Jiskrově bezpečný elektrický obvod

Jiskrově bezpečný je takový elektrický obvod, jehož samotná realizace s pravděpodobností nejvýše 0,1 % nedovolí vznik elektrického výboje, který může způsobit vznícení okolního výbušného prostředí, které zpravidla je potvrzeno testovacími podmínkami. Nevýbušný stav «jiskrově bezpečného elektrického obvodu» je založen na udržování napětí, proudu a výkonu v takovém okruhu na specifikované jiskrově bezpečné úrovni. Pro jiskrově bezpečný okruh lze rozlišit tři úrovně jiskrové bezpečnosti: ia, ib a ic.

Jiskrově bezpečné úrovně

ano — úroveň zvláště odolná proti výbuchu. To znamená, že bezpečné podmínky jsou dodrženy i při výskytu dvou nezávislých nebo současných poruch obvodu. Tato úroveň jiskrové bezpečnosti zaručuje nejvyšší ochranu proti výbuchu a bezpečnost, proto je použitelná pro výbušné prostory tříd 0, 1 a 2.

ib — úroveň ochrany proti výbuchu. S touto úrovní je povoleno pouze jedno poškození, takže se vztahuje pouze na nebezpečné oblasti třídy 1 a 2.

IC — úroveň zvýšené spolehlivosti proti výbuchu.Obecně neumožňuje poškození, proto se používá pouze v nebezpečných prostorech třídy 2.

Třídy výbušných prostor

Stejně jako vlastní bezpečnostní úrovně obvodů jsou nebezpečné zóny také klasifikovány:

Výbušná zóna 0. V takovém prostoru je výbušná směs plynů neustále nebo po dlouhou dobu.

Výbušná zóna 1. V této oblasti, i za normálních provozních podmínek zařízení, vždy existuje určitá možnost vzniku výbušné směsi plynů.

Výbušná zóna 2. Za normálních provozních podmínek je v této oblasti nepravděpodobná přítomnost výbušné směsi plynů. Pokud k tomu dojde, je to extrémně vzácné a pak na krátkou dobu.

Vnitřní faktor bezpečnosti

Pro používané jiskrově bezpečné obvody je zaveden speciální koeficient - součinitel jiskrové bezpečnosti. Vyjadřuje poměr minimálních parametrů zapalovacího stavu k odpovídajícím parametrům jiskrové bezpečnosti. Ve Spojených státech jsou tedy akceptovány následující jiskrově bezpečné faktory ochrany proti výbuchu typu „jiskrově bezpečný elektrický obvod“:

Skutečný bezpečnostní faktor 1,5 — na jednu poruchu za nejnepříznivějších podmínek;

Skutečný bezpečnostní faktor 1 — za dvě škody za nejnepříznivějších podmínek;

Například v Severní Americe se pro podmínky, kdy je zařízení experimentálně testováno, předpokládá účiník 1,5. V průběhu teoretických studií se pro normální režim a pro nouzový režim s jednou poruchou bere faktor 2 pro proud a napětí a pro nouzový režim se dvěma poruchami se bere faktor jiskrové bezpečnosti jako 1,33.

Hlavním důvodem, proč se faktor vnitřní bezpečnosti za těchto podmínek zvyšuje, je to, že v teoretických studiích obvykle nemají úplné informace o nominálních hodnotách všech součástí, například hodnota indukčnosti může záviset na tom, jak se měří.

Podle místních GOST a evropských norem by faktor vnitřní bezpečnosti jiskrově bezpečného obvodu neměl být menší než 1,5 pro normální provoz elektrického zařízení, stejně jako pro nouzový režim s uměle vytvořeným poškozením spojů a dalších prvků tohoto elektrického zařízení . Pro napětí a proud vlastní bezpečnostní faktor 1,5 odpovídá faktoru 2,25 pro energii.
Jednoduché elektrické zařízení

Elektrická zařízení mají svou vlastní klasifikaci z hlediska jiskrové bezpečnosti Jednoduchá zařízení zahrnují elektrická zařízení nebo soubor elektrických zařízení zjednodušené konstrukce s určitými hodnotami ​​stanovených technických parametrů odpovídajících parametrům jiskrové bezpečnosti elektrického obvodu, ve kterém se nacházejí. Jsou používány.

Mezi taková jednoduchá elektrická zařízení patří:

• 1 — pasivní elektrická zařízení — spínače, spojovací krabice, jednoduchá polovodičová zařízení, rezistory;

• 2 — zařízení, která mohou ukládat energii s elektrickými parametry, které jsou instalovány a zohledněny při určování vlastní bezpečnosti — kondenzátor, induktor;

• 3 — zařízení na výrobu energie — termočlánky a fotočlánky s napětím nejvýše 1,5 V, proudem nejvýše 0,1 A, výkonem nejvýše 0,025 W. Indukční a kapacitní faktory těchto zařízení se berou v úvahu jako v odstavci 2.

Je nutné si uvědomit, že jednoduché zařízení musí splňovat požadavky současné vědecké a technické dokumentace pro jiskrově bezpečné zařízení. Takže podle GOST R IEC 60079-11-2010 je třeba při použití jednoduchého zařízení v jiskrově bezpečných obvodech vzít v úvahu následující:

1) Jednoduché zařízení by nemělo být bezpečné kvůli limitům proudu a/nebo napětí.

2) Zařízení nesmí obsahovat žádné prostředky pro zvýšení napětí nebo proudu.

3) Zařízení před chodem naprázdno by mělo být testováno dvojnásobným napětím, alespoň 500 V.

4) Všechny držáky musí splňovat speciální požadavky.

5) Nekovové pláště nebo pláště z lehkých slitin musí být elektrostaticky bezpečné.

6) Teplotní třída zařízení musí odpovídat pracovním podmínkám.

V praxi tento soubor omezení ztěžuje použití jednoduchých zařízení v jiskrově bezpečných obvodech. Body 1 a 2 jsou obvykle snadno sledovatelné. Ale body 3 až 6 již mohou způsobit potíže.

Například odporový teploměr je sice jednoduché zařízení, ale podle GOST 6651-2009 je takové zařízení testováno pouze s napětím 250 V, a proto jej nelze použít v jiskrově bezpečném obvodu (v souladu s odst. 3). Použití takového zařízení vyžaduje speciální konstrukci snímače s odpovídající pevností jeho izolace.

Podle bodů 4 a 5 není jednoduché zkontrolovat jednoduché zařízení, protože často nejsou k dispozici potřebné informace a není možné kontrolu řádně provést.

Jiskrově bezpečná elektrická zařízení

Jiskrově bezpečné elektrické zařízení se nazývá, které má jiskrově bezpečné vnitřní a vnější elektrické obvody.Externí zařízení, jako jsou výstupní prvky, solenoidové ventily, převodníky proudu a tlaku, musí mít při použití v nebezpečném prostoru osvědčení o elektrické bezpečnosti. Certifikace je založena na maximální energetické hladině a teplotě samovznícení.

Elektrická zařízení instalovaná v prostředí s nebezpečím výbuchu musí být odpovídajícím způsobem označena s uvedením úrovně jiskrové bezpečnosti obvodu.

Přidružená elektrická zařízení

Připojená elektrická zařízení zahrnují obvody přístrojů a elektrických zařízení, které za normálního nebo nouzového provozu nejsou galvanicky odděleny od jiskrově bezpečného obvodu.

Pasivní a izolované DC bariéry, jakož i řídicí a měřicí zařízení sloužící k měření a připojení signálů přijímaných z prostředí s nebezpečím výbuchu jsou hlavní součástí tohoto typu zařízení, a proto musí mít certifikáty na maximální hodnotu energie, kterou lze přenést do výbušného prostoru.

Vlastní elektrické zařízení je umístěno v nevýbušném prostoru a v případě nutnosti umístění do výbušného prostoru je zařízení vybaveno příslušnou ochranou proti výbuchu.

Evropské společnosti umisťují značku [Ex ia] IIC na připojená elektrická zařízení umístěná v nevýbušném prostoru. Připojené elektrické zařízení, které se nachází ve výbušném prostředí a zároveň má ohnivzdorné pouzdro, je označeno Ex «d» [ia] IIC T4. Značení v hranatých závorkách odráží skutečnost, že je připojeno elektrické zařízení.

Nevýbušná elektrická zařízení s ochranou proti výbuchu typu "jiskrově bezpečný elektrický obvod" umístěná v nebezpečném prostoru musí mít certifikát na hodnotu teploty samovznícení.

Vlastnosti jiskrově bezpečné montáže

Instalace elektroinstalací s jiskrově bezpečnými elektrickými obvody se provádí tak, aby vnější elektrická a magnetická pole neovlivňovala nepříznivě jejich vlastní bezpečnost. Zdrojem vnějších elektrických a magnetických polí mohou být elektrická vedení procházející poblíž nebo silnoproudé vodiče. Je užitečné použít stínění, ohýbat vodiče nebo fyzicky posunout zdroj elektrického nebo magnetického pole pryč od instalace.

V souladu s bodem 7.3.117 PUE musí kabely z jiskrově bezpečných elektrických obvodů instalované buď ve výbušné zóně nebo mimo ni splňovat příslušné požadavky.

Jiskrově bezpečný kabel je oddělen od všech kabelů v souladu s GOST 22782.5-78. Je nepřijatelné používat stejný kabel v jiskrově bezpečném a jiskrově bezpečném obvodu. HF kabely pro jiskrově bezpečné obvody nesmí mít smyčky. Kromě toho musí být vodiče jiskrově bezpečných obvodů chráněny před sevřením, které by mohlo ohrozit jejich vlastní bezpečnost.

Pokud jsou v jednom kanálu nebo svazku současně kabely z jiskrově bezpečných a jiskrově bezpečných obvodů, pak je doporučeno je oddělit vrstvou meziizolace nebo uzemněnou vodivou bariérou. Takové kabely je možné neoddělit pouze v případě, že jiskrově bezpečné nebo jiskrově bezpečné obvody mají vlastní individuální stínění nebo kovové pláště.

Při pokládce jiskrově bezpečných kabelových tras v nebezpečných prostorech je nutné dodržet další požadavky PUE Ch. 7.3.

Při výběru kabelu do výbušného prostředí zvažte následující požadavky PUE:

• dráty musí být izolovány;

• používají se pouze dráty s měděnými dráty;

• gumová nebo PVC izolace je povolena;

• polyetylenová izolace je zakázána; v nebezpečných prostorách tříd BI a Bia je hliníkový plášť vyloučen.

Pokud je těsnění vnější, pak by plášť kabelu neměl být vyroben z materiálu podporujícího hoření (bitumen, juta, bavlna). Každé jádro, pokud se nepoužívá, musí být izolováno od ostatních jader a od země, čehož je dosaženo použitím svorek.

Jsou-li jiné obvody v lankovém kabelu uzemněny přidruženým zařízením, je vodič připojen ke speciálnímu uzemňovacímu bodu určenému k uzemnění všech jiskrově bezpečných obvodů na stejném kabelu. Ale vodič musí být také izolován od země a od ostatních vodičů na opačném konci zakončením. Izolace konců vodičů jiskrově bezpečných obvodů je provedena modře, toto je regulováno v PUE.