IEC 60079-15:2017 第五版變革

本文作者：UL 台灣工程部 Peggy Tsai

眾所周知，國際通用的危險場用所用電氣安全規範 ── IEC 60079-15:2017 第五版已於 2017 年底發布。因應技術的進程，該標準版本乘載著或多或少的改變，因此衝擊了相關業者。本文將針對新版標準相較於前一版標準 (IEC 60079-15:2010) 的差異，進行概略的說明，幫助業者快速掌握要點。

相較於上一版的 IEC 60079-15:2010 標準，我們可以將甫發布的 IEC 60079-15:2017 第五版標準歸納三大技術上的主要改變，以及部分技術上的選項延伸。

三大技術上主要改變 

1. 移除阻絕型 (Enclosed Break,  “nC”) 及無火花型 (Non-sparking, “nA”) 的防護方式：
在這個部分，不僅僅移除「阻絕型 (Enclosed Break, “nC”)」的防護方式，並將之歸類至具有相似原理的 IEC 60079-1:2014  耐壓型 (Flameproof) 的 “dc”；同時新版本亦移除無火花型 (Non-sparking, “nA”) 的防護方式，且將之歸類到 IEC 60079-7 增安型 (Increased Safety) 的 “ec”。

2. 氣流限制型 (Restricted breathing, “nR”) 的要求變更：

  • 在前一版的 IEC 60079-15:2010 版中，並未強制去規範此類防護方式內所用到的 Gasket 或 Sealant 之最高及最低的持續操作溫度，然而到了新版的條文 10.2.6 中，即進一步明確規範必須由 Gasket 或 Sealant 製造商提供材料規格書或聲明書，以佐證此材料的確適用於產品所宣告的使用溫度。適用的範圍：材料可使用的最低溫，需要等於或低於產品宣告使用的最低環境溫度，同時材料可使用的高溫方面，則須高於產品特定位置操作溫度 (Service Temperature) 至少 10 度。
  • 當氣流限制型 (Restricted Breathing, “nR”) 的產品內部裝有風扇時，由於其運作與否將影響外殼的內部壓力，因此在進行氣流限制測試(Restricted Breathing Test) 時，會要求在風扇運轉和停止的兩種狀態下，都必須進行該測試。

3. 非易燃型 (Non-incendive, “nC”) 的測試樣品準備變更：

  • 在新版條文 11.1.1 中，針對非易燃型 (Non-incendive, “nC”) 的測試樣品準備，已較前一版有更清楚的說明。相關內容如下 (樣品須依以下任一方法準備)：
    • 移除靠近接點附近的外殼，讓空氣和爆炸性氣體混和物能充滿在接點附近；
    • 至少在外殼上鑽兩個孔， 並確保點火源是由外殼內部往外部傳導。測試氣體應全面充滿在外殼中， 為達到此一目的，其中一個孔應連接管線；必要時，甚至可連接爆炸偵測裝置 (如壓力傳導器) 到待測物上，以偵測是否有效引燃；
    • 將待測試置入的密閉測試空間抽真空並持續 100 秒，在供給所需的電子負載前，須先於該測試空間灌滿一定濃度的特定空氣和爆炸性氣體混和物至少 100 秒，並且，連接爆炸偵測裝置 (如壓力傳導器) 到待測物上，以偵測是否有效引燃。

技術選項的增加或延伸

標準涵蓋範圍 (Scope) ── 前一版的 IEC 60079-15 中涵蓋範圍僅包含產品的額定不超過直流或交流 15kV 的電壓限制，但新版除已擴展為產品的輸入電壓不超過直流或交流 15kV 的電壓外，亦允許防爆產品內部有超過 15kV 的工作電壓。

新版條文 9.1 ── 對於由非金屬外殼所組成的元件類密封裝置 (常見例子如 Relay [繼電器])，該密封裝置的製造商須提供材料規格書或聲明書，進一步證明其密封材料的確適用於產品的使用溫度。適用的範圍為：材料可使用最低溫，需要等於或低於產品最低的使用溫度，而材料可使用高溫的部分，則須高於產品特定位置操作溫度 (Service Temperature)至少 10 度。此材料規格書或聲明書也許是密封或灌膠材料，但也有可能是整體的密封裝置。

新版條文 10.1 ── 對於採用氣流限制防護方式 (Restricted Breathing, “nR”) 的設備外殼上有進線配件時，需在該設備出廠時就隨貨附上該配件；若出廠無提供該配件，則需在產品說明書中，清楚載明選擇進線配件必須注意的相關資訊。

新版條文 10.2.1.2 ── 對於採用氣流限制防護方式 (Restricted breathing, “nR”)  的設備含有不會於設備正常運作下作動的開關裝置 (如異常警報開關)，即可視為無火花裝置，但其沿面及爬行距離必須符合一般環境工業標準的要求。而倘若有手動操控裝置安裝在需要由工具才能開啟的外殼中，且在正常操作狀態下不會被碰觸到，這些則可視為無火花元件。條文新增：這類設備若使用電池，則該電池須為密封型，並且依照 IEC 60079-7 中增安型 (Increased Safety) 的 “ec” 評估，但無須在氣流限制防護設備上加註此防護方式。

調整密封裝置 (Sealed Device, “nC”) 測試方法 ──

  • 前一版 IEC 60079-15:2010 的密封裝置測試
    1. 取三個樣品放進高於最高的使用溫度 10K 的循環烤箱內，進行 168 小時的高溫測試後 (該測試溫度不得低於80°C，而測試時間誤差為+30,0 小時)，接著再放進低於最低的使用溫度至少 10K 的冰箱中 24 小時 (測試時間誤差為 +2, 0 小時)；
    2. 相同的樣品在所有腳位相連和外殼間進行 1 分鐘的耐壓測試。產品若為塑膠外殼須包覆錫箔；測試電壓為產品的最大峰值電壓或 2 倍工作電壓 +1000，選擇其較大者來進行測試。當產品工作電壓 ≦ 42V 及測試電壓為 500V，則在耐壓測試過程中， 所有產品不得耐壓崩潰；
    3. 樣品在測試後進行目檢， 外觀不得有任何損壞。之後接續浸水洩漏測試，將相同產品浸到 65°C/深25 mm 的水中 1 分鐘， 過程中不得有氣泡竄出水面。最後再重複先前的耐壓測試，才算完成整套的評估。
  • 新版 IEC 60079-15:2017 的密封裝置測試調整 (條文 11.2.1 與 11.2.2) 
    1. 取三個樣品放進高於產品特定位置操作溫度 (Service Temperature) 的循環烤箱內，進行至少 168 但不超過 198 小時，接著放進低於產品宣告的最低使用環境溫度至少 10K 的冰箱中至少 24 但不超過 26 小時；
    2. IEC 60079-0 條文替代 26.8 亦可做為替代的老化方法；
    3. 耐壓測試僅於當對於浸水測漏結果有疑慮時，如無法判斷氣泡是否來自密封內部，其才會於浸水測漏測試後接續進行。

結語

綜合來看，IEC 60079 在進行新版的 IEC 60079-15:2017 時代後，僅保留了以下的防護方式，在此亦呼籲相關業者務必特別留意，並有相關的應變措施。

  • Non-incendive, “nC” ── 非易燃型
  • Sealed Device, “nC” ── 密封裝置型
  • Hermetically-Sealed, “nC” ── 金屬或玻璃密封裝置型
  • Restricted breathing, “nR” ── 氣流限制型

敬請目前正在計畫申請 IEC 60079-15 的業者，若產品內已使用 IEC 60079-15:2010 版本中所涵蓋的阻絕型 (Enclosed Break, “nC” ) 或無火花型 (Non-sparking, “nA” ) 的防護方式，應進一步採用其移轉後的防護方式所對應之標準進行產品的認證申請和評估。事實上，在標準移轉後，對於耐壓型 (Flameproof) 的  “dc” 和增安型 (Increased Safety) 的 “ec” 技術層面上要求，並未有變更，甚至在產品的評估上提供更多的彈性，而其他 IEC60079-15 條文對技術的選項增加或延伸，亦有更明確的規範。

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