Iskrobezpieczny obwód elektryczny

Iskrobezpieczny jest taki obwód elektryczny, którego samo wykonanie z prawdopodobieństwem nie większym niż 0,1% nie pozwoli na wystąpienie wyładowania elektrycznego mogącego spowodować zapłon otaczającego środowiska wybuchowego, które z reguły potwierdzają warunki testowe. Stan przeciwwybuchowości „obwodu elektrycznego iskrobezpiecznego” polega na utrzymaniu napięcia, prądu i mocy w takim obwodzie na określonym poziomie iskrobezpiecznym. Dla obwodu iskrobezpiecznego można wyróżnić trzy poziomy iskrobezpieczeństwa: ia, ib oraz ic.

Poziomy iskrobezpieczne

tak — poziom szczególnie przeciwwybuchowy. Oznacza to, że bezpieczne warunki są zachowane nawet w przypadku wystąpienia dwóch niezależnych lub równoczesnych zwarć w obwodzie. Ten poziom iskrobezpieczeństwa gwarantuje najwyższą ochronę przeciwwybuchową i bezpieczeństwo, dlatego ma zastosowanie do stref zagrożonych wybuchem klas 0, 1 i 2.

ib — poziom przeciwwybuchowy. Na tym poziomie dozwolone jest tylko jedno uszkodzenie, więc dotyczy to tylko obszarów niebezpiecznych klasy 1 i 2.

IC — poziom podwyższonej odporności na wybuch.Ogólnie rzecz biorąc, nie pozwala na uszkodzenia, dlatego jest używany tylko w obszarach niebezpiecznych klasy 2.

Klasy stref wybuchowych

Podobnie jak nieodłączne poziomy bezpieczeństwa obwodów, strefy niebezpieczne są również klasyfikowane:

Strefa wybuchowa 0. W takim obszarze stale lub przez długi czas znajduje się wybuchowa mieszanina gazów.

Strefa wybuchowa 1. W tym obszarze, nawet w normalnych warunkach pracy urządzeń, zawsze istnieje możliwość wystąpienia wybuchowej mieszanki gazowej.

Strefa wybuchowa 2. Wybuchowa mieszanina gazów jest mało prawdopodobna w tym obszarze w normalnych warunkach pracy. Jeśli tak się stanie, jest to niezwykle rzadkie, a następnie przez krótki okres czasu.

Wewnętrzny współczynnik bezpieczeństwa

Dla stosowanych obwodów iskrobezpiecznych wprowadzono specjalny współczynnik – współczynnik iskrobezpieczeństwa. Wyraża stosunek minimalnych parametrów stanu zapłonu do odpowiadających im parametrów iskrobezpieczeństwa. I tak w Stanach Zjednoczonych akceptowane są następujące iskrobezpieczne współczynniki ochrony przed wybuchem typu „iskrobezpieczny obwód elektryczny”:

Prawdziwy współczynnik bezpieczeństwa 1,5 — za jedną awarię w najbardziej niekorzystnych warunkach;

Prawdziwy współczynnik bezpieczeństwa 1 — za dwie szkody w najbardziej niekorzystnych warunkach;

Na przykład w Ameryce Północnej przyjmuje się współczynnik mocy 1,5 dla warunków, w których urządzenie jest testowane eksperymentalnie. W toku badań teoretycznych dla trybu normalnego i dla trybu awaryjnego z jednym zwarciem przyjmuje się współczynnik 2 dla prądu i napięcia, a dla trybu awaryjnego z dwoma zwarciami współczynnik iskrobezpieczny wynosi 1,33.

Głównym powodem, dla którego iskrobezpieczny współczynnik bezpieczeństwa wzrasta w tych warunkach, jest to, że w badaniach teoretycznych zwykle nie mają pełnych informacji o wartościach nominalnych wszystkich elementów, na przykład wartość indukcyjności może zależeć od tego, jak jest mierzona.

Zgodnie z lokalnymi normami GOST i europejskimi, iskrobezpieczny współczynnik bezpieczeństwa obwodu iskrobezpiecznego nie powinien być mniejszy niż 1,5 dla normalnej pracy sprzętu elektrycznego, a także dla trybu awaryjnego ze sztucznie utworzonym uszkodzeniem połączeń i innych elementów tego sprzętu elektrycznego . Dla napięcia i prądu naturalny współczynnik bezpieczeństwa 1,5 odpowiada współczynnikowi 2,25 dla energii.
Proste wyposażenie elektryczne

Urządzenia elektryczne mają swoją klasyfikację pod względem iskrobezpieczeństwa. Do urządzeń prostych zalicza się urządzenia elektryczne lub zespół urządzeń elektrycznych o uproszczonej konstrukcji o określonych wartościach ustalonych parametrów technicznych odpowiadających parametrom iskrobezpieczeństwa obwodu elektrycznego, w którym są są używane.

Taki prosty sprzęt elektryczny obejmuje:

• 1 — pasywne urządzenia elektryczne — przełączniki, puszki połączeniowe, proste urządzenia półprzewodnikowe, rezystory;

• 2 — urządzenia zdolne do magazynowania energii o parametrach elektrycznych, które są instalowane i brane pod uwagę przy określaniu własnego bezpieczeństwa — kondensator, cewka indukcyjna;

• 3 — urządzenia do wytwarzania energii — termopary i fotokomórki o napięciu nie większym niż 1,5 V, prądzie nie większym niż 0,1 A, mocy nie większej niż 0,025 W. Współczynniki indukcyjne i pojemnościowe tych urządzeń uwzględnia się jako w ust. 2.

Należy zrozumieć, że prosty sprzęt musi spełniać wymagania aktualnej dokumentacji naukowo-technicznej dla urządzeń iskrobezpiecznych. Tak więc, zgodnie z GOST R IEC 60079-11-2010, używając prostego sprzętu w obwodach iskrobezpiecznych, należy wziąć pod uwagę:

1) Prosty sprzęt nie powinien być bezpieczny ze względu na ograniczenia prądu i/lub napięcia.

2) Sprzęt nie może zawierać żadnych środków zwiększających napięcie lub prąd.

3) Sprzęt przed brakiem obciążenia należy przetestować podwójnym napięciem, co najmniej 500 V.

4) Wszystkie wsporniki muszą spełniać specjalne wymagania.

5) Osłony niemetaliczne lub ze stopów lekkich muszą być bezpieczne elektrostatycznie.

6) Klasa temperaturowa sprzętu musi odpowiadać warunkom pracy.

W praktyce ten zestaw ograniczeń utrudnia stosowanie prostych urządzeń w obwodach iskrobezpiecznych. Punkty 1 i 2 są zwykle łatwe do naśladowania. Ale punkty od 3 do 6 mogą już powodować trudności.

Na przykład, chociaż termometr rezystancyjny jest prostym urządzeniem, to jednak zgodnie z GOST 6651-2009 takie urządzenie jest testowane tylko napięciem 250 V i dlatego nie może być używane w obwodzie iskrobezpiecznym (zgodnie z ust. 3). Zastosowanie takiego urządzenia wymaga specjalnej konstrukcji czujnika z odpowiednią wytrzymałością jego izolacji.

Zgodnie z pkt 4 i 5 sprawdzenie prostego sprzętu nie jest łatwe, ponieważ często brakuje niezbędnych informacji i nie ma możliwości prawidłowego przeprowadzenia sprawdzenia.

Iskrobezpieczne urządzenia elektryczne

Nazywa się iskrobezpieczny sprzęt elektryczny, który ma iskrobezpieczne wewnętrzne i zewnętrzne obwody elektryczne.Urządzenia zewnętrzne, takie jak elementy wyjściowe, elektrozawory, przetworniki prądowo-ciśnieniowe, w przypadku użytkowania w strefie zagrożonej wybuchem muszą posiadać atest bezpieczeństwa elektrycznego. Certyfikacja opiera się na maksymalnym poziomie energii i temperaturze samozapłonu.

Urządzenia elektryczne instalowane w przestrzeniach zagrożonych wybuchem muszą być odpowiednio oznakowane ze wskazaniem poziomu iskrobezpieczeństwa obwodu.

Powiązany sprzęt elektryczny

Do podłączonych urządzeń elektrycznych zalicza się obwody urządzeń i urządzeń elektrycznych, które podczas normalnej lub awaryjnej eksploatacji nie są galwanicznie odizolowane od obwodu iskrobezpiecznego.

Pasywne i izolowane bariery DC, a także aparatura kontrolno-pomiarowa służąca do pomiaru i łączenia sygnałów odbieranych ze stref zagrożonych wybuchem stanowią główną część tego typu urządzeń i dlatego muszą posiadać atesty na maksymalną wartość energii, jaka może zostać przeniesiona do strefy zagrożonej wybuchem.

Sam sprzęt elektryczny znajduje się w obszarze niezagrożonym wybuchem, aw przypadku konieczności umieszczenia go w obszarze zagrożonym wybuchem sprzęt jest wyposażony w odpowiednie zabezpieczenia przeciwwybuchowe.

Europejskie firmy umieszczają znak [Ex ia] IIC na podłączonym sprzęcie elektrycznym znajdującym się w obszarze niezagrożonym wybuchem. Podłączony sprzęt elektryczny, który znajduje się w strefie zagrożonej wybuchem i jednocześnie posiada ognioodporną obudowę, jest oznaczony Ex «d» [ia] IIC T4. Oznaczenia w nawiasach kwadratowych odzwierciedlają fakt podłączenia wyposażenia elektrycznego.

Urządzenia elektryczne przeciwwybuchowe z ochroną przeciwwybuchową typu „obwód elektryczny iskrobezpieczny” znajdujące się w strefie zagrożonej wybuchem muszą posiadać atest na wartość temperatury samozapłonu.

Iskrobezpieczne właściwości montażowe

Montaż instalacji elektrycznych z iskrobezpiecznymi obwodami elektrycznymi przeprowadza się tak, aby zewnętrzne pola elektryczne i magnetyczne nie wpływały niekorzystnie na ich własne bezpieczeństwo. Źródłami zewnętrznych pól elektrycznych i magnetycznych mogą być przebiegające w pobliżu linie energetyczne lub przewodniki wysokoprądowe. Pomocne jest zastosowanie ekranów, zagięcie przewodów lub fizyczne odsunięcie źródła pola elektrycznego lub magnetycznego od instalacji.

Zgodnie z pkt. 7.3.117 PUE przewody z iskrobezpiecznych obwodów elektrycznych instalowanych w strefie zagrożonej wybuchem lub poza nią muszą spełniać odpowiednie wymagania.

Kabel iskrobezpieczny jest odseparowany od wszystkich kabli zgodnie z GOST 22782.5-78. Niedopuszczalne jest stosowanie tego samego przewodu w obwodzie iskrobezpiecznym i iskrobezpiecznym. Kable HF do obwodów iskrobezpiecznych nie mogą mieć pętli. Ponadto przewody obwodów iskrobezpiecznych muszą być chronione przed uchwytami, które mogłyby zagrozić ich własnemu bezpieczeństwu.

Jeżeli w jednym kanale lub wiązce występują jednocześnie przewody z obwodów iskrobezpiecznych i iskrobezpiecznych, wówczas zaleca się oddzielenie ich warstwą izolacji pośredniej lub uziemioną przegrodą przewodzącą. Nieseparowanie takich kabli jest możliwe tylko wtedy, gdy obwody iskrobezpieczne lub nieiskrobezpieczne posiadają własne indywidualne ekrany lub powłoki metalowe.

Przy układaniu iskrobezpiecznych tras kablowych w strefach zagrożonych wybuchem należy przestrzegać pozostałych wymagań PUE Ch. 7.3.

Wybierając kabel do obszaru zagrożonego wybuchem, należy wziąć pod uwagę następujące wymagania PUE:

• przewody muszą być izolowane;

• używane są tylko druty z drutami miedzianymi;

• dozwolona jest izolacja gumowa lub PCV;

• izolacja polietylenowa jest zabroniona; w strefach zagrożonych wybuchem klasy BI i Bia osłona aluminiowa jest wykluczona.

Jeżeli uszczelnienie jest zewnętrzne to osłona kabla nie powinna być wykonana z materiału podtrzymującego spalanie (bitum, juta, bawełna). Każdy rdzeń, jeśli nie jest używany, musi być odizolowany od innych rdzeni oraz od uziemienia, co osiąga się za pomocą zacisków.

Jeśli inne obwody w kablu skręconym są uziemione przez powiązane urządzenia, przewód jest podłączony do specjalnego punktu uziemiającego przeznaczonego do uziemienia wszystkich obwodów iskrobezpiecznych na tym samym kablu. Ale przewód musi być również odizolowany od uziemienia i innych przewodów na przeciwległym końcu przez zakończenie. Izolacja końców przewodów obwodów iskrobezpiecznych wykonywana jest na niebiesko, jest to uregulowane w PUE.