GBT 3836.22-2023 爆炸性環(huán)境　第22部分：光輻射設備和傳輸系統(tǒng)的保護措施

爆炸性環(huán)境第22部分：光輻射設備和傳輸系統(tǒng)的保護措施(IEC60079-28:2015,Expl國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布 V 12規(guī)范性引用文件 23術語和定義 24通用要求 45防爆型式 45.1通則 4 5 5.4帶聯(lián)鎖裝置的光學系統(tǒng)“opsh” 6型式檢查和試驗 6.1點燃試驗的試驗裝置 6.2型式試驗裝置適用性驗證 6.3型式試驗 7標志 附錄A(資料性)基準試驗數據 附錄B(資料性)典型光纜結構 附錄C(規(guī)范性)點燃危險評定 附錄D(資料性)點燃機理 20附錄E(規(guī)范性)脈沖評定流程圖 24 25Ⅲ——第20部分：設備保護級別(EPL)——更改了文件的范圍(見第1章，2017年版的第1章);——更改了光輻射設備的通用要求(見第4章，2017年版的第4章);——更改了光輻射設備防爆型式的要求(見第5章，2017年版的第5章);——更改了型式檢查和試驗的要求(見第6章，2017年版的第6章);——更改了標志要求(見第7章，2017年版的第7章);本文件修改采用IEC60079-28:2015《爆炸性環(huán)境第28部分：光輻射設備和傳輸系統(tǒng)的保護措本文件與IEC60079-28:2015的技術差異及其原因如下：——更改了本文件適用和不適用的范圍(見第1章),以與國際標準解釋單IEC60079-28:2015/——增加引用了GB/T2900.35(見第3章)和GB/T14733.12(見第3章),以適應我國的具體——用規(guī)范性引用的GB/T3836.4——用GB/T2900(所有部分)替換了未引用的IEC60050(所有部分),并將其從第2章移至參考V——第23部分：用于瓦斯和/或煤塵環(huán)境的I類EP準化方面，我國于2017年采用IEC60079-28:2006制定了GB/T3836.22—2017,對其技術要求和試驗一定的新發(fā)展，在試驗方法方面也更加完善。在國際標準方面，相應標準現行版本為IE本次修訂在采用IEC60079-28:2015《爆炸性環(huán)境第28部分：光輻射設備和傳輸系統(tǒng)的保護措燃。本文件涉及這兩種情況。盡管人們宜知道上述點燃機理b)和c),但由于紫外線輻射和大多數本文件描述了在爆炸性氣體或爆炸性粉塵環(huán)境中使用光輻射傳輸設備時需采取的預防措施和要——由于從輻射源到吸收物的距離太小而形成的熱表面，照明設備的通用要求已經考慮到了這爆炸性環(huán)境第22部分：光輻射設備和傳輸系統(tǒng)的保護措施本文件規(guī)定了爆炸性環(huán)境用發(fā)出光輻射的設備的要求、試驗和標志，也包括位于爆炸性環(huán)境之外或由GB/T3836.1中列出的防爆型式保護，但產生的光輻射會進入爆炸性環(huán)境的設備。本文件包括I本文件適用于波長范圍為380nm～10μm的光輻射。包括下述的點燃機理?！砻婊蝾w粒吸收光輻射后，溫度升高，在某些條件下，會達到點燃周圍爆炸性環(huán)境的溫度。——在罕見特殊情況下，強光束聚焦處激光直接擊穿氣體，產生等離子和沖擊波，二者最終成為點燃源。接近擊穿點的固體材料會加劇這個過程。本文件不包括紫外線輻射的點燃和爆炸性混合物本身吸收輻射造成的點燃，也不包括爆炸性吸收物或自身含有氧化劑的吸收物以及催化吸收物造成的點燃。本文件規(guī)定了適用于大氣條件下光輻射設備的要求。本文件是對GB/T3836.1通用要求的補充和修改。當本文件的要求與GB/T3836.1的要求有沖本文件適用于：a)激光設備；b)光纖設備；c)光線聚焦在危險場所內的一點上的任何其他匯聚光源或光束。本文件不適用于具有以下情況的光輻射設備和傳輸系統(tǒng)?！螱B7247.1的1類限值的用于EPLMb、Gb或Gc和Db或Dc應用的激光設備?！饩€未在危險場所內聚焦的發(fā)散光源或光束。——不是光纖設備一部分且符合下列條件的單根或多根光纜：●符合相關工業(yè)標準，具有附加保護措施，例如堅固的電纜、導管或線槽(對EPLGb、Db、——上述a)～c)中定義的光輻射源，光輻射完全包含在符合以下適合于EPL的防爆型式的外殼中，或規(guī)定的最低IP等級的外殼中：2GB/T3836.1爆炸性環(huán)境第1部分：設備通用要求(GB/T3836.1—2021,IEC60079-0:GB/T3836.4爆炸性環(huán)境第4部分：由本質安全型“i”保護的設備(GB/T3836.4—2021,GB/T14733.12電信術語光纖通信(GB/T14733.12-2008,IEC600—IEC;—ISO:/obp。3包在纖芯外面的介質材料。一束無緩沖層的光纖組件。光纖終端裝置fibreoptict包括一個或多個光電器件，用來把電信號變換為光信號，和(或)把光信號變換為電信號，能連接到至少一根光纖的一種組件。光輻射防爆型式opticalradiationtypesofprotection“opis”在正常或規(guī)定的故障條件下，不能產生足夠的能量以點燃特定爆炸性環(huán)境的可見輻射或紅外輻射?！皁ppr”在假定輻射不會從限定范圍內逸出的基礎上，限定在正常結構或有附加保護結構的光纖或其他傳輸介質內的可見輻射或紅外輻射。帶聯(lián)鎖裝置的光學系統(tǒng)opticalsystemwithinterlock“opsh”將可見輻射或紅外輻射限制在光纖或其他傳輸介質內，且提供有聯(lián)鎖斷開裝置，以在限制失效且輻射變得無限制時，在規(guī)定時間內可靠地將無限制光束強度降低到安全水平的系統(tǒng)。入射面上每單位面積的輻射功率。人的視覺可感受的光輻射。4一種由電介質材料制成的細絲狀光波導。用單根光纖、多根光纖或光纖束制成的滿足光學特性、機械特性和環(huán)境性能指標要求的纜結構。單位時間的輻射能量流。波長在X射線和無線電波之間，即波長約在1nm～1000μm之間的電磁輻射。[來源：GB/T14733.12—2008,731-01-03,有修改——增加注]輻射釋放到環(huán)境中的光纜。輻射曝光量radiantexposure入射到某一指定表面上的輻射能量與該部分的表面面積之比。4通用要求如果擬安裝在危險場所內，電氣設備和電氣Ex元件(例如光纖終端裝置)應符合GB/T3836.1中列出的一個或多個適用的設備保護技術標準。應使用附錄C中規(guī)定的原則對光學設備進行正式文件化的點燃危險評定。該評定用來確定所考慮設備中可能出現哪些光學點燃源，以及需要采取哪些措施來降低點燃風險。如果光輻射源位于防護等級至少為IP6X的外殼內，在對外殼進行GB/T3836.1規(guī)定的試驗后，不需要考慮吸收靶從外殼外部進入，但需要考慮內部靶的存在。但是，如果光輻射可能離開這樣的外殼，本文件的要求也適用于發(fā)出的光輻射。5防爆型式5.1通則防止光輻射引起爆炸性環(huán)境點燃有以下三種防爆型式，三種防爆型式適用于所有光學系統(tǒng)：a)固有安全型光輻射，防爆型式為“opis”;b)保護型光輻射，防爆型式為“oppr”;5如果附錄C中給出的點燃危險評定表明可能因光輻射而點燃，則應采用表1所示防爆型式的使用防爆型式固有安全型光輻射“opis”(見5.2)——兩個故障下安全或使用基于c)或5.2.是是是——一個故障下安全或使用基于c)或5.2.否是是否否是否是是——符合用于正常工業(yè)用途的光纖制造商規(guī)否否是sh”(見5.4)——用于Gb/Db/Mb的保護型光纜十基于點燃延遲時間的關斷功能安全系統(tǒng)是“是是——用于Gc/Dc的保護型光纜+基于眼防斷功能安全系統(tǒng)(見GB/T7247.2)否是是斷功能安全系統(tǒng)(見GB/T7247.2)否否是無(無限制、有點燃能力的光束)否否否單故障安全關閉系統(tǒng)。光輻射功率或光輻照度不應超過表2、表3和表4列出的，按不同設備6ⅡC規(guī)定的最大輻射功率值以外的值在表4中詳述。能用于下列環(huán)境(溫度組別和設備類別組合)輻射功率(無輻照度限制)輻照度(無輻射功率限制)ⅡA類T1、T2或T3組，I類對所涉及輻照面積無限制ⅡA和ⅡB類(與溫度組別無對所涉及輻照面積無限制對所涉及輻照面積無限制ⅡA類T1、T2或T3組，I類限制輻照面積≤30mm2對所涉及輻照面積無限制燃過程取決于爆炸性混合物的再分類和溫度組別。這獨立于與電氣設備評定相關聯(lián)的(電氣)設備類別備保護技術(例如隔爆外殼“d”或本質安全裝置“i”)中的含義聯(lián)的氣體的點燃特性有關。因此，對于ⅡA和ⅡB類設備，溫度組別T5和T6不適用，T6組自燃溫度的ⅡA或ⅡB類氣體。同樣，對于ⅡC設備，沒有具有T5組自燃溫度的ⅡC氣體，且二硫化因此，當將此表應用于ⅡB類設備時，光功率或光輻照度值只有一個選項，T1至T4。但是，對于ⅡA類，制類，制造商將指定T1至T4,或如果二硫化碳包含在預期的終端安裝應用中，指定T6。設備類別輻照度(無輻射功率限制)/(mW/mm2)(數據來自圖D.1,包含安全系數)7(數據來自圖D.1,包含安全系數)(續(xù))對≥130mm2的輻照面積，5mW/mm2的輻照度限值適用。如果符合表2、表3或表4是基于最大光功率值，則應使用與預期應用相同或等效的熱耗散條件，按照下列試驗方法之一測量最大光功率。a)用實際驅動電路驅動光學裝置，在環(huán)境溫度21℃和25℃之間，按照5.2.5的超功率/能量故障保護準則和相應的EPL,在故障條件下測量最大光功率。如果光功率在設備預期環(huán)境溫度范圍內較高，室溫下的測量值應按照數據表中的溫度系數調整。如果數據表中沒有給出任何信息，則應在設備規(guī)定溫度范圍的最低和最高值下進行附加測量。如果光學裝置承受的輸入參數高于其最大額定數據，則3個試驗中的每一個試驗應采用單獨的樣品。試驗樣品數量取決于要施加的故障條件數量。b)根據對驅動電路原理圖的分析計算出實際驅動電路對光學裝置的最大輸入參數。該分析應包括按照5.2.5的超功率/能量故障保護準則和相應的EPL考慮故障條件。然后將一個不帶驅動電路的光學裝置試驗樣品連接到獨立的可變電源，并使輸入參數等于最大計算輸入參數值。用光學裝置在環(huán)境溫度21℃和25℃之間測量最大光功率。如果光功率在設備預期環(huán)境溫度范圍內較高，室溫下的測量值應按照數據表中的溫度系數調整。如果數據表中沒有給出任何信息，則應在設備規(guī)定溫度范圍的最低和最高值下進行附加測量。如果光學裝置承受的輸入參數高于其最大額定數據，則3個試驗中的每一個試驗應采用單獨的樣品。c)用獨立的可調電源替換實際驅動電路。該電源隨后用于向光學裝置提供可變輸入，并測量最大光功率。不考慮故障。在環(huán)境溫度21℃和25℃之間對10個光學裝置樣品進行試驗。然后，從10個樣品上能測得的在光學裝置關閉或折返保護之前的最大功率中獲取最大光功率。d)根據對光學裝置提供的供電功率計算最大光功率，如b)所述。對于光輸出值，需要考慮數據表規(guī)范、所提供的計算功率，以及結構提供的與輻射表面之間的距離(如適用)。下列要求適用于上述任一試驗條件?！霉馓綔y器(例如用于近單色輻射的半導體傳感器-光功率計，或用于非單色或光譜可變光源的熱電堆傳感器)測量光功率。8(例如符合GB/T3836.2的隔爆外殼“d”),——最大測量光功率值應小于或等于表2、表3或表4中適用的最大光功率值。如果最大測量光功率值大于表2、表3或表4中適用的最大光功率值，則可進行評價以確定是否符c)限制孔應置于距光學裝置輸出通道的最近處?；蛘?，對于嵌入不包含光輻射的外殼內給定距包含內部點燃源的電氣設備防爆型式(例如符合GB/3836.2的隔爆外殼“d”),或者根據點燃d)用檢測區(qū)域大于限制孔的光探測器(例如用于近單色輻射的半導體傳感器-光功率計，或用于e)測量最大光功率時限制孔應位于光束中心，在光束功率不均勻的情況下沿輻射f)根據通過限制孔的最大測量光功率除以限制孔的面積g)最大計算光輻照度值應小于或等于表2、表3或表4中適用的最大輻照度值。如果最大計算光輻照度值大于表2、表3或表4中適用的最大輻照度值，則可進行評價以確定是否Gc或Dc級設備的光脈沖持續(xù)時間可根據制造商規(guī)定的調制頻率和占空比額定數據確定。例如，9炸性氣體環(huán)境的最小點燃能量(MIE)。對于持續(xù)時間在1ms和1s(包括)之間的光脈沖，按適用的設備保護級別(EPL)測定，脈沖能量不應超過相應爆炸性氣體環(huán)境的最小點燃能量(MIE)的10倍。對于單個脈沖，光脈沖能量等于該單脈沖的平均功率和光脈沖持續(xù)時間的乘積。本文件應用的MIE值為：Ⅱ類設備持續(xù)時間大于1s的光脈沖對于所有EPL,持續(xù)時間大于1s的光脈沖均視為連續(xù)波輻射，峰值功率應按連續(xù)波輻射的要求測量，且不應超過連續(xù)波輻射的安全級別(見表2或表4)。對于包含脈沖持續(xù)時間小于或等于1s的光脈沖串，以下要求適用：a)對于所有重復率，單個脈沖的判據適用于每個脈沖；b)重復率在100Hz以上時，平均功率不應超過表2或表4中連續(xù)波輻射的安全級別；c)重復率等于或低于100Hz時，除非按照第6章進行試驗證實不會引起點燃，否則平均功率不應超過表2或表4中連續(xù)波輻射的安全級別。對于脈沖間隔不小于5s的激光器或脈沖光源，Ma或Mb和Da或Db級設備的光源輸出參數不應對于脈沖激光器或脈沖光源，Dc級設備的光源輸出參數不應超過0.5mJ/mm2。脈沖間隔小于5s的輻射源被視為連續(xù)波源。——中間尺寸或脈沖持續(xù)時間，可能超過最小光點燃判據但仍不能引起點燃的光束；——光束時間波形復雜，使脈沖能量和(或)平均功率不易確定；——特定環(huán)境、靶和(或)其他的具體應用，嚴酷程度明顯小于迄今為止所研究的試驗條件。應按照第6章規(guī)定用10個光輻射源試樣在最不利環(huán)境條件下進行試驗。在10次試驗中沒有點采用固有安全原理的光學器件，應提供超功率/能量故障保護，以防止爆炸性環(huán)境中出現超強度光輻射。應進行風險/危害分析，以確定是否需要附加限制。應在正常運行和故障條件下，考慮光源失效模式、驅動電路以及預期EPL,以確定是否需要附加限制。像激光二極管、發(fā)光二極管(LED)或燈這樣的光源，在超功率故障條件下如果過熱，則會出現故障。如果10個樣品試驗顯示規(guī)定的故障-安全關斷或折返保護將會發(fā)生(見和),則這些光源的熱失效特性提供了必要的超功率故障保護。10個樣品的最大光輸出功率值作為最大功率或輻照度值。這種低功率光源的熱失效特性可為任何EPL提供足夠的超功率保護。如果光學器件的光束強度受到驅動電路的限制，則需要考慮的故障應施加于該電路而不是光學器通過驅動電路將LED的電流限制在數據表規(guī)范的數值范圍內時，可認為其壓降不超過數據表中給出的該電流對應的最大正向電壓。需要考慮的故障包括可能影響光學器件光束強度的任何元件的開路或短路。印制電路線不必考慮短路，因為它們符合相關通用工業(yè)標準的爬電距離、電氣間隙或通過固體絕緣的要求。設置在光源和電源之間的限流和/或限壓器件等電路可提供超功率故障保護。電氣超功率故障保護應與EPL相適應(例如，進行故障分析的示例方法見GB/T3836.4,但也可采用其他方法)。對于Ga、Da或Ma級設備，限流和/或限壓器件應在正常運行中和對其施加一個或兩個計數故障后提供超功率故障保護。對于Gb、Db或Mb級設備，應在正常運行時和施加一個計數故障后提供超功率故障保護。對于Gc或Dc級設備，應取額定電氣值，不考慮任何故障。保護型光輻射要求把輻射限定在光纖或其他傳輸介質內，并且假定輻射不會從限定范圍內逸出。在這種情況下，輻射限定措施的性能決定了系統(tǒng)的安全水平，“oppr”。適用的安全水平包括EPLGb或Gc和Db或Dc和Mb(見表1)?？墒褂?.3.2或5.3.3兩個選項。所有光學元件應在其額定數據及溫度范圍下使用。正常運行條件下，光纖或光纜能防止光輻射逸出到環(huán)境中。對于EPLGb、Db或Mb,應采用由附加鎧裝、導管、電纜橋架或電纜槽提供保護的光纖或光纜。對從終端設備外殼引出的光纖或光纜，應按GB/T3836.4進行拔脫試驗。通過使用提供固定端接的專用連接器或連接套件，可以將內部或外部光纜從(光纜中)一根光纖端接/拼接到(新光纜中)另一根光纖。對于外部端接/接合，光纜連接應具有與光纜相同的機械強度?，F場連接程序應在說明書中詳細說明。對于EPLGc或Dc,符合相關工業(yè)標準的光纖或光纜以及內部插入式工廠連接件適用。外部光纖或光纜現場連接件應符合GB/T3836.1中對所要求EPL的外部插頭和插座要求。對于EPLGb、Db或Mb,通過內部插入式工廠連接件連接的光纖或光纜應符合GB/T3836.3的插入式連接件要求。外部光纖或光纜現場連接件應符合GB/T3836.1中對所要求EPL的外部插頭和插如果外殼符合設計用于包含內部點燃源的電氣設備防爆型式(例如符合GB/T3836.2的隔爆外殼“d”),或者根據點燃危險評定外殼內預期沒有吸收靶(例如IP6X外殼、正壓外殼“p”、限制呼吸外殼“nR”等),則外殼內可以有具有點燃能力的輻射。但是，可能離開外殼的非固有安全輻射應按本文件的要求進行保護，5.4帶聯(lián)鎖裝置的光學系統(tǒng)“opsh”當輻射不是固有安全的，這種防爆型式仍適用。這一概念要求把輻射限定在光纖或其他傳輸介質內，并且假定在正常工作條件下輻射不會從限定范圍內逸出。根據EPL,“opsh”要求采用“oppr”原則以及附加聯(lián)鎖斷開，如下所示(另見表1):——對于Ga、Da或Ma級“opsh”應用，要求用于Gb/Db/Mb級的保護型光纜“oppr”和基于爆炸性氣體環(huán)境點燃延遲時間的關斷功能安全系統(tǒng)；——對于Gb、Db或Mb級“opsh”應用，要求用于Gc/De級的保護型光纜“oppr”和基于眼防護延遲時間的關斷功能安全系統(tǒng)(見GB/T7247.2);——對于Gc或Dc級“opsh”應用，要求非保護型光纜(非“oppr”)和基于眼防護延遲時間的關斷功能安全系統(tǒng)(見GB/T7247.2)。如果限定措施保護失效且輻射變得不受限，聯(lián)鎖斷開應在短于點燃延遲時間或眼防護延遲時間的時間尺度上動作。用于I類、ⅡA類T1組和ⅡA類T2組的設備的聯(lián)鎖斷開延遲時間應小于圖1的邊界曲線，圖1的邊界曲線以包括安全系數2的點燃延遲時間的曲線來表示。光功率P/W圖1安全系數為2的光點燃延遲時間和安全邊界曲線應根據風險分析確定的要求，啟動聯(lián)鎖斷開裝置。有關標準[如GB/T20438(所有部分)、GB/T21109(所有部分)]規(guī)定的方法，可用于分析相應安全水平的設備性能。按照表1,關斷系統(tǒng)應在一個故障情況下安全運行。6型式檢查和試驗6.1點燃試驗的試驗裝置試驗期間，試驗容器內的所有氣體-空氣混合物應保持在(40±3)℃的溫度或具體應用的最高溫度。試驗容器內的所有氣體-空氣混合物應保持在GB/T3836.1的環(huán)境壓力下。應使用直徑大于150mm、吸收靶(潛在點燃源)之上高度大于200mm的試驗容器。如果用直徑0.5mm的熱電偶在基準吸收物上方100mm處測得至少100K的溫升，或者如果目視觀察到火焰出現，則應認為發(fā)生點燃。6.2型式試驗裝置適用性驗證為檢查試驗裝置是否適合按照6.3進行型式試驗，點燃試驗應包括下列丙烷-空氣混合物：——對于連續(xù)波輻射和持續(xù)時間大于1s的脈沖波輻射：體積分數為5%或4%的丙烷-空氣混合物(靜態(tài)混合物);——對于持續(xù)時間等于或小于1s的脈沖波輻射：體積分數為4%的丙烷-空氣混合物(靜態(tài)混合應用丙烷-空氣混合物的附加背景信息見表A.1。如果裝置僅用于連續(xù)波輻射或脈沖輻射，則只需要進行兩個基準試驗中的相應試驗。對所研究的波長吸收80%以上，施加在傳輸纖維端部(光纖),或者被壓縮到惰性基層上(光束自由傳輸)。6.2.3連續(xù)波輻射和持續(xù)時間大于1s的脈沖輻射的基準試驗基準輻照吸收物在試驗期間應具有物理和化學惰性。吸收物需要具有很高的吸收能力，基本上相當于一個黑體。應在(40±5)℃條件下，用基準氣體和吸收物對試驗裝置進行測試。對光纖進行試驗時，吸收物應以非常薄的一層施加在纖維端部(約10μm,如以懸浮粉末施加然后干燥)。表A.1中給出了基準值。如果得出的點燃值不高出表A.1所示值20%,則試驗裝置合格。試驗結束時吸收物不應被損壞。進行自由光束傳輸試驗時，光束的最小直徑應在施加于基層或壓縮成小球的靶材料的平面層上。基準值見表A.1中所示有關光束直徑的值。如果得出的點燃值不高出表A.1所示值20%,則試驗裝置件下，用基準氣體和吸收物對試驗裝置進行測試。如果得出的點燃值不高出表D.1所示值的20%,則——對T6/ⅡC環(huán)境：空氣中體積分數為1.5%的二硫化碳(CS?)和12%的二乙醚，如果僅用二乙——對T3/ⅡA和I類環(huán)境：空氣中體積分數為5%的丙烷。——對ⅡC環(huán)境：空氣中體積分數為12%和21%的氫氣(H?),或空氣中體積分數為6.5%的二硫——對I類和ⅡA環(huán)境：空氣中體積分數為3.4%的二乙醚，或空氣中體積分數為4%的丙烷，如果持續(xù)時間1ms～1s的脈沖波輻射和所有脈對于所有的光傳輸源，吸收靶在所涉及的波長上應具有80%以上的吸收性能。下面給出了選擇基纖維端部。對于除光纖傳輸源以外的其他傳輸源(自由光束傳輸),應將基準吸收物以非常薄的一層施外殼符合設計用于包含內部點燃源的電氣設備防爆型式(例如符合GB/T3836.2的隔爆外殼“d”),或者當根據點燃危險評定外殼內預期沒有吸收靶時(例如IP6X外殼、正壓外殼“p”、限注：實驗表明，對于微秒和納秒級的脈沖，炭黑吸收物的點燃脈沖能量最低(吸收99%、可燃、高分解溫度)。見參考——采用上述安全系數后，調整后的非引燃光束功率注：由于小熱表面點燃是一個包含相當大統(tǒng)計偏差的過程，因此安全系數是合理的。由于同樣的原因，當判斷實驗為非引燃時需要格外注意，因為試驗參數的微小變化會顯著影響結果。要求的所有標志。發(fā)出光輻射且由本文件規(guī)——確定與表2的符合性可能涉及使用表2中與某一溫度組別(不是其他適用電氣設備保護技術防爆標志的溫度組別)相關聯(lián)的光功率或輻照度值列。設備上只應標志更嚴格的溫(資料性)基準試驗數據表A.1給出了用丙烷-空氣混合物在40℃(混合物溫度)進行點燃試驗的基準數據。吸收物被連接到光纖的末端并連續(xù)照射。表A.140℃丙烷-空氣混合物點燃試驗基準數據纖芯直徑(吸收率a為83%,丙烷體積分數為5%)(吸收率a為93%,丙烷體積分數為4%)62.5(包層125μm) 注：目前還沒有其他基準試驗數據(例如對于8μm纖芯直徑、1550nm波長)。(資料性)典型光纜結構典型光纜結構見圖B.1和圖B.2。圖B.1嚴酷工作條件多纖光纜結構示例光纖圖B.2典型的單纖光纜結構示例(規(guī)范性)點燃危險評定在所有情況下，如果要考慮光輻射，應首先進行點燃危險評定。如果評定結果表明預期不會點燃，則不必進一步應用本文件。如果光束強度超過固有安全級別，并且光束中的吸收體能形成熱點和相應的點燃源，或者在脈沖情況下有擊穿的條件(超過閾值輻照度),則光輻射能點燃爆炸性環(huán)境。見圖C.1。是是是否存在固體吸收采用本文件的要求是否否圖C.1點燃危險評定如果這些點燃條件不適用，則不存在本文件范圍內的點燃危險。即使是超過固有安全級別的敞開式輻射，自身也不會導致點燃，因為起動點燃過程還需要具備其他條件，應了解這一點。這不同于電氣火花點燃過程。例如，氣體分析系統(tǒng)光束中沒有可能被加熱成為點燃源的吸收靶，那么,氣體分析系統(tǒng)就不會產生光輻射點燃危險。在這種情況，混合物自身將光能吸收，但是能很容易證實，在大多數情況下混合物不會加熱到被點燃的程度。對保護原理的應用也可進行點燃危險評定。如果光束采用外殼防止固體外部物進入(但爆炸性環(huán)境可以進入),而且外殼內也沒有其他可能進入光束的固體吸收物，則光學點燃源在該外殼內被防止。如果假定光纖會斷裂，采用了斷裂探測聯(lián)鎖原理，且光束在關斷時間內不可能以引燃強度照射到靶上，則可利用眼防護允許的關斷時間保證安全(GB/T7247.2)。(資料性)本附錄信息源于參考文獻[16]。紅外和可見電磁光譜的潛在危險取決于：——激光波長(吸收性能);——可燃性物質；——壓力；——輻照面積；——輻照時間。這些因素有許多種相互組合，影響到光輻射在爆炸性環(huán)境的危險性，至少影響到光輻射點燃機理。存在吸收物時，產生最不利條件。如果輻射范圍和(或)吸收物小于爆炸性氣體的熄滅距離，則點燃可視為點式點燃。但是，光纜端部的輻射迅速分散，輻照區(qū)域會達到平方厘米級的范圍?？捎没緟?能面積趨于4)無窮大時間趨于00點燃判據最小功率最小輻照度最小能量無窮大時間是指連續(xù)波輻射。對于小面積和大面積的研究結果見表D.1、圖D.1和圖D.2。兩種情加熱到較高溫度才會引起點燃。光輻射功率低于50mW時，對所有的氣體/蒸氣混合物(不包括二硫化碳)都觀察不到點燃。這就證實了最大允許功率值35mW有安全裕量，而且安全裕量也需要考慮惰性吸收物的非理想灰體吸收。用活性吸收物(煤、炭黑和墨粉)的實驗表明，雖然它們的吸收能力強，但作為點燃源效果較差。光輻射功率低于200mW時(150mW含有安全裕量),正烷烴(n-Alkane)不會點燃。對于較大的輻照面積，采用5mW/mm2的允許值比限制功率更切合實際。在小面積短時間情況下，激光脈沖可能通過擊穿空氣產生類似電火花的點燃源。從參考文獻[25]可知，接近電氣最小點燃能量(MIE)的火花，在最佳條件下(μs和ns脈沖)能夠點燃爆炸性混合物。這種點燃過程的有效性取決于：——脈沖寬度和重復率；——波長；——靶(吸收物)材質；——輻照度和輻射曝光量。已測得的能量接近最小點燃能量(MIE)的微秒脈沖和納秒脈沖點燃爆炸性混合物的相關數據，如表D.2所示。在這種情況下，可燃性炭黑靶是最有效的吸收物。與連續(xù)波試驗時選取的惰性材料比較，炭黑的性能(吸收性非常高、分解溫度高、結構富含電子、可燃性)支持了這種擊穿。在毫秒范圍內沒有擊穿過程但加熱了靶的脈沖，點燃能量比電氣最小點燃能量(MIE)高一個數量級。這種情況，惰性灰體是理想的吸收物。大于1s的脈沖宜作為連續(xù)波輻射處理。對于脈沖串，每一單個脈沖的點燃能量是上面給出的脈沖小于1s時得出的能量值。在頻率很高的情況下，前面的脈沖可能會影響(后面的)有效脈沖的輻照面積。重復率大于100Hz時，平均功率宜規(guī)定的類別質(括號內是增大的度)自燃溫度℃安全間隙燃性物質濃度(體積分數),%功率(直徑的纖維),功率(直徑的纖維),燃性物質濃度(體積分數),%的纖維)的纖維),的纖維),甲烷丙酮 8 無鉛汽油甲烷/氫氣 正庚烷四氫呋喃 8 乙烯甲烷/氫氣 乙炔氫最小點燃功率/mw最小點燃功率/mw表D.1自燃溫度(AIT)、最大試驗安全間隙(MESG)和惰性吸收物作為靶材料時選定的可燃性物質測得的點燃功率(α?064m=83%,αgosm=93%)(續(xù))規(guī)定的類別質(括號內是增大的自燃溫度℃安全間隙(MESG)燃性物質濃度(體積分數),%的纖維),功率(直徑的纖維),燃性物質積分數),%功率(直徑的纖維),的纖維),的纖維),注：AIT和MESG值來源于參考文獻[24]。·HSL——英國安全健康部健康安全試驗室；PTB——德國聯(lián)邦物理技術研究院。圖D.1在惰性吸收靶(α?os?m=83%,αso?m=93%)和1064nm的連續(xù)波輻射情況下的輻射最小點燃功率可燃性物質9%℃%3乙烯氫9納