Q/BH003
山西博华科技有限公司企业标准
Q/BH003-2011
KJ70Z-F型矿用分站
2011-03-01发布 2011-04-01实施
山西博华科技有限公司 发 布
Q/BH003-2011
前 言
本标准在防爆安全方面遵守 GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分 通用要求》和GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备第4部分 本质安全型“i” 》的有关规定。
本标准的技术内容符合 MT209-1990《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》、MT210-1990《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法》（抗干扰及可靠性要求除外）、MT/T 899《煤矿用信息传输装置通用技术条件》、MT/T 1005 《矿用分站》、《AQ 6201 煤矿安全监控系统通用技术要求》的有关规定。
在编写格式、表述方法和引用标准方面依据GB/T1.1-2009、GB/T 20000.3-2003等规定。 本标准由山西博华科技有限公司提出并负责起草。 本标准首次发布时间：2011年03月01日。 本标准主要起草人：方利红 柳江峰 本标准批准人：周小波
1
Q/BH003-2011
KJ70Z-F型矿用分站
1 范围
本标准规定了KJ70Z-F型矿用分站的产品型号及结构、技术要求、试验方法、检验规则等。
本标准适用于KJ70Z-F型矿用分站（以下简称分站）。
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 4208 外壳防护等级（1P代码）（GB 4208—1993，eqv IEC 529：1989） GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求
GB 3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型“i” GB/T 191 包装储运图示标志（GB/T 191-2000，eqv ISO 780：1997） GB/T 9969 工业系统使用说明书 总则
GB/T 10111-2008 随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序 MT/T 286 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法 MT 209 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求 MT 210 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法 MT 211 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品质量检验规则 MT/T 899 煤矿用信息传输装置通用技术条件 MT/T 1005 矿用分站
AQ 6201 煤矿安全监控系统通用技术要求
AQ 1029 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范 AQ 1043-2007 矿用产品安全标志标识
3 产品型号及结构
3.1 防爆型式和标志
矿用本质安全型，标志为“ExibI”。 3.2 型号
KJ 70Z -F 分站设备 登记序号 矿用监测、监控系统或设备
3.3 外形尺寸及质量
2
Q/BH003-2011
3.3.1 外形尺寸（长×宽×高）：310mm×225mm×80mm。 3.3.2 质量：约4kg。
4 技术要求 4.1 一般要求
产品符合本标准的规定，并按批准的技术文件和图样制造。 4.2 环境条件
分站在下列条件下能正常工作： a）环境温度：0℃～+40℃；
b）平均相对湿度：不大于95％（+25℃）； c）大气压力：80kPa～106kPa；
d）煤矿井下有瓦斯，煤尘爆炸危险的环境，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体场所。 4.3 供电电源
a）额定工作电压：DC18V； b）工作电流：≤400mA； 4.4 基本功能
4.4.1分站应具有与网络交换机双向通信及工作状态指示功能。
4.4.2分站应具有模拟量采集功能，模拟量输入信号应优选数字信号和频率型模拟信号。分站应具有甲烷、风速、风压、一氧化碳、温度等模拟量采集及显示功能。
4.4.3分站应具有开关量采集及显示功能。分站应具有馈电状态、风筒开关、风门开关、烟雾等开关量采集及显示功能。
4.4.4 分站应具有累计量采集及显示功能。 4.4.5 分站应具有控制（含断电和声光报警，声光报警可由传感器或声光报警器完成）功能。分站应具有：
a）甲烷浓度超限声光报警和断电/复电控制功能：
1）甲烷浓度达到或超过报警浓度时，声光报警（声光报警可由传感器或声光报警器完成）；
2）甲烷浓度达到或超过断电浓度时，切断被控设备电源并闭锁。甲烷浓度低于复电浓度时，自动解锁；
3）与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，应切断该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁。当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁：
b）甲烷风电闭锁功能：
1）掘进工作面甲烷浓度达到或超过1.0％CH4时，声光报警；掘进工作面甲烷浓度达
到或超过1.5％CH4时，切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面甲烷浓度低于1.0％CH4时，自动解锁；
2）掘进工作面回风流中的甲烷浓度达到或超过1.0％CH4时，声光报警，同时切断掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当掘进工作面回风流中的甲烷浓度低于1.0％CH4时，自动解锁；
3）被串掘进工作面入风流中甲烷浓度达到或超过0.5％CH4时，声光报警，同时切断
被串掘进巷道内全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当被串掘进工作面入风流中甲烷浓度低于0.5％CH4时，自动解锁；
4）局部通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，声光报警，同时切断供风区域的
3
Q/BH003-2011
全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当局部通风机或风筒恢复正常工作时，自动解锁；
5）局部通风机停止运转，掘进工作面或回风流中甲烷浓度大于3.0％CH4时，应对局
部通风机进行闭锁使之不能起动，只有通过密码操作软件或使用专用工具方可人工解锁；当掘进工作面或回风流中甲烷浓度低于1.5％CH4时，自动解锁；
6）与闭锁控制有关的设备（含分站、电源、甲烷传感器、设备开停传感器、断电控制器等）故障或断电时，切断该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁。与闭锁控制有关的设备接通电源lmin内，应继续闭锁该设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源。当与闭锁控制有关的设备王作正常并稳定运行后，自动解锁。严禁对局部通风机进行故障闭锁控制。
4.4.6分站应具有初始化参数设置和掉电保护功能。初始化参数可通过上位机输入和修改。 4.4.7分站应具有自诊断和故障指示功能。
4.4.8分站外接本安电源应具有备用电源功能。当电网停电后，应能对甲烷、风速、风压、一氧化碳、局部通风机开停、风筒状态等主要监控量继续监控。 4.5 主要技术指标 4.5.1 信号制
分站应支持以下信号制传感器的采集： 4.5.1.1 模拟量
a)除高低浓甲烷外，模拟量传感器输出信号都为（200～1000）Hz频率信号，信号脉冲宽度大于0.3ms，高电平大于3V（输出电流为2mA时），低电平小于0.5V； b)高低浓甲烷：频率信号，(200～1000)Hz对应检测范围（0～4）%CH4、（1200～2000）Hz对应检测范围（0～100）%CH4；信号脉冲宽度大于0.15ms，高电平大于3V（输出电流为2mA时），低电平小于0.5V；
c)数字式传感器：通讯方式RS485、主从、半双工、双极性，通讯信号电压峰峰值（1-9）V，通讯信号电流峰值不大于150mA； 4.5.1.2累计量
a)电平信号脉冲宽度不低于0.3s，高电平大于3V（输出电流为2mA时），低电平小于0.5V；计数范围：0～9999；
b) 数字式传感器：通讯方式RS485、主从、半双工、双极性，通讯信号电压峰峰值（1-9）V，通讯信号电流峰值不大于150mA； 4.5.1.3 开关量输入信号
a)电平信号：输出高电平时应不小于3.0V（输出电流为2mA时），输出低电平时应不大于0.5V，高电平对应逻辑“1”；低电平对应逻辑“0”；
b)电流信号：0mA/5mA，不大于0.5mA对应逻辑“0”，不小于3mA对应逻辑“1”； c)电流信号：-5mA/+5mA，不大于-3mA对应逻辑“0”，不小于3mA对应逻辑“1”，0mA对应“断线”；
d)数字信号：通讯方式RS485、主从、半双工、双极性，通讯信号电压峰峰值（1-9）V，通讯信号电流峰值不大于150mA； 4.5.1.4 控制量输出信号
高电平拉出电流为2mA时电压幅度大于3V，低电平小于0.5V。 4.5.2 模拟量输入处理误差
模拟量输入处理误差应不大于0.5％。 4.5.3 累计量输入处理误差
累计量输入处理误差应不大于0.5％。 4.5.4 系统信号传输
4
Q/BH003-2011
4.5.4.1分站与工业环网交换机通讯
a)传输端口：1路RJ45电口；
b)传输方式：全双工TCP/IP传输协议； c)传输速率：10/100 Mbps自适应； 4.5.4.2分站与分站通讯
a)传输端口：2个；
b)传输方式：半双工CAN信号； c)传输速率：9600bps；
d)通讯信号电压峰峰值：2V~10V； e)通讯信号电流峰值：70mA； 4.5.5 控制执行时间
甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间应不大于2s；其它控制执行时间应不大于30s；
4.5.6 最大传输距离
； a)分站到传感器：2km（采用MHYVR通信电缆：截面积不小于1.5mm2）； b)分站到断电器：2km（采用MHYVR通信电缆：截面积不小于1.5mm2）
； c)分站到声光报警器：2km（采用MHYVR通信电缆：截面积不小于1.5mm2）
d)分站到工业环网交换机：100m；
e)分站到监控主机：10km （采用工业环网及单模光纤）；
； f)分站到分站：5km（采用MHYVR通信电缆：截面积不小于1.5mm2）
4.5.7 最大监控容量
a)分站应能接入传感器数量为8路，不区分模拟量和开关量。 b)分站应能接入4路执行器。 4.5.8 备用电源连续工作时间
电网停电后，外接备用电源连续工作时间应不小于2h。 4.6 电源波动适应能力
直流供电电压在（12～24）V范围内波动时，分站的基本功能和主要技术指标不得低于本标准的要求。 4.7 结构
4.7.1 金属零部件要进行防腐、防锈处理。
4.7.2 整机、零部件加工应符合图纸要求，装配正确无误。 4.8 外观
应符合MT/T 1005中4.8的规定。 4.9 外壳防护性能
分站的外壳防护能力应符合GB4208-2008中有关IP54的规定。 4.10 特殊工艺要求
印制电路板调试完毕清洗后，表面须均匀地涂覆两遍三防漆，覆盖层应牢固可靠。 4.11 电气安全
4.11.1 本安接线端子对外壳间应能承受交流50Hz、电压500V历时1min 的工频耐压试验，且无击穿和闪络现象，漏电流不大于5mA。
4.11.2 本安电路与外壳之间的绝缘电阻不小于10MΩ，湿热试验后，绝缘电阻不小于1.0MΩ。
4.11.3 电气间隙和爬电距离
分站印制板绝缘涂层下的电气间隙和爬电距离应符合GB3836.4-2000 表2的规定。
5
Q/BH003-2011
4.12 表面温度
分站在正常工作和规定的故障状态下，元器件及导线等的最高表面温度须不高于150℃。
4.13 工作稳定性
分站应进行工作稳定性试验，通电试验时间不小于2d，其基本功能和主要技术指标不得低于本标准要求。 4.14 可靠性
分站的平均无故障时间（MTBF）应不小于1000h。 4.15 环境适应性
4.15.1 分站在工作状态应能承受按表1规定条件进行的低温工作试验，其基本功能及主要技术指标应符合本标准的规定。
4.15.2 分站在工作状态应能承受按表1规定条件进行的高温工作试验，其基本功能及主要技术指标应符合本标准的规定。
4.15.3 分站在非工作状态应能承受按表1规定条件进行的低温贮存试验，其基本功能及主要技术指标应符合本标准的规定。
4.15.4 分站在非工作状态应能承受按表1规定条件进行的高温贮存试验，其基本功能及主要技术指标应符合本标准的规定。
表1
试验项目 低温工作 高温工作 低温存储 高温存储
温 度 ℃
试验时间（h）
恢复时间（h）
0 2 - +40 2 - -40 16 2 +60 16 2
4.15.5 分站应能承受严酷等级＋40℃，周期6d的交变湿热试验。其基本功能及主要技术指标应符合本标准的规定。
4.15.6 分站在非工作状态应能承受频率10Hz～150Hz，加速度20m/s2，在三个互相垂直的轴线上各振动5次的振动试验，试验后其基本功能及主要技术指标应符合本标准的规定。 4.15.7 分站在非工作状态应能承受峰值加速度500m/s2， 脉冲持续时间11ms，在三个互相垂直轴线的每个方向上连续冲击3次的冲击试验；试验后检查其基本功能及主要技术指标应符合本标准的规定。
4.15.8 分站应能承受4次高度1m的跌落试验，试验后检查其基本功能及主要技术指标应符合本标准的规定。
4.15.9 包装后的分站应能承受运输试验，试验后检查包装箱应无损坏和明显变形，箱内产品的基本功能及主要技术指标应符合本标准的规定。
4.16 防爆要求
4.16.1 分站须符合GB3836.1、GB3836.4的规定，并经国家授权的防爆检验部门审查检验合格，取得“防爆检验合格证”。 4.16.2 分站应通过安全火花试验。 4.16.3 本安参数
a) Uo：≤24V；b) Io：≤400mA。 5 试验方法 5.1 试验一般条件 5.1.1 环境条件
6
Q/BH003-2011
除环境试验或有关标准另有规定外，试验应在下列条件下进行： a）温度：15℃～35℃ ； b）相对湿度：45％～75％； c）大气压力：86 kPa～106kPa。 5.1.2 电源条件
除有关标准另有规定，测试用直流供电电源符合以下要求： a）电压：误差不大于2%；
b）周期与随机飘移：△U/U0≤1%。 5.1.3 测试仪器和设备
5.1.3 测试仪表及设备的一般要求。
5.1.3.1 测试仪表的精度应保证所测指标的精度要求。 5.1.3.2 测试仪表和设备的选型应符合所测性能的特性。 5.1.3.3 属计量范围内的仪表须在计量检定周期内。 5.2.2 测试仪器仪表
表2
名称 数字万用表
型号 FLUKE 189
数量
1 1
1 1 1 1 1 1 稳压电源 APS3005S 数字示波器 TDS1002B 兆欧表 ZC11D-10 耐压仪 ZHZ8A 电流表 85C1 标准信号源 SP1643B 秒表 计算机
矿用交换机 KTJ28Z
5.2 试验线路
受试分站使用规定的传输介质按以下要求连接：
CSY-5 1 昭阳E46A 1 7
Q/BH003-2011
图中，仿真线L0为分站至分站之间的最大传输距离的传输线，仿真线L1为分站至传感器、控制器之间的最大传输距离的传输线。 5.3 基本功能试验
5.3.1 将分站与交换机接通，检查分站是否通过交换机与监控主机进行双向通信，并指示相应的通信状态。断开分站与交换机，检查分站是否指示与交换机处于不通信状态。 5.3.2 改变传感器、模拟量信号发生器的输出值，检查分站和主机是否在规定的时间内显示相应的数据，该数据是否与传感器和模拟量发生器的输出值相符，且误差在规定的范围内。 5.3.3 改变开关量信号模拟器的输出状态，检查分站和主机在规定的时间内是否显示相应的状态。
5.3.4 使累计量信号模拟器输出累计量信号，在规定的时间内，检查分站和主机在规定的时间内是否显示相应的数据，该数据与输入的累计量信号是否相符，且误差在规定的范围内。 5.3.5 设置模拟量输入的报警值、断电值和复电值，改变传感器或模拟量信号发生器的输出（即分站的输入），检查分站是否实现相应的控制闭锁功能：
8
Q/BH003-2011
a）使传感器或模拟量信号发生器的输出达到分站所设置的声光报警值，分站或传感器声光报警；
b）使传感器或模拟量信号发生器的输出达到分站所设置的断电值，在规定的时间内有与被控设备断电对应的指示且保持；
c）使传感器或模拟量信号发生器的输出达到分站所设置的复电值，有与被控设备供电对应的指示。
5.3.6 使开关量信号模拟器的输出处于\"局部通风机停或风筒风量低于规定值\"状态，观察控制执行器在规定的时间内是否有与被控设备断电对应的指示且保持。改变开关量信号模拟器的输出处于\"局部通风机和风筒工作正常\"状态，观察控制执行器是否有与被控设备供电对应的指示。
5.3.7分别模拟相当于分站、电源、甲烷传感器、设备开停传感器、断电控制器等发生故障的状态或断电，观察控制执行器是否有与被控设备断电对应的指示且保持；撤消上述故障或送电，观察lmin后控制执行器是否有与被控设备供电对应的指示。
5.3.8 分别在基本功能试验开始前和试验中，通过监控主机调用分站初始化参数配置菜单，设置和修改分站各种初始化参数，在试验中检查结果是否与修改要求相符。切断分站的供电电源，数分钟后重新复电，检查所设置的各种参数是否保持不变。
5.3.9 分别模拟电源、甲烷传感器、设备开停传感器、断电控制器和电缆故障，检查分站是否能做出诊断，并有相应的显示和报警。将模拟故障撤消，则检查相应的故障显示和报警是否解除。
5.4 主要技术指标测试
5.4.1模拟量输入与输出处理误差测试 5.4.1.1 对所有模拟量输入口进行试验，每一路输入口不得少于5个试验点，试验点应包括下限值、上限值在内，且均匀分布。
5.4.1.2 调节模拟量发生器的输出为下限值，逐渐平稳增加至上限值，再平稳减少至下限值。在一次循环中依次记录分站或主机所显示的各试验点的实测值。
5.4.1.3 计算各试验点信号所对应的被测量的理论值，按公式（1）计算处理误差δi 。
5.4.1.4 模拟量输入与输出处理误差应取δi 的最大值。 5.4.2 累计量输入处理误差测试
5.4.2.1 对所有累计量输入口进行试验，其中每一路累计量输入口误差测试按下述方法进行：
a）使累计量信号模拟器输出一串规定最小脉冲宽度，数量不少于3000个的脉冲信号，记录分站或主机所显示的累计量实测值；
b）改变脉冲量的个数，重复a）5次以上。 5.4.2.2 按5.4.1.3计算处理误差。
5.4.2.3 累计量输入处理误差应取δi的最大值。 5.4.3 控制执行时间测试
9
Q/BH003-2011
5.4.3.1使传感器或模拟量信号发生器的输出达到分站所设置的断电值，用秒表测量从信号输入到控制执行器指示被控设备断电的时间。
5.4.3.2 测得的时间与所配置的执行器的动作时间之和即为控制执行时间。 5.4.4 备用电源连续工作时间测试
切断给分站供电电源的交流电源，检查备用电源连续工作时间是否满足要求。 5.5 电源波动适应能力试验
使分站的供电电压依次处于额定电压、允许波动的额定电压上限值和允许波动的额定电压下限值并保持15min，测试分站在每种电压下的基本功能和主要技术指标。 5.6 结构检查
采用目力和量具进行检查。对与防爆和矿用一般型性能有关的零部件、元件及结构按 GB 3836和GB/T 12173的有关规定进行检查。 5.7 外观检查
采用目力检查法。 5.8 外壳防护性能试验
按GB 4208的有关规定进行。 5.9 工频耐压试验
按MT 210的有关规定进行。 5.10 绝缘电阻测量
按MT 210的有关规定进行。 5.11 表面温度测量
按GB 3836和GB/T 12173有关温度试验的规定进行。 5.12 工作稳定性试验
按MT/T 772—1998中第10章的规定，间隔不得大于24h。 5.13 可靠性试验
按GB/T 5080.7的有关规定进行，采用定时截尾试验方案。失效判定应符合GB/T 5080．1-1986中9.2的有关规定。 5.14 低温工作试验
按GB/T 2423.2的有关规定进行。 5.15 高温工作试验
按GB/T 2423.1的有关规定进行。 5.16 低温贮存试验
按GB/T 2423．2的有关规定进行。 5.17 高温贮存试验
按GB/T 2423.1的有关规定进行。 5.18 湿热试验
分站的湿热试验按GB/T2423．4的有关规定进行。 5.19 振动试验
按GB/T 2423．10的有关规定进行。 5.20 冲击试验
按GB/T 2423．5的有关规定进行。 5.21 跌落试验
按MT210-1990 第15.2条的规定进行。 5.22 运输试验
按MT210-1990第27.2条的规定进行。
10
Q/BH003-2011
5.23 安全火花试验
按GB3836.4-2000 第10章的有关规定进行。 5.24 本安参数试验
按GB/T 3836.4的有关规定进行 6.1 检验分类
检验分为出厂检验、型式检验。 6.2 出厂检验
6.2.1 每台产品均需进行出厂检验。检验合格的，出具产品合格证方可出厂。 6.2.2 检验项目按表3中出厂检验的规定进行。
6.2.3 出厂检验各项指标须符合本标准的规定，有1项不合格则判定该产品不合格。 6.3 型式检验
6.3.1 下列情况之一应进行型式检验
a) 产品转厂定型时；
b) 产品结构、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3年1次（防爆性能除外）；
d) 出厂检验结果与前次型式检验结果有较大差异时； e) 停产1年恢复生产时；
f）国家有关机构提出进行型式检验时。
表3
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
检验项目 基本功能 主要技术指标 电源波动试验
结构 外观 外壳防护性能 工频耐压 绝缘电阻 表面温度 工作稳定性 可靠性 低温工作试验 高温工作试验 低温存贮试验 高温存贮试验 湿热试验 振动试验 冲击试验 跌落试验 运输试验 安全火花试验 本安参数试验
不合格分类
要求
检验方法
出厂检验
型式检验
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
B 4.4 5.3 ○ B 4.5 5.4 — B 4.6 5.5 Δ C 4.7 5.6 ○ B 4.8 5.7 ○ B 4.9 5.8 — A 4.11.1 5.9 ○ A 4.11.2 5.10 ○ A 4.12 5.11 — B 4.13 5.12 Δ B 4.14 5.13 — B 4.15.1 5.14 — B 4.15.2 5.15 — B 4.15.3 5.16 — B 4.15.4 5.17 — B 4.15.5 5.18 — B 4.15.6 5.19 — B 4.15.7 5.20 — B 4.15.8 5.21 — B 4.15.9 5.22 — A 4.16.2 5.23 — A 4.16.3 5.24 —
注：“○”表示需要进行检验的项目，“Δ”表示过程中进行检验的项目，“—”表示不需要进行检验的
11
Q/BH003-2011
项目。绝缘电阻和工频耐压在出厂检验时只做常态。
6.3.2 检验项目应符合表3的规定。
6.3.3 样品在出厂检验合格品中随机抽取。抽样方法按 GB/T10111-2008 的有关规定进行。抽样基数≤50台时，抽样数量：2台；抽样基数＞50台时，采用GB/T2829-2002一次抽样方案，DLⅡ，RQL=40， 样本数量n=4，Ac=0， Re=1。
6.3.4 对A类项目，有1项不合格，判定型式检验不合格。对B类项目，有1项不合格，须加倍抽样重新检验，若仍有1项不合格，则判定型式检验为不合格。对C类项目，有3项不合格，判定型式检验为不合格。 7 标志、包装、运输和贮存 7.1 标志
安全标志标识执行AQ1043-2007的规定。 7.2 包装
7.2.1 分站的包装方式应符合国家和行业的有关规定。 7.2.2 随机文件应包括： a) 产品合格证； b) 使用说明书； c) 装箱单； 7.3 运输
包装后的分站在避免雨雪直接淋袭的条件下，可适用于水运、陆运及空运等各种
运输方式。 7.4 贮存
包装后的分站应能在温度为－10℃～+40℃，相对湿度不大于90％的环境中贮存12个月以上。
12
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容