3836. 1—2010 中 23. 4. 5所要求的扭转试验 。

　　4. 8.4 浇封试验

　　对齐纳二极管安全栅外壳浇封的试验按 GB 3836. 4-2010 中 10. 6 的规定进行 。

　　4. 8.5 熔断器

　　熔断器的分断能力应不小于所安装电路的最大预期电流 。通常预期电流应认为是交流 1 500 A,熔断器的分断能力按 GB 9364(所有部分)确定 ,且由熔断器制造厂提供相应的产品资料 。如果无法获得制造厂的资料 ,则应按 GB 3836. 4—2010 中 10. 4 的规定对熔断器进行型式试验 , 以证明样品能够满足使用要求 。

　　4.9 防爆性能试验

　　按 GB 3836. 1—2010和 GB 3836. 4—2010 中规定的方法进行 ,并经国家认证授权的防爆检验机构认可 ,颁发防爆合格证 。

　　4. 10 外观检查

　　用目视和手感方法进行 ,观察齐纳二极管安全栅外壳和零件表面覆盖层 、面板及铭牌等是否光洁完好 、有剥落及伤痕等缺陷 ,表面色泽是否均匀 、有明显擦伤 、露底 、裂纹和起泡 、紧固件松动等现象 。

　　4. 11 运输试验

　　运输试验的高温试验温度为 60 ℃ ±3 ℃ ,保持 8 h 后将包装件温度降至室温取出 ,并在正常工作条件下放置 4 h 以上 ,将工作电压及端电阻最大变化量列入报告 ;

　　低温试验温度为 -20 ℃ ±3 ℃ , 降温速度不大于 1 ℃/min,保持 8 h 后将包装件温度升至室温取出 ,并在正常工作条件下放置 4 h 以上 ,将工作电压及端电阻最大变化量列入报告 ;

　　湿热试验按 GB/T 2423. 4 的规定 ,每周期 24 h,实验 2 周期 ,试验后将包装件温度升至室温取出 ,

　　4

　　GB/T 30241.2—2013

　　并在正常工作条件下放置 4 h 以上 ,将工作电压及端电阻最大变化量列入报告 ;

　　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 ,试验后将工作电压及端电阻最大变化量列入报告 ;

　　跌落试验台面应为平整坚硬的水泥地面或钢板台面 ,高度为 50 mm ,包装件底面呈水平状以 自 由落体方式跌落四次 ,试验后将工作电压及端电阻最大变化量列入报告 。

　　5 检验规则

　　5. 1 齐纳二极管安全栅检验规则

　　齐纳二极管安全栅检验规则见表 1。

　　表 1 检验项目和要求

　　项目名称

　　出厂检验

　　型式检验

　　要求章节号

　　试验方法章节号

　　端电阻

　　△

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 1

　　4. 2

　　工作电压

　　△

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 2

　　4. 3

　　最大工作电压

　　△

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 3

　　4. 4

　　最高开路电压

　　△

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 4. 1

　　4. 5. 1

　　最大短路电流

　　△

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 4. 2

　　4. 5. 2

　　绝缘电阻

　　△

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 5. 1

　　4. 6. 1

　　绝缘强度

　　△

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 5. 2

　　4. 6. 2

　　环境温度

　　—

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 6. 1

　　4. 7. 1

　　湿热

　　—

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 6. 2

　　4. 7. 2

　　振动(正弦)

　　—

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 6. 3

　　4. 7. 3

　　外壳防护

　　—

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 7. 1

　　4. 8. 1

　　接线端子

　　○

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 7. 2

　　4. 8. 2

　　接地导体 、连接件和端子

　　○

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 7. 3

　　4. 8. 3

　　浇封

　　—

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 7. 4

　　4. 8. 4

　　熔断器

　　—

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 7. 5

　　4. 8. 5

　　防爆性能

　　—

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 8

　　4. 9

　　外观与结构

　　△

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 9

　　4. 10

　　运输

　　—

　　△

　　GB/T 30241. 1 中 5. 10

　　4. 11

　　注 : △表示必须进行的检验项 目 ; ○表示需要时进行的检验项 目 ;—表示不需要进行的检验项 目 。

　　5.2 出厂检验

　　每台齐纳二极管安 全 栅 均 须 经 生 产 企 业 质 量 检 验 部 门 检 验 合 格 后 并 附 有 产 品 检 验 合 格 证 方 可出厂 。

　　出厂检验项目和要求见表 1。

　　5

　　GB/T 30241.2—2013

　　5.3 型式试验

　　5.3. 1 型式试验条件

　　有下列情况之一的 ,应进行型式试验 :

　　a) 新开发产品鉴定时 ;

　　b) 产品结构 、材料 、工艺有较大改变 ,可能影响产品性能时 ;

　　c) 连续正常生产满两年时 ;

　　d) 停产一年及一年以上 ,重新开始生产前 ;

　　e) 国家有关部门提出型式试验要求时 。

　　5.3.2 型式试验项目

　　型式试验项目与要求见表 1。

　　5.3.3 型式试验的样本抽取

　　型式试验的样本在出厂检验合格品中随机抽取 3 台 。

　　5.3.4 型式试验的判定

　　型式试验中除安全和防 爆 性 能 项 目 不 合 格 , 不 得 复 检 外 , 其 他 项 目 出 现 任 一 项 不 合 格 , 加 倍 抽 样(6台) ,对不合格项进行复验 ,复验结果仍有不合格 ,则判型式试验不合格 。

　　6 其他考虑事项

　　6. 1 总则

　　为了准备试验报告 、试验程序所需的通用信息 ,包含下述两个方面 :

　　a) 安装 ;

　　b) 例行维护和调试 。

　　应根据实际运行要求和制造厂的说明书来进行性能检查 , 以便能同时对说明书做出评价 。

　　6.2 文献资料

　　制造厂主动提供的以及试验室要求提供的全部有关文件应列出清单 。

　　如果这些文件没有附带用来清楚描述齐纳二极管安全栅操作的完善图表 ,或没有完整的元件清单和规范 ,则应指出其不足 。

　　文献资料要求详见 GB/T 16511。

　　6.3 安装

　　齐纳二极管安全栅按 GB 3836. 15 中的规定进行安装 。

　　6.4 检查和维护

　　齐纳二极管安全栅按 GB 3836. 16中的规定进行检查和维护 。

　　6.5 表面防护处理

　　应列出制造厂规定的外部零件的表面防护处理完成情况 ,并附有关评价意见 。

　　6

　　GB/T 30241.2—2013

　　6.6 设计特征

　　应列出所有可能造成使用困难的有关设计或结构方面的情况 ,并说明原因 。 同时还要列出可能具有特殊意义的任何特征 ,例如工作部件的密封等级 、备件的互换性和气候防护等 。

　　6.7 可调整参数

　　报告中应指出厂商列出的重要的变型和选件 。

　　6. 8 工具和设备

　　应列出安装和维护所必须的工具和设备 。

　　7 试验报告和文档

　　试验完成以后 ,应根据 GB/T 18271. 4 准备完整的评定试验报告 。

　　报告发表之后 ,所有试验期间与测试有关的原始文档应至少保存两年 。