新版GB3836系列标准解读与实施.docx
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新版GB3836系列标准解读与实施
新版GB3836系列标准解读与实施
徐建平
【摘要】摘要:
介绍了GB3836系列标准的形成历史、标准构成和最新修订情况,重点梳理了爆炸性环境用电气设备“通用要求”和由隔爆外壳“d”、增安型“e”、本质安全型“i”保护的电气设备的新旧GB3836系列标准间的主要技术变化及其与相应IEC标准的差异。
新旧GB3836系列标准间的主要变化包括:
融合了Ⅲ类设备的要求、引入了设备保护级别、关注更多的潜在点燃源、引入了基于设备保护级别的防爆型式符号和防爆标志新方法、规定了防爆产品说明书的细节要求、增加了多种隔爆面结构形式、增加了高压电动机进行爆炸试验的要求、增加本质安全型“ic”保护等级、引入了0区用双重防爆技术等。
最后,就新版GB3836系列标准的有效实施指出了防爆安全相关的制造厂商、检验机构、设计院和用户等各方的职责。
【期刊名称】石油化工自动化
【年（卷）,期】2011（047）002
【总页数】10
【关键词】关键词:
防爆;GB3836系列标准;解读;实施
0引言
石油、化工、煤炭等工业生产过程中产生、使用、处理、储存的大多数物料具有可燃性或爆炸性,由于操作不当、设备故障等诸多原因,生产现场将不可避免地产生爆炸性物质的泄漏,并与空气形成潜在爆炸性危险场所。
当可燃性物质在空气中的体积分数达到一定值时,遇到足够能量的点燃源,将产生灾难性爆炸事故,从而对人民生命、城市安全、国民经济生产安全构成重大危险。
因此,爆炸是石油、化工、煤炭等工业领域最为重要的危险有害因素,无论在工程项目设计、爆炸危险场所区域划分,还是设备选型、安装、使用、维护和修理等环节都必须予以充分辨识,严格按照GB3836《爆炸性气体环境用电气设备》系列国家标准要求,采取有效的技术对策措施,防止爆炸事故的发生。
长期以来,人们熟知GB3836是专门处理爆炸性气体危险场所用电气设备防爆技术问题的系列标准,它们大多是通过等同（IDT）或修改（MOD）采用国际电工委员会第31技术委员会制定的IEC60079系列标准制定而成的。
日前,经全国防爆电气设备标准化技术委员会几年的努力,依据最新IEC国际标准,对GB3836系列标准中最常用的GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分:
通用要求》、GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备第2部分:
隔爆型“d”》、GB3836.3-2000《爆炸性气体环境用电气设备第3部分:
增安型“e”》和GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备第4部分:
本质安全型“i”》四个国家标准进行了修订,并新增了本质安全防爆技术相关的GB3836.18-2010《爆炸性环境第18部分:
本质安全系统》、GB3836.19-2010《爆炸性环境第19部分:
现场总线本质安全概念（FISCO）》国家标准,以及0区用设备相关的GB3836.20-2010《爆炸性环境第20部分:
设备保护级别（EPL）为Ga级的设备》国家标准。
这些新标准已于2010年由国家质量监督检验检疫总局（AQSIQ）正式发布,并将在2011年8月1日正式实施（GB3836.20于2011年9月1日实施）。
由于相应的IEC标准在结构、范围、基本概念和技术内容等方面已经作了重大变化,据此修订或制定的新版GB3836标准的实施将给广大工程技术人员和防爆产品用户带来哪些认知冲击和技术变化,该文试图通过对GB3836系列标准形成历史与现状的介绍,重点分析新版标准总体发展趋势,解读具体的技术变化,并帮助大家了解新版标准贯彻实施要求。
1GB3836系列标准形成历史与现状
国内防爆技术标准化工作起步相对较晚,大约在20世纪60年代初开始有少量成熟的矿用产品问世,但直到20世纪70年代中期,才由当时的国家标准计量局开启防爆电气设备国家层面的标准化工作,并于1977年正式发布了国内第一个防爆电气设备国家标准,即GB1336-1977《防爆电气设备制造检验规程》。
在此之前仅由一些部门发布了暂行规定,如当时的第一机械工业部、煤炭工业部和石油化学工业部联合发布了《安全火花型防爆电气设备制造检验暂行规定》等行业标准。
1983年,国家成立了全国防爆电气设备标准化技术委员会,并首先参照欧洲相关标准,对GB1336-1977进行了修订,发布了GB3836.1～4-1983《爆炸性环境用防爆电气设备》系列标准。
之后,又陆续参照IEC标准制订发布了GB3836.5～13国家标准和GB12476《可燃性粉尘环境用电气设备》系列标准,初步形成了中国爆炸性气体环境用和可燃性粉尘环境用防爆电气设备两大系列标准。
在过去十多年时间里,在“优先采用国际或区域标准”的政策指导下,进一步加强了国内防爆标准的制定工作,并于2000年依据IEC标准修订了GB3836.1～4-1983,发布了GB3836.1～4-2000。
随后,先后制定或修订了多个GB3836国家标准,并于2010年,依据最新IEC标准又一次对GB3836.1～4-2000进行了修订,发布了GB3836.1～4-2010国家标准。
至此,中国GB3836系列标准累计共发布了20个标准。
按用途分,这些标准可分为防爆基础标准、设备制造标准和产品应用标准。
除其中的GB3836.10-1991《爆炸性环境用防爆电气设备第10部分:
气密型电气设备“h”》标准已于2003年废除外,其他标准均系最新有效版本,它们分别是
GB3836.1-2010爆炸性环境第1部分:
设备通用要求;
GB3836.2-2010爆炸性环境第2部分:
由隔爆外壳“d”保护的设备;
GB3836.3-2010爆炸性环境第3部分:
由增安型“e”保护的设备;
GB3836.4-2010爆炸性环境第4部分:
由本质安全型“i”保护的设备;
GB3836.5-2004爆炸性气体环境用电气设备第5部分:
正压外壳型“p”;
GB3836.6-2004爆炸性气体环境用电气设备第6部分:
油浸型“o”;
GB3836.7-2004爆炸性气体环境用电气设备第7部分:
充砂型“q”;
GB3836.8-2003爆炸性气体环境用电气设备第8部分:
n型电气设备“n”;
GB3836.9-2006爆炸性气体环境用电气设备第9部分:
浇封型“m”;
GB3836.11-2008爆炸性环境第11部分:
由隔爆外壳“d”保护的设备最大试验安全间隙测定方法;
GB3836.12-2008爆炸性环境第12部分:
气体或蒸气混合物按照其最大试验安全间隙和最小点燃电流的分级;
GB3836.13-1997爆炸性气体环境用电气设备第13部分:
爆炸性环境用电气设备检修;
GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备第14部分:
危险场所分类;
GB3836.15-2000爆炸性气体环境用电气设备第15部分:
危险场所电气安装（煤矿除外）;
GB3836.16-2006爆炸性气体环境用电气设备第16部分:
电气装置的检查和维护;
GB3836.17-2007爆炸性气体环境用电气设备第17部分:
正压房间或建筑物的结构和使用;
GB3836.18-2010爆炸性环境第18部分:
本质安全系统;
GB3836.19-2010爆炸性环境第19部分:
现场总线本质安全概念（FISCO）;
GB3836.20-2010爆炸性环境第20部分:
设备保护级别（EPL）为Ga级的设备。
该文所指的新版GB3836系列标准是指于2010年最新修订并发布的GB3836.1-2010,GB3836.2-2010,GB3836.3-2010,GB3836.4-2010四个国家标准,以及2010年首次发布的两个与本质安全技术相关的新标准GB3836.18-2010和GB3836.19-2010,以及一个与0区应用相关的防爆技术标准GB3836.20-2010。
2新版GB3836系列标准解读
总体而言,新版GB3836系列标准都是等同或修改采用最新IEC标准制定而成的。
它们在技术内容上与对应的IEC标准规定的要求是基本一致的。
如果说差异,也主要表现在Ⅰ类设备相关的技术要求。
但是,就GB3836系列标准体系而言,这些新版标准与老版GB3836标准之间存在许多革命性的变化。
为了便于大家学习和使用,下面依次就新版GB3836.1,GB3836.2,GB3836.3和GB3836.4进行逐一解读,并穿插介绍GB3836.18-2010,GB3836.19-2010和GB3836.20-2010的主要内容。
2.1GB3836.12010相对于GB3836.1-2000的变化
GB3836.1-2010《爆炸性环境第1部分:
设备通用要求》规定了爆炸性环境用电气设备和Ex元件的结构、试验和标志的通用要求,它是通过修改采用IEC60079-0:
2007《爆炸性环境第0部分:
设备通用要求》（Edition5.0）制定而成的。
与IEC60079-0:
2007相比,主要修改的内容:
增加了Ⅰ类电气设备进行湿热试验的特殊要求（GB3836.1-2010附录C）;增加了Ⅰ类手持式或支架式电钻（及其附带的插接装置）、携带式仪器仪表和灯具外壳材料的要求;增加了对金属制成的Ⅰ类电气设备接线空腔内表面应涂耐弧漆的要求;增加了对于开关、熔断器和灯具补充规定中增设“警告标志”的相关条款不适用于Ⅰ类电气设备的规定;在“耐热试验”和“耐寒试验”之间增加了24h恢复时间间隔的规定。
因此,总体来说,相对于IEC60079-0:
2007,GB3836.1-2010修改的主要内容大多涉及Ⅰ类电气设备相关的技术要求,即对于Ⅱ类设备,它们在技术上是等同的。
相反,相对于老标准GB3836.1-2000,GB3836.1-2010已在很多方面发生了重大变化,值得引起注意。
a）务必注意到新颁布标准的名称变化,即已由原先的“爆炸性气体环境”变更为“爆炸性环境”。
所谓“爆炸性环境”,是指在大气条件下,可燃性物质以气体、蒸气、粉尘、纤维或飞絮的形式与空气形成的混合物被点燃后,能够保持燃烧并自行传播的环境。
根据这一定义,意味着GB3836不再仅仅局限于“爆炸性气体环境”,将同时覆盖爆炸性粉尘环境。
因此,新版GB3836.1全面扩充了粉尘防爆相关的通用要求,在“设备分类”部分既包括了用于煤矿瓦斯气体环境的Ⅰ类设备、用于煤矿瓦斯气体以外的其他爆炸性气体环境的Ⅱ类设备,也包括了用于煤矿以外的爆炸性粉尘环境的Ⅲ类设备,并将Ⅲ类设备进一步细分为ⅢA（可燃性纤维环境用）、ⅢB（非导电粉尘环境用）和ⅢC（导电粉尘环境用）三类设备。
粉尘环境和气体环境防爆标准的融合已成为一种趋势,以后将逐步在其他GB3836修订时得到体现。
这里需要提醒的是,在爆炸性气体环境和可燃性粉尘环境同时出现或可能同时出现的场所,宜考虑它们同时出现的情况,并需要考虑可能附加的保护措施。
此外,GB3836.1-2010规定的通用要求,同时适用于“n”型电气设备,即“n”型电气设备首先要符合GB3836.1-2010,这是相对于GB3836.1-2000的显著差异。
b）GB3836.1-2010引入了“设备保护级别（EPL）”的概念。
它是根据设备成为点燃源的可能性和爆炸性气体环境、爆炸性粉尘环境及煤矿甲烷爆炸性环境所具有的不同特征而对设备规定的保护级别。
不同类别设备保护级别、保护特征及其使用的区域关系见表1所列。
c）标准开始关注更多的潜在爆炸点燃源。
按照国际最新防爆技术研究成果,共有13种可能的潜在爆炸点燃源,它们依次是热表面、火焰/热气体、机械火花、电气点燃源、杂散电流和阴极腐蚀保护、静电、雷电、电磁波、离子辐射、高频辐射、超声、绝热压缩和冲击波、化学反应。
历史上,GB3836系列主要考虑电气点燃源（包括电火花和由电引起的热效应）,兼顾了有关非金属外壳材料表面抗静电集聚的要求。
最新修订发布的GB3836.1,一方面补充了“静电”相关技术要求和试验方法,同时考虑了超声波、光辐射和电磁辐射等潜在点燃源,并规定了相应的能量限值。
不同类别和级别的设备对其可能存在的超声波、光辐射和电磁辐射允许的或功率限制,见表2～3所列。
d）GB3836.1-2010进一步明确了设备标志的次序、关联设备的详细标志、特定气体的标志、小型设备的标志等,使得标志的要求更加细化、具体,并增加了超小型电气设备、Ex元件标志和警示标志的要求等。
归纳起来,就防爆标志表述方法的具体变化主要掌握以下几个方面:
1）EPL将被逐渐引入设备防爆标志和防爆型式,因此基于新版标准的设备防爆标志可有两种表示方法。
一种是在传统的防爆标志中增设备（总体）保护级别（Ma,Mb,Ga,Gb,Gc,Da,Db,Dc）。
例如,使用增安型“e”（EPLGb）和正压外壳“px”型（EPLGb）的电气设备,最高表面温度125℃（T4）,用于除易产生瓦斯的煤矿外的爆炸性气体环境,则其防爆标志可以表示为:
ExepxⅡC125℃（T4）Gb。
这样依据标志中的Gb,可马上知晓该设备可适用于1区爆炸型气体环境。
又如,带本质安全型“ia”（EPLGa）输出电路的隔爆外壳“d”（EPLGb）的电气设备,最高表面温度满足T6组别要求,用于除易产生煤矿瓦斯气体外的ⅡC级爆炸性气体环境,则其防爆标志可表示为:
Exd[iaGa]ⅡCT6Gb。
同样从标志中给出的EPL级别,可马上知晓该设备可适用于1区爆炸型气体环境,而隔爆外壳中本质安全关联电路的输出端可与位于0区爆炸性气体环境的本质安全设备相连。
另一种是采取传统的防爆标志方法,见表4所列,需在传统的防爆型式符号后面,依据其实际适用的区域,加上a,b或c。
其中,a,b,c表示适用于0区,1区,2区（注:
已带上a,b,c的防爆型式符号除外。
如,0区本质安全技术为ia）。
这样,上述列举的设备防爆标志又可分别表达为ExebpxbⅡC125℃（T4）和Exdb[ia]ⅡCT6。
2）Ⅱ类设备的防爆标志中不再允许单独出现设备类别“Ⅱ”,必须按新标准中对外壳的要求,同时标出合适的级别,如“ⅡA”,“ⅡB”或“ⅡC”。
以前,人们认识到“增安型”、“正压型”、“浇封型”等防爆技术,与气体的级别没有关系,因此在进行设备标志时通常可以忽略设备类别（如,ExeⅡT4,ExpxⅡ130℃）,并可理解成该设备可适用于Ⅱ类C级气体。
然而,由于新版标准规定了更具体的要求,例如给出了更多的关于避免设备非金属外壳静电电荷积聚的技术措施或评价方法,其中一些方法取决于气体的级别（如GB3836.1-2010第七章表6～8）,因此为了便于统一,新标准规定以后基于任何防爆型式的Ⅱ类设备标志必须同时给出设备级别。
即使设备不受外壳牵制,也应标注为“ⅡC”。
3）新版标准进一步规范了设备不同部分采用不同防爆技术的复合型电气设备的标志方法,即防爆型式的符号应按字母顺序排列。
如,ExdeiapxⅡCT6。
4）标准新定义了适用于0区场所的“双重”防爆技术,并规定了其标志方法。
标准指出,为了使设备达到EPLGa的保护级别（即满足0区气体环境应用）,可以通过对同一电气设备采用两个独立的EPLGb防爆型式（同时独立使用两种不同的1区防爆技术,且不会产生共因失效）来实现。
此时,设备的防爆标志应包括所使用的两种防爆型式符号,并用“+”相连。
例如,使用增安型“e”（EPLGb）和隔爆外壳“d”型（EPLGb）的电气设备,基于增安和隔爆原理确定的最高表面温度为T3,用于除易产生瓦斯的煤矿外的ⅡB级爆炸性气体环境,则其防爆标志可以表示为Exd+eⅡBT3Ga。
更进一步的0区应用防爆技术信息可参见文献[13]。
该标准是通过等同采用IEC60079-26:
2006《爆炸性环境第26部分:
设备保护级别（EPL）为Ga级的设备》制定而成的,它详细规定了0区应用的电气设备的结构、试验和标志的特殊要求,包括适合安装在0区和其他区域界面的电气设备的界面分隔与密封的结构要求和标志方法。
例如,某一体型温度变送器,假设温度传感器设计为适用于0区的本质安全“ia”电路,变送器外壳设计为适合于1区的隔爆外壳“d”,且外壳内部含有符合本质安全要求的“ia”关联电路,如果该产品按GB3836.20被认证为可安装在0区和1区界面,则防爆标志应表达为Exia/dⅡCT6Ga/Gb,即“ia”电路部分满足Ga级,可用于0区,“d”部分满足Gb级,可用于1区,并用“/”表示两者之间必须设置分隔防护措施。
如果不采取分隔防护措施,则产品防爆标志应表示为ExiadⅡCT6Gb,即整个产品只能用于1区爆炸性气体危险场所。
5）基本统一了气体和粉尘环境用防爆电气设备的标志方法。
如,对于采用适用于导电性粉尘环境的外壳保护型“t”的电气设备（EPLDb）,如果其最高表面温度低于175℃,则其防爆标志可表达为ExtⅢCT175℃Db或ExtbⅢCT175℃。
如果给出的最高表面温度是在设备表面堆积50mm厚度时测得低于225℃,则标志应表达为ExtⅢCT50225℃Db或ExtbⅢCT50225℃。
e）新版标准还在其他诸多细节上发生了变化,其中不少变化必须引起防爆电气设备设计、选型、安装、使用和维护相关技术人员的注意。
例如:
1）重新引入了设备使用环境条件。
新版标准指出:
除另有规定外,设备适用于温度为-20～+40℃,压力为80～110kPa,空气中标准氧体积分数不超过21%的大气条件下存在爆炸性环境的危险场所中使用,对超出该范围的大气条件下使用的电气设备需作特殊考虑,并可要求附加评定和试验。
2）明确了GB3836.1-2010同时也是矿用帽灯（GB7957）、本质安全系统（GB3836.18）和电阻式伴热器（GB19518）等标准的通用要求。
3）增加了“环境温度”和“连续运行温度（COT）”的定义,并在温度一章中强调了“外部热源或冷源”应作为环境影响的因素加以考虑。
4）增加了防爆合格证的定义,并在制造商责任一章中明确了设备取得防爆合格证的要求和程序。
5）修改了防爆合格证书编号后缀符号“U”和“X”的定义。
明确符号“U”表示设备是不完整的,不经进一步评定不适合安装使用;符号“X”为识别标志,表明防爆合格证包含设备安装、使用和维护必须遵循的一些基本信息或要求。
6）在Ⅰ类、Ⅱ类电气设备含轻金属外壳材料中增加了对轻金属“锆”质量分数的要求,并对铝、镁、钛和锆在电气设备外壳材料中的质量分数限值作了调整。
7）对灯具的补充规定中,将原先的“透明罩可由网孔小于50mm×50mm的保护网保护”改为“透明罩可由网孔小于2500mm2的保护网保护”。
8）在型式试验中主要增加了接地连续性试验和非金属材料表面起电试验。
9）明确防爆设备“使用说明书”是制造商应准备的文件,制造商须确保将“明示电气设备完全符合防爆安全技术的使用条件和/或特殊要求”的使用说明书文件提供给用户。
标准具体地规定“使用说明书”至少包括下列细节:
防爆设备基本信息摘要和其他设备维护相关的补充信息（如,进口商、修理单位地址等）;
设备安装、调试、投运、使用、拆装、维护、修理相关的安全注意事项;
必要的培训要求;
在预定工作条件下,对设备能否安全地用于预定场所中进行判断的详细说明;电气和压力参数、最高表面温度及其他限值;认证相关的特殊安全使用条件（防爆合格证编号后带后缀符号“X”时）;
适用时,有关电池参数及更换说明。
2.2GB3836.2-2010相对于BG3836.2-2000的变化
GB3836.2-2010《爆炸性环境第2部分:
由隔爆外壳“d”保护的设备》规定了由隔爆外壳“d”保护的爆炸性气体环境用电气设备结构和试验等要求。
这些要求是对GB3836.1-2010《爆炸性环境第1部分:
设备通用要求》的补充和修改。
GB3836.2-2010是通过修改采用IEC60079-1:
2007《爆炸性环境第1部分:
由隔爆外壳“d”保护的设备》（Edition6.0）,其主要修改的内容是增加了附录F,即对Ⅰ类电气设备的外壳材质、采用直接引入的条件、电气间隙、爬电距离以及螺纹隔爆接合面防松等作出了补充规定。
因此,GB3836.2-2010和IEC60079-1:
2007在技术上是基本等同的。
但是,相对于GB3836.2-2000（老标准）,GB3836.2-2010已在以下方面作出了重要技术变化:
a）引入了“设备保护级别（EPL）”,由隔爆外壳“d”保护的设备的EPL为Gb或Mb。
b）对“快开式门或盖”、“用螺纹紧固件固定的门或盖”、“螺纹式门或盖”、“呼吸装置”、“排液装置”、“Ex封堵件”等专用术语给出了明确定义。
c）对于“平面接合面”、“圆筒形接合面”和“止口接合面”允许的最大间隙,基于不同的隔爆腔体容积作出了更细分的规定,并增加了多种隔爆结合面类型及其结构要求,如“锥形接合面”、“具有圆弧面的接合面”、“使用毛细管设备的接合面”等。
d）将原GB3836.2附录A《隔爆外壳的非金属部件》的内容改为正文的专设章节“非金属外壳和外壳的非金属部件”。
删除了透明件安装方法的规定,明确了除玻璃以外的透明件应遵守“非金属外壳和外壳的非金属部件”相关要求。
e）增加了对隔爆外壳紧固件（螺栓和螺母）的控制要求。
要求将进行隔爆外壳过压试验和不传爆试验期间使用的螺栓或螺母的性能等级,或螺栓、螺母的屈服强度和型号,以警示标志的方式标示在设备上或在相关防爆合格证上。
仅在防爆合格证书上规定的,设备制造厂商必须将相关信息纳入产品使用说明书,以引起设备使用者关注。
有关螺栓和螺母机械性能的附加资料性信息可参见文献[8]附录G。
f）明确规定了当外壳使用铸铁材料时,材料等级应不低于150级的要求。
g）将隔爆外壳引入装置细分为电缆引入装置、导管密封装置、插头和插座以及电缆连接器、绝缘套管、Ex封堵件,并增加了每种装置的结构和试验要求。
h）在检查与试验方面,增加了测定不同电气设备最高表面温度的试验条件和工况要求（文献[8]表5）。
对于使用环境温度低于-20℃的电气设备,为了评估外壳材料可能承受的低温冷脆性影响,规定了爆炸压力测定方法。
i）增加了对灯座、灯（泡）头和对Ⅰ类开关的要求,这些要求构成对GB3836.1-2010相关要求的补充。
当技术内容有冲突时,以GB3836.2-2010规定的要求为准。
j）增加了多个附录。
如,附录E（隔爆外壳内使用的电池）、附录G（螺栓或螺母的机械性能）、附录H（基于“设备保护级别”对防爆设备进行危险性评定的方法）等。
2.3GB3836.3-2010相对于GB3836.3-2000的变化
GB3836.3-2010《爆炸性环境第4部分:
由增安型“e”保护的设备》规定了额定电压不超过11kV（交流有效值或直流）、由增安型“e”保护的爆炸性气体环境用电气设备的设计、结构、检验和标志要求。
这些要求是对GB3836.1-2010《爆炸性环境第1部分:
设备通用要求》的补充和修改。
GB3836.3-2010是通过等同采用IEC60079-7:
2006《爆炸性环境第7部分:
由增安型“e”保护的设备》（Edition4.0）制定而成的,在技术上与IEC60079-7:
2006完全一致。
但是,相对于GB3836.3-2000（老标准）,GB3836.3-2010已作出了重要技术变化。
a）引入了“设备保护级别（EPL）”,由增安型“e”保护的设备的设备保护级别（EPL）为Gb或Mb。
b）新增了“工厂连接件”、“现场接线连接件”、“电动机正常运行”、“伴热器”、“额定电压”等术语和定义。
c）改写了原标准中关于“电气连接”的内容,新标准依次按“总则”、“工厂连接件”和“现场连接件”规定了电气连接相关的要求,从而规避了原标准中“内部连接”和“外部连接”的责任主体不清晰的状况。
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