Intrinsiek veilig elektrisch circuit

Intrinsiek veilig is zo'n elektrisch circuit, waarvan de implementatie zelf, met een waarschijnlijkheid van niet meer dan 0,1%, het optreden van een elektrische ontlading niet toestaat die de ontsteking van de omliggende explosieve omgeving kan veroorzaken, wat in de regel wordt bevestigd door de testomstandigheden. De explosieveilige toestand van een «intrinsiek veilig elektrisch circuit» is gebaseerd op het handhaven van de spanning, stroom en vermogen in een dergelijk circuit op een gespecificeerd intrinsiek veilig niveau. Voor een intrinsiek veilige schakeling zijn drie niveaus van intrinsieke veiligheid te onderscheiden: ia, ib en ic.

Intrinsiek veilige niveaus

jij — bijzonder explosieveilig niveau. Dit houdt in dat veilige omstandigheden worden nageleefd, zelfs wanneer twee onafhankelijke of gelijktijdige circuitstoringen optreden. Dit niveau van intrinsieke veiligheid garandeert de hoogste explosiebeveiliging en veiligheid en is daarom toepasbaar in explosiegevaarlijke omgevingen van klasse 0, 1 en 2.

ib — explosieveilig niveau. Er is slechts één schade toegestaan ​​met dit niveau, dus het is alleen van toepassing op gevaarlijke gebieden van klasse 1 en 2.

IK — het niveau van verhoogde betrouwbaarheid tegen explosie.Over het algemeen staat het geen schade toe, daarom wordt het alleen gebruikt in gevaarlijke gebieden van klasse 2.

Klassen van explosieve gebieden

Net als de inherente veiligheidsniveaus van circuits, worden gevarenzones ook geclassificeerd:

Explosieve zone 0. In zo'n gebied is constant of langdurig een explosief gasmengsel aanwezig.

Explosieve zone 1. In dit gebied, zelfs onder normale bedrijfsomstandigheden van de apparatuur, is er altijd een kans op een explosief gasmengsel.

Explosieve zone 2. Onder normale bedrijfsomstandigheden is het onwaarschijnlijk dat er in dit gebied een explosief gasmengsel aanwezig is. Als dit gebeurt, is het uiterst zeldzaam en dan voor een korte periode.

Interne veiligheidsfactor

Voor de gebruikte intrinsiek veilige circuits wordt een speciale coëfficiënt geïntroduceerd - intrinsieke veiligheidscoëfficiënt. Het drukt de verhouding uit van de minimale parameters van de ontstekingstoestand tot de overeenkomstige parameters van intrinsieke veiligheid. Zo worden in de Verenigde Staten de volgende intrinsiek veilige beschermingsfactoren tegen explosie van het type "intrinsiek veilige elektrische schakeling" geaccepteerd:

Echte veiligheidsfactor 1,5 — voor één keer pech onder de meest ongunstige omstandigheden;

Echte veiligheidsfactor 1 — voor twee schadevergoedingen onder de meest ongunstige voorwaarden;

In Noord-Amerika wordt bijvoorbeeld uitgegaan van een vermogensfactor van 1,5 voor omstandigheden waarin het apparaat experimenteel is getest. In de loop van theoretische studies is voor de normale modus en voor de noodmodus met één fout een factor 2 genomen voor stroom en spanning, en voor de noodmodus met twee fouten is de intrinsieke veiligheidsfactor 1,33.

De belangrijkste reden waarom de intrinsieke veiligheidsfactor onder deze omstandigheden toeneemt, is dat ze in theoretische studies meestal geen volledige informatie hebben over de nominale waarden van alle componenten, de inductantiewaarde kan bijvoorbeeld afhangen van hoe deze wordt gemeten.

Volgens lokale GOST- en Europese normen mag de intrinsieke veiligheidsfactor van een intrinsiek veilig circuit niet minder zijn dan 1,5 voor de normale werking van elektrische apparatuur, evenals voor de noodmodus met kunstmatig veroorzaakte schade aan verbindingen en andere elementen van deze elektrische apparatuur . Voor spanning en stroom komt een inherente veiligheidsfactor van 1,5 overeen met een factor 2,25 voor energie.
Eenvoudige elektrische apparatuur

Elektrische apparatuur heeft zijn eigen classificatie in termen van intrinsieke veiligheid Eenvoudige apparatuur omvat elektrische apparaten of een reeks elektrische apparaten met een vereenvoudigd ontwerp met bepaalde waarden van vastgestelde technische parameters die overeenkomen met de intrinsieke veiligheidsparameters van het elektrische circuit waarin ze worden gebruikt.

Dergelijke eenvoudige elektrische apparatuur omvat:

• 1 — passieve elektrische apparaten — schakelaars, aansluitdozen, eenvoudige halfgeleiderapparaten, weerstanden;

• 2 — apparaten die energie kunnen opslaan met elektrische parameters die zijn geïnstalleerd en waarmee rekening wordt gehouden bij het bepalen van hun eigen veiligheid — condensator, inductor;

• 3 — Apparaten voor stroomopwekking — Thermokoppels en fotocellen met een spanning van niet meer dan 1,5 V, een stroom van niet meer dan 0,1 A, een vermogen van niet meer dan 0,025 W. De inductieve en capacitieve factoren van deze apparaten worden in aanmerking genomen als in lid 2.

Het is noodzakelijk om te begrijpen dat de eenvoudige apparatuur moet voldoen aan de vereisten van de huidige wetenschappelijke en technische documentatie voor intrinsiek veilige apparatuur. Dus, volgens GOST R IEC 60079-11-2010, moet bij gebruik van eenvoudige apparatuur in intrinsiek veilige circuits rekening worden gehouden met het volgende:

1) Eenvoudige apparatuur zou niet veilig moeten zijn vanwege stroom- en/of spanningslimieten.

2) De apparatuur mag geen middelen bevatten om spanning of stroom te verhogen.

3) Apparatuur vóór nullast moet worden getest met dubbele spanning, minimaal 500 V.

4) Alle beugels moeten aan speciale eisen voldoen.

5) Niet-metalen of lichtmetalen omhulsels moeten elektrostatisch veilig zijn.

6) De temperatuurklasse van de apparatuur moet overeenkomen met de werkomstandigheden.

In de praktijk maakt deze reeks beperkingen het moeilijk om eenvoudige apparatuur te gebruiken in intrinsiek veilige circuits. Punt 1 en 2 zijn meestal gemakkelijk te volgen. Maar de punten 3 tot en met 6 kunnen al voor moeilijkheden zorgen.

Hoewel de weerstandsthermometer bijvoorbeeld een eenvoudig apparaat is, wordt een dergelijk apparaat volgens GOST 6651-2009 echter alleen getest met een spanning van 250 V en kan het daarom niet worden gebruikt in een intrinsiek veilig circuit (in overeenstemming met paragraaf 3). Het gebruik van een dergelijk apparaat vereist een speciaal ontwerp van de sensor met voldoende sterkte van de isolatie.

Volgens punt 4 en 5 is het niet eenvoudig om eenvoudige apparatuur te controleren omdat de benodigde informatie vaak niet beschikbaar is en het niet mogelijk is om de controle goed uit te voeren.

Intrinsiek veilige elektrische apparatuur

Intrinsiek veilige elektrische apparatuur wordt genoemd die intrinsiek veilige interne en externe elektrische circuits heeft.Externe apparatuur, zoals uitvoerelementen, magneetventielen, stroom-druktransducers, moet bij gebruik in een explosiegevaarlijke omgeving een elektrisch veiligheidscertificaat hebben. Certificering is gebaseerd op maximaal energieniveau en zelfontbrandingstemperatuur.

Elektrische apparatuur die is geïnstalleerd in potentieel explosieve atmosferen moet op de juiste manier worden gemarkeerd met een indicatie van het intrinsieke veiligheidsniveau van het circuit.

Bijbehorende elektrische apparatuur

Aangesloten elektrische apparatuur omvat circuits van apparaten en elektrische apparatuur die, tijdens normaal bedrijf of noodbedrijf, niet galvanisch gescheiden zijn van het intrinsiek veilige circuit.

Passieve en geïsoleerde DC-barrières, evenals besturings- en meetapparatuur die wordt gebruikt voor het meten en aansluiten van signalen die worden ontvangen uit gevaarlijke gebieden, vormen het belangrijkste onderdeel van dit type apparatuur en moeten daarom certificaten hebben voor de maximale waarde van energie die kan worden overgedragen naar een explosieve omgeving.

De elektrische apparatuur zelf bevindt zich in een niet-explosieve zone en als het nodig is om deze in een explosieve zone te plaatsen, is de apparatuur uitgerust met een geschikte explosiebeveiliging.

Europese bedrijven brengen het [Ex ia] IIC-merkteken aan op aangesloten elektrische apparatuur die zich in een niet-explosief gebied bevindt. De aangesloten elektrische apparatuur, die zich in een explosiegevaarlijke omgeving bevindt en tevens een brandwerende behuizing heeft, is gemarkeerd met Ex «d» [ia] IIC T4. Markeringen tussen vierkante haken geven aan dat elektrische apparatuur is aangesloten.

Explosieveilige elektrische apparaten met explosiebeveiliging van het type "intrinsiek veilig elektrisch circuit" die zich in een explosiegevaarlijke omgeving bevinden, moeten een certificaat hebben voor de waarde van de zelfontbrandingstemperatuur.

Intrinsiek veilige montage-eigenschappen

De installatie van elektrische installaties met intrinsiek veilige elektrische circuits wordt zo uitgevoerd dat externe elektrische en magnetische velden hun eigen veiligheid niet nadelig beïnvloeden. Bronnen van externe elektrische en magnetische velden kunnen hoogspanningskabels zijn die in de buurt passeren of hoogspanningsgeleiders. Het is handig om afschermingen te gebruiken, de draden te buigen of de bron van het elektrische of magnetische veld fysiek uit de buurt van de installatie te verplaatsen.

Overeenkomstig punt 7.3.117 van de PUE moeten kabels van intrinsiek veilige elektrische circuits die in of buiten een explosiegevaarlijke zone zijn geïnstalleerd, voldoen aan de relevante vereisten.

De intrinsiek veilige kabel is gescheiden van alle kabels in overeenstemming met GOST 22782.5-78. Het is onaanvaardbaar om dezelfde kabel in een intrinsiek veilig en een intrinsiek veilig circuit te gebruiken. HF-kabels voor intrinsiek veilige circuits mogen geen lussen hebben. Bovendien moeten de geleiders van intrinsiek veilige circuits worden beschermd tegen grepen die hun eigen veiligheid in gevaar kunnen brengen.

Als er tegelijkertijd kabels van intrinsiek veilige en intrinsiek veilige circuits in één kanaal of bundel lopen, is het raadzaam om deze te scheiden met een tussenliggende isolatielaag of een geaarde geleidende barrière. Het is alleen mogelijk om dergelijke kabels niet te scheiden als de intrinsiek veilige of niet-intrinsiek veilige circuits hun eigen individuele afschermingen of metalen omhulsels hebben.

Bij het aanleggen van intrinsiek veilige kabeltracés in explosiegevaarlijke gebieden is het noodzakelijk om te voldoen aan andere vereisten van PUE Ch. 7.3.

Houd bij het kiezen van een kabel voor een explosiegevaarlijke omgeving rekening met de volgende PUE-vereisten:

• draden moeten geïsoleerd zijn;

• alleen draden met koperdraden worden gebruikt;

• isolatie van rubber of PVC is toegestaan;

• polyethyleen isolatie is verboden; in explosiegevaarlijke omgevingen van de klassen BI en Bia is de aluminium mantel uitgesloten.

Als de afdichting extern is, mag de kabelmantel niet zijn gemaakt van een materiaal dat verbranding ondersteunt (bitumen, jute, katoen). Elke kern, indien niet in gebruik, moet worden geïsoleerd van andere kernen en van aarde, wat wordt bereikt door terminals te gebruiken.

Als andere circuits in een gevlochten kabel worden geaard door bijbehorende apparatuur, wordt de geleider aangesloten op een speciaal aardingspunt dat is ontworpen om alle intrinsiek veilige circuits op dezelfde kabel te aarden. Maar de draad moet ook door de aansluiting worden geïsoleerd van aarde en van andere draden aan het andere uiteinde. De isolatie van de uiteinden van de draden van intrinsiek veilige circuits wordt uitgevoerd in blauw, dit wordt geregeld in PUE.