Co způsobuje jiskru?

Článek popisuje účel jiskrových bariér, jejich konstrukci, funkčnost a oblasti použití. Vysvětluje, co je třeba vzít v úvahu při výběru tohoto produktu. Představují se různé modifikace jiskrových bariér OWEN ISKRA, které jsou v poměru cena/kvalita jedny z nejlepších mezi podobnými zařízeními.

V průmyslových zařízeních spojených s výrobou nebo používáním ropných produktů a hořlavých plynů je zvláštní pozornost věnována ochraně před výbuchem a požárem. Výskyt jiskry nebo zahřátí jakéhokoli prvku ve výbušné zóně předmětu může mít fatální následky. Proto se při měření teploty, tlaku a hladiny médií v jednotkách provozovaných v takových prostorech používá různá doplňková zařízení. A nejběžnější jsou jiskrové bariéry. Firma OWEN vyrábí pro tyto účely jiskrové zábrany ISKRA (obr. 1).

Obr. 1. Jiskrová zábrana ARIES ISKRA-TS.03

Účel jiskrových bariér

Zábrana proti jiskrám chrání nebezpečný prostor před jiskrami, které se mohou objevit v elektrickém obvodu snímače a způsobit vznícení plynu. Představme si situaci: ve výbušné zóně, například na distribuční stanici plynu (GDS), je zemní plyn neustále přítomen a hrozí jeho únik. Jak je známo, plyn může explodovat ve směsi se vzduchem, pokud tvoří 5 až 15 % objemu směsi. To se ale stane pouze v případě, že dojde k jiskře, která může tuto výbušnou směs zapálit. Pokud energie jiskry nestačí, k výbuchu nedojde.

Neustálého udržování energie možné jiskry na úrovni nedostatečné k zapálení výbušné směsi je dosaženo omezením napětí, proudu, kapacity a indukčnosti v elektrickém obvodu „snímač-zařízení“. Na zařízení v prostoru s nebezpečím výbuchu je instalován snímač tlaku nebo teploty a v nevýbušném prostoru je umístěno sekundární zařízení (měřidlo, regulátor teploty, regulátor atd.). Omezení elektrických parametrů samotného snímače je obvykle nastaveno výrobcem. To znamená, že snímač v tomto provedení sám o sobě nemůže způsobit „silnou“ jiskru. Ale pro jiskrově bezpečný obvod to nestačí: je nutné, aby nebezpečná energie nepronikla do výbušné zóny zvenčí – ze sekundárního zařízení. Tento problém řeší tzv. „přidružené elektrické zařízení“ – zábrana proti jiskrám. Je instalován v prostředí bez nebezpečí výbuchu a zabraňuje tomu, aby napětí a proudy elektrického obvodu překročily prahové hodnoty, které by mohly způsobit výbuch.

Co je třeba zvážit při výběru zábrany IS

Existuje několik tříd nebezpečných oblastí a způsobů, jak zajistit bezpečnost zařízení proti výbuchu. V tomto článku se budeme zabývat pouze typem ochrany proti výbuchu „Jiskrově bezpečný okruh“, jak jej zajistit a na co je třeba věnovat zvláštní pozornost.

„Jiskrově bezpečný elektrický obvod i“ je typ ochrany zařízení proti výbuchu založený na omezení energie jiskry, která se může vyskytnout uvnitř zařízení nebo vedení umístěných ve výbušné zóně. Požadavky na jiskrově bezpečné (Ex ia) zařízení a zajištění jiskrové bezpečnosti celého systému jsou popsány v GOST 31610.11 (IEC 60079-11:2011).

Při výběru snímačů a jisker je třeba vzít v úvahu následující velmi důležité faktory. Jak jiskrově bezpečné senzory, tak závory mají „své“ prahové hodnoty (obr. 2) napětí (U_i, NEBO_o), aktuální (I_i, I_o), indukčnost (L_i, L_o), kapacita (C_iC_o). Musí být mezi sebou v určitém poměru (tabulka 1). Připojovací kabel má také kapacitu a indukčnost, které je třeba vzít v úvahu (L_cC_c).

Obr. 2. Elektrické parametry jiskrově bezpečných součástí obvodu

Tabulka 1. Podmínky jiskrově bezpečného obvodu

Jak je patrné z tabulky, napětí a proud jiskrově bezpečného snímače musí být vyšší než odpovídající parametry jiskrové přepážky. V tomto případě závora rozhodně neuvede snímač do nebezpečného provozního režimu, ve kterém není zaručena jeho bezpečnost proti výbuchu.

V tomto případě by celkové hodnoty kapacity a indukčnosti kombinace „snímač + kabel“ neměly překročit maximální výstupní parametry jiskrové bariéry. To je nutné, aby energie akumulovaná v reaktivních součástech (tlumivky, kondenzátory atd.) v případě zkratu nezpůsobila jiskru, která může zapálit směs plynu a vzduchu.

Zábrana proti jiskrám ARIES ISKRA.03

Jiskrové bariéry mohou mít tři úrovně jiskrové bezpečnosti:
– ic – nejnižší stupeň ochrany proti výbuchu. Klasifikováno jako “zvýšená spolehlivost proti výbuchu”;
– ib – vysoká úroveň ochrany, klasifikovaná jako „nevýbušná“;
– ia – velmi vysoká úroveň ochrany, klasifikovaná jako „obzvláště odolná proti výbuchu“.

Jiskrové bariéry se také dělí do dvou velkých tříd: aktivní a pasivní. Výhody pasivních jisker: nízká cena, spolehlivost, nevyžadují napájení. Mezi nevýhody pasivních bariér patří zavádění dodatečných chyb při čtení snímačů, úzký rozsah napájecích napětí a porucha při přepětí napájecího napětí (vypálení pojistky).

ARIES ISKRA .03 patří k pasivním jiskrovým bariérám a má třídu ochrany proti výbuchu „ia“, tedy zvláště nevýbušnou. „03“ znamená, že se jedná o třetí verzi zařízení: bariéra byla poprvé uvedena na trh v roce 2005. Splňuje požadavky Nařízení celní unie 012/2011 „O bezpečnosti zařízení pro práci ve výbušném prostředí“. ISKRA má označení ochrany proti výbuchu [ExiaGa] IIC (obr. 3).

Obr. 3. Označení ochrany proti výbuchu pro jiskrovou zábranu ISKRA.03

ISKRA poskytuje velmi vysokou úroveň ochrany pro nebezpečné prostory před jiskrami, které by mohly zapálit hořlavý plyn. Pozor: bariéra vůbec nezabrání vzniku jiskry. Zajistí však její „neškodnost“ – omezí energii jiskry a zabrání explozi směsi. Zařízení omezuje napětí a proud v obvodu na jiskrově bezpečné hodnoty při vystavení závory napětí do 250 V (obr. 4).

Obr. 4. Schéma instalace závor ISKRA

Jak funguje ochrana proti jiskrám?

Pasivní, neboli bočník-diodové, jiskrové přepážky konstrukčně zahrnují tzv. Zenerovy diody D (zenerovy diody), odpory R, ​​pojistky F. Na Obr. Obrázek 5 ukazuje schéma pasivní jiskrové ochranné bariéry. Elektroměr s RS‑485 ARIES TRM200 je zobrazen jako sekundární zařízení.

Obr. 5. Schéma zapojení pasivní bariéry

Pokud dojde k nebezpečné situaci (například při napěťovém rázu na vstupu bariéry), zenerovy diody D se otevřou a svedou nadměrné napětí na zem, pojistka F chrání bariéru před poškozením a rezistor R omezí proud v obvodu. . Společný provoz těchto prvků zajišťuje, že proud a napětí v obvodu nemohou překročit I_o a U_o. Konstrukce bariéry může obsahovat 1, 2 nebo 3 zenerovy diody. To přímo ovlivňuje jeho úroveň jiskrové bezpečnosti.

Úpravy ARIES ISKRA.03

V květnu 2020 společnost OWEN rozšířila svou řadu jiskrových zábran o zařízení ISKRA-SKkh.03, které poskytuje spolehlivé, bezpečné připojení hladinových detektorů OWEN PDU-Ex k sekundárním zařízením.

Nyní existují čtyři modifikace ISKRA (tabulka 2) – každá pro práci s určitým typem senzorů:
– TC – s tepelnými odpory (měď a platina RTD, signál v ohmech);
– TP – s termočlánky (ХА, ХК a další, signál v mV);
– AT – se signálem 4. 20 mA (snímače tlaku, hladiny, teploty s vestavěnými normalizačními převodníky);
– pojištění – s plovákovými hladinovými spínači pro dálkové ovládání (diskrétní signál, 1, 2 nebo 3 kanály).

Tabulka 2. Výstupní jiskrově bezpečné parametry ARIES ISKRA.03

Zařízení OWEN ISKRA.03 lze provozovat při okolní teplotě od –40 do +50 °C. Pouzdro je určeno pro montáž na 35 mm DIN lištu. Cena je asi 3 XNUMX rublů, což je mnohem nižší než u zahraničních analogů, a staví ISKRA na stejnou úroveň jako nejlepší jiskrové bariéry, pokud jde o poměr cena / kvalita.

Zveřejněno_v časopise ISUP č. 3(87)_2020

A. S. Sidortsev, produktový manažer,
Společnost OWEN, Moskva,
tel.: +7 (495) 641-1156,
e-mail: sales@owen.ru,
webové stránky: owen.ru

Главное меню
Můžete si stáhnout

• Rozhovor
• Logo časopisu
• Časopisy
• Články
  • přístrojové vybavení a automatizace
    • Měření průtoku
    • Zařízení na analýzu plynů, analýza plynů
    • Měření tlaku
    • Měření hladiny
    • Termometrie
    • Zkušební zařízení, metrologie
    • Bezpapírové registry
    • Analytické systémy a zařízení
    • Bezkontaktní měření
    • Měření hmotnosti, dávkování, objem
    • Měřicí systémy
    • Normalizační měniče a ochranné bariéry proti jiskrám
    • Elektrická měření
    • Kodéry
    • MES, ERP, PLM
    • Prediktivní analytika, MRO
    • Doprava
    • Monitorování vibrací
    • Systémy pro vyrovnávání hřídelů (včetně laseru)
    • SMIK
    • ASKUE
    • Generace
    • Kondenzátorové jednotky (KRM)
    • PAZ a reléová ochrana
    • Softwarové a hardwarové systémy (PTK)
    • Telemetrické a telemechanické systémy
    • Transformátory
    • SPD, ochrana před bleskem, uzemnění
    • Měření elektřiny, energetický management
    • Digitální rozvodna
    • Zařízení odolné proti výbuchu
    • Elektrické výrobky a nářadí
    • Spínací zařízení
    • Komponenty
    • Kryty, tepelné skříně
    • značkování
    • Modulární automatizace
    • Kompletní zařízení nízkého napětí NKU, hlavní rozvaděč, ASU, ShchSU, ShR, AVR atd.
    • Ovládací panely
    • Napěťová relé, časovače atd.
    • Ovládací a automatizační panely (včetně ovládání požárních čerpadel)
    • Ovládací a automatizační panely (ventilace, čerpadla atd.)
    • Elektroinstalační výrobky
    • Automatizace kotelny
    • Inteligentní budova
    • Expediční systémy budov a staveb
    • Ochranné nátěry, průmyslové chemikálie
    • Neformátovaný
    • Průmyslový marketing
    • výročí
    • Vibrační testy
    • Klimatické komory
    • Testovací zařízení a systémy
    • Kabelové nosné systémy, žlaby, upevňovací prvky.
    • Kabel, drát
    • Kabelové vstupy, oka, koncovky, fitinky
    • Rozvodné krabice, potrubí atd.
    • Potrubní systémy pro vedení kabelů