隔离栅企业标准52

前

求》及GB3836.4－2000《爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型 “i”》制

本标准首次发布时间：二○○六年六月一日

编写规则》的规定。

言

本标准主要起草人：张学东、张连东、胡土强。

本标准由南阳市斯菲尔防爆电气自动化有限公司负责起草。

本标准由南阳市斯菲尔防爆电气自动化有限公司提出并归口。

本标准是GS3000系列隔离式安全栅设计、制造、检验用标准。

本标准主要依据GB3836.1－2000《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分： 通用要

本标准的编写格式符合GB/T1.1—2000《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和

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GS3000系列隔离式安全栅

1 范围

本标准规定了GS3000系列隔离式安全栅的名词术语、型号规格及性能标准、技术要求、基本环境、

试验方法、检验以及标志、包装、运输、储存的要求。

本标准适用于GS3000系列隔离式安全栅。2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误表的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB3936.1－2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分： 通用要求

GB3836.4－2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分： 本质安全型 “i” GB4208－1993 外壳防护等级(IP代码)

GB/T15479-1995 工业自动化仪表绝缘电阻、绝缘强度技术要求和试验方法 JB/T9329－1999 仪器仪表运输、运输贮存基本环境条件及试验方法3 定义

3.1 本质安全电路

在规定的试验条件，正常工作或规定的故障状态下产生电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。

3.2 最高电压（交流有效值或直流Um）

施加到关联设备非本质安全连接装置上，而不会使本质安全性能失效的最高电压。3.3 本质安全电气设备

全部电路为本安电路的电气设备。 3.4 最高输出电压（UO）

在开路条件下，在设备连接装置施加电压到最高电压（包括Um和Ui）时,可能出现本质安全电路的最高输出电压(交流峰值或直流)。3.5 关联电气设备

设备内并非是本安电路，但含有影响本安电路安全性能的电路的电气设备，（注：把关联电气设备安装并使用在危险场所，除了本质安全防爆结构外，还必须与隔爆型结构并用）。3.6 最大输出电流（Io）

来自电气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（Po）

能从电气设备获得的本质安全电路的最大功率。3.8 最大外部电容（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 最大外部电感（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容感。

２

4.1 型号规格4.1.1 型号命名

4 性能及主要参数

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GS3000

第一字节：第1位：“GS”分别表示隔离式安全栅 第2位：“3” 表示设计代号

第二字节：第1位：“□”表示输入/输出功能方式；“1”表示检测端；“0”表示操作端。 第2、3位：产品序号。4.1.2 型号规格

表1给出了隔离式安全栅的型号规格

表1

开关量输入，开关量输出

说 明

±10mADC输入；（1～5）mADC输出

±10VDC输入；（4～20）mADC输出

（1～5）VDC输入；（4～20）VDC输出

（4～20）mADC输入；（1～5）VDC输出

（4～20）mA输入；2路（4～20）mA相互隔离输出

4.2 主要技术指标

4.2.1 检测端安全栅主要技术指标

a)输入信号：（4～20）mADC；（1～5）VDC；±10VDC；±10mADC； b)输出信号：（4～20）mADC(负载电阻≤350Ω)；（1～5）VDC；c)基本误差：±0.1%;±0.2%；±0.4%；d)电源电压：24VDC±5%；e)防爆标志：[Exia]ⅡC；

f)本质安全型电路额定值：最高开路电压≤28V；最大短路电流≤93mA；最大输出功率

Po＝0.65W；最大外部电容Co＝0.05μF；最大外部电感Lo＝2.45mH。g)功耗：1.5W；h)防护等级：IP20；

4.2.2 操作端安全栅主要技术指标

a） 输入信号：（4～20）mADC；b） 输出信号：（4～20）mADC ，（负载电阻≤350）Ω；c） 基本误差：±0.1%;±0.2%；±0.4%；d） 电源电压：24VDC±10%；e） 防爆标志：[Exia]ⅡC；f） 安全火花型电路额定值：最高开路电压≤28V，最大短路电流≤93mA；最大输出功率Po＝0.65W；最大外部电容Co＝0.05μF；最大外部电感Lo＝2.45mH。

型 号10

00

检测端操作端隔离式安全栅

211020 01 30　

ＧＳ3 ３

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h） 功 耗：1.5W；防护等级：IP20。

4.3 工作环境条件

a)环境温度：-20～＋40℃；b)相对湿度：＜95%；

c)大气压力：（86～110）kPa；

d)在阳光直晒，以及从工厂设备等发出的辐射热较强烈的的地方，要求隔热措施；e)周围环境无强腐蚀性气体、无强烈振动的安全场所。4.4 结构尺寸

a） 结构型式：卡装式（本安端子标识是蓝色以区别于非本安端子红色标识）b） 结构尺寸：（22.5×99×115）mm(宽×高×深)c） 重量：约0.5kg5 技术要求

5.1 结构

5.1.1 本安端子与非本安端子之间电气间隙不小于50mm。5.1.2 本质安全限流电路应整体胶封于模块壳体内。5.2 隔离变压器耐压试验

各型号规格之安全栅的隔离变压器均应承受频率为50Hz的正弦交流电压1500V，历时1min的耐压试验而无击穿、无飞弧和无闪络现象。5.3 本安参数

各型号规格之安全栅的参数值均应符合表2中相应的规定。

表2

最高输出电压最大输出电流最大输出功率最大外部电容最大外部电感（Uo）V（Io）mA（Po）W（Co）μF（Lo）mH

28

93

0.65

0.05

2.45

5.4 绝缘电阻

当周围环境温度为10～35℃、相对湿度不大于95％条件下，安全栅（外壳与各接线端子之间以及与接地端子之间的绝缘电阻应不小于100MΩ）。5.5 绝缘强度

在规定的环境温度及相对湿度不大于85％条件下，安全栅（外壳）各接线端子之间以及各接线端子之间能承受频率为50Hz的正弦交流电压1500V，历时1min的绝缘强度试验而无击穿、无飞弧和无闪络现象。5.6 元器件5.6.1 电阻器

电阻器应选用金属膜或绕线被覆型电阻，精度不低±5％，安全栅环节端电阻应不小于310Ω。5.6.2 晶体管

每个限压元件均应符合GB3836.4中7.5条要求。用作可靠元件时应三重化。半导体可以用作并联限压器件，它应符合下列要求并且考虑相关瞬态条件。

半导体器件应能承受其短路故障状态下在其安装处可能通过的1.5倍的电流，且不发生开路。下列情况，应由元件制造厂数据证实：

a）二极管、连接成二极管的三极管、可控硅和等效半导体器件的正向额定电流应不低于1.5倍最大可能的短路电流。

b）齐纳二极管额定值是：

４

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1）在齐纳状态，1.5倍齐纳耗散功率。

2）在正向导通状态，1.5倍最大可能的短路电流。

如果输入和输出电路是本质安全电路或可以证明它不可能受电源发生瞬态过程影响，对于“ia”等级，可以使用半导体元件作为并联限压器，例如，晶体管、可控硅、温压器、稳流器等。在电路遵守上述条件时，两只器件认为是可靠的组件。5.6.3 限压元件

每个限压元件耗散功率应不超过在特殊安装条件下能达到的结点最高温度时的耗散功率的三分之二。

每个限压元件均应符合5.6.2条要求。每一种形式的二极管承受住沿使用方向（齐纳二极管的齐纳方向），重复5次的持续时间为50μs的矩形电流脉冲试验，各次试验间隔为20ms。脉冲幅值有Um峰值除以在20℃时熔断器冷态电阻值（加上电路中可靠串联电阻的阻值）得到。在制造厂数据表明预先击穿时间大于50μs时，该电流脉冲宽度将变成实际预先击穿时间。在预先击穿时间不可能从制造厂获得现成的数据时，十只熔断器应承受预期电流和预先击穿时间测定试验。如果该值大于50μs可以使用。试验前后电压值的变化不应大于±5％。5.6.4 熔断器

5.6.4.1熔断器内阻应大于10欧姆，当小于10欧姆时，应串入10欧姆的电阻，使熔断器电流小于35A。

5.6.4.2熔断器最大熔断时间和限压元件最小短路时间特性应符合GB3836.4中7.3条要求。

用溶断器保护其他元件时，熔断器应能连续通过1.7In电流，溶断器的时间－电流特性应保证不超过元件瞬态值。

浇封熔断器时，浇封化合物不应进入熔断器内部。换言之，熔断器在浇封之前是密封的。用于齐纳安全栅保护元件的熔断器，不允许打开设备外壳进行更换。

用限流器件把预期电流限制到不大于熔断器额定分断能力时，则额定值应不小于：电流额定值：1.5×1.7×In；电压额定值：Um或Ui

功率额定值：1.5×（1.7×In）2×限流器件的电阻。5.7 长期运行稳定性

安全栅在工作电压下通电2h 后，连续运行48h,测其UO及IO应不超过表2的规定。5.8 环境温度变化的影响

正常工作电压下，当环境温度由t1变化到t2时，UO及IO应不超过表2的规定。注：t1—30～25℃范围内的实际温度值； t2— 0～50℃范围内的实际温度值； ︳t1—t2 ︳≥10℃。5.9　外观

外壳表面光洁完好，零部件齐全、铭牌、标志完整清晰，有关规格及型号等数据打印、填写正确清晰。

5.10　防爆性能

应按照GB3836.1及GB3836.4有关要求，委托国家防爆电气产品质检中心进行，并取得防爆合格证。必须保证国家防爆检验机关审查合格的图纸、技术文件生产和试验。如有更改须将更改后的图纸或文件重新送原防爆检验单位审核批准后才能改动。5.11 例行试验

5.11.1二极管安全栅例行试验5.11.1.1成品安全栅

每只成品安全栅应进行例行试验，这是检查每只二极管的作用和任何熔断器是否完好。

5.11.1.2在下列试验后，在室温条件下测量二极管端电压。测量电压之差应不大于5％（5％包括试验设备的误差）。

a）每只二极管承受2h、150温度试验。

５

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b）每只二极管承受5.6.3规定的脉冲电流试验。

5.11.2电源变压器的例行试验

在例行试验时，施加到电源变压器的电压符合表3规定，Un是任一试验绕组的最高额定电压。

表3

施加部位试验电压有效值输入与输出绕组之间4Un或2500V，两者取最高值全部绕组与铁芯或屏蔽之间2 Un或1000V，两者取最高值向本质安全电路供电绕组与其他绕组之间2 Un＋1000V或1500V，两者取最高值在试验期间，绕组之间的绝缘或任一绕组与铁芯或屏蔽之间的绝缘应不发生击穿。6

试验方法

6.1 外观检查

用肉眼观察的方法进行检查，应符合5.9条要求。6.2 最高开路电压、最大短路电流试验6.2.1 最高开路电压试验

试验线路如图1所示。

将装有限能电路和隔离模块之间的K1、K2短路桥取下，在靠本安限能电路一侧的P1点连接到电源的正端，靠本安限能电路P2点接电原负端。将数字电压表正端接端子①、负端接端子②，调节直流稳压电源的输出为0V～350V测熔断器熔断时,数字电压表的读数应小于28V。

短路桥直流稳直流稳压电源压电源00~40V～350V DC+-过流过压P1 限制器P1限制器K1K2过流过压¶Ë×Ó1+¶Ë×Ó2-V：<28VV£º£¼35V19999数字电压表P2 I：<93mAP2I£º£¼100mADC图1 最高开路电压试验£¨Í¼Áù£©×î¸ß¿ªÂ·µçѹÊÔÑé6.2.2 短路电流试验

试验线路如图（2）所示：

短路桥1Ω±0.05%+¶Ë×Ó1直流稳直流稳压电源+K1压电源00~40V～350V DC-K2过流过压P1 限制器P1限制器V：<28VV£º£¼35VI£º£¼100mAP2 I：<93mAP2过流过压19999数字电压表DC-¶Ë×Ó2(图七）最大短路电流试验图2 短路电流试验

在安全栅的端子①②之间并上1Ω电阻，调节直流电源，当供电电压由0V～350V变化时，观察数

字电压表的数值，其最大值应不大于93mV(换算为电流值应不大于93mA)。6.3 绝缘电阻试验

用500V兆欧表按第5.4条要求测量绝缘电阻值。

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6.4 绝缘强度试验

按第5.5条要求，将试验端子依次接于高压试验台两极柱上。分别缓慢升压到规定值并保持1min，

观察是否有飞弧、击穿、闪络等现象。

按第5.6.4.3条要求，将无丝熔断器两端接于高压试验台两极柱上。缓慢升压到1500V并保持1min，观察是否有飞弧、击穿、闪络等现象。

试验后缓慢降压至原值，切断电源。6.5 限压元件温度老化试验

按第5.11.1.2条要求，在恒温箱中进行。试验后在原测试电流下测其稳压值的变化，不应大于±5％或0.5V。6.6 熔断器试验

按照第5.6.3和第5.6.4条要求和方法进行。6.7 长期运行稳定试验

按5.7条要求用电压表、电流表测量。6.8 环境温度试验

安全栅在环境温度为t1时，按6.3条试验方法实测UO及IO值。然后变化环境温度为t2，保温不少于3h，再按6.3条试验方法实测UO及IO值。并与环境温度为t1时值相比较，试验结果应符合第5.8条要求。6.9 端电阻测量

用精度不低于5％的万用表进行测量，满足5.6.1的要求。6.10 防爆性能试验

国家授权的防爆质检机构进行检验，进行火花试验并取得防爆合格证。7

检验规则

7.1 检测规则

检测分出厂试验和型式试验两种。每台产品必须经过出厂试验合格后才能出厂。7.2 出厂试验

安全栅出厂试验按本标准5.10、5.2、5.3、5.6.1条的要求。7.3 型式试验

7.3.1 安全栅的定型和改进都按本标准进行型式试验，并由国家防爆检验机关按GB3836.4进行审查、检验、取得防爆合格证。

7.3.2 型式试验按本标准第5章技术要求和第6章试验方法进行检查和试验应全部合格（5.10条除外）。

7.3.3 成批生产的安全栅型式试验每年不少于1次，每次抽取的产品不少于3台（套）。7.4 火花试验

在新产品取证；合格证复查换证及国家防爆监督部门抽查时；产品的结构、工艺有重大改进，影响防爆性能时；停产半年重新生产时；要国家防爆检验机关按GB3836.4重新进行审查、检验。8 标志、包装及储存8.1 标志

每只安全栅外壳明显部位应有永久性“Ex”标志。

铭牌应标明：型号规格；防爆合格证号；防爆标志；最高电压Um；最大输出电流IO；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；最大外部电感Lo；工作电压；产品编号及制造单位等内容。8.2 包装

包装箱运输的安全栅应符合JB/T9329－1999的要求。随机资料应包括：说明书、出厂合格证、装

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箱单等资料。装箱单上应注明产品型号、规格及合格、数量、日期、制造厂名及地址、装箱人员等。

8.3 储存

安全栅应贮放在环境温度－25～55℃和相对湿度不大于90％的通风室内，且空气中不应含有对安全栅起腐蚀作用的有害杂质。

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