引入装置、Ex 元件外壳与壳内电池

一台隔爆产品认证失败,问题经常不在主壳体,而在三样"配角"身上:电缆怎么进壳、壳体是不是单独取了证、壳里装了电池。本篇讲这三个高频配角,它们各自有独立的合规链路,任何一处断裂,整机证书就下不来。

系列 隔爆设计思维 · 06/08阅读 约 10 分钟对应标准 GB/T 3836.2-2021 第 13 章及附录 C、D、E

一、引入装置(第 13 章 + 附录 C):电缆的"合规签证"

电缆进入隔爆外壳的通道由电缆引入装置(俗称格兰头)和封堵件构成,附录 C 是主战场:

  1. 引入装置自身是带证的部件:应选用具有防爆合格证的引入装置/封堵件,且其标志的气体组别、温度组别不低于整机要求;
  2. 引入点结构合规:外壳上的开孔尺寸、螺纹与引入装置匹配(光孔直径对螺纹名义直径的超出量受限、螺纹按附录 C 的力矩表验证);
  3. 旋紧力矩要可验证:附录 C 的表 C.1/C.2 给出引入装置和封堵件的旋紧试验力矩(按螺纹规格分档,如 M20 为 40 N·m 量级、M25 为 55 N·m 量级;NPT 螺纹 1/2~3/4 为 90 N·m 量级——以表 C.1/C.2 原文为准);
  4. 不用的孔必须封:备用出线口用封堵件(同样带证)封堵,不得用自制铁块+生料带"糊弄"。

客户落地三句话:买带证的格兰头和堵头;开孔尺寸按引入装置说明书做;装配工艺卡里写入力矩值并配扭矩扳手。

标准条款卡片
标准条款卡片 GB/T 3836.2-2021 第 13 章 + 附录 C:隔爆外壳引入装置的附加要求——引入装置、封堵件作为独立部件试验取证(Ex 设备封堵件/螺纹式管接头有专门定义,见第 3.16~3.17 条),旋紧力矩按表 C.1/C.2 验证。

二、Ex 元件空外壳(附录 D):壳子也能单独卖

隔爆外壳可以不带内部设备、单独取证("空隔爆外壳"作为 Ex 元件),客户拿到带证的空壳后装自己的电路,整机取证时壳体不必重复试验。这是行业里"壳体厂 + 整机厂"分工的标准依据。

附录 D 的关键约束(面向壳体厂):

项目 要求
几何形状 简单几何:长宽比 I/IIA/IIB 不超过 4:1,IIC 不超过 2:1
参考压力测定 内部放置模拟隔板(约 80%/60% 面积)制造最严酷条件
过压型式试验 1.5 倍参考压力
例行试验 每台壳体按 1.5 倍大气压爆炸试验,或不低于 350 kPa 静压(且不小于 1.5 倍参考压力)
标志 Ex 元件标志位于壳体内部,外部仅制造商名称与型号

给整机厂(买壳方)的提醒:空壳证书上有使用条件——认证时的接合面参数、容积、允许的最大功率/内部结构限制。买壳不是"买铁盒子",是买一套经过验证的参数边界,整机设计必须把内部布置控制在这些边界内,否则空壳证书失效、整机要重做全套试验。

"壳体厂 + 整机厂"的证证接力
图 6-1|"壳体厂 + 整机厂"的证证接力

三、壳内电池(附录 E):能量源的附加枷锁

隔爆壳内允许装电池,但按电池类型分层管理(表 E.1/E.2 框架):

  • 原电池(不可充电):类型受限(常见体系如锂-二氧化锰、碱性锌锰等,最大开路电压按体系限定);某些体系需串接限流电阻或仅限特定保护等级使用;
  • 蓄电池(可充电):镍镉/镍氢限制充电方式(如恒流限压);铅酸排气孔须经阻火器;锂离子需要电池管理系统(BMS)与过充/短路保护,且通常需要针对电池的附加试验;
  • 电池的更换、充电须在非危险场所进行,并按警示标志管理(3836.1 表 18:"仅使用说明书指定的电池型号")。

设计咨询时的关键提问:壳内电池是主电源还是后备?"可现场更换"还是"返厂更换"?答案直接决定电池舱结构、警示标志和说明书条款的写法。

四、其他附录速览

  • 附录 G(内部释放源/内置系统):隔爆壳内含可燃物流程(如分析仪样气)时的附加要求——引入了"内置系统"概念,隔爆+稀释的复合路线;
  • 附录 H(变频器供电的隔爆电机):变频供电的谐波与 dv/dt 会改变损耗与温升,须按附加要求验证;
  • 附录 I(I 类补充规定):煤矿设备的补充要求(含滑动轴承限制等)。

本篇小结

  • 引入装置与封堵件是带证部件,开孔匹配 + 力矩验证(附录 C),备用孔必须封;
  • Ex 元件空外壳(附录 D)支持"壳体厂+整机厂"分工,但整机必须守住空壳证书的使用条件(几何比、隔板模拟条件、1.5×过压/例行静压试验);
  • 壳内电池按附录 E 分型管理,锂电需 BMS+附加试验,更换充电在非危险场所;
  • 附录 G/H/I 是三个"进阶场景"入口:内置系统、变频电机、煤矿。

下期预告:第 7 篇《验证主线一:压力试验》——参考压力怎么测?"1.5 倍过压"压的是什么?为什么小型设备可以直接用 2000 kPa 静压替代?下一篇见。


参考资料 1. GB/T 3836.2-2021 第 13 章及附录 C、D、E、G、H、I 2. GB/T 3836.1-2021 第 16 章(外壳引入装置)、第 23 章(电池)

免责声明:本文为科普介绍,力矩与电池限制以附录 C/E 表格原文为准,Ex 元件使用以证书载明条件为准。

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