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二极管安全栅和安全分流器的型式试验探讨

文档作者：张曦李长坤文档来源： 1．黑龙江科技学院 2．石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心		点击数：	更新时间： 2021年05月08日
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《电气防爆》2010，2 二极管安全栅和安全分流器的型式试验探讨 41
二极管安全栅和安全分流器的型式试验探讨
张曦’，李长坤
(1．黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨150027；
2．石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心，天津300313)
[关键词】二极管安全栅；预先一击穿时间；试验方法
[摘要]文章主要介绍了二极管安全栅和安全分流器的矩形电流脉冲试验的预先一击
穿时间的确定方法。
[中图分类号] 8： IM506 [文献标识码]A [文章编号]1004—9118(2010)02—0041—02
Approach on Type Test for Diode Barrier Shunt and Scofeby Shwwt
ZHANG Xi ．LI Chang二ku
(1．胁 咖／nst／tute ofSc／ence and ，胁洳咖Ha’erb／n 15(D27；
2．Supen,ision&amp;amp;Test Center ofEx—products ofCh／na Petrdeum&amp;amp;Chem／cd Industry，／lanfi'n 300131)
Key words：diode barrier；pre—break—down time；testing method
Abstract：The method of determination Oil the pre—break—down time of square current pulse test
for diode barrier and safety shunt iS described in this Paper．
O 引言
安全栅是用在安全区或者由其他防爆型式保
护的壳体内，它是本质安全设备的关联设备。作
为本质安全型设备和安全区的一般型设备之间的
“接口”，安全栅承担着限制进入危险场所本质安
全电路的能量，保证本质安全设备防爆性能的任
务，故其可靠性、安全性是非常重要的。它关系到
能否有效地保证连接到本质安全设备供电和通讯
防爆性能的安全、可靠。
在安全栅中，二极管安全栅是最常用的。GB
3836．4__2000对二极管安全栅和安全分流器的性
能作了很高的要求，在设计制造二极管安全栅和安
全分流器时不但要求元器件参数、产品结构上满足
国标规定，而且对元器件的型式检验也有严格的要
求。GB 3836． 2000第8：6．I条要求分流元件承
受瞬态性能应按10．12条规定的矩形脉冲电流试
验。本文就GB 3836．4—20Oo第10．12条有关二极
管安全栅和安全分流器的型式试验要求进行探讨。
l 二极管安全栅和安全分流器的矩
形电流脉冲试验
1．1 二极管安全栅和安全分流器要求
[收稿日期】2010—02—10
【作者简介]张曦，男，1988生，黑龙江科技学院自动化专业在读。
每一种型式的二极管应能承受沿使用方向
(齐纳二极管为齐纳方向)，重复5次的持续时间
为50 s、间隔为20瞄的矩形电流脉冲试验要求：
二极管在试验前后按二极管制造厂规定的电流下
测量二极管的电压值之差应不大于5％(5％包括
试验设备的测量不确定度)。
脉冲电流是产品urn(对于一般的产品，Um
值一般为250 V AC／DC)峰值除以在2O℃时熔断
器冷态电阻值加上电路中可靠串联电阻的阻值。
脉冲电流的宽度在国标GB 3836． 2 第l0．12
条有规定：“在制造厂数据表明预先一击穿时间大
于50 s时，该电流脉冲宽度将变成实际预先一
击穿时间。在预先一击穿时间不可能从制造厂获
得现成的数据时，10只熔断器应承受预期电流和
预先一击穿时间测定试验，如果该值大于50 s可
以使用”。
1．2 国标GB 3836．4--200O对预先一击穿时间
的理解
根据国标GB 3836． -2000第l0．12条的要
求，试验电流脉冲宽度与实际预先一击穿时间有
关，且要求熔断器应承受预期电流和预先一击穿
时间测定试验。要确定试验电流脉冲宽度必须理
解“预先一击穿时间”概念，求解“预先一击穿时
42 二极管安全栅和安全分流器的型式试验探讨 《电气防爆》2010，2
间”以确定矩形电流脉冲试验的电流脉冲宽度。
GB 3836．4__2000定义的二极管安全栅只有熔断
器、电阻与二极管三种器件，查询熔断器与二极管
的技术参数都没有“预先一击穿时间”指标。
由于国标GB 3836．4_200o是等效采用IEC
60079—11：1999(Electrical Apparatus for Explosive
Gas Atuaospheres—P毗1l：Intrinsic Safety“i”》国际
标准，GB 3836．4．-200o第1O．12条对应的是IEC
60079—11：1999第1O．12条，其“预先一击穿时
间”的英文是“pm—arcing time”。再查找GB
3836． ．2O00引用的GB 9364．1一l997《小型熔断
器第1部分：小型熔断器定义和小型熔断体通
用要求》得知pre—arcing time是熔断器的特性“预
飞弧时间(熔化时间)”。GB 9364．1第3．20条定
义“预飞弧时间为(熔化时间)pre—arcing (melting
— time)从电流值大到足够使熔断元件熔断的起
始瞬问到电弧开始形成的瞬问所间隔的时间。”由
此我们明白“预先一击穿时间”就是熔断器的“预
飞弧时间”。正确的理解了要求，我们就能准确地
选定设备开展试验。
1．3 预先一击穿时间的确定
矩形电流脉冲试验在Um峰值已定情况下，
要确定电流峰值与电流脉冲宽度。电流峰值是通
过计算Um峰值除以在20℃时熔断器冷态电阻
值及其串联的可靠电阻之和得到的。20℃时熔
断器冷态电阻值可以使用微欧计测量取得；也可
在小于额定电流10％的条件下测得的读数进行
计算取得；还可以通过熔断器的技术指标(电气特
性)参数中的压降除以额定电流进行估算。熔断
器的压降是熔断器在额定电流条件下其两端的电
压降，它反映了熔断器的内阻。压降参数给出的
是上限规定，按此计算熔断器的内阻为理论值，虽
然会有一定的偏差，但是更能保证安全栅所用元
件的可靠性。
电流脉冲宽度就要通过熔断器的“预飞弧时
间”参数计算取得。在熔断器的技术指标(电气特
性)参数中，国外产品一般有“预飞弧时间”数值，
国内产品有I2t曲线。
查询德国西霸MINIATURE FUSES给出的指
标，如表1所示。
借用德国西霸GLASS TUBE Part No179 150一
MINIATURE FUSES的额定电流为1 A指标进行电
流脉冲宽度的估算。
电阻估算：
= =百80 mV～0 08 g]
n一额定电流 A 一1 A 一。
脉冲电流峰值，= l- =3 125 A
3．9 A2s = 3125×3125x S
s一： 3 125 3 125 ：o．4 × 一u‘ P。
通过计算，S值小于50 ，承担保护作用的
二极管只需通过沿使用方向(齐纳二极管为齐纳
方向)，脉冲电流峰值为Um峰值除以在2o℃时
熔断器冷态电阻及其串联的可靠限流电阻之和，
脉冲宽度为50 ，脉冲间隔为20 InS的5个脉冲
试验。
表1 熔断鼍的技术指标
额定电流 电压降， 预飞弧时间 额定分 功耗，W
／A mV lhs曲线，(A28) 断能力，A
O．25 400 1．4 150 0．3
0．4 12o O．6 150 0．2
O．5 l1O 0．9 l50 0．2
0．8 10o 3．5 l50 0．3
l 80 3．9 I∞ 0．3
1．6 80 10 l50 O．4
2 80 20 】5o O．5
对德国西霸GLASS TUBE Part No179 150MI—
NIATURE FUSES的额定电流为250 mA指标进行
电流脉冲宽度的估算，计算的s值为57 ，大于
50／zs。使用这样的熔断丝就应该调整脉冲宽度
使之等于(不小于)计算值即57 ，要求承担保护
作用的二极管应能通过该矩形电流脉冲试验，保
证在熔断器未断开时，二极管应能承受这样的矩
形电流脉冲冲击，并且二极管的性能完好以完成
承担的限压作用。
2 结束语
通过上面的介绍，我们了解到正确理解标准
要求，准确的进行检验，选择符合标准要求的元
件，才能生产出高质量、高可靠性的产品，保证我
们国家爆炸危险场所使用设备的安全。
参考文献
[1]GB 3836．4一_2O0o，爆炸性气体环境用电气设备第4
部分：本质安全型“i”Is]． ‘
[2】IEC 60079一I1：1999，Electrical Apparatus for rapl~ve
Gas Atmospheres--Part 11：Intrinsic Safety“i”IS]．
[3]GB 9364．1—199r7，小型熔断器第1部分：小型熔断
器定义和小型熔断体通用要求Is]．

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