一文读懂GB/T 3836.9-2021：浇封型"m"防爆设备全解

前言

GB/T 3836.9-2021《爆炸性环境 第 9 部分：由浇封型 "m" 保护的设备》于 2021 年 10 月 11 日发布，2022 年 5 月 1 日正式实施。该标准同时替代了 GB 3836.9-2014 和 GB 12476.6-2010，首次将气体环境和粉尘环境的浇封型防爆要求整合为一个标准，是浇封型防爆技术领域的重要里程碑。

本标准修改采用 IEC 60079-18:2014《爆炸性环境 第 18 部分：由浇封型 "m" 保护的设备》，并纳入了 IEC 60079-18:2014/AMD1:2017 的修正内容和 IEC 60079-18:2014/COR1:2018 的技术勘误内容。

一、标准范围与核心定位

1.1 适用范围

•适用于额定电压不超过 11kV的浇封型电气设备、电气设备的浇封部件及浇封 Ex 元件

•同时适用于爆炸性气体环境和爆炸性粉尘环境

•不适用于不需要大气中的氧气就会燃烧的火炸药粉尘，也不适用于自燃物质

1.2 标准地位

本文件是对 GB/T 3836.1 通用要求的补充和修改，当本文件要求与 GB/T 3836.1 冲突时，本文件要求优先。

二、关键术语与保护等级

2.1 核心术语

•浇封型 "m"：将可能产生点燃爆炸性混合物的火花或发热的部件完全封入复合物或有粘结的非金属外壳中，使其在运行或安装条件下不能点燃粉尘层或爆炸性环境的防爆型式

•复合物的温度范围：无论是运行或贮藏，复合物的性能都能符合本文件要求的温度范围

•自由表面：暴露于爆炸性环境和 / 或粉尘层的复合物表面

2.2 保护等级划分

浇封型 "m" 电气设备分为三个保护等级，对应不同的设备保护级别 (EPL)：

重点要求：ma 保护等级的电路中任何一处的工作电压不应超过 1kV。

三、对复合物的核心要求

复合物是浇封型防爆的核心材料，其性能直接决定了设备的防爆安全性。

3.1 技术说明要求

制造商必须提供完整的复合物技术资料，包括：

•制造商名称地址、准确完整的复合物配方（含填充剂和添加剂百分比）

•复合物的温度范围（包括最大和最小连续运行温度 COT）

•绝缘介电强度（在设备最高工作温度下符合 GB/T 1408.1）

•温度指数 TI 值或相对热指数 RTI

•如采用替代试验方法，需提供导热系数

3.2 性能要求

•吸水性：按标准试验后，质量增加不应超过 1%。如不进行此试验，需在防爆合格证编号后加后缀 "X" 并注明特殊使用条件

•绝缘介电强度：如不能从材料制造商获得最高工作温度下的介电强度数据，需按标准进行试验

四、温度控制要求

温度控制是浇封型防爆的关键环节，必须确保在正常运行和规定故障条件下，温度不超过极限值。

4.1 温度测定

•最高表面温度：用于确定爆炸性气体环境的温度组别或爆炸性粉尘环境用设备的最高表面温度

•复合物的温度：应确定最热的元件，测定靠近最热元件的复合物的最高温度。如复合物导热系数大于空气（0.25 W/(m・K)），可通过计算或参考制造商参数确定

4.2 温度保护

当内部元件故障可能导致温度升高使浇封 "m" 失效时，应设置电气或热保护装置。

五、结构要求（核心章节）

结构要求是本标准篇幅最长、内容最丰富的章节，也是设计和制造浇封型防爆设备的主要依据。

5.1 故障的确定

5.1.1 故障检查要求

•ma 保护等级：考虑两个内部计数故障

•mb 保护等级：考虑一个内部计数故障

•mc 保护等级：不考虑故障

注：如果一个故障导致出现一个或多个后续故障，应认为是一个故障。

5.1.2 可靠元件

对于 ma 和 mb 保护等级，以下元件在规定条件下运行时，应认为不会产生故障：

•电阻器、螺旋形单层绕组线圈

•塑料箔电容器、纸质电容器、陶瓷电容器

•半导体器件

•符合 GB/T 3836.3 要求的导线直径小于 0.25mm 的绕组

5.1.3 可靠隔离间距

通过复合物的最小间距应符合下表要求：

5.2 浇封中的净空间

净空间是指浇封复合物内部未被填充的空间，其大小和周围复合物厚度有严格要求。

5.2.1 Ⅲ 类（粉尘环境）设备

•净空间总和不受限制，但每个单独净空间的容积不应超过 100cm³

•净空间周围复合物的最小厚度：ma 级 3mm，mb 级 1-3mm，mc 级 1mm

5.2.2 Ⅰ 类和 Ⅱ 类（气体环境）设备

•净空间总和：ma 级不应超过 10cm³，mb 和 mc 级不应超过 100cm³

•对于 1cm³< 净空间≤10cm³ 的 ma 级设备和 10cm³< 净空间≤100cm³ 的 mb 级设备，需进行压力试验

5.3 复合物的厚度

电气元件和电路周围复合物的最小厚度应符合下表要求：

5.4 多层印制电路板要求

符合 IEC 62326-4-1（性能级别 C 级）、IPC-A-600、IPC-6012 或 ANSI/UL796，工作电压≤500V 的多层印制电路板，如符合最小间距要求，应认为被浇封。

5.5 开关触头要求

•开关触头应配置附加外壳，防止浇封过程中复合物进入影响功能

•ma 保护等级：附加外壳应符合 GB/T 3836.8 规定的气密装置要求，额定值≤60V 和 6A

•如开关电流大于制造商规定额定电流的三分之二，附加外壳应用无机材料制成

5.6 电池要求

本标准对电池的要求进行了重大修改和补充：

•不应使用排气单体电池和阀控密封电池

•正常运行条件下或故障条件下不释放气体的密封气密电池可以使用

•应采取措施防止电池过热、反向电流、极性转换和过度放电

•充电电路应全部规定为设备的一部分

5.7 保护装置要求

•ma 保护等级：通常要求 2 个串联的电气保护装置，且应为不可复位的

•mb 保护等级：要求 1 个电气保护装置，热保护装置可以为复位式（需串联 2 个）

•mc 保护等级：不要求电气保护装置

•内置保护装置应是封闭型的，在浇封过程中复合物不能进入

六、型式试验要求

型式试验是验证浇封型防爆设备是否符合标准要求的重要手段。

6.1 复合物试验

•吸水性试验：3 个样品浸入 23℃水中 24h，质量增加≤1%

•介电强度试验：直径 50mm、厚度 3mm 的样品，在最高工作温度下施加 4kV 电压 5min，无闪络或击穿

6.2 设备试验

•最高温度试验：测定正常运行和故障条件下的最高表面温度和复合物温度

•热稳定性试验：包括耐热试验和耐寒试验，试验后复合物不应有影响防爆型式的损坏

•介电强度试验：在独立电路之间、电路与接地部件之间、电路与复合物表面之间进行

•电缆拔脱试验：验证电缆固定的可靠性

•压力试验：对于有较大净空间的Ⅰ 类和 Ⅱ 类设备，需进行压力试验

•可复位温度保护装置试验：带有开关触头的应能分断额定电流 5000 次以上，不带开关触头的应能动作 500 次以上

•内置保护装置的密封试验：5 个样品快速浸没在 50℃水中 1min，无气泡产生

七、例行检查和试验

每一台出厂的 "m" 型设备都应进行例行检查和试验：

•目视检查：不应有复合物裂缝、浇封部件暴露、剥落、不允许的收缩、膨胀、分解、粘结失效或软化

•介电强度试验：施加试验电压至少 1s，或 1.2 倍试验电压至少 100ms，无击穿或电弧

八、标志要求

除了 GB/T 3836.1 的要求之外，标志还应包括：

•额定电压

•额定电流

•外部电源预期短路电流（如小于 1500A）或允许的预期短路电流（如大于或等于 1500A）

上述短路电流信息也可放在说明书中，但设备应标志符号 "X" 说明这一特殊使用条件。

九、与旧版标准的主要技术变化

本标准与 GB 3836.9-2014 相比，主要技术变化如下：

1.增加了 "mb" 保护等级的附加要求

2.增加了技术说明中导热系数要求

3.增加了确定故障中可靠元件和隔离元件的选项

4.更改了复合物厚度的尺寸图

5.增加了钢性贯穿连接的多层印制电路板符合的标准选项

6.更改并增加了电池的附加要求

7.增加了 "ma" 保护等级的 2 个保护装置的要求

8.增加了 "mb" 保护等级的 2 个热保护装置的要求

9.删除了带有开关触头的可复位热保护装置三分之二额定电压的限制

10.增加了 "Da" 保护等级最高表面温度测定要求

11.更改了耐热试验的参考工作温度

12.增加了介电强度型式试验的可选项

13.增加了 "mb" 级设备压力试验的替代方法

14.增加了内置保护装置的密封试验样品数量要求和减少样品的方法

15.增加了介电强度例行试验的不同情况

16.增加了电路与环境之间的介电强度试验要求（附录 C）

总结

GB/T 3836.9-2021 的实施，统一了气体和粉尘环境浇封型防爆设备的技术要求，与国际标准接轨，提高了我国浇封型防爆技术的整体水平。该标准的贯彻执行，将有效保障爆炸性环境中浇封型电气设备的安全运行，防止爆炸事故的发生。

对于防爆电气设备的设计、制造、检验和使用单位来说，深入理解和严格执行本标准的各项要求，是确保产品安全和生产安全的关键。