隨著工業(yè)防爆技術的快速發(fā)展,增安型電氣設備在爆炸性環(huán)境中的應用日益廣泛。作為核心能源部件,電池及電池組的設計與選型直接關系到設備的安全性與可靠性。
基于GB/T 3836.3-2021標準,結合多年產品研發(fā)和工程實踐的經驗,對增安型電氣設備中的電池技術要求進行系統(tǒng)性梳理,為行業(yè)提供科學、嚴謹的技術參考。
一、電池類型與結構型式
增安型電氣設備允許使用的電池類型及結構需嚴格符合GB/T 3836.1-2021表13(原電池)及表14(蓄電池)的規(guī)定,并依據保護等級(“eb”或“ec”)進行差異化設計。
1、密封式電池(組)
① 容量限制:最大容量為25Ah?!癳b”保護等級需配置過載、短路、過充/放、防反充等多重安全裝置,且保護裝置需通過防爆型式認證;“ec”保護等級可豁免額外保護措施。
② 推薦優(yōu)先級:密封式電池因其結構封閉性,可有效避免氣體泄漏風險,建議優(yōu)先選用以降低設計與試驗復雜度。
2、閥控式電池(組)
① 應用限制:“eb”等級需明確限值控制與管理系統(tǒng),否則僅限“ec”等級使用。
② 獨立腔體設計:應安裝在一個獨立的腔體內,并直接向外殼外部的大氣中排氣,嚴禁與隔爆型(d)、本安型(i)或充砂型(q)設備共殼體。
3、排氣式電池(組)
① 獨立電池箱:需設計為獨立箱體,僅保留必要連接件,且箱體需具備氣體外排功能,避免內部積聚。
二、密封型電池(組)的專項技術要求
密封型電池因安全性高、適用范圍廣,成為增安型電氣設備的首選,以≤25Ah密封型電池為例,詳述關鍵技術要點:
1、電池連接規(guī)范
① 串聯與并聯限制:“eb”等級僅允許單體電池串聯;“ec”等級在特殊情況下可允許兩單體并聯(無其他串聯單元),但串聯總數≤3(無防反充措施時)。
② 防誤連接設計:非整體式電池組需采用帶電極接線夾或顯著標識,確保裝配準確性。
2、電氣間隙與爬電距離
① 單體電池:開路電壓≤2V時,電極間距≥0.5mm;>2V時按GB/T 3836.3-2021表2執(zhí)行。
② 電池組:電壓≤10V且內部連接固定時,單體間無需附加間距,外部連接需符合標準表2要求。
3、放電與溫度控制
① 深度放電保護:設置防反充電路時,允許最多6節(jié)串聯,分離電壓值需符合制造商規(guī)定;“eb”等級負荷斷開后殘余電流(A)<額定容量(Ah)的0.1%。
② 表面溫度試驗:“eb”保護等級電池的最高表面溫度試驗應考慮設備制造商或保護裝置規(guī)定的最大負荷下所允許的最大放電電流,例如1.7倍熔斷器額定值。如果既未規(guī)定負荷也未規(guī)定保護裝置的情況下則視為短路。“ec”等級則基于正常下最大的放電電流評估。如果在放電過程中,電池或電池組過大的負載會導致影響“ec”保護等級,則應規(guī)定最大負載和安全裝置。
4、充電系統(tǒng)設計
① 危險場所充電:“eb”等級充電電路須納入設備整體認證,且故障狀態(tài)下充電電壓/電流不得超過制造商規(guī)定的限值;“ec”等級充電器需集成于設備設計中,充電系統(tǒng)應設計為充電電壓和電流也不能超過制造商基于設備工作溫度范圍規(guī)定的限值。
② 非危險場所充電:充電后需冷卻至溫度組別限值以下方可移入危險區(qū)域。
5、鋰電池的特殊要求
① 認證與標準:需符合IEC 62133-2、GB/T 8897等標準,并提供第三方認證或制造商聲明。
② 設計風險提示:原廠保護板不可直接用于“eb”等級,需重新設計防爆保護或棄用,建議審慎評估鋰電池應用場景。
三、核心建議
1、優(yōu)選密封型電池:降低氣體泄漏與復雜控制風險,提升整體安全性。
2、嚴格分級設計:依據“eb”與“ec”保護等級差異,配置對應保護措施。
3、動態(tài)驗證與測試:結合 GB/T 3836.3-2021要求,開展多工況模擬試驗,確保極端條件下的可靠性。
增安型電氣設備的電池設計需兼顧標準符合性、工程可行性與風險可控性。華榮技術中心將持續(xù)深耕防爆領域,以嚴謹的科學態(tài)度與技術創(chuàng)新,為行業(yè)提供高效可靠的解決方案。
本文的技術內容基于現行國家標準及行業(yè)實踐,具體應用需結合設備使用環(huán)境與認證要求(可參考GB/T 3836.1-2021、GB/T 3836.3-2021、IEC 62133-2、GB/T 8897、UL 1642等標準)。
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