張吉坪，別明智，杜 靖，付莉紅，徐 旭

(1.中煤科工集團(tuán)重慶研究院科聚孚工程塑料有限責(zé)任公司,重慶 400037;2.重慶市高性能工程塑料工程技術(shù)研究中心,重慶 400037)

本安電路用接線盒(以下簡稱接線盒)屬于本質(zhì)安全型固定式電纜多通接、分線盒。是本質(zhì)安全型電路的電纜電線的接線和分線裝置，主要用于含有甲烷和煤塵的I類及ⅡB類以下爆炸性混合物的環(huán)境中?，F(xiàn)一般采用塑料外殼結(jié)構(gòu)，其具有防塵、防潮、結(jié)構(gòu)緊湊、接線牢靠、電線電纜不易撥脫等優(yōu)點(diǎn)。對于爆炸性環(huán)境，接線盒應(yīng)具有一定的安全防護(hù)要求，具體要求及對材料的選擇如下分析。

1 接線盒相關(guān)安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)爆炸性環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求，塑料外殼接線盒需要滿足的標(biāo)準(zhǔn)有GB3836.1-2010《爆炸性環(huán)境 第1部分：設(shè)備 通用要求》、GB3836.4-2010《爆炸性環(huán)境 第4部分：由本質(zhì)安全型"i"保護(hù)的設(shè)備》、MT166-1987《礦用本質(zhì)安全型壓接式電纜接、分線盒通用技術(shù)條件》這三個強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求，其中MT166-1987標(biāo)準(zhǔn)為煤礦行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 主要檢驗(yàn)項(xiàng)目

表1 本安電路用接線盒檢驗(yàn)項(xiàng)目

2.1 外觀及結(jié)構(gòu)檢查

根據(jù)MT166-1987標(biāo)準(zhǔn)，對于接線盒的外觀要求為：a，外殼為藍(lán)色，殼體不得有銹蝕、毛刺、裂紋、氣泡、針孔等機(jī)械損傷，塑料件不得有影響產(chǎn)品性能的變形；b，接線盒上的標(biāo)志、銘牌及接觸件對數(shù)編號應(yīng)清晰、端正、設(shè)置牢固；c,零部件應(yīng)緊固無松動，表面應(yīng)光華無毛刺，不得有銹蝕痕跡；d，插件鍍層應(yīng)結(jié)晶細(xì)致，光亮均勻，不應(yīng)有燒焦、起泡、脫皮、暗斑、麻點(diǎn)及深色條紋等缺陷，不允許有缺鍍現(xiàn)象。

根據(jù)MT166-1987標(biāo)準(zhǔn)，接線盒的結(jié)構(gòu)要求為：a，緊固用螺栓(釘)、螺母應(yīng)有防松裝置。b，應(yīng)設(shè)有內(nèi)外接地螺栓，并標(biāo)志接地符號“?！薄＝拥芈菟☉?yīng)進(jìn)行電鍍等防銹處理。內(nèi)接地螺栓的直徑應(yīng)與接線螺栓直徑相同，外接地螺栓的規(guī)格應(yīng)不小于 M 6。c，結(jié)構(gòu)尺寸便于接線，并留有適合于導(dǎo)線彎曲半徑的空間，引入裝置采用壓入式結(jié)構(gòu)，前后蓋采用活頁連接。

2.2 技術(shù)要求

主要技術(shù)指標(biāo)：額定電壓：60V.DC，額定電流：1A；每對接線端子的接觸電阻：≤0.01Ω。

低溫貯存試驗(yàn)(-40℃，16h)：每對接線端子的接觸電阻：≤0.01Ω，試驗(yàn)后外觀應(yīng)符合要求。

高溫貯存試驗(yàn)(70℃，16h)：每對接線端子的接觸電阻：≤0.01Ω，試驗(yàn)后外觀應(yīng)符合要求。

振動試驗(yàn)(掃描頻率范圍10～150Hz，加速度幅值為100m/s2,X、Y、Z三個方向依次振動45min)：每對接線端子的接觸電阻：≤0.01Ω，試驗(yàn)后外觀應(yīng)符合要求。

沖擊試驗(yàn)(300m/s2,18ms,3個軸線每個方向連續(xù)沖擊3次，共18次)：每對接線端子的接觸電阻：≤0.01Ω，試驗(yàn)后外觀應(yīng)符合要求。

交變濕熱試驗(yàn)(40℃，93%RH,12天)：每對接線端子的接觸電阻：≤0.01Ω，試驗(yàn)后外觀應(yīng)符合要求。

絕緣電阻試驗(yàn)：常態(tài)下相鄰接觸對：≥3000MΩ，任一接觸對與外殼：≥3000MΩ；交變濕熱試驗(yàn)后相鄰接觸對：≥100MΩ，任一接觸對與外殼：≥100MΩ。

介電強(qiáng)度試驗(yàn)：常態(tài)下相鄰接觸對：能承受2000V、50Hz,歷時(shí)1min的介電強(qiáng)度試驗(yàn)而無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象，任一相鄰接觸對與外殼：能承受2000V、50Hz,歷時(shí)1min的介電強(qiáng)度試驗(yàn)而無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象；交變濕熱試驗(yàn)后相鄰接觸對：能承受2000V、50Hz,歷時(shí)1min的介電強(qiáng)度試驗(yàn)而無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象，任一相鄰接觸對與外殼：能承受2000V、50Hz,歷時(shí)1min的介電強(qiáng)度試驗(yàn)而無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。

最高表面溫度試驗(yàn)：≤150℃。

防護(hù)性能試驗(yàn)：IP54，耐壓:0.5kV、1min應(yīng)無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象，漏電流≤5mA。介電強(qiáng)度試驗(yàn)：本質(zhì)安全電路與外殼之間0.5kV、1min應(yīng)無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象，漏電流≤5mA。

表面絕緣電阻試驗(yàn)：≤1GΩ。

GB3836.1-2010標(biāo)準(zhǔn)第7.5條：I類電氣設(shè)備塑料外殼應(yīng)具有阻燃性能，MT166-1987標(biāo)準(zhǔn)第1.6.2.1條：塑料外殼應(yīng)用不燃性或難燃性材料制成。接線盒塑料外殼接線盒應(yīng)具有阻燃性。

3 檢驗(yàn)項(xiàng)目解析

材料外殼為藍(lán)色，選用的塑料材料配方中應(yīng)添加相應(yīng)的酞青藍(lán)等易染色顏料。外殼一般采用注塑成型加工，加工后的殼體應(yīng)無毛刺、裂紋、氣泡、針孔，不得有影響產(chǎn)品性能的變形，這在注塑加工后的修件時(shí)應(yīng)予以注意，并作為產(chǎn)品外觀檢查的重點(diǎn)項(xiàng)目。

一般的塑料材料如PP、ABS，能承受2000V、50Hz歷時(shí)1min的介電強(qiáng)度試驗(yàn)而無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象，其最高表面溫度試驗(yàn)也能滿足≤150℃，因此材料配方中可不予以重點(diǎn)關(guān)注。

根據(jù)主要技術(shù)指標(biāo)要求，接線盒連接插件采用普通冷軋鋼材即能滿足要求，連接插件、彈性壓線片的電阻率均應(yīng)≤0.01Ω。為了防止有銹蝕現(xiàn)象產(chǎn)生，材料應(yīng)進(jìn)行除銹處理。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)滿足IP54的防護(hù)要求。

根據(jù)GB3836.1-2010標(biāo)準(zhǔn)第26.13條的規(guī)定，如果零件尺寸允許，則表面電阻測定應(yīng)在外殼上進(jìn)行。試件應(yīng)用蒸餾水擦凈，然后用異丙基乙醇(或其它任何能與水混合且不影響試樣或電極材料性能的溶劑)清洗，在干燥前再用蒸餾水清洗。不得用手觸摸，置于溫度(23±2)℃和濕度(50±5)%條件下24h。試驗(yàn)應(yīng)在同樣的環(huán)境條件下進(jìn)行。在兩極間應(yīng)施加(500±10)V的直流電壓，歷時(shí)(65±5)s。測試方式如圖1所示。

圖1 涂導(dǎo)電漆電極的試件

因此，要達(dá)到表面電阻≤1GΩ的要求，塑料材料配方中因添加抗靜電劑，根據(jù)塑料抗靜電劑種類，一般的低分子抗靜電劑可以達(dá)到107Ω數(shù)量級的表面電阻值，即能滿足要求，添加量一般應(yīng)<1%。

塑料外殼接線盒應(yīng)具有阻燃性，因此材料配方應(yīng)考慮阻燃性要求。其阻燃等級應(yīng)按照GB3836.1-2010標(biāo)準(zhǔn)中引用的GB/T 11020-2005標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的火焰垂直試樣法中不低于FV2級的要求。

4 結(jié)論

塑料外殼接線盒作為I類和ⅡB類以下爆炸性混合物的環(huán)境使用的電纜多通接、分線裝置，技術(shù)工程師在原材料配方選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的國家強(qiáng)制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的配方設(shè)計(jì)，以對安全負(fù)責(zé)。同時(shí)，也是指導(dǎo)生產(chǎn)檢驗(yàn)時(shí)的重要標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)來源。