爆炸性环境用防爆电气设备最大试验安全间隙测定方法(GB3836.11—91)

GB 3836.11－91

国家技术监督局1991－05－27批准    1992－02－01实施

　　本标准等同采用国际标准IEC79—1A（1975）《最大试验安全间隙测定方法》。

　　1 主题内容与适用范围

　　本标准规定了常温常压条件下可燃性气体或蒸气最大试验安全间隙测定方法。

　　本标准适用于可燃性气体或蒸气的分级以及隔爆型电气设备的选型。

　　注：对于常温条件下蒸气压很低，而不能形成所要求的蒸气浓度的液体，环境温度应比产生所要求的蒸气压力的温度高5℃

　　2 术语

　　2．1 爆炸性气体混合物

　　在大气条件下，气体、蒸气、薄雾状的易燃物质与空气混合，点燃后，燃烧将在整个范围内传播的混合物。

　　2．2 最大试验安全间隙

　　在标准规定试验条件下，壳内所有浓度的被试气体或蒸气与空气的混合物点燃后，通过25mm长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。

　　2．3 隔爆接合面

　　为阻止内部的爆炸向外壳周围的爆炸性气体混合物传播，隔爆外壳各个部件相对表面配合在一起的接合面。

　　2．4 平面隔爆接合面

　　相对表面为平面，而该段接合面长为直线形的隔爆接合面。

　　2．5 隔爆接合面长度

　　从隔爆外壳内部通过隔爆接合面到隔爆外壳外部的最短通路长度。

　　2．6 （隔爆接合面）间隙

　　隔爆接合面相对表面间的距离。对于圆筒隔爆接合面，则为径向间隙（直径差）。

　　2．7 最易传爆混合物浓度

　　在规定条件下，混合杂物火焰最易通过接合面传播而使周围爆炸性混合物点燃的混合物浓度。

　　2．8 最易点燃混合物浓度（电火花的）

　　在规定的条件下，所需最小电能点燃的混合物浓度。

　　3 试验方法概述

　　试验是在常温常压（20℃，105Pa）条件下进行。将一个具有规定容积规定的隔爆接合面长度L和可调间隙g的标准外壳置于试验箱内，并在标准外壳与试验箱内同时充以已知的相同浓度的爆炸性气体混合物（以下简称混合物），然后点燃标准外壳内部的混合的，通过箱体上的观察窗观测标准外壳外部的混合物是否被点燃爆炸。通过调整标准外壳的间隙和改变混合物的浓度，找出在任何浓度下都不发生传爆现象的最大间隙，该间隙就是所需要测定的最大试验安全间隙（MESG）。

　　4 试验装置

　　4．1 机械强度

　　试验装置如图所示。整个试验装置应能承受15×105Pa的压力。标准外壳承受此爆炸压力时，应不会产生明显的弹性变形而使间隙g瞬时增大。

a－标准外壳内腔；b－试验箱内腔；c－千分表；d－泵；e－阻火器；f－观察窗；m、i－阀门；h－点火电极；k－标准外壳下壳体；l－标准外壳上壳体

　　4．2 标准外壳

　　标准外壳为一个内腔净容积20cm3、隔爆接合面长度25mm的球形容器。

　　4．3 试验箱体

　　试验箱体为一个内径200mm、高度75mm的圆柱形箱体。

　　4．4 间隙调整

　　标准外壳的间隙可通过千分表进行调整。标准外壳的上壳体“1”由强力弹簧向上顶紧在一个可以微调的千分表上，用千分表精确调整并测出隔爆接合面的间隙g值。千分表的螺纹直径为16mm，螺距0.5mm。

　　4．5 配气系统

　　标准外壳充入混合物的进气口直径d1为3mm，进气通道的净容积为5cm3。试验箱的进气口是由7个直径d2为2mm的通孔组成。进出气的管道上装有防回火的阻火器“e”。

　　4．6 点火源

　　采用电极放电火花作为点火源。电极间的放电间隙为3mm，放电通路与平面法兰隔爆接合面相垂直。电极置于距法兰内缘14mm处，且与两平面法兰之间的中心线对称。

　　4．7 观察窗

　　在试验箱体对称位置上装设两个直径74mm的圆形观察窗“f”。

　　4．8 试验装置的材质

　　试验装置的主要部件，特别是标准外壳和点火电极，应采用不锈钢材料制成。对于某些混合物，可采用其他材料以防止对试验装置的腐蚀或其他化学作用。

　　5 试验程序

　　5．1 爆炸性气体混合物的配制

　　试验中，应严格控制混合物的浓度，使其维持恒定，以避免试验结果的分散性。

　　5．2 温度和压力、

　　试验时的环境温度为20±5℃，采用泵“d”维持试验装置内部为105Pa的压力。

　　5．3 间隙调整

　　首先将间隙调整到一个很小值，通过观察窗用眼检查标准外壳两平面法兰是否相互平行。然后将法兰间隙调整至零，校准千分表的刻度是否指零（这时加在表头的力矩值应很小，例如：加在表头的圆周力约为10-2N）。

　　5．4 点火

　　用汽车点火线圈向标准外壳内部的电极供电，电极之间形成放电火花点火。

　　5．5 点燃过程的观察

　　通过观察窗和两平面法兰的间隙观察标准外壳内部的混合物是否点燃。如果未发生点燃，则试验无效。标准外壳内部点燃之后，如果试验箱内的混合物点燃爆炸，则为发生传爆现象。

　　6 最大试验安全间隙测定

　　6．1 预备试验

　　标准外壳平面法兰间隙以0.02mm作为间隙调整级在传爆间隙与不传爆间隙之间的范围内进行调整。用一定浓度的混合物对应每一个间隙进行二次传爆试验，找出该浓度下传爆率为0%的最大不传爆间隙g0和传爆率为100%的最小传爆间隙g100，然后改变混合物浓度，重复上述试验，以便得出在一定浓度范围内的不同浓度混合物所对应的一组g0和g100值，并从中找出g0和g100的最小值及所对应的试验混合物浓度。该浓度为混合物在该试验条件下的最易传爆混合物浓度。

　　6．2 证实试验

　　选用预备试验中测得的最易传爆混合物浓度及其附近的几种浓度，重复6.1条的试验。每一浓度对应一个间隙试验10次，最后确定出最大不传爆间隙和最小传爆间隙的最小值（g0）min和（g100）min及其对应的最易传爆混合物浓度。

　　6．3 最大试验安全间隙的再现性

　　在不同组别的证实试验中测得的（g0）min之间的最大允许差值为0.04mm，如果符合这个条件，则表1所列数值就是当（g100）min-（g0）min为最小时所对应的最大试验安全间隙值。对于大多数易燃物质，这个差值一般在一个间隙调整级（0.02mm）范围内。

　　如果不同组别的证实试验测得的（g0）min之间的差值大于0.04mm，应采用氢气校核试验装置是否能重现表1所列氢气的数值，如果校核结果装置正常而对指定气体测得的结果仍然相差很大，则应分析其中的原因。

　　6．4 表列数据

　　表1所列数据有最大试验安全间隙（MESG）值（g0）min，（g100）min-（g0）min的差值，最易传爆混合物浓度和试验时的环境温度。最大试验安全间隙用于确定电气设备隔爆外壳的级别，而（g100）min-（g0）min表征最大试验安全间隙的精确度。

表1

　　注：1）表列方括号内的数据，例如：〔0.96〕不是用标准规定的试验装置，而是用英国规定的8L球形试验装置测得的。8L球形标准外壳内部充以最易传爆混合物浓度，外部充以最易点燃混合物浓度。

　　表列其他数据是采用本标准规定的试验装置测得的。但一般每调整一次间隙只作三次试验。 

　　附加说明：

　　本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出。

　　本标准由全国防爆电气设备标准化技术委员会归口。

　　本标准由机械电子工业部南阳防爆电气研究所负责起草。

　　本标准主要起草人季明焕、项云林。