Приложение Е (обязательное). Элементы и батареи, применяемые во взрывонепроницаемых оболочках "d"

Приложение Е
(обязательное)

Элементы и батареи, применяемые во взрывонепроницаемых оболочках "d"

Е.1 Вводные замечания

Настоящее приложение регламентирует требования к электрооборудованию с видом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка "d", с одним или несколькими элементами, используемыми в качестве батарей для питания электрических цепей.

При использовании электрохимических элементов, независимо от их типа, главной целью является предотвращение образования взрывоопасных смесей электролитических газов (обычно водород и 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 [14], 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 IEC.

Таблица Е.1 - Допускаемые к применению первичные элементы

Тип элемента по ЕС 60086-1 [14]	Положительный электрод	Электролит	Отрицательный электрод
-	Диоксид марганца ()	Хлориды аммония, цинка	Цинк
А	Соединения кислорода ()	Хлорид аммония, хлорид цинка	Цинк
В	Монофторид углерода	Органический электролит	Литий
С	Диоксид марганца ()	Органический электролит	Литий
Е	Хлорид тионила ()	Неводный неорганический	Литий
L	Диоксид марганца ()	Гидроксид щелочного металла	Цинк
S	Оксид серебра ()	Гидроксид щелочного металла	Цинк
(а)	Диоксид серы ()	Неводная органическая соль	Литий
(а)	Ртуть ()	Гидроксид щелочного металла	Цинк
Примечание - Диоксид-марганцевые элементы перечислены в стандарте IEC 60086-1 [14], но не имеют буквенного обозначения. (а) Могут использоваться только при наличии соответствующего стандарта IEC.

Таблица Е.2 - Допускаемые к применению вторичные элементы

Соответствующий тип/стандарт IEC	Тип	Электролит
Тип К IEC 61951-1 [15] IEC 60623 [16] IEC 60622 [17]	Никель-кадмиевые (Ni-Cd)	Гидроксид калия (КОН)
IEC 61960 [18]	Литиевые (Li)	Неводная органическая соль
IEC 61951-2 [19]	Никель-металлогидридные	Гидроксид калия (КОН)

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;

- герметизированные 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 (d), таблица 14, перечисление d).

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 батареей и связанным(ыми) с ними устройствами защиты или устройствами, которые могут нарушить вид взрывозащиты.

Е.3.5 Проверка соответствия требованиям Е.3.3 и Е.3.4 должна быть проведена 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 разрядке 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; и

- максимальный ток разрядки элемента или батареи не должен превышать соответствующие значения, указанные изготовителем.

Е.4.1.2 Если оба требования пункта, указанного в Е.4.1.1 не могут быть выполнены, то необходимо предусмотреть защитные устройства, удовлетворяющие требованиям к неповреждаемым элементам уровня защиты "ib" в соответствии с IEC 60079-11, и расположенные 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 серии ГОСТ IEC 60127, выбранный таким образом, чтобы его характеристики были адекватны значениям максимального тока и длительности отключения, указанным изготовителем батареи. Если плавкий предохранитель подлежит замене, то рядом с держателем предохранителя должна быть установлена маркировочная надпись, указывающая тип используемого предохранителя.

Номинальные характеристики резистора или токоограничительного устройства должны основываться на напряжении элемента или батареи.

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 менее (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.

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, например, следующими способами:

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

Примечание - 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 E.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 - Считается, что кремниевые диоды удовлетворяют этому требованию.

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

Для батарей

a) емкостью 1,5 или менее (при номинальной разрядке в течение одного часа) и

b) 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.

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 согласно ГОСТ 31610.7 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, 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 ГОСТ 31610.7, при этом должны быть установлены блокирующие диоды (см. рисунок Е.2) для уменьшения риска возникновения одного повреждения при коротком замыкании обоих диодов.

"Рисунок Е.2 - Схема подключения блокирующих диодов (третий пример), 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 Зарядке внутри взрывонепроницаемой оболочки подлежат только элементы, перечисленные в таблице Е.2.

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 меры предосторожности, например, предотвращение обратной зарядки.

Е.5.4 Для батарей

a) емкостью 1,5 или менее; и

b) объемом, занимающим менее 1% свободного объема оболочки, дополнительные меры защиты от выделяемого электролитического газа при зарядке не требуются.

Примечание - Вышеупомянутое требование ограничивает применение элементов (или батареи), не оснащенных защитными устройствами. Допускается применять только такие типы элементов, которые обычно называют "дисковыми элементами" используемые, 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 (третий пример) 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.