Приложение Е (обязательное). Элементы и батареи, применяемые в оборудовании с видом взрывозащиты "взрывонепроницаемых оболочках "d"

Приложение Е
(обязательное)

Элементы и батареи, применяемые в оборудовании с видом взрывозащиты "взрывонепроницаемых оболочках "d"

Е.1 Вводные замечания

Настоящее приложение регламентирует требования к оборудованию с видом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка "d", содержащему одну или несколько батарей для питания электрических цепей.

При использовании электрохимических элементов тока, независимо от их типа, главной целью является предотвращение образования взрывоопасных смесей электролитических газов (обычно водород или кислород) внутри взрывонепроницаемой оболочки. Вследствие этого, применение внутри взрывонепроницаемой оболочки элементов и батарей, способных в нормальном режиме работы (за счет естественной вентиляции, или через разгрузочный клапан) выделять электролитические газы не допускается.

Примечание - Данное требование не распространяется на электрохимические элементы, используемые в качестве измерительных устройств (например, кислородо-цинковые элементы по IEC 60086-1, тип А, используемые для измерения концентрации кислорода).

Е.2 Допустимые к применению электрохимические системы

К применению допускаются только элементы, перечисленные в таблицах Е.1 и Е.2, характеристики которых указаны в соответствующих стандартах МЭК.

Таблица Е.1 - Первичные элементы, допускаемые к применению

Тип элемента по IEC 60086-1 [11]	Положительный электрод	Электролит	Отрицательный электрод	Номинальное напряжение, В	Максимальное напряжение разомкнутой цепи, В
-	Диоксид марганца	Хлориды аммония, цинка	Цинк	1,5	1,73
А	Соединения кислорода	Хлорид аммония, хлорид цинка	Цинк	1,4	1,55
С	Диоксид марганца	Органическое соединение	Литий	3,0	3,7
Е	Хлорид тионила ()	Гидрат неорганического соединения	Литий	3,6	3,9
L	Диоксид марганца	Гидроксид щелочного металла	Цинк	1,5	1,65
S	Оксид серебра ()	Гидроксид щелочного металла	Цинк	1,55	1,63
T	Оксиды серебра (, )	Гидроксид щелочного металла	Цинк	1,55	1,87
(а)	Диоксид серы	Гидрат неорганической соли	Литий	3,0	3,0
(а)	Ртуть	Гидроксид щелочного металла	Цинк	Нет данных	Нет данных
(а) Может использоваться только при наличии соответствующего стандарта IEC на элементы. Примечание - Элементы из диоксида цинка/марганца описаны в IEC 60086-1 [11], но не обозначены по типу.

Таблица Е.2 - Вторичные элементы, допускаемые к применению

Соответствующий тип/стандарт МЭК	Тип	Электролит	Номинальное напряжение, В	Максимальное напряжение разомкнутой цепи, В
Тип К IEC 61951-1 [12] IEC 60623 [13] IEC 60662 [14]	Никель-кадмиевые	Гидроксид калия (плотность 1,3 )	1,2	1,55
(а)	Литиевые	Гидрат неорганической соли	Данные ожидаются	Данные ожидаются
IEC 61436 [15]	Никель-металлогидридные	Гидроокись калия	1,2	1,5
(а) Могут использоваться только при наличии соответствующего стандарта МЭК.

Е.3 Общие требования к элементам (или батареям), установленным внутри взрывонепроницаемой оболочки

Е.3.1 При применении определенных типов элементов распространяются следующие ограничения:

- сборка батареи внутри взрывонепроницаемой оболочки из вентилируемых и открытых элементов не допускается;

- герметизированные с разгрузочным клапаном элементы могут устанавливаться внутри взрывонепроницаемой оболочки, но только в целях разрядки;

- герметичные газонепроницаемые вторичные элементы могут заряжаться при условии соответствия требованиям раздела Е5.

Е.3.2 Взрывонепроницаемые оболочки с установленными внутри батареями должны иметь маркировку по 20.2 перечисление d) таблицы 9.

Данное требование не распространяется на батареи и связанные с ними электрические цепи, удовлетворяющие требованиям IEC 60079-11, и на батареи, не заряжаемые при эксплуатации.

Е.3.3 Батареи и связанные с ними устройства защиты должны крепиться надежно (например, зажимами или держателями).

Е.3.4 Должны быть предусмотрены меры, предотвращающие перемещение между батарей и связанными с ними устройствами защиты или устройствами, которые могут нарушить вид взрывозащиты.

Примечание - Соответствие требованиям Е.3.3. и Е.3.4. следует проверять до и после механических испытаний согласно IEC 60079-0.

Е.4 Размещение устройств защиты

Е.4.1 Меры, предотвращающие превышение температуры и повреждения элемента

Е.4.1.1 Если при эксплуатации батареи возможны короткие замыкания, то батареи должны иметь устройства защиты согласно Е.4.1.2 или удовлетворять двум следующим требованиям:

- температура наружной поверхности элемента или батареи не должна превышать продолжительную рабочую температуру, указанную изготовителем элемента или батареи с учетом температуры окружающей среды внутри оболочки;

- значения максимального тока разрядки элемента или батареи не должно превышать соответствующие значения, указанные изготовителем.

Е.4.1.2 Если оба требования пункта Е.4.1.1 не могут быть выполнены, то необходимо предусмотреть защитные устройства, удовлетворяющие требованиям к неповреждаемым компонентам в соответствии с IEC 60079-11, и распложенные в непосредственной близости к клеммам элемента или батареи. Защитным устройством может служить:

- резистор или токоограничительное устройство, ограничивающий ток до максимально возможных значений, указанных изготовителем батареи;

- плавкий предохранитель, соответствующий требованиям IEC 60127 [16], выбранный таким образом, чтобы его характеристики были адекватными значениям максимального тока и длительности отключения, указанные изготовителем батареи. Если плавкий предохранитель подлежит замене, то рядом с держателем предохранителя должна быть установлена маркировочная надпись, указывающая тип используемого предохранителя.

Е.4.2 Меры защиты от переполюсовки или обратной зарядки другим элементом в той же батарее

Е.4.2.1 Для батарей

- емкостью 1,5 или меньше (при номинальной разрядке в течение одного часа) и

- объемом, занимающим менее 1% свободного объема оболочки, дополнительные меры защиты от выделения электролитического газа, образующегося при переполюсовке или обратной зарядки элемента за счет разряда других элементов этой же батареи не требуется.

Примечание - Вышеупомянутое требование не должно интерпретироваться как допущение к выделению электролитического газа от таких элементов.

Е.4.2.2. При использовании батарей емкостью и (или) объемом, превышающим вышеуказанные величины, должны быть предусмотрены меры, предотвращающие переполюсовки или обратную зарядку элементов другими элементами внутри батареи.

Это может быть достигнуто следующими способами:

- контролем напряжения элемента (или нескольких элементов) и отключением нагрузки, если напряжение уменьшается до величины менее чем минимальное значение, указанное изготовителем.

Примечание 1 - Такая защита часто используется, чтобы предотвратить попадание элементов в состояние "глубокого разряда". При контроле напряжения большого числа элементов, соединенных последовательно, защита может не функционировать надежно из-за колебаний напряжений в каждом отдельном элементе и в цепи защиты. В общем случае защитный модуль может быть установлен для контроля не более шести последовательно соединенных элементов.

- использованием шунтирующих диодов, подсоединенных так, чтобы ограничить переполюсовки напряжения по каждому элементу (например, защитные меры для батареи, состоящей из трех последовательно соединенных элементов (схема приведена на рисунке Е.1).

"Рисунок Е.1 - Схема подключения диодов из трех элементов, соединенных последовательно"

Для эффективного действия таких защитных мер, значение прямого падения напряжения на каждом диоде, используемого для предотвращения обратной зарядки элемента, не должно превышать значение безопасного обратного напряжения зарядки данного элемента.

Примечание 2 - Считается, что кремневые диоды удовлетворяют этому требованию.

Е.4.3 Меры защиты от несанкционированной зарядки батареи от других источников напряжения во взрывонепроницаемой оболочке

Если в оболочке имеются другие источники напряжения, в том числе другие батареи, то батарея и связанные с ней электрические цепи должны быть защищены от зарядки способами, отличными от специально предназначенных для этих целей цепей. Например, одним из следующих способов:

- отделением батареи и связанных с ней электрических цепей от всех остальных источников напряжения, установленных внутри оболочки, при удовлетворении требований к путям утечки и электрическим зазорам со гласно IEC 60079-7 для наибольшего значения напряжения;

- отделением батареи и связанных с ней электрических цепей от всех остальных источников напряжения, установленных внутри оболочки, с помощью заземленного металлического барьера/экрана, способного защитить источник внутри оболочки; с помощью заземленного металлического барьера/экрана, выдерживающего максимально возможный ток источника при повреждениях в течение времени его существования (с учетом установленных элементов защиты, таких как предохранитель или защитное заземление);

- отделением только батареи от других источников напряжения, при удовлетворении требований к путям утечки и электрическим зазорам согласно IEC 60079-7 (таблица 1), при этом должны быть установлены блокирующие диоды (см. рисунок Е.2) для повышения надежности защиты в случае короткого замыкания одного из них.

"Рисунок Е.2 - Схема подключения блокирующих диодов (см. Е.4.3)"

Требования Е.4.3 не распространяются на электрические цепи, подключенные к батарее с целью стабилизации напряжения или создания источника, предназначенного для зарядки батарей, состоящих из вторичных элементов согласно Е.5.

Е.5 Зарядка вторичных элементов, установленных внутри взрывонепроницаемых оболочек

Е.5.1 К зарядке подлежат только установленные внутри взрывонепроницаемой оболочки герметичные, газонепроницаемые, никель-кадмиевые элементы типа "К", перечисленные в таблице Е2. Никель-металлогидридные элементы могут заряжаться, только если на них имеется стандарт МЭК.

Е.5.2 Если элементы или батареи заряжаются внутри взрывонепроницаемой оболочки, то условия зарядки должны полностью соответствовать требованиям, указанным изготовителем, а установленные устройства защиты должны гарантировать, что эти условия не могут быть нарушены.

Е.5.3 При зарядке должны быть предприняты все меры предосторожности, например, такие, как, предотвращение обратной зарядки.

Е.5.4 Для батарей емкостью 1,5 или менее (при номинальной разрядке в течение одного часа) и объемом, занимающим менее 1% свободного объема оболочки, дополнительные меры защиты от выделяемого электролитического газа при зарядке не требуются.

Примечания

1 Вышеупомянутое требование не должно интерпретироваться как допущение к выделению электролитического газа от таких элементов.

2 Вышеупомянутое требование ограничивает применение не установленных с защитными устройствами элементов (или батареи), таких типов, какие обычно называют "дисковыми элементами" используемых, например, во взрывонепроницаемых оболочках, для сохранения памяти программируемых электронных устройств.

Е.5.5 При установке батарей емкостью и (или) объемом, превышающими указанные значения, зарядка их внутри взрывонепроницаемой оболочки возможна при условии, если батарея оснащена устройствами защиты для отключения зарядного тока, с целью предотвращения повреждения элемента электролитическими газами, а также превышения напряжения на любом элементе батареи максимально допустимого значения, указанного изготовителем элемента.

Е.6 Требования к номинальным параметрам защитных диодов и надежности устройств защиты

Е.6.1 Номинальное значение напряжения защитных диодов, установленных согласно Е.4.2 должно быть не менее максимального значения напряжения разомкнутой цепи батареи.

Е.6.2 Номинальное значение напряжения каждого из последовательно соединенных блокирующих диодов, установленных согласно Е.4.3 (третье перечисление), должно быть не менее максимального амплитудного значения напряжения, возникающего внутри оболочки.

Е.6.3 Номинальный ток защитных диодов должен быть не менее максимального тока разрядки, ограниченного по Е.4.1.

Е.6.4. Устройства защиты, удовлетворяющие требованиям настоящего стандарта, должны образовывать части системы контроля и управления. Изготовитель несет ответственность за то, что устойчивость безопасности системы контроля и управления соответствует уровню безопасности, требуемым настоящим стандартом.

Примечание - Части, связанные с безопасностью и отвечающие требованиям уровня устойчивости безопасности (SIL) 1 IEC 61508 [17], могут удовлетворять вышеупомянутым требованиям.