礦用隔爆兼本安型離子蓄電池電源安全技術(shù)要求

1、附件 6礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電 源安全技術(shù)要求（暫 行）隨著煤炭工業(yè)發(fā)展和礦山裝備技術(shù)進(jìn)步， 監(jiān)測(cè)通信系統(tǒng)、 緊急避險(xiǎn)設(shè)施、井 下運(yùn)輸車輛等對(duì)防爆電源的容量要求越來越高，同時(shí)GB3836.2-2010爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆外殼“d保護(hù)的設(shè)備中明確禁止 在正常使用時(shí)可能釋放 電解氣體的電池 ”在隔爆外殼內(nèi)使用。為滿足目前煤礦裝備的迫切需要，在充分 研究、反復(fù)征求各方面專家意見以及進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上， 制定本安全技 術(shù)要求 。1 范圍本技術(shù)要求規(guī)定了礦用隔爆 （兼本安） 型鋰離子蓄電池電源產(chǎn)品分類、型號(hào) 命名、安全技術(shù)要求、檢驗(yàn)規(guī)則等內(nèi)容。本技術(shù)要求適用于在礦井下使用的礦用隔

2、爆 （兼本安）型鋰離子蓄電池電源 的安全標(biāo)志管理，其中鋰離子蓄電池的容量在 20100Ah范圍內(nèi)。2 規(guī)范性引用文件GB 3836.1-2010 爆炸性環(huán)境第 1 部分：設(shè)備 通用要求GB 3836.2-2010 爆炸性環(huán)境第 2 部分：由隔爆外殼“d保護(hù)的設(shè)備GB 3836.3-2010 爆炸性環(huán)境第 3 部分：由增安型e”護(hù)的設(shè)備GB 3836.4-2010 爆炸性環(huán)境第 4部分：由本質(zhì)安全型“保護(hù)的設(shè)備GB 14048.1-2006 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第 1 部分 總則MT/T 408-1995 煤礦用直流穩(wěn)壓電源MT 209-1990 煤礦通信、檢測(cè)、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求

3、MT/T 1078-2008 礦用本質(zhì)安全輸出直流電源3 術(shù)語和定義3.1 電池管理系統(tǒng)通過檢測(cè)單體電池與熱、 電相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)單體電池或電池組進(jìn)行充放電管理、 保護(hù)與控制的裝置。3.2 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源 能量存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換裝置，由隔爆外殼、鋰離子蓄電池或鋰離子蓄電池組、電池 管理系統(tǒng)等組成。 有時(shí)還可包括充電系統(tǒng)、 放電系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、 電源輸入系統(tǒng)、 電源輸出系統(tǒng)等。4 產(chǎn)品分類4.1 按用途分a）監(jiān)測(cè)通信系統(tǒng)用后備電源，包括安全監(jiān)控、人員管理、通信等系統(tǒng)后備 電源；b）緊急避險(xiǎn)設(shè)施用后備電源，包括避難硐室、可移動(dòng)式救生艙等后備電源；c）運(yùn)輸車輛用電源，包括防爆蓄電池電機(jī)車、

4、防爆無軌膠輪車、單軌吊等 用動(dòng)力電源；d）防爆柴油機(jī)起動(dòng)機(jī)用電源；e）其它。4.2 按使用類型分a）后備電源；b）動(dòng)力電源。5 產(chǎn)品名稱與型號(hào)5.1 產(chǎn)品名稱 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源。5.2 防爆標(biāo)志ExdI 或 ExdibI。5.3 產(chǎn)品型號(hào)DX 口 / 口T匸設(shè)計(jì)修改序號(hào)，用（A、（B）等表示補(bǔ)充特征，J-監(jiān)測(cè)通信、X-避險(xiǎn)、G車輛、Q起動(dòng) 額定輸出電壓，多電壓輸出時(shí)為最大值，V電源標(biāo)稱能量，WhI電池類型，L-鋰離子蓄電池防爆類型，B-隔爆型、J-隔爆兼本質(zhì)安全型產(chǎn)品類型，電源箱6技術(shù)參數(shù)至少應(yīng)包括以下技術(shù)參數(shù)：a）單體電池標(biāo)稱電壓，V；b）單體電池標(biāo)稱容量，Ah；c）單體

5、電池允許最大充電電壓，V；d） 單體電池允許最低放電截止電壓，V；e）單體電池最大允許充電電流，A；f）單體電池最大允許放電電流，A；g）單體電池?cái)?shù)量；h）單體電池最高允許工作溫度，C；i）電池組的標(biāo)稱容量，Ah；j） 電池組的最低允許使用容量報(bào)警值，Ah；k）電池組充電過流保護(hù)值，A；l）電源的標(biāo)稱能量，Wh；m） 電源額定輸出電壓（多電壓輸出為最大額定輸出電壓），V；n） 電源額定輸出電流（多電壓輸出為最大額定輸出電流），A；o）電源輸出過流保護(hù)電流，A；p）電源額定輸入電壓范圍，V；q）電源額定輸入電流范圍，Ao7技術(shù)要求7.1環(huán)境條件除有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定外，電源應(yīng)在下列條件下正常工作：a

6、）環(huán)境溫度：0C40C；b）平均相對(duì)濕度：不大于 95% （ + 25C）；c）大氣壓力:80kPa106 kPa；d）有甲烷、煤塵爆炸危險(xiǎn)，但無顯著振動(dòng)和沖擊、無破壞絕緣的腐蝕性氣 體的場(chǎng)所。7.2 供電電源 除有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定外，電源應(yīng)在下列供電條件下正常工作：a）額定電壓：127V/380V660V/1140V,允許偏差： 井底車場(chǎng)、主運(yùn)輸巷： 20%10%；其他場(chǎng)所： 25%10%。b）諧波：10%。c）頻率：50Hz,允許偏差土 5%7.3 基本要求7.3.1 電源選用的蓄電池應(yīng)滿足礦用鋰離子蓄電池安全技術(shù)要求 。7.3.2 監(jiān)測(cè)通信系統(tǒng)和緊急避險(xiǎn)設(shè)施用電源中鋰離子蓄電池的標(biāo)稱容量不

7、超過60Ah,運(yùn)輸車輛用電源、柴油機(jī)起動(dòng)機(jī)用電源及其它電源中鋰離子蓄電池的標(biāo) 稱容量不超過 100Ah。在正常充、放電過程中單體電池的最高溫度不應(yīng)超過60C。7.3.4 鋰離子蓄電池應(yīng)采用串聯(lián)方式連接,類型、規(guī)格、技術(shù)參數(shù)應(yīng)一致,并為 同一制造廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品。7.3.5 防爆要求7.3.5.1 電源應(yīng)具備防爆安全性能,采用隔爆或隔爆兼本安的防爆型式。防爆結(jié)構(gòu)、性能和標(biāo)志應(yīng)滿足 GB3836.14-2010的要求，其中放置電池的隔爆腔體應(yīng)能 承受不小于1.5MPa的靜壓試驗(yàn)。7.3.5.2 鋰離子蓄電池應(yīng)放置在獨(dú)立的隔爆腔內(nèi),且該隔爆腔內(nèi)不應(yīng)放置除電池 管理系統(tǒng)中檢測(cè)單體電池溫度的傳感元件和防止

8、鋰離子蓄電池安裝時(shí)發(fā)生短路 的熔斷器以外的其他電氣元件。7.3.5.3 隔爆腔內(nèi)不允許鋰離子蓄電池以任何形式的并聯(lián)連接。7.3.6 電池管理系統(tǒng)基本要求7.3.6.1 應(yīng)對(duì)所有單體電池的電壓和表面溫度,電池組的電壓、電流、電池容量等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，誤差應(yīng)滿足表1的要求。測(cè)量信息的顯示和故障報(bào)警功能應(yīng)滿 足實(shí)際需要。表1鋰離子蓄電池（組）參數(shù)測(cè)量誤差要求參數(shù)單體電池電壓值單體電池溫度電池組電流電池組電壓電池組容量誤差< 2%±2< 2%< 2%< 5%注：對(duì)于塑料殼體的鋰離子蓄電池，電池溫度測(cè)量應(yīng)選擇在電池極耳處。7.362應(yīng)具有單體電池過充電壓保護(hù)功能。7.36

9、3應(yīng)具有單體電池過充電壓保護(hù)失效檢測(cè)功能。7.364應(yīng)具有單體電池過放電壓保護(hù)功能。7.365應(yīng)具有單體電池過放電壓保護(hù)失效檢測(cè)功能。7.366應(yīng)具有充電過流保護(hù)功能。應(yīng)具有放電過流保護(hù)功能。應(yīng)具有輸出短路保護(hù)功能。應(yīng)具有溫度保護(hù)功能。應(yīng)具有均衡充電控制功能。應(yīng)具有電池信息采集線開路保護(hù)。電源電氣安全性能絕緣電阻和介電強(qiáng)度應(yīng)符合 MT/T 1078-2008中4.9的規(guī)定。泄漏電流應(yīng)符合 MT/T 408-1995中的規(guī)定。電源電氣性能監(jiān)測(cè)通信系統(tǒng)用后備電源的主要技術(shù)指標(biāo)與功能應(yīng)符合MT/T 1078-2008中4.4和4.5的規(guī)定，且在正常充放電時(shí)，單體電池的溫度應(yīng)不超出60T ；井下緊急避

10、險(xiǎn)設(shè)施用電源應(yīng)具有定期自動(dòng)放電的功能，電源的工作時(shí)間（放電）應(yīng)符合相關(guān)國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并可定期通過自動(dòng)放電來測(cè)量電池組的實(shí)際容 量，且在電池組實(shí)際容量小于最低允許使用容量時(shí)報(bào)警或顯示；運(yùn)輸車輛用電源的技術(shù)指標(biāo)與功能宜符合QC/T 743-2006的規(guī)定；防爆柴油機(jī)起動(dòng)機(jī)用電源的技 術(shù)指標(biāo)與功能宜滿足柴油機(jī)起動(dòng)機(jī)的要求。工作穩(wěn)定性應(yīng)符合 MT/T 1078-2008中4.11的規(guī)定。環(huán)境適應(yīng)性應(yīng)符合MT/T 1078-2008中4.14的規(guī)定，其主要技術(shù)指標(biāo)和功 能應(yīng)滿足和MT/T 1078-2008的規(guī)定。當(dāng)電源包含充電、放電、電源輸入、電源輸出、冷卻等系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)滿足相 關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。8

11、 檢驗(yàn)方法8.1 試驗(yàn)條件除另有規(guī)定外，試驗(yàn)應(yīng)在以下環(huán)境條件下進(jìn)行：a）環(huán)境溫度：1535 °C；b）相對(duì)濕度：45%75%;c）大氣壓力:86106kPa。8.2 測(cè)量?jī)x器與設(shè)備a）計(jì)量?jī)x器的準(zhǔn)確度和測(cè)量范圍應(yīng)能保證所測(cè)指標(biāo)的精度。b）測(cè)量?jī)x器和設(shè)備的選用應(yīng)符合所測(cè)的特性。c）被測(cè)電源本身不含顯示、報(bào)警裝置的，生產(chǎn)廠家應(yīng)提供相關(guān)配套設(shè)備。8.3 受試電源要求受試電源的單體電池應(yīng)符合 礦用鋰離子蓄電池安全技術(shù)要求 型式檢驗(yàn)及 出廠檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品。8.4 檢驗(yàn)方法8.4.1 單體電池的類型、規(guī)格及電池組構(gòu)成，采用目測(cè)檢查。防爆性能和結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)，執(zhí)行 GB3836.14-2010的相關(guān)規(guī)定

12、。電池管理系統(tǒng)測(cè)試8.4.3.1 根據(jù)電源充電和放電要求，配備相應(yīng)的充電和放電設(shè)備；電源自帶充電 功能時(shí)可不配充電設(shè)備。8.4.3.2 各單體電池上連接電壓測(cè)試設(shè)備。8.4.3.3 各單體電池上連接溫度測(cè)試設(shè)備。8.3.3.4 充電模式在充電回路中串聯(lián)電流測(cè)試和容量檢測(cè)設(shè)備， 啟動(dòng)充電設(shè)備， 按產(chǎn)品企業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)中規(guī)定充電方式充電。充電過程中不允許被測(cè)設(shè)備放電。8.4.3.5 放電模式在放電回路中串聯(lián)電流測(cè)試和容量檢測(cè)設(shè)備， 啟動(dòng)放電設(shè)備， 以電源額定輸 出電流放電。放電過程中不允許對(duì)被測(cè)設(shè)備充電。8.4.3.6 充電過程中電池管理系統(tǒng)測(cè)試以 方式放電，至電源的單體電池過放電壓保護(hù)動(dòng)作。以 方式

13、充電至標(biāo)稱容量的 90%時(shí)停止充電， 將其中電壓最低的單體電池以電源額定輸出 電流放電，至標(biāo)稱容量的 80%，停止放電；以 方式充電至電源單體電池 過充電壓保護(hù)。 試驗(yàn)過程中監(jiān)測(cè)各單體電池的電壓、 電池組的充電電流、 各單體 電池的溫度，重復(fù)測(cè)量 3次，取算術(shù)平均數(shù)。 各單體電池和電池組的指標(biāo)應(yīng)符合 產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的要求。在充電過程時(shí)， 對(duì)電源顯示的各單體電池電壓、 各單體電池溫度、 電池組電 壓、充電電流等與檢測(cè)值比較，誤差應(yīng)滿足 的要求。在充電結(jié)束時(shí)， 檢測(cè)各單體電池電壓值， 單體電池最高電壓與最低電壓差值 應(yīng)不大于 50mV。8.4.3.7 放電過程中電池管理系統(tǒng)測(cè)試8.4.3.7.1

14、以 方式充電，至電源單體電池過充電壓保護(hù)。8.4.3.7.2 以 方式放電，至電源單體電池過放電壓保護(hù)。監(jiān)測(cè)各單體電池 的電壓、電池組的放電電流、 各單體電池的溫度， 重復(fù)測(cè)量 3 次，取算術(shù)平均數(shù)。 各單體電池和電池組的指標(biāo)應(yīng)符合產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的要求。在放電過程時(shí)， 對(duì)電源顯示的各單體電池電壓、 各單體電池溫度、 電池組電 壓、放電電流等與檢測(cè)值比較，誤差應(yīng)滿足 的要求。容量檢測(cè)值與電源的放電容量顯示值比較，誤差應(yīng)滿足 要求。8.4.3.8 單體電池過充電壓保護(hù)失效檢測(cè)將電源按照 充電至單體電池過充電壓保護(hù)動(dòng)作， 使該保護(hù)電路失效。 啟動(dòng)充電設(shè)備 （充電電流不高于電源額定充電電流的 20%，

15、各單體電池的電壓不 高于最大允許充電電壓的103%）,當(dāng)電源中某只單體電池電壓在 100103%最高 允許電壓范圍內(nèi)，應(yīng)有報(bào)警或顯示。8.4.3.9 單體電池過放電壓保護(hù)失效檢測(cè)將電源按照 放電至單體電池過放電壓保護(hù)動(dòng)作， 使該保護(hù)電路失效。 啟動(dòng)放電設(shè)備 （放電電流不高于電源額定輸出電流的 20%，各單體電池的電壓不 低于最低放電截止電壓的 97%），當(dāng)電源中任意一只單體電池電壓在 97100%最 低放電截止電壓范圍內(nèi)，應(yīng)有報(bào)警或顯示。8.4.3.10 充電過流保護(hù)測(cè)試以 方式充電，增加充電設(shè)備的輸出電流至電池組充電過流保護(hù)值的 103%，電源應(yīng)實(shí)現(xiàn)充電過流保護(hù)，在 100ms 內(nèi)斷開與充電

16、器連接（對(duì)于運(yùn)輸車 輛和柴油機(jī)起動(dòng)機(jī)用電源，動(dòng)作時(shí)間為2s）,停止充電，并在10s內(nèi)報(bào)警或顯示。8.4.3.11 放電過流保護(hù)測(cè)試以 方式充電，至電源單體電池過充電壓保護(hù)，在電源的輸出端施加 過流檢測(cè)負(fù)載，使電源輸出電流為過流保護(hù)值的103%，電源應(yīng)實(shí)現(xiàn)放電過流保護(hù)，在 100ms 內(nèi)斷開與用電設(shè)備連接（對(duì)于運(yùn)輸車輛和柴油機(jī)起動(dòng)機(jī)用電源， 動(dòng)作時(shí)間為2s）,停止放電，并在10s內(nèi)報(bào)警或顯示。8.4.3.12 輸出短路保護(hù)測(cè)試以 方式充電，至電源單體電池過充電壓保護(hù)，在電源的輸出端施加 短路檢測(cè)負(fù)載（外部線路電阻應(yīng)小于 5m）,使電源輸出處于短路狀態(tài)，電源應(yīng) 實(shí)現(xiàn)放電短路保護(hù)，50ms內(nèi)斷開與用

17、電設(shè)備連接，停止放電，并在10s內(nèi)報(bào)警或顯示。8.4.3.13 溫度保護(hù)功能測(cè)試將電源（電池溫度檢測(cè)元件）置于溫箱中，以不大于 3C/min升溫速率調(diào)整 溫箱中的溫度至低于產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的單體電池最高表面溫度的5C,電源應(yīng)處于正常工作狀態(tài)；以不大于1C/min升溫速率平穩(wěn)調(diào)整溫箱中的溫度至電源 溫度報(bào)警或顯示動(dòng)作值， 觀察并記錄斷開與用電設(shè)備連接的響應(yīng)時(shí)間， 停止放電， 觀察并記錄、 報(bào)警或顯示的響應(yīng)時(shí)間， 然后再平穩(wěn)下降至溫度復(fù)位值。 分別測(cè)量 動(dòng)作溫度與復(fù)位溫度。注意在試驗(yàn)過程溫箱最高溫度的設(shè)置宜不超過65 C。注意在試驗(yàn)過程溫箱最高溫度的設(shè)置宜不超過65C，具體由產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。電

18、源應(yīng)在 5s 實(shí)現(xiàn)溫度保護(hù)，斷開與用電設(shè)備連接，停止放電，并在 10s 內(nèi)報(bào)警 或顯示。8.4.3.14 信息采集線開路保護(hù)隨機(jī)斷開電池電壓和溫度采集線各一根，應(yīng)顯示出相應(yīng)故障類型及故障點(diǎn)。8.4.3.15 容量自檢功能測(cè)試以 方式放電，至單體電池過放電壓保護(hù)動(dòng)作；以方法充電，充至企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電池組最低允許使用容量報(bào)警值， 停止充電， 啟動(dòng)容量自 檢功能，至自檢結(jié)束，電源應(yīng)報(bào)警或顯示電池組容量不足故障。依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì) 、條進(jìn)行檢驗(yàn)。9檢驗(yàn)規(guī)則檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。9.1出廠檢驗(yàn)電源應(yīng)逐臺(tái)進(jìn)行檢驗(yàn)，合格產(chǎn)品應(yīng)予合格證。檢驗(yàn)項(xiàng)目：出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目按表 2規(guī)定。出廠檢驗(yàn)的各項(xiàng)性能和指標(biāo)應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，否則按不合格處理。 9.2型式檢驗(yàn)有下列情況之一時(shí)應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：a）新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠定型時(shí)；b）正式生產(chǎn)后如結(jié)構(gòu)、原材料、工藝有較大改變可能影響產(chǎn)品性能時(shí)；c）停產(chǎn)1年以上，恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)；d）出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上一次型式檢驗(yàn)的結(jié)果有較大差異時(shí)；e）國(guó)家有關(guān)機(jī)構(gòu)提出型式檢驗(yàn)要求時(shí)。檢驗(yàn)項(xiàng)目型式檢驗(yàn)的項(xiàng)目等見表2。抽樣及抽樣數(shù)量型式檢驗(yàn)的產(chǎn)品，應(yīng)從出廠檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品中采取隨機(jī)抽樣的方法進(jìn)行抽 取，抽樣數(shù)量為1臺(tái)。判定規(guī)則產(chǎn)品檢驗(yàn)項(xiàng)目有一項(xiàng)不合格，則判該產(chǎn)品不合格。表2檢驗(yàn)規(guī)則序號(hào)檢