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1、 EN50020：2002 潜在爆炸性气体中使用的电气设备 本安i 1. 使用范围 2. 标准参考资料 3. 定义 4. 本安设备和关联设备的接地和分类 本安设备和关联设备应按照 EN50014的条款 4和 5进行分组和分类. 5. 电气设备本安等级 5.1 概况 本安电气设备和关联设备的本安部件都可以适当地分类为 A级本安或 B级本安. 除其他 特殊规定外, 这个标准的要求适用于以上两个本安等级. 确 定 A或 B级 本安设备时 应按照 7.6要求适当考虑到元件和连接的失效情况. 备 注 1: 设备可同时指定 为A和B 级本安, 且每个等级参数可能不同. 决定电 源允许输出参数CO, LO,
2、 LO/RO时, 应 使用到一个 1.5的安全系 数. 这个系数 适用于 各种情况. 附 录 B 指定的测试设备使用于高电流情况, 它的允许 电感很低. 在 这些情况下, 电感应在证明文件上详细正确说明并进行适当地控制. 现场接线不允许使用高电流. Um的 应用包括 任 何那个值 的 电压, 这 些 值 在评估和 测 试时必须 考 虑到. 但是, 不可假定 电压从额定值增加到Um的过程缓慢. 备 注 2: 附录 A包括有火花点火时使用到的本安电路的评估指南; 附 录 B就火花测试设备做了详细说明. 5.2 A级本安 根据应用的Um和U1值, A级本安设备的本安电路在以下每种情况都不得出现引燃现
3、象: a) 正常操作情况下, 出现一些导致最糟糕的情况的不可数故障; b) 正常操作情况下, 出现一个可数故障和一些导致最糟糕的情况的不可数故障; c) 正常操作情况下, 出现两个可数故障和一些导致最糟糕的情况的不可数故障; 以上每种情况的不可数故障可能不同. 按 照 10.4.2要求, 火花点火电路测试和评估时, 应使用到以下安全系数: - a)和 b): 1.5; - c): 1.0; - CO, LO, LO/RO: 1.5 表面温度类别确定时, 电压或电流使用的安全系数为 1.0, 这适用于各种情况. 若出现一个可数故障且 A级本安测试要求得到满足, 则 b)要求可用于确定 A级本安.
4、 若不出现可数故障且 A级本安测试要求得到满足, 则 a)要求可用于确定 A级本安. 5.3 B级本安 根据应用的Um和U1值, B级本安设备的本安电路在以下每种情况都不得出现引燃现象: a) 正常操作情况下, 不出现一些导致最糟糕的情况的不可数故障; b) 正常操作情况下, 出现一个可数故障和一些导致最糟糕的情况的不可数故障; 以上每种情况的不可数故障可能不同. 按照 10.4.2要求, 火花点 火电路测试和评估时, 应 使 用 1.5的 安全系数. 表 面温度类别确定时 , CONFIDENTIAL DOCUMENT EN50020：2002 Electrical apparatus fo
5、r potentially explosive atmospheres Intrinsic safetyi Page 1 of 71 电压或电流使用的安全系数为 1.0, 这适用于各种情况. 若不 出现可数故障且 B 级 本 安测试要求得到满足, 则 a)要求可用于确定 B级本安. 5.4 简单设备 以下设备视为简单设备: a) 无源元件, 如开关, 接线盒, 电阻和简单半导体装置; b) 参数明确的储能源, 如电容或电感, 决定整个系统安全时, 应考虑到这些元件的值; c) 能源, 如 热 电偶和光 电 池 , 它产生 的电压, 电 流或功率 分 别不得超过 1.5V, 100mA 和25m
6、W. 在这些能源中出现的任何电容或电感都应视为 b)项情况. 简单设备应 满足此标准 的所有相关 要求, 不包含潜在的可 能导致爆炸 的点燃源, 因此不需要按照条款 12做上标记. 特别地, 应考虑到以下方面要求: 1) 简单设备不得通过加入电压和/或电流限定和/或抑制装置的方式达到安全要求; 2) 简单设备不得包含任何增加可用电压或电流的装置, 如产生辅助电源的电路; 3) 简单设备必须保持本安电路接地可靠绝缘时, 按 照 6.4.12要 求, 它应能承 受对地的测试电压, 同时它的端子应满足 6.3.1要求; 4) 非金属外壳和轻金属外壳安装在危险场所时应遵照 EN50014的 7.3和
7、8.1的要求; 5) 简单设备安 装在危险场 所时, 其温度为组别温 度. 对 于 GII 类设备, 在使用本安电 路和最大环境 温度为 40 时, 开关, 插头, 插座和端 子在正常额 定值范围内, 可以安装在 T6温度组别的场所.其他类型设备应按照此标准的条款 4和 6要求确定适当的组别温度. 6) 当简单设 备 如此安装, 即正常情 况 下要求类别 1G 和 M1 设备时, 设 备也应遵从EN50284或 EN50303的附加要求. 当简单 设备 只作为 一个 包含有 其他 电路的 设备 的一个 部件 时, 设 备 的 组合应 视为 一 个整体. 备注: 具 有 催化反应或其他电化学装置
8、的传感器, 不可视为正常情况下的简单设备. 有关这种传感器的应用应详细咨询相关专家意见. 6. 设备构造 备注: 除非相关分条款规 定, 此条款的要求只适用 于本安设备 和关联设备 的有关保护 类型方面, 是 EN50014的一般要求(不包括在 1.2内 )的附加要求. 6.1 外壳 本 安设 备和关联设 备要求, 外 壳必须能防 止保护类型 无效. 导 电 部件的触 及 易影响本 安 的 地方应引起特别注意, 例如, 若电路包括确切的空气中的爬电距离. 对 于 GI类设备, 按照 EN60529要求, 正常情况下防护等级要求为 IP54. 对 于 GII类设备, 若只用于干燥, 清洁控制良好
9、的环境中, 则其保护类型应为 IP20. 就不与带电部件接触和外来固体和液体不得侵入方面, 外壳从外形上看可能不同. 表面形 成外壳的周边, 它的设计应有厂商负责. 厂商应规定设备的使用环境. 这个信息应在确切的文件中做好详细记录(如条款 13). 6.2 接线和小元件温度 6.2.1 GI设备的防尘层 GI设备内的煤尘不能在所考虑元件的位置或元件上面形成煤尘层. 就此标准目 的而言, 如尘 埃没有进入到 GI设备, 则须应用 EN50014中 的 5.1.1的 X标 记 要求. 6.2.2 设备内接线 最大电线温度(由 自 热引起 的)对 应的最 大可 允许电 流可 从表 1(对于铜线)数据
10、 中 直接选 取, 也可通过以下公式计算得出. CONFIDENTIAL DOCUMENT EN50020：2002 Electrical apparatus for potentially explosive atmospheres Intrinsic safetyi Page 2 of 71 I = If t (1+aT)/T (1+aT) 1/2其中, a 表示电线材料电阻的温度系数(如铜系数为 0.004265K-1); I 表示最大可允许电流(安培为单位); If 表示 40环境温度下电线熔融电流(单位为安培); T 表示电线材料的熔融温度(如铜为 1083); t 表示电线由于自热
11、和环境温度而导致的温度. 绝缘电线的最大电流不得超过电线厂商规定的额定电流.(表 1如资料) 6.2.3 PCB接线 PCB厚 度至少为 0.5mm, 其单面 或双面上的走线厚度至少为 35m, 若这些走线最小宽度为0.3mm, 连 续电流不 超 出 0.518 安 培, 则此走 线 可归类为 T4 和 GI. 类 似地, 最小 宽 度 为0.5mm, 1.0mm和 2.0mm的走线 对应的 T4值 分别为 0.814A, 1.388A和 2.222A. 就温度组别而言, 10mm 或以下长度的走线可以不考虑. 对于其他的应用, PCB 的铜接线的温度组别可由表 2决定. 制作误差不得将此条款
12、规定值减小 10%或 1mm, 具体看哪个更小. 最大输 入功率 Pi不 得超过 1.3W时, PCB接线应指定为 T4温度组 别或者 GI环境, 不会形成煤尘层 (表 2) . CONFIDENTIAL DOCUMENT EN50020：2002 Electrical apparatus for potentially explosive atmospheres Intrinsic safetyi Page 3 of 71 6.2.4 小元件 小元件如晶体管或电阻在温度超过相应温度组别的允许值时, 若按照 10.7测试不出 现点燃现 象, 则可视 为合 格. 或者, 在以下 情况 不出现 催
13、化 或其他 化学 反应时 也可 视为合格. （a） 于 GII T4和 GI温度组别, 元件应同表 3要求一致, 包括表 3b增 加环境温度情况下最大允许耗散的相应降低. （b） 对于 GII T5组别, 表面积小于 10平方厘米的元件表面温度不得超过 150. 另外, 更高的允许温度不得使保护类型无效, 如元件或设备邻近部件由于超过CONFIDENTIAL DOCUMENT EN50020：2002 Electrical apparatus for potentially explosive atmospheres Intrinsic safetyi Page 4 of 71 任何安全的额定
14、值, 或损坏而导致爬电距离或间距无效. 特别地, 当允许功率达到更 高时, 应特别 注意 选择使 用材 料, 使 其 接 近 这些高 温元 件. 例如, 要 防止PCB燃烧. 由于焊料熔融而出现的元件移位, 不需要考虑.(表 3看资料) 当元件表面不连续时, 例 如由电线绕成的元件(不 结实也不是空心管), 表 3考虑的外 表面其实就是元件的外封套. 如此 元件的任何气体已进入的部分的表面温度应满足表 3a的最 大表面温度要求, 但在此情况下, 最大功率标准不适用. 对于电位计 而言, 考虑的表面应是 电阻元件的 表面, 而不是元件的外 表面. 测试时应考虑整个电位计构造的安装方式, 降热和冷
15、 却效果. 在 A级或 B级 本 安条件下, 走 线通过电流时应进行温度测量. 若这导致电阻值低于 10%的走线电 阻值, 那么测 量应在 10%的走线电阻值下进行. 6.3 外部电路连接的装置 6.3.1 端子 本安电 路端子除满足表 4 要 求 外, 还应通过 以下 a)或 b)一种或多种方法与其他非本安电路的端子隔离开来. 在 本安 特性会因外 部接线而削 弱, 或与端 子断开时可 能接触到导 线或元件 的 地方, 这 些 隔 离方法也是适用的. 备 注: 外部电路与 本安设备和 关联设备连 接的端子的 布置, 应 确 保接线时 元 件不出现 损 坏 现象. CONFIDENTIAL D
16、OCUMENT EN50020：2002 Electrical apparatus for potentially explosive atmospheres Intrinsic safetyi Page 5 of 71 a) 当通过间距 来进行隔离 时, 端子之间 的间距应达 到这样的要 求, 即外部连 接导体的裸 露导电部分之间 的间距至少 应为 50mm. 端子的设计和接线的 使用方法应 注意到, 取出一根电线后, 电路之间不可能接触. b) 通过隔离外壳内的本安和非本安电路的定位端子进行隔离, 这些外壳是通过在具有公 共盖子的端子之间使用一个绝缘隔离装置或一个接地金属隔离装置隔开的. 此时, 1) 隔离端子的隔板应嵌入外壳壁 1.5mm, 或在外 部连接导体的
