增安型接线盒与分线盒的检验与设计要点

杨韵勍，苏振杨

(1.沈阳电气传动研究所(有限公司)，辽宁沈阳110141;2.欧姆龙自动化(中国)有限公司天津分公司，辽宁沈阳110003)

增安型接线盒与分线盒的检验与设计要点

杨韵勍1，苏振杨2

(1.沈阳电气传动研究所(有限公司)，辽宁沈阳110141;2.欧姆龙自动化(中国)有限公司天津分公司，辽宁沈阳110003)

本文概述了在防爆设计中增安型防爆接线盒和分线盒的设计重点，阐述了此类产品的检验要点。

增安;接线盒与分线盒;检验;设计

1 引言

防爆接线盒与分线盒是防爆配电类设备中必不可少的基础元件。他们被广泛应用在控制电路，配电电路中。增安型接线盒与分线盒是其中一类典型产品。在《爆炸性环境第3部分:由增安型“e”保护的设备》中也对此类产品进行了补充要求和重点说明。因此，本文主要对增安型防爆接线盒和分线盒的检验要求和设计要点进行阐述。

2 增安型防爆接线盒和分线盒的设计重点

在GB3836.3－2010的附录E中重点介绍了通用接线盒和分线盒的端子和导线组合的设计。在此类产品中，热源是产品设计需要考虑的重点。对于接线盒与分线盒，产品中的热源即为接线端子和导线，而主要的发热部件是连接到端子上的电缆，尤其是两者接触的部位。因此，制造商需要对产品内的端子以及所使用的导线做出明确的规定，以保证该型号产品的温度组别。

系统中对端子和导线的确定给出了两种选择方案。

(1)规定布置法。

此方法的优点在于简单方便，常用于未进行试验的初期设计阶段。在标准中，将其作为额定最大耗散功率的可替代的方法，简单易行。具体设计方法为根据图1确定端子数量和导线数量及横截面积。首先制造商在确定自己产品所允许通过的持续电流值和选取导线的横截面积之后，可以通过查表的方式确定导线的最大数量和端子的最大数量。此数值由制造商自行选择。在表格的最后一行，写着端子的最大数量，此数值基本等于有所限制的极限导线数量的二分之一进一取整。

在附录的最后标准给出了当同时存在不同电流值和不同横截面积导线的情况时的设计方法。按相应比例使用表中数值时，应保证其各个不同尺寸所占百分比总和不大于100%。例如表1中实例，此产品存在三种不同电流值和横截面积的接线端子，其中10A用到20根导线(1.5mm2横截面积10A电流时最多用40根导线)，20A用到3根导线(2.5mm2横截面积20A电流时最多使用15根导线)，25A用到2根导线(4mm2横截面积25A电流时最多使用17根)。

根据计算总占比为20/40+3/16+2/18=95%，对最大使用导线数量取双数进行计算，确保份数之和不大于100%。由于95%＜100%，因此此设计成立。

表1 规定的端子/配线表实例

通过图1我们看到存在字母a的区域，此区域范围由于导线横截面积足够大可以保证所示区域内所有电流值的产品的温度组别，因此导线数量不做限制，可以是任何数值。同理，在字母b区域，由于电流值过大，而导线横截面积小，导致会释放大量热量，因此制造商在选择时要慎重。当遇到为此种情况时，可使用最大耗散功率法来来确定端子数量和导线横截面积及个数。

图1 规定的端子/配线表

(2)最大耗散功率法。此方法给出的设计方案与检验部分相辅相成。在标准的专用电气设备的补充中要求此类产品按照6.7规定方法进行检验确定额定值，以保证极限温度。因此接线盒与分线盒的相应资料中应明确规定所用的接线端子的型号和个数，导线尺寸和数量，绝缘部件的热稳定温度值。在系列产品中，需要保证最危险状况——即使用时最大电流数，最多接线端子用量时不超过型式试验确定的额定最大耗散功率，此设计即为合格。标准中之所以要求制造商给出额定最大耗散功率，本质上保证同一外壳在配备不同的型号数量的接线端子时保证系列产品的每一款产品均为安全产品，每一款子型号的产品的端子与导线的耗散功率之和不得超过此系列最危险产品(即最大额定电流，最多端子数的情况)进行型式试验时确定的额定最大耗散功率。

为方便计算不同型号的产品。本文给出常用规格接线端子的电阻值如表2所示，以及常用规格导线在20℃时的电阻值如表3作为参考。

3 增安型防爆接线盒和分线盒的检验重点

在增安类产品的检验中，产品的极限温度是检验的重点之一，不同于隔爆类产品的最高表面温度，极限温度是增安类产品的检测重点。极限温度是取自爆炸性气体环境点燃危险温度和所用材料的热稳定温度两项中的较低值。导体作为防爆接线盒和分线盒的重要部件之一，极限温度还须符合不降低材料的机械强度;材料热膨胀不超过材料机械应力;不损坏相邻的电气绝缘部件的条件。为了保证防爆接线盒和分线盒的极限温度，确定最大耗散功率极限值很重要。

表2 常用端子的接触电阻Rc

表3 导线在20℃时的内部电阻Rc

最大耗散功率的确定方法如下:

(1)在壳体内可安装空间限制最大允许数量和规格的接线端子。然后用规定的最大尺寸的端子导线将端子链接，在外壳内连接各个端子的导线长度等于壳体的内部的三维对角线。如图2所示。

图2 三维对角线示意图

三维对角线的长度B'D公式为:

应保证每一个端子都被用规定长度的短接线串联进入电路，并且导线按6根一组捆扎，壳体外导线长度至少为0.5m。

(2)给电路施加额定电流，到达稳定状态时(即单位小时内温升不超过2K)，测量最热温度，选取的最热部分所在的端子则被选为“最不利状态”端子。如得出的最高温度超过企业要求的极限温度，则改变端子数量，重复试验直至达到满足规定的极限温度。

(3)在确定最大规格端子数量之后，需要计算产品的额定最大耗散功率。如接线端子使用Ex端子排，则在其证书中应规定端子在20℃时的电阻值，如未使用Ex元件，以“最不利状态”端子为基准，假设所用端子及导线参数同此端子及其连接导线参数完全一致，测量在20℃状态下导线和端子的电阻值总和。端子的耗散功率的公式为:

式中，P1—端子的耗散功率，W;

I—通过接线端子的最大电流(允许的最大额定电流)，A;

n—接线端子的数量;

R1—“最不利状态”端子在20℃状态下的电阻值，Ω。

导线的耗散功率的公式为:

式中，P2—导线的耗散功率，W;

I—通过导线的最大电流，A;

RL—导线在20℃时的内部电阻总值，Ω。对于进线以及出线(即每个从电缆引入装置至端子部分的导线长度取外壳三维对角线的一半。

计算端子和导线的耗散功率总和来确定额定最大耗散功率P。即:

最后可以确定，额定最大耗散功率P，在产品设计时可参考此数值进行各规格的接线盒与分线盒的设计。

4 结束语

综上所述，端子数量与导线型号尺寸的确定对增安类接线盒与分线盒的设计和检验有着至关重要的作用，设计者和检验人员应该充分理解规定布置法和最大耗散功率法的原理以及方法步骤，更好的保证产品的安全性能。

［1］GB3836.3－2010，爆炸性环境第3部分:由增安型“e”保护的设备［S］.

［2］刘凯.“最大耗散功率法”的应用［J］.电气防爆，2015.1.

Inspection and Design Points for the Increased Safety Junction and Branch Boxes

YANG Yun-qing1，SU Zhen-yang2
(1.Shenyang Eleetrical Driving Research Institute，Shenyang 110141，China;2.OMRON Industrical Automattion(China)Co.，Ltd.Tianjin Branch，Shenyang 110003，China)

The design points of explosion-proof junction and branch boxes for increased safety in explosion-proof design are outlined in the paper.It explains the test points for the products.

increased safety;junction and branch box;test design

TD68

B

1004－289X(2016)04－0001－03

2016－05－26