随着工业防爆技术的快速发展,增安型电气设备在爆炸性环境中的应用日益广泛。作为核心能源部件,电池及电池组的设计与选型直接关系到设备的安全性与可靠性。
基于GB/T 3836.3-2021标准,结合多年产品研发和工程实践的经验,对增安型电气设备中的电池技术要求进行系统性梳理,为行业提供科学、严谨的技术参考。
一、电池类型与结构型式
增安型电气设备允许使用的电池类型及结构需严格符合GB/T 3836.1-2021表13(原电池)及表14(蓄电池)的规定,并依据保护等级(“eb”或“ec”)进行差异化设计。
1、密封式电池(组)
① 容量限制:最大容量为25Ah。“eb”保护等级需配置过载、短路、过充/放、防反充等多重安全装置,且保护装置需通过防爆型式认证;“ec”保护等级可豁免额外保护措施。
② 推荐优先级:密封式电池因其结构封闭性,可有效避免气体泄漏风险,建议优先选用以降低设计与试验复杂度。
2、阀控式电池(组)
① 应用限制:“eb”等级需明确限值控制与管理系统,否则仅限“ec”等级使用。
② 独立腔体设计:应安装在一个独立的腔体内,并直接向外壳外部的大气中排气,严禁与隔爆型(d)、本安型(i)或充砂型(q)设备共壳体。
3、排气式电池(组)
① 独立电池箱:需设计为独立箱体,仅保留必要连接件,且箱体需具备气体外排功能,避免内部积聚。
二、密封型电池(组)的专项技术要求
密封型电池因安全性高、适用范围广,成为增安型电气设备的首选,以≤25Ah密封型电池为例,详述关键技术要点:
1、电池连接规范
① 串联与并联限制:“eb”等级仅允许单体电池串联;“ec”等级在特殊情况下可允许两单体并联(无其他串联单元),但串联总数≤3(无防反充措施时)。
② 防误连接设计:非整体式电池组需采用带电极接线夹或显著标识,确保装配准确性。
2、电气间隙与爬电距离
① 单体电池:开路电压≤2V时,电极间距≥0.5mm;>2V时按GB/T 3836.3-2021表2执行。
② 电池组:电压≤10V且内部连接固定时,单体间无需附加间距,外部连接需符合标准表2要求。
3、放电与温度控制
① 深度放电保护:设置防反充电路时,允许最多6节串联,分离电压值需符合制造商规定;“eb”等级负荷断开后残余电流(A)<额定容量(Ah)的0.1%。
② 表面温度试验:“eb”保护等级电池的最高表面温度试验应考虑设备制造商或保护装置规定的最大负荷下所允许的最大放电电流,例如1.7倍熔断器额定值。如果既未规定负荷也未规定保护装置的情况下则视为短路。“ec”等级则基于正常下最大的放电电流评估。如果在放电过程中,电池或电池组过大的负载会导致影响“ec”保护等级,则应规定最大负载和安全装置。
4、充电系统设计
① 危险场所充电:“eb”等级充电电路须纳入设备整体认证,且故障状态下充电电压/电流不得超过制造商规定的限值;“ec”等级充电器需集成于设备设计中,充电系统应设计为充电电压和电流也不能超过制造商基于设备工作温度范围规定的限值。
② 非危险场所充电:充电后需冷却至温度组别限值以下方可移入危险区域。
5、锂电池的特殊要求
① 认证与标准:需符合IEC 62133-2、GB/T 8897等标准,并提供第三方认证或制造商声明。
② 设计风险提示:原厂保护板不可直接用于“eb”等级,需重新设计防爆保护或弃用,建议审慎评估锂电池应用场景。
三、核心建议
1、优选密封型电池:降低气体泄漏与复杂控制风险,提升整体安全性。
2、严格分级设计:依据“eb”与“ec”保护等级差异,配置对应保护措施。
3、动态验证与测试:结合 GB/T 3836.3-2021要求,开展多工况模拟试验,确保极端条件下的可靠性。
增安型电气设备的电池设计需兼顾标准符合性、工程可行性与风险可控性。华荣技术中心将持续深耕防爆领域,以严谨的科学态度与技术创新,为行业提供高效可靠的解决方案。
本文的技术内容基于现行国家标准及行业实践,具体应用需结合设备使用环境与认证要求(可参考GB/T 3836.1-2021、GB/T 3836.3-2021、IEC 62133-2、GB/T 8897、UL 1642等标准)。
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