style="width:9.39343in;height:6.94672in" /> 本文是学习GB-T 34031-2017 船用产品点火保护试验方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了使用丙烷和空气混合气体测试船用产品点火保护功能的试验要求、程序和方法。
本标准适用于船用产品点火保护功能的试验和验收，船用防爆设备、本质安全设备以及在氢和空气
混合气体中使用的部件可参照使用。
下列术语和定义适用于本文件。
2.1
可燃碳氢气体混合物 flammable hydrocarbon mixture
介于爆炸下限(LEL) 和爆炸上限(UEL)
的以任何方式点燃都会引起爆炸的丙烷与空气混合物。
2.2
密封 hermetically sealed
通过焊接、钎焊、融化玻璃或其他类似方法密封间隙，以防止当气压变化或周围温度变化或两者同
时变化时有空气或气体的进入或溢出的一种工艺方法。
2.3
点火保护 ignition protected
通过搭建一个装置或组件，以达到以下目的：
a)
装置内部的可燃碳氢气体混合物通过电弧、火星或热源正常点燃时，装置外围的可燃碳氢化合
物混合气体不会被点燃；
b) 电弧、火星或热源没有足够的电能或热能来点燃可燃碳氢气体混合物；或
c) 将点火源与周围的混合物密封隔离。 注：点火源包括以下三种主要型式：
a)
任何的电接触、换向器和装配摩擦或集电环的摩擦，可能产生具备点火能量的电弧；
b) 电阻或其他元件在温度足够高的情况下，可能点燃可燃碳氢气体混合物；
c) 两种材料互相撞击后产生足够能量的火星，可能点燃可燃碳氢气体混合物。
各种电气装置的试验准备和测试要求如下：
a)
对具有电气连接，或其他具有足够能量以点燃可燃碳氢气体混合物的电弧点火源的电气装置，
试验应按照第6章～第8章中的规定准备，并按照第9章中点燃内部空气混合物的规定进行
测试；
b)
对具有发热组件(例如电阻)的电气装置，试验应按照第6章～第8章的规定准备，并按照第
10章中的规定进行测试；
c)
对因不能释放足够的电能点燃可燃碳氢气体混合物而被归类为点火保护的电气装置，试验应
使用第5章电能测试装置中描述的测试装置并按第11章的规定进行准备和测试；
d)
对密封的潜在点火源被归类为点火保护的电气装置，应符合7.1和7.2中的要求，并按照第12
章中点火源密封中的规定进行测试；
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e)
对具有两个可移动的组件或一个可移动组件一个固定组件，并且互相撞击产生火星足够点燃
可燃碳氢气体混合物的电气装置，应符合7.1和7.2中的要求，并按第13章中撞击火花详细说
明的规定进行测试。
4.1
燃烧室应由透明材料制造，若用不透明材料应提供观察窗口。燃烧室应有足够的空间把测试装置
全部放入，并且具有混合气体被点燃时释放爆炸压力的设计。燃烧室应具有净化功能，并且利用燃烧室
可以得到均匀的混合物。
4.2 将丙烷和空气注入燃烧室前应先进行预混合，注入速度约为0.03 m³/min。
通过在丙烷和空气的
输送通道上的流量计来控制注入速度，最终使丙烷在空气混合物中所占的体积比例在4.25%～5.25%
之间。丙烷和空气通过一个充满玻璃珠的混合室提供，或者通过一个同等结构的能够将丙烷和空气完
全混合的混合室提供。混合室的排放口与燃烧室的注入口通过一个阀门连接，以便气体流动时可以随
时关闭，见图1。
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图 1 点火保护测试装置
4.3
应使用气体分析仪来监测燃烧室内的气体/空气混合物，并监测混合物空间内存在潜在点火源的
测试样本。当燃烧室内燃烧物和空气充分燃烧时，气体分析仪上所给出的燃烧室内混合物的数值应与
气流速率所决定的混合物的数量相对应。
4.4
通过一个真空泵排出空间内存在潜在点火源的空气和燃烧气体的测试样本，同时将燃烧室内的混
合物抽吸到这个空间中去。同时使用另一个真空泵对燃烧室内的混合物进行采样。两个真空泵通过阀
门连接。
4.5
测试项目若包含一个确定的点火源的点火分电器，可以用整体的点火源来进行测试，使用高电压
电源来点燃测试样品空间中的混合气体，通过测试样品中的微型火花塞或通过打开连接来产生一个高
电压弧，高电压点火源的可用电压接近15 kV。 可能用到的高压电类型包括：
a)
对于用来打开或断开某电路的开关、继电器、断路器或其他的电器装置，其点火源能够产生一
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类单一且短暂的高电压弧。可用电压至少达到15 kV, 每次测试点火一次。
b)
对于测试过程中产生的持续点火源，如果整流器上或集电环上产生摩擦，点火源会通过触头或
火花塞产生一个持续的电弧。可用电压至少达到15 kV。
每次测试点火使用的持续高电压电 源至少通电15 s。
c) 如果有不低于15 kV
高电压电源的产品，那么这种点火系统可以用来测试。每次测试用的点
火高压电源至少通电15 s。
5.1
电路应进行火花点火测试，来决定它是否有能力在电能测试中规定(第11章)的条件下完成可燃
碳氢气体混合物的点火，这个测试应采用5.2～5.4中描述的电路开闭装置。电路开闭装置应按照
4.1～4.4 中的规定安装在燃烧室内。
5.2 电路开闭装置的组成是由一个直径为0.2 mm 的钨连接线附加到一个直径为50
mm 的转盘外围 上。转盘以60 r/min 匀速转动，连接线与内半径为35 mm
的铜合金带断续电力接触。铜合金带形成
一个180°的弧，转盘每转半圈连接线就会与铜合金带接触。见图2。如果测试中的装置需要更多时间
来达到申饱和，转盘的旋转速率可能会被改变，或者与铜合金带立即停止连接，见11.3。
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注： 盘的旋转可能正转或反转。
图 2 电能测试装置
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5.3 接触线盘和主轴应与传动机构隔离，以保持钨连接线与导体 A
的持续连接。钨连接线应有 11mm 的自由长度以便于替换。终端B
与半圆形的接触片连接并与其他所有部分隔离。铜合金带长 (12.7±1)mm,
宽(3.2±0.5)mm, 且两端成30°锥形角，如图2所示。
5.4 测试中的电路应连接在 A 点 与 B
点之间，测试过程应按照11.1～11.4中的规定进行。
进行点火保护装置测试之前，应先对下列影响因素和其他可能影响点火保护装置的自身功能操作
进行评估测试：
a) 耐蚀性——
点火保护装置外壳的金属组件，包括任何防火屏障，应有足够的耐蚀性以减少海上
环境所引起的产品故障；
b) 非金属材料的老化——
点火保护装置外壳的非金属组件，包括胶皮、氯丁橡胶索环或封条，应
保证在海上环境中不被老化；
c) 化学抗性 —
暴露在外面可能与油、油脂或燃料接触的非金属组件，包括电线的绝缘，应耐
老化；
d) 温度抗性——
包括接线、索环或者垫圈的非金属组件，应能在温度为-30℃~60℃的范围内
进行操作；
e) 物理强度——
点火保护装置的外壳组件，应设计成可以承受多次预期保养检修，并且可防止组
件的变形、弯折、松动或其他点火保护特征失效；
f) 耐振动冲击性 — — 装置在0 Hz～6Hz 振动影响和以最大加速度为10g(98
m/s²)、周 期
20 ms～25 ms 的反复撞击影响下，应保证装置不会出现故障。
7.1 点火源所在空间内可燃物的排出和导入准备：
a) 安装一个内径为(1.55±0.18)mm、 长度不小于152 mm
的铜管，铜管的末端对点火源所在的
空间开放。铜管应做成一个环形或者至少有两个90°弯折角的形状，以减少爆炸时产生的压
力。铜管可以通过接合剂或焊接缝合连接方式，形成真空密封后进行连接安装。当铜管安装
在燃烧室内时，铜管与燃烧室外部的真空泵进行连接，见图3。如果由于特殊的结构原因，不
能使用金属铜管来作为真空接头，可以用一个短的硬质的非金属管将铜管与装置隔离。但在
测试中，仍应使用规定的金属管来实现灭火功能。
b)
当应用于真空环境时，如果产品没有通过间隙、灭火器通气洞或其他允许气体进入空间的方
式，则采用第二个内径为(1.55±0.18)mm、 长度不小于152 mm 的铜管，按照
a)中的描述进行
间隙连接，并且同样做成一个环形或者至少有两个90°弯折角的形状。安装的时候，铜管的输
入端对燃烧室开放，以保证进入包含点火源空间内的混合气体与燃烧室中的混合气体相同，见
图3。进气和排气管道应放置在合理的位置，以便能最有效地净化空间内的未燃气体，并能将
气体/空气混合气体均匀地注入空间。
c) 利用一小水箱作为内部爆炸的压力指示器，并将进气管道按照 b)
中规定的方式安装在其上
方。见图3。内部爆炸的量级可以用压力传感器、加速计或细金属丝热电偶来进行监测。见
8.2。
注：当管道按照图3中说明的安装时，内部爆炸产生的压力会使水表面上产生明显的波纹。
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图 3 小型直流电动机的典型测试设置
7.2
待测试的装置应安装一备用的点火源，防止当继电器或者点火分电器借助于装置的操作、或电动
马达及其他装置的摩擦都不能产生一个足够点火的电弧时，可以通过外部的电压源来启动独立安装的
火花塞。为了在高压分电器中产生一个明确的电弧，转子被缩短了(3.0±0.5)mm。
如果高电压不能起
到备用电弧的作用，可以通过打开断路器或电路开关的连接来得到高压电弧。
7.3
如果装置在操作过程中造成了自身物质的改变或空间的改变，从而影响了点火保护功能，应对燃
烧室内装置进行调整。每个操作状态应至少完成10次爆炸测试。
7.4
如果安装方法对测试有影响，则应安装装置或组件来模拟指定的安装条件。例如，机械螺丝嵌入
到断路器的安装孔内，这个安装孔穿过外壳，如果现场接线会影响测试，应按照产品的说明书来对装置
进行接线。电路应受到过电流保护装置的保护，过电流保护装置的类型和大小在产品说明书中有详细
介绍。
7.5
在测试之前，应去掉或替换所有保护功能的封面或带子，来模拟实地现场检修。
8.1
对于燃烧室内装置的安装，应通过特定的真空管道(金属或非金属)将燃烧室内装置与测试室外的
真空泵进行连接。如果点火源是一个电阻或操作温度不超过150℃,其他组件不要求真空连接，装置可
不用封闭。
8.2
如果进气管道上装有压力指示计，则管道应垂直安装在水箱上方，也可在装置上连接一个压力传
感器、压电加速计或细金属丝热电偶来显示相应的爆炸压力。
8.3
安装的所有用来产生指定的内部电弧的高电压线，都应放置在能够避免外部电弧作用的位置，采
用的高压电缆应符合相关要求。
8.4
点火分电器、启动电机等在燃烧室内操作的装置，在气体导入燃烧室之前应进行操作检查。
8.5
将可燃碳氢气体混合物注入装置之前应配置一个高压电源，高压点火源应在燃烧室处于完全黑暗
的条件下启动，以便检查是否存在任何外部电弧作用的迹象。应该保证所有装置外部、燃烧室连接处都
没有电弧作用的迹象才能启动高压点火源。
8.6
存在电阻或操作温度不超过150℃的其他热源组件的装置，应安装负载使其组件能够在最大的温
度条件下运转
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9.1 可燃碳氢气体混合物以约0.03 m³/min
的流速注入到燃烧室内，体积与通过真空泵排出的气体相
等。被注入到燃烧室内的混合气体中丙烷所占的体积比例应保持在4.25%～5.25%之间。
注：可燃碳氢气体混合物的爆炸条件，下限是丙烷占总体积的2.2%,上限是丙烷占总体积的9.5%。
9.2
用于减缓爆炸的盖子应放置在燃烧室上方，用于防止任何外部气体进入燃烧室，避免造成对可燃
碳氢气体混合物的稀释，同时也用于预防燃烧室内部产生过大的压力。
9.3
真空泵和气体分析仪应一直通电，直到分析仪显示空间内的混合测试样品中丙烷所占的体积比例
在4.25%～5.25%之间。也可通过一个质量流量控制器来产生可燃碳氢气体混合物，这个控制器将单
独的丙烷和空气导入一个混合室内，然后再将得到的混合气体混合为测试样品并导入到测试室内，直到
室内的空气都被替换掉。测试样品的注入和排出与测试室的连接点应是封闭的，测试样品中的混合气
体通过与高压电源连接的火花塞来点燃。
9.4
关闭燃烧室的真空泵和主气流控制阀或者质量流量控制器，按照4.5中的规定启动高压电源点燃
测试样品空间内的混合气体。当启动了高压电源，应通过监测压力指示计来确认测试样品空间内是否
发生了爆炸，记录相对应的爆炸强度。如果没有监测到爆炸，则该测试将不被计入，并且应分析混合气
体没有被点燃的原因。如果爆炸导致空间内发生持续的燃烧，应关闭混合气体控制器直到燃烧熄灭。
9.5
每次爆炸测试之前，真空泵应启动足够长的时间来使包含潜在点火源的空间内充满可燃气体，并
且确定空间和燃烧室内的混合气体符合9.3中所规定的范围。
9.6 点火分电器性能应在(600±50)r/min
的转速下进行测试，如果发动机转速小于600 r/min, 则 在
发动机转速达到一半时测试点火分电器的性能。
a)
当混合气体中，丙烷所占体积比例在4.25%～5.25%之间小增量变化时，应进行25次测试。
在这些测试中，记录每次爆炸的相应强度。如果在某次测试中，装置中的混合气体没有点燃，
则应净化间隙中的气体，并重新进行测试；
b) 余下的25次测试，利用前25次中得到最大爆炸压力的混合气体来进行。
9.8 如果辅助操作影响到燃烧路径，应进行如下的附加测试：
a)
装置接入额定电压并利用高电压点火源在有负载的情况下进行10次测试，在没有负载的情况
下应在3 s 内进行10次测试；
b) 锁定转子10 s
或直到提供的过流保护装置打开电路，装置接入额定电压并利用高电压点火源
进行10次测试。额定电压与电源一起使用，在最后的10 s
内应该维持至少50%的应用电压。
在测试中装置可以冷却到室温而且可以替换或重置过电流保护装置。
如果潜在的点火源是电阻或其他能够在超过150℃温度下操作的组件，测试应按照第9章中可燃
碳氢气体混合物的点燃标准中的如下适用要求来进行：
a)
装置应能使组件在最大温度条件下超载运行。适用时，输入电压可达到额定电压的120%。
b)
达到最大操作温度以后，将体积比例在4.25%～5.25%之间渐变的气体/空气混合物导入。最
大条件至少要维持5 min。 如果装置在不到5 min
内达到最大操作温度，应进行10次重复 测试。
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11.1
如果潜在点火源不能释放足够的电能来点燃可燃碳氢气体混合物，则被归类为点火保护。当其
不能点燃可燃混合物时，按如下方法进行测试：
a)
通过分析电路，例如电容电路的放电、电感电路的中断和电阻电路的接通和断开等原因，来确
定最大的火花点火源；
b) 如果通过电路分析表明符合
a)中的相关条件，产品应按照11.2中的规定进行测试。
11.2
该装置应按照第5章测试装置中包含潜在点火源的规定电路线路进行改进。测试装置是用来开
闭能量源的，而不是开闭测试装置中的触头、电刷、雨刷臂或者其他潜在的点火源。
11.3
测试过程中，电力操作装置在120%额定电压的模式下运转，当测试装置的接头打开或断开时都
会导致出现最大的能量级。测试装置接头开闭的频率为60次/min,此频率是可以按照要求改变，以便
于使电容电路和电感电路在至少4倍于电路达到饱和所需时间的间隔内保持断开。如有必要，可以利
用旁路开关使测试装置的电路保持至少一个循环的通电状态。
11.4
测试过程中，可燃碳氢气体混合物中丙烷所占体积比例在4.25%～5.25%之间变化，测试触头的
开闭不少于50次。可燃碳氢气体混合物中丙烷所占比例在(5.25±0.25)%情况下至少应进行25次测
试，并通过开闭24 V、3A (电感10μH)
的电阻电路对测试装置进行至少一次检查。25次测试中，测试
电压和电流应用于测试触头时，丙烷所占比例为(5.25±0.25)%的可燃碳氢气体混合物应至少点燃
一次。
12.1
如果一个点火源的附件防护符合12.2和12.3中的要求，则可认定其为密封且可以不用进行第7
章～第9章中规定的点火测试。
a) 没有开口；
b)
所有的连接处，可采用全螺纹螺栓连接或者通过焊接、铜焊、修补、融合玻璃进行密封。不能使
用"O" 型密封圈、垫圈或者紧密拟合环。
12.3
如果不能通过检查来确定防护的密封性，应进行如下测试，测试过程中组件不应释放明显的
气泡：
a) 组件在0℃的恒温室内放置24 h;
b) 从冷室中拿出后，将装置完全浸入到温度为40℃的水中，深度0.3 m。
在水中倒置一个玻璃
杯或容器将组件罩住，以便观察测试过程中组件释放的任何气体。倒置的容器罩在样品上方
前应去除里面的空气。测试样品应浸入水中1 h,直到装置内部温度与水温相同。
13.1
如果具有可移动组件并可以互相撞击产生撞击火花的点火保护装置，其可移动组件丢失或发生
形变导致不重合时，应符合13.2、13.3的要求。
13.2
叶轮、叶片和其他可移动的组件与其要撞击的组件出现以下情况时，则认为该撞击不会产生
火花：
a) 两组件都是由非金属材料制造的；
b) 两组件都由不含铁的金属合金构成的；
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c) 两组件都是由不锈钢构成的；
d) 铝制组件和铁制组件被不含铁的或非金属材料隔开。
13.3 如果两种材料的撞击火花的特性是未知的，则应按如下方法进行撞击测试：
a)
测试装置的构造，应允许一种物质以某种方式吸引可以移动的物质，从而产生最大的撞击火
花。当设备操作电压在额定电压的1.2倍时，可旋转或可移动的组件以1.5倍于装置最大速度
的速度驱动。固定材料的机械装置应足够坚固，以确保其受到撞击压力时样品材料不会移动。
b)
撞击测试在燃烧室内进行，按照9.1～9.5的要求进行总共50次测试。每次撞击之前，移动的
组件应达到所要求的旋转速度。
符合本标准规定测试步骤且满足应用标准要求的产品或组件应被标记为"点火保护"。
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