浅谈加拿大Division防爆系统中对灯具产品的测试要求

发表时间:2018/9/17   来源:《基层建设》2018年第22期   作者:郭继毅
[导读] 摘要:在危险爆炸性环境中,防爆灯具是应用数量最多的几类电气设备之一,其安全防爆性能的要求不容忽视。

        三一重型装备有限公司  沈阳  110027
        摘要:在危险爆炸性环境中,防爆灯具是应用数量最多的几类电气设备之一,其安全防爆性能的要求不容忽视。本文对加拿大Division防爆系统中对灯具产品的测试要求进行了介绍,帮助国内防爆灯具生产企业在设计上能够满足加拿大市场的准入认证要求,提高产品质量的同时,使之更具竞争力。
        关键词:防爆;Division;灯具
        1 引言
        加拿大的防爆体系包括Division和Zone两种防爆系统。Zone系统所应用的标准为CSA 60079系列标准,其标准内容与IEC 60079系列标准是等效的,但相关条款中存在国家差异。我国现行的防爆标准体系也是属于Zone系统的这一类别。Division系统则是北美特有的一种防爆体系,主要执行的国家包括美国、加拿大、墨西哥等。
        2 加拿大Division系统及防爆灯具标准介绍
        Division系统将危险爆炸区域分为三级,即:Class I——易爆气体环境(易燃气体、易燃液体产生的蒸汽、可燃液体产生的蒸汽); Class II——易爆粉尘环境(可燃粉尘);Class III—— 易爆粉尘环境(可燃性纤维或飞絮)。每一级又分为两段,即:Division 1—— 在正常工作条件下,可燃性物质的爆炸性浓度连续或可能存在的区域;Division 2—— 在正常工作条件下,可燃性物质的爆炸性浓度不可能存在的区域。 同时对爆炸性气体环境分为四个组,即:Group A、Group B、Group C、Group D,代表气体分别为乙炔、氢气、乙烯、丙烷;对爆炸性粉尘环境分为三个组,即:Group E、Group F、Group G,代表性粉尘分别为金属尘、含碳尘、非导电尘。
        3 Division系统防爆灯具的通用测试要求
        CSA C22.2 No. 137 Electric Luminaires for Use in Hazardous Locations作为加拿大Division系统防爆灯具的通用标准对防爆灯具的设计、测试、使用进行了相应的规定,是少数几个危险区域专用设备的标准之一。
        温度测试
        温度测试包括工作温度测试和最大表面温度测试两部分,应注意在进行温度测量时,需选择在防爆灯具使用环境温度范围上限值进行测试。当测量最大表面温度时,可通过热电偶布点监控的方式测量温度,但对布点位置的选择则需根据不同的防爆型式来进行判断,并不是所有防爆型式灯具的最大表面温度测试都只是测量外壳表面的温度值,其内部部件(如LED灯珠等)的温度值也应考核,比如用在Class I, Division 2的环境中无火花型灯具及用在Class I, Division 1的环境中本质安全型设备等。
        防风防雨测试
        根据防爆灯具使用环境的不同选择 CSA C22.2 No. 94, Special Purpose Enclosures中的相应的测试方法,选择适当角度放置以对产品进行最严格的考核。测试后应立即对样品进行介电强度测试,要求样品能承受2U+1000V的工频耐受电压试验,历时1min,无闪络击穿现象,U为样品的额定电压。

       
        图2:防风防雨测试示意图
        4 Class I, Division 2防爆灯具的测试要求
        对于Class I, Division 2防爆灯具,除了需要满足通用要求中的相关规定,还应符合CSA-C22.2 No. 157 Intrinsically safe and non-incendive equipment or use in hazardous locations中的要求。标准要求在壳体内部使用的、容易产生电弧或火花的部件,如开关、滑线、继电器等,规定只有在通过无火花组件测试或密封组件测试时才能使用在Class I, Division 2设备中,或者是符合其他防爆型式的组件。对于灯具内部的无火花元件需要进行火花测试,同样灯具的密封元件也需要通过密封的测试。这两项测试的方法与Zone系统的要求类似,企业可参考IEC 60079-15的要求进行设计与测试。
        5 Class II, Division 1和Class III, Division 1防爆灯具的测试要求
        对于Class II, Division 1的防爆灯具在进行最高表面温度测定时,要求在灯具正常安装后,其壳体表面应尽可能的被谷物粉尘所覆盖,在额定运行稳定后,测量其外壳温度,要求在无过载的情况下,其温度不得高于165 ºC;在过载的情况下,其温度不高于120ºC,同时要求覆盖在外壳表面的谷物粉尘没有焦化或点燃。对于Class III, Division 1的防爆灯具,则需将覆盖物调整为厚度为1/4—1/2英寸的脱水棉,同样要求其温度不能超过165 ºC。
        在进行尘密试验时,测试用粉尘应选用最接近实际应用的粉尘,常用的测试粉尘有包括玉米粉、小麦粉、镁粉、硅尘等。同时要求灯具在粉尘箱中额定运行至表面温度稳定后断电,当灯具冷却至室温后,再次通电额定运行,要求整个测试过程不低于6个上述运行周期。
        6 Class II, Division 2和Class III, Division 2防爆灯具的测试要求
        对于Class II, Division 2和Class III, Division 2的防爆灯具,最高表面温度的测试要求与Class II, Division 1和Class III, Division 1的防爆灯具相同,但是对于不同组别的爆炸性物质在最高表面温度值上的要求有区别,要求在Group E、Group F环境中,最高表面温度值不应超过200 ºC;在Group G和Class III环境中,最高表面温度值不应超过165 ºC。值得注意是,如果灯具外壳不是衬套密封型的设计,那么在测量最高表面温度时,其内部元件的表面温度也需测量,并且要求不超过165 ºC。
        尘密试验与灯具在Class II, Division 1和Class III, Division 1区域应用时的测试要求一致,但测试时间减低为2个冷热状态循环周期,至少10小时。
        7 结束语
        随着中国制造在世界范围内的影响力越来越大,防爆行业的跨国合作也越来越多。加拿大在煤矿、石油化工、天然气等领域对防爆产品有着非常大的需求,国内防爆厂商应多了解其相关设计、检验标准,使产品符合国际要求,以迎接更大的发展。
        参考文献
        [1]CSA C22.2 No. 137-M1981 (reaffirmed 2014) Electric Luminaires for Use in Hazardous Locations;
        [2]寇晓光.北美防爆电气安全体系和认证.电气防爆.2006.4.
        [3]刘姮云.北美危险场所体系.电气防爆.2001.2.
        作者简介:
        郭继毅(1982-), 男,2005年毕业于沈阳化工学院信息与工程学院,工程师,三一重型装备有限公司,从事防爆电气研究。

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