《煤矿用仪器仪表安全技术要求》

ICS13.100

N21

中华人民共和国国家标准

GBXXXXX—202X

煤矿用仪器仪表安全技术要求

Technicalrequirementsforsafetyofenvironmentalmonitoringinstrumentsforcoal

mines

（征求意见稿）

2020年2月

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

发布

GBXXXXX—202X

目  次

前言.................................................................................II

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4技术要求............................................................................2

5试验方法............................................................................5

6检验规则............................................................................8

I

GBXXXXX—202X

煤矿用仪器仪表安全技术要求

1范围

本标准规定了煤矿用仪器仪表的安全技术要求、试验方法、检验规则。

本标准适用于煤矿用仪器仪表（以下简称仪器仪表）。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T156标准电压

GB2099.1-2008家用和类似用途插头插座第1部分通用要求

GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ａ：低温

GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B:高温

GB/T2423.4电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法

GB/T2423.5电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击

GB/T2423.7环境试验第2部分：试验方法试验Ec：粗率操作造成的冲击

GB/T2423.10电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）

GB3836.1-2010爆炸性环境第1部分：设备通用要求

GB3836.2-2010爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备

GB3836.4-2010爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备

GB3836.9-2010爆炸性环境第9部分：由浇封型“m”保护的设备

GB4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T10111随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

额定电压nominalvoltage

仪器仪表在规定的工作条件下所规定的电压。

3.2

电压有效值voltageeffectivevalue

让恒定电压和交变电压分别加在阻值相等的电阻上，使它们在相同时间内产生的热量相等，就可以

吧该恒定电压的数值规定为这个交变电压的有效值。

1

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3.3

防爆型式typeofprotection

为防止电气设备引起周围爆炸性气体环境引燃而采取的特定措施。

3.4

外壳防护等级（IP）degreeofprotectionofenclosure(IP)

代码前边加符号IP，用以表明电气设备外壳

-防止人员触及外壳内部带电部件和活动部件（光滑的转轴及类似部件除外）；

-防止固体外物进入设备内部；

-防止液体浸入电气设备内部。

3.5

电气安全electricalsafety

内部带电体通过外壳对人体的伤害。

3.6

射频电磁场辐射抗扰度Radio-frequencyelectromagneticfieldradiationimmunity

仪器仪表设备对射频电磁场辐射的承受度。

3.7

电快速瞬变脉冲群抗扰度electricalfasttransient/burstimmunity

仪器仪表设备对电快速瞬变脉冲群信号干扰的承受度。

3.8

浪涌(冲击)抗扰度Surgeimmunity

仪器仪表在遭受浪涌（冲击）时的承受度。

4技术要求

4.1一般要求

4.1.1仪器仪表应符合本标准的要求，并按经规定程序批准的图样及技术文件制造。

4.1.2正常工作环境应为:

a)温度：（0～40）℃；

b)相对湿度：≤98％RH；

c)大气压力：（86～106）kPa；

d)风速：（0～8）m/s；

e)使用场所：具有爆炸性气体煤矿井下。

4.1.3贮存温度：（-40～60）℃。

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4.1.4防爆型式：应采用本质安全型、本质安全兼隔爆型和浇封兼本安型防爆型式，且符合GB

3836.1-2010、GB3836.2-2010、GB3836.4-2010和GB3836.9-2010中的有关规定。

4.1.5仪器仪表的技术性能和指标须在产品标准中明确规定，并符合或优于相应国家、行业标准的规

定。

4.1.6仪器仪表技术性能指标的确定应最大限度地反映和满足用户对产品功能的要求。

4.1.7使用性能应视产品的使用功能要求定性、定量地加以确定，所有显示测量仪器仪表均应规定精

度，并应符合国家、行业标准的有关规定。

4.2技术要求

4.2.1外观及结构

4.2.1.1仪器仪表表面、镀层或涂层不应有气泡、裂痕、明显剥落和斑点。

4.2.1.2仪器仪表应结构合理、坚固耐用；应有适于井下携带、安装的悬挂或支撑结构。

4.2.1.3仪器仪表的外壳、接插件和零部件应采取防锈防蚀措施，涂、渡层应均匀、牢固、颜色一致；

印制电路板应至少涂覆两次三防（防腐、防霉、防潮）漆。

4.2.2电气性能

4.2.2.1仪器仪表的技术指标根据产品使用情况由产品标准规定。

4.2.2.2输出信号

4.2.2.2.1开关量

a)有源开关量输出信号，在高电平输出状态，拉出电流为2mA时，输出电压应不低于3V;在低电

平输出状态，灌入电流为2mA时，输出电压应不高于0.5V。

b)无源开关量输出状态，在断开（截止）时，两输出端之间的漏电阻应不小于100KΩ；在闭合

（导通），且灌入电流为2mA时，输出端电压应不高于0.5V。

4.2.2.2.2模拟量信号

a)直流模拟量信号应为：

1~5mA（负载电阻0~500Ω或大于500Ω）。

4~20mA（负载电阻0~350Ω或大于350Ω）。

b)频率模拟量信号应符合以下要求：

信号频率应为200~1000Hz或5~15Hz；

4.2.2.2.3累计量信号

脉冲累计量信号输出应符合4.2.2.2.1规定，且正、负脉冲宽度不应小于0.3s,正、负脉冲之间的转

换时间不大于5ms。

4.2.2.2.4数字信号

a)工业以太网

b)CAN信号,传输频率一般应为5kbps。

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c)RS485,传输频率4800bps、9600bps可选。

4.2.2.2.5无线信号

a)信号种类：ZigbeeWaveMeshWi-FiRFID；

b)中心频率2.4GHz433MHz965MHz可选。

4.2.3电气安全

4.2.3.1仪器仪表的绝缘电阻应符合表1的规定。

表1

绝缘电阻(MΩ)介电强度

试验部位

常态湿热试验后（V/1min）

非本安端子对外壳之间50≥1.51500或2U+1000，但不低于1500

非本安端子对本安端子之间50≥1.51500或2U+1000V，但不低于1500

本安端子对外壳之间10≥1.0500

本安端子与本安端子之间10≥1.0500

注：U电路电压有效值之和。

4.2.3.2仪器仪表应进行符合表1规定的介电强度试验。工频耐压试验应历时1min，试验期间无击穿

与闪络现象，且漏电流不大于5mA。

4.2.4电源波动适应能力

4.2.4.1仪器仪表产品中应明确规定对供电电源的适应能力。

4.2.4.2交流供电的仪器仪表电源波动范围允许为额定电压的75%~110%。

4.2.4.3直流电源的适应能力应根据仪器仪表的使用情况由产品标准规定。

4.2.5工作稳定性

仪器仪表连续工作一定时间（具体时间根据产品的工作特性来定）后，其电气性能应符合4.2.2及

相应产品标准的规定。

4.2.6仪器仪表在规定的工作环境温度范围内工作时，其电气性能应符合4.2.2及相应产品标准的规

定。

4.2.7仪器仪表经贮存温度环境试验后，其电气性能应符合4.2.2及相应产品标准的规定。如仪器的

敏感元件不适应本标准规定的贮存温度范围时应在相应的产品标准中另行规定。

4.2.8仪器仪表经湿热试验后，其电气性能应符合4.2.2及相应产品标准的规定。

4.2.9仪器仪表经振动试验后，接插件及零部件应无松动、脱落，其电气性能应符合4.2.2及相应产

品标准的规定。

4.2.10仪器仪表经冲击试验后，接插件及零部件应无松动、脱落，其电气性能应符合4.2.2及相应产

品标准的规定。

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4.2.11仪器仪表经模拟运输试验后，接插件及零部件应无松动、脱落，其电气性能应符合4.2.2及相

应产品标准的规定。

4.2.12仪器仪表经跌落试验后应无损坏现象，接插件和零部件应无松动脱落，其电气性能应符合

4.2.2及相应产品标准的规定。如仪器的敏感元件不适应本标准规定的跌落试验高度时应在相应的产品

标准中另行规定。

4.2.13抗干扰试验

4.2.13.1仪器仪表应能通过GB/T17626.3规定的严酷等级为2级的射频电磁场辐射抗扰度试验。

4.2.13.2仪器仪表应能通过GB/T17626.4规定的严酷等级为2级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。

4.2.13.3仪器仪表应能通过GB/T17626.5规定的严酷等级为2级的浪涌(冲击)抗扰度试验。

注1：无线仪器仪表（电池供电且无线信号传输）仅做4.2.13.1试验。

4.2.14防爆要求

4.2.14.1仪器仪表应采用矿用本质安全型、矿用本质安全兼隔爆型和矿用浇封兼本安型的防爆结构且

满足GB3836-2010的规定。

4.2.14.2“ib”等级的电子保护必须双重化，且元件经过老化筛选；在正常工作和故障状态下，不

得在超过元件安装条件和温度范围规定的最大电流、电压和功率额定值的三分之二的情况下工作。

4.2.14.3仪器仪表外壳防护性能应符合GB4208中防护等级IP65的规定。

4.2.14.4仪器仪表采用塑料外壳时，外壳表面绝缘电阻应不超过1GΩ

4.2.14.5仪器仪表采用塑料外壳时，外壳阻燃性能应符合GB3836.1-2010中的规定。

4.2.14.6仪器仪表采用电池浇封时，防爆结构应符合GB3836.9-2010中的规定。

4.2.14.7仪器仪表应能通过GB3836-2010中10.1规定的火花点燃试验。传感器与关联设备通过不低

于2km电缆（单芯截面积为1.5mm2）连接后，应能通过GB3836.4-2010中10.1规定的火花点燃试验。

4.2.14.8仪器仪表在正常和故障状态下其元器件、外壳及连接导线最高表面温度应≤150℃。

4.2.14.9仪器仪表外壳结构、电气间隙、爬电距离应符合GB3836.4-2010中的规定。

4.2.14.10仪器仪表输出的信号应符合GB3836.4-2010中的规定。

5试验方法

5.1环境条件

除环境试验或有关标准中另有规定外试验应在下列环境条件中进行：

a)温度：(15～35)℃；

b)相对湿度：(45～75)%RH；

c)大气压力：(86～106)kPa；

d)应无影响测试的干扰气体。

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5.2外观及结构检查

目测

5.3电气性能

5.3.1试验要求

5.3.1.1试验方法必须能全面考核有关标准技术要求中所提及的产品产性能及指标

5.3.1.2试验中使用的测试仪器、设备、标准物质等均应规定精度等级，其精度等级应符合国家、行

业标准的规定。

5.3.2试验方法

仪器仪表必须根据国家、行业标准规定的试验方法进行试验，其内容应包括试验仪器、设备、试验

线路、试验步骤、试验结果的评定或计算等。

5.4电气安全试验

5.4.1绝缘电阻检测

按GB2099.1-2008中17.1规定的方法进行。

5.4.2介电强度试验

按GB3836.4-2010中10.3规定的方法进行。

5.5电源波动适应能力试验

5.5.1试验要求

对用交流或直流供电的仪器仪表应作电源波动适应能力试验。

5.5.2试验方法

将试验的仪器仪表的电源线连接到电压可调的电源上，然后额定频率下分别将试验电源调节到额定

电压、允许波动的额定电压上限值、允许波动的额定电压下限值，每种电压下稳定15min后，测试样品

的性能和指标。

5.6工作稳定性试验

仪器仪表连续工作数天，每天测试一次电气性能。

注：一般气体类传感器连续工作15d(红外和激光类传感器60d、热导式传感器21d)，非气体类传感器7d。

5.7工作温度试验

5.7.1工作低温试验

按GB/T2423.1中试验Ab规定的方法进行，在温度为（0±3）℃条件下，将仪器通电，稳定2h

后，测定电气性能。

5.7.2工作高温试验

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按GB/T2423.2中试验Bb规定的方法进行，在温度为（40±2）℃条件下，将仪器通电，稳定2h

后，测定电气性能。

5.8贮存温度试验

5.8.1低温贮存试验

按GB/T2423.1中试验Ab规定的方法进行，在温度为（－40±2）℃条件下，持续时间16h。试验

中仪器不包装，不开机，不进行中间检测。试验后，在试验箱中恢复到4.1规定的条件下保持2h，再

测定电气性能。

5.8.2高温贮存试验

按GB/T2423.1中试验Ab规定的方法进行，在温度为（60±2）℃条件下，持续时间16h。试验中

仪器不包装，不开机，不进行中间检测。试验后，在试验箱中恢复到4.1规定的条件下保持2h，再测

定电气性能。

5.9交变湿热试验

按GB/T2423.4中试验Db规定的方法进行，在温度为（40±2）℃，相对湿度为93％±3％条件下，

持续时间为12d（便携的仪器仪表为6d）。试验中仪器不包装，不通电，不进行中间检测。试验后，在

4.1规定的条件下恢复2h，进行绝缘电阻与介电强度试验，再测定电气性能。

5.10振动试验

按GB/T2423.10中试验Fc规定的方法进行，严酷等级：扫描频率范围（10～150）Hz，加速度幅

值为50m/s2(便携式仪器仪表20m/s2)，扫频循环次数为5次。试验中仪器不通电，不进行中间检测。

试验后，进行外观检查和测定电气性能。

注：安装在机车、采掘机械上的仪器仪表应在通电情况下进行。

5.11冲击试验

按GB/T2423.5中试验Ea规定的方法进行。严酷等级：峰值加速度为500m/s2，脉冲持续时间为（11±1）

ms，3个轴线每个方向连续冲击3次（共18次）。试验中仪器不通电，不进行中间检测。试验后，进行

外观检查和测定电气性能。

注：安装在机车、采掘机械上的仪器仪表应在通电情况下进行。

5.12模拟运输试验

5.12.1试验要求

受试仪器仪表必须是按有关规定完整包装状态下的产品。

5.12.2试验方法

在以下两种方法中选取

a)将包装后的仪器仪表，置于模拟汽车运输试验台上,频率为4Hz，试验持续2h；

b)将包装后的仪器仪表置于汽车中部并加以固定，汽车的负载不应超过汽车额定重量的1倍，在

三级公路的路面上行驶100km，行车速度为(20~40)km/h。

5.12.3试验后检查

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c)包装箱不应有较大的变形和损伤；

d)仪器仪表（包括附件）外观结构及电气性能应符合产品标准的规定。

5.12.4需要规定的细节

产品标准应对下列项目作出规定：

a)试验方法（5.10.2中的任取一种）；

b)测试的性能指标与外观结构要求。

5.13跌落试验

按GB/T2423.7中试验Ed方法规定的方法进行。严酷等级：跌落高度为1m，以正常使用方向自由

落向平滑、坚硬的混凝土面上共2次。试验中配有外套的仪器应将仪器装入外套中进行试验。试验后，

进行外观检查和测定电气性能。

5.14抗干扰试验

5.14.1仪器仪表应能通过GB/T17626.3规定的、试验等级不低于2级的射频电磁场辐射抗扰度试验，

仪器仪表应能正常工作。

5.14.2仪器仪表应能通过GB/T17626.4规定的、试验等级不低于2级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试

验，仪器仪表应能正常工作。

5.14.3仪器仪表应能通过GB/T17626.5规定的、试验等级不低于2级的浪涌（冲击）抗扰度试验，

仪器仪表应能正常工作

5.15防爆试验

5.15.1仪器仪表的防爆性能试验方法按GB3836-2010中规定的方法进行，由国家授权的防爆检验机

构进行。

5.15.2与本质安全性能有关的元件检查按GB3836.4-2010中7章规定的方法进行。

5.15.3外壳防护性能试验按GB4208中规定的方法进行。

5.15.4塑料外壳表面绝缘电阻试验按GB3836.1-2010中规定的方法进行。

5.15.5塑料外壳的阻燃性能试验按GB3836.1-2010中规定的方法进行。

5.15.6仪器仪表火花点燃试验按GB3836.4-2010中10.1规定的方法进行；传感器与关联设备通过不

低于2km的模拟电缆（或单芯截面积为1.5mm2的电缆；但应在该传感器的关联设备明细中注明该种电

缆的生产厂家及型号）连接，联机火花点燃实验按GB3836.4-2010中10.1规定的方法进行。模拟电缆

按MT/T772-1998附录Ａ仿真，电缆模拟参数按R＝12.8Ω/km单芯、L=0.8mH/km单芯、C＝0.06μF／

km计算。

5.15.7最高表面温度按GB3836.4-2010中10.2条规定的方法进行。

5.15.8电气间隙和爬电距离采用计量合格的器具测量进行测量。

6检验规则

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6.1出厂检验

应由制造厂质量检验部门逐台进行，检验合格并发给合格证后方可出厂。

6.2型式检验

6.2.1有下列情况之一时,应进行型式检验：

a)新产品鉴定、定型试验或老产品转厂生产时；

b)正常生产后如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；

c)正常生产时，每5年应进行1次；

d)停产1年后再次恢复生产时；

e)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

f)国家质量监督机构提出要求时。

6.2.2型式检验及出厂检验项目按表2逐条进行。

表2

序号项目名称技术要求试验方法出厂检验型式检验

1外观及结构检查4.2.15.2○○

2电气性能4.2.25.3○○

3电气安全4.2.35.4※○

4电压波动适应能力试验4.2.45.5○○

5工作稳定性试验4.2.55.6○○

6工作温度试验4.2.65.7-○

7贮存温度试验4.2.75.8-○

8交变湿热试验4.2.85.9-○

9振动试验4.2.95.10-