Передача, распределение и накопление электроэнергии

ОВЕН ИСКРА: безопасность работы оборудования во взрывоопасных зонах

7 сентября 2020 г. в 10:54

Барьеры искрозащиты обеспечивают безопасность работы приборов и датчиков, находящихся во взрывоопасных зонах. Применение барьеров искрозащиты совершенно необходимо на промышленных объектах, связанных с производством или применением нефтепродуктов и горючих газов. Возникновение искры или нагревание какого-либо элемента во взрывоопасной зоне может привести к взрыву или пожару. Поэтому при измерении температуры, давления и уровня сред в агрегатах, работающих в таких зонах, используют искробарьеры. Компания ОВЕН выпускает для этих целей барьер искрозащиты ИСКРА.

Назначение искробарьеров

ОВЕН ИСКРА

Искробарьер защищает взрывоопасную зону от искр, которые могут возникнуть в электрической цепи датчика и вызвать воспламенение газа. Представим ситуацию: взрывоопасная зона — например газораспределительная станция (ГРС), где постоянно присутствует природный газ и существует опасность его утечки. Как известно, газ может взорваться в смеси с воздухом, если он составляет от 5 до 15 % объема смеси. Но это может произойти только в том случае, если возникнет искра, способная «поджечь» эту взрывоопасную смесь. Если энергии искры будет недостаточно, то взрыва не произойдет.

Постоянное удерживание энергии вероятной искры на уровне, недостаточном для воспламенения взрывоопасной смеси, достигается ограничением напряжения, тока, емкости и индуктивности в электрической цепи «датчик-прибор». 

Датчик давления или температуры устанавливается на оборудовании во взрывоопасной зоне, а вторичный прибор — измеритель, терморегулятор, контроллер и т. п. — располагается во взрывобезопасной зоне. Ограничение электрических параметров самого датчика обычно закладывает производитель. То есть датчик в таком исполнении сам по себе не сможет служить причиной «мощной» искры. Но для искробезопасной цепи этого недостаточно — нужно, чтобы опасная энергия не проникла во взрывоопасную зону извне — от вторичного прибора. Эту задачу решает так называемое «связанное электрооборудование» — барьер искрозащиты. Он устанавливается во взрывобезопасной зоне и не позволяет напряжениям и токам электрической цепи превышать пороговые значения, которые могут вызвать взрыв.

Что учитывать при выборе барьера искрозащиты

Существует несколько классов взрывоопасных зон и способы обеспечения взрывобезопасности оборудования. В этой статье мы рассмотрим только вид взрывозащиты «Искробезопасная цепь», как ее обеспечить и на что обратить особое внимание.

«Искробезопасная электрическая цепь i» — вид взрывозащиты оборудования, основанный на ограничении энергии искры, которая может возникнуть внутри оборудования или проводки, находящихся во взрывоопасной зоне. Требования к искробезопасному (ex ia) оборудованию и обеспечению искробезопасности всей системы описаны в ГОСТ 31610.11 (IEC 60079-11:2011).

Электрические параметры компонентов искробезопасной цепи
Рисунок 1. Электрические параметры компонентов искробезопасной цепи

При подборе датчиков и искробарьеров необходимо учитывать следующие очень важные факторы. И у датчиков в искробезопасном исполнении, и у барьеров есть «свои» пороговые значения (рис. 1) напряжения (Ui, Uo), тока (Ii, Io), индуктивности (Li, Lo), емкости (Ci, Co). Они должны находиться между собой в определенных соотношениях (табл. 1). Соединительный кабель также имеет емкость и индуктивность, которую нужно учитывать (Lc, Cc).

Условия искробезопасности цепи
Таблица 1. Условия искробезопасности цепи

Как видно из таблицы, напряжение и ток искробезопасного датчика должны быть выше соответствующих параметров искробарьера. В таком случае барьер гарантированно не введет датчик в опасный режим работы, при котором не гарантируется его взрывобезопасность.

При этом суммарные значения емкости и индуктивности связки «датчик+кабель» не должны превышать максимальных выходных параметров искробарьера. Это необходимо для гарантии того, что накопленная в реактивных компонентах энергия (катушки индуктивности, конденсаторы и т. п.) в случае короткого замыкания не вызовет искру, способную поджечь газовоздушную смесь.

Барьер искрозащиты ОВЕН ИСКРА.03

Искробарьеры могут быть трех уровней искробезопасности:

  1. 1) ic — самый низкий из уровней взрывозащиты. Классифицируется как «повышенная надежность против взрыва».
  2. 2) ib — высокий уровень защиты, классифицируется как «взрывобезопасный».
  3. 3) ia — очень высокий уровень защиты, классифицируется как «особо взрывобезопасный».

Также искробарьеры делятся на два больших класса: активные и пассивные. Преимущества пассивных искробарьеров: бюджетность, надежность, не требуют питания. К недостаткам пассивных барьеров следует отнести внесение дополнительной погрешности в показания датчиков, узкий диапазон питающих напряжений и выход из строя при выбросах напряжения питания (сгорает предохранитель).

ОВЕН ИСКРА.03 относится к пассивным искробарьерам и имеет класс взрывозащиты «ia», т. е. особо взрывобезопасный. «03» означает, что это уже третий релиз прибора: впервые барьер увидел свет в 2005 году. Он соответствует требованиям регламента Таможенного союза 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах». ИСКРА имеет маркировку взрывозащиты [Ex ia Ga] IIC (рис. 2).

Маркировка взрывозащиты искробарьера ИСКРА.03
Рисунок 2. Маркировка взрывозащиты искробарьера ИСКРА.03

ИСКРА обеспечивает очень высокий уровень защиты взрывоопасной зоны от искр, способных воспламенить горючий газ. Обратите внимание: барьер не предотвратит возникновение искры вообще. Но он обеспечит ее «безобидность» — ограничит энергию искры и не допустит взрыва смеси.

Прибор ограничивает напряжение и ток в цепи до искробезопасных значений при воздействии на барьер напряжения до 250 В (рис. 3).

Схема установки барьера ИСКРА
Рисунок 3. Схема установки барьера ИСКРА

Как работает искрозащита

Пассивные или шунтдиодные искробарьеры конструктивно включают в себя так называемые диоды Зенера D (стабилитроны), сопротивления R, плавкие предохранители F. На рис. 4 приведена схема пассивного барьера искрозащиты. В качестве вторичного прибора показан измеритель с RS-485 ОВЕН ТРМ200.

Схема пассивного барьера искрозащиты
Рисунок 4. Схема пассивного барьера искрозащиты

При возникновении опасной ситуации (например скачка напряжения на входе барьера) стабилитроны D открываются и проводят излишки напряжения на землю, предохранитель F защищает барьер от повреждения, резистор R ограничивает ток в цепи. Совместная работа этих элементов гарантирует невозможность превышения тока и напряжения в цепи выше Io и Uo. В конструкцию барьера могут быть заложены 1, 2 или 3 стабилитрона. Это напрямую влияет на его уровень искробезопасности.

Модификации ОВЕН ИСКРА.03

В мае 2020 года компания ОВЕН дополнила линейку барьеров искрозащиты прибором ИСКРА-СКх.03. Барьеры искрозащиты ИСКРА-СКх.03 обеспечивают надежное безопасное подключение сигнализаторов уровня ОВЕН ПДУ-Ех к вторичным устройствам. 

Таблица 2. Выходные искробезопасные параметры ОВЕН ИСКРА.03
Таблица 2. Выходные искробезопасные параметры ОВЕН ИСКРА.03

Сейчас существует четыре модификации ИСКРЫ (табл. 2) — каждая для работы с определенным типом датчиков:

  1. ТС — с термосопротивлениями (медными и платиновыми RTD, сигнал в омах).
  2. ТП — с термопарами (ХА, ХК и др., сигнал в мВ).
  3. АТ — с сигналом 4…20 мА (датчики давления, уровня, температуры со встроенными нормирующими преобразователями).
  4. СК — с поплавковыми сигнализаторами уровня ПДУ (дискретный сигнал, 1, 2 или 3 канала).

Прибор ОВЕН ИСКРА.03 может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -40 до +50 °С. Корпус предназначен для крепления на DIN-рейку 35 мм. Стоимость прибора составляет около 3 тыс. рублей, что гораздо ниже зарубежных аналогов, и ставит ИСКРУ в один ряд с лучшими искробарьерами по соотношению «цена-качество».

Источник: Екатерина Аладышева, продукт-менеджер компании «ОВЕН». Опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» № 4-5 2020 год

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

Компания ОВЕН разрабатывает и производит контрольно-измерительные приборы и свободно-программируемые логические контроллеры, разрабатывает программные средства, осуществляет технический консалтинг, сервисное обслуживание и информационную поддержку региональных торговых представителей компании.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Взрывозащищенный нагревательный элемент

Взрывонасыщенные электронагреватели ВЭН и ВЭНТ успешно применяются в газовой, нефтя- ной, химической и горнодобывающей отраслях промышленности. Предназначены для обогрева помещений и оборудования во взрывоопасных залах, где воз- можно образование взрывоопасных смесей газов и паров ЛВЖ с воздухом. Использование термовыключателя ВТВ-10, Выполненного во взрывобезопасном исполнении, позволяет эксплуатировать взрывозащищенный электронагреватель в автоматическом режиме включения и выключения в широком диапазоне температур.
Мясников Николай · ЕССО-Технолоджи · Сегодня · Россия · Чувашская республика - Чувашия
Взрывозащищенный нагревательный элемент

ПРОДАМ: Взрывозащищенные датчики

Компания «Энергометрика» выпускает широкую линейку приборов во взрывозащищенном исполнении, подходящие для установки во взрывоопасных зонах. Ассортимент предлагаемого оборудования представлен следующими моделями приборов: EnergoM-3006. Стационарный датчик газов с тремя типами сенсоров для измерения концентрации различных типов газообразных веществ. EnergoM-3013-B. Газоанализатор, обеспечивающий мониторинг содержания газов в окружающей среде с широкой сферой применения. EnergoM-3010. Сигнализатор ориентирован на определение конкретного типа газа в стандартных и сложных условиях эксплуатации. Предлагаемые нами приборы соответствуют классу взрывоопасности Exd IICT6, отличаются высокой точностью измерений и длительным сроком службы. У нас можно купить взрывозащищенные датчики по цене производителя, оформив заявку на сайте либо по телефону.
Отдел Продаж · ООО «Энергометрика» · 27 февраля · Россия · г Москва
Взрывозащищенные датчики

ПРОДАМ: ЕхИП535-1В Извещатели пожарные ручные взрывозащищенные ИПР

Извещатели пожарные ручные взрывозащищенные ЕхИП535-1В предназначены для непрерывной круглосуточной работы (обеспечение возможности передачи в шлейф пожарной сигнализации тревожном включении приводного элемента) в системах пожарной сигнализации и пожаротушения элемента при совместной работе с приемно-контрольными устройствами типа ТОЛ - 10/100, ППС-1, ППС-3, ППК-2 установки РУПИ-1, «Топаз», «Рубин-3», «Сигнал-43» и т.п. Извещатели могут быть применены во взрывоопасных зонах 1 и 2 классов по Р 51330.9-99 и ГОСТ Р 51330.13-99. Модификации: ЕхИП535-1В-А-К ЕхИП535-1В-А-Т ЕхИП535-1В-А-Б ЕхИП535-1В-А-М ЕхИП535-1В-А-БСЗ ЕхИП535-1В-Н-К ЕхИП535-1В-Н-Т ЕхИП535-1В-Н-Б ЕхИП535-1В-Н-М ЕхИП535-1В-Н-БСЗ
Гончаров Ярослав · ИНТЕР-КИП · 26 марта · Россия · Ростовская обл
ЕхИП535-1В Извещатели пожарные ручные взрывозащищенные ИПР

ПРОДАМ: Поплавковый выключатель (датчик) FLOAT SWITCH MS 1

Датчик сигналов для контроля уровня в качестве выключателя или включателя в перекачиваемых агрессивных средах с содержанием фекалий, плавает в среде и выполняет переключение в наклонном положении. Применяется в коммунальной, промышленной и бытовой сточной воде. Для применения во взрывоопасной зоне требуется взрывозащищенное разделительное реле. Поплавковый выключатель имеет очень малый гистерезис, то есть точки ВКЛЮЧЕНИЯ и ВЫКЛЮЧЕНИЯ находятся почти рядом. Такую способность нельзя изменить с помощью регулирования длины кабеля. Поэтому для использования датчика необходимо учитывать следующие моменты: если требуется использование только одного датчика сигналов, подключение необходимо осуществлять к прибору управления с регулируемым временем задержки выключения, например, Wilo-Control EC-L… Wilo-Control MS-L… контроль уровня необходимо осуществлять с помощью двух датчиков сигнала. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Удельная масса 0, 95 — 1, 05 кг/дм3 Максимальная температура 80 ˚С Коммутационная способность 1мА/4В — 5А/250В Угол включения 10˚ Класс защиты IP68 /2 бара Цвет поплавка Оранжевый Высота / диаметр 180 / 100 Сечение кабеля 3×1 мм2 Тип кабеля TPK / PVC Цвет кабеля Оранжевый Защитный колпачок провода PVC Длина кабеля 10-50 м Масса вместе с кабелем от 1, 5 кг
Ак Тобе · ТЕСТ-1 · 13 марта · Казахстан · Актюбинская обл
Поплавковый выключатель (датчик) FLOAT SWITCH MS 1

ПРОДАМ: ИП102-1В ИП102-1В-Р Извещатели пожарные тепловые взрывозащищенные максимальные, максимально-дифференциальные

Извещатели пожарные тепловые взрывозащищённые ИП 102-1В ТУ 4371-118-121506-38-2005 используются в составе систем пожарной сигнализации и предназначены для использования в химической, нефтегазовой и других отраслях промышленности для подачи извещения о пожаре при повышении температуры контролируемой среды выше допустимой. Извещатели реализуют функции максимальных, максимально-дифференциальных тепловых извещателей и извещателей с дифференциальной характеристикой. В зависимости от температуры и времени срабатывания извещатели подразделяются на классы по НПБ 85-2000 в температурном диапазоне от 69 до 310С Время срабатывания извещателей всех классов при повышении температуры от условно нормальной находится в пределах, определяемых классом извещателей в соответствии с НПБ 85-2000. Извещатели имеют взрывобезопасный уровень взрывозащиты и могут применяться во взрывоопасных зонах 1 и 2 класса по ГОСТ Р 513-30.9-99 и ГОСТ Р 51330.13-99. Маркировка взрывозащиты: в комплекте с кабельным термодатчиком ...1ЕxdibIIBT6. В кабельном термодатчике размещен блок искрозащиты (БИЗ), который обеспечивает искробезопасность вида ib. Извещатели могут эксплуатироваться в рабочем состоянии в различных климатических зонах: в диапазоне температуры от минус 55 до плюс 70С в атмосфере типа II, III или IV по ГОСТ 15150-69 (материал корпуса коррозионностойкая сталь 12Х18Н10Т) - индекс в обозначении - Н, в диапазоне температуры от минус 55 до плюс 70°С в атмосфере типа II по ГОСТ 15150-69 . Извещатели работоспособны в течение 1 часа при температуре, С: - для корпуса ИП102-1В с электронной схемой …85; - кабельного термодатчика Извещателя ИП 102-1В ... 380. Извещатели поставляются с кабельными вводами различных исполнений: для присоединения бронированного кабеля (Б), для открытой прокладки присоединяемого кабеля (К), для трубной прокладки кабеля (Т) с присоединительной резьбой G 3/4, (возможна поставка с присоединительной резьбой G 1/2 ). В комплект каждого кабельного u1074 ввода входят резиновые...
Гончаров Ярослав · ИНТЕР-КИП · 26 марта · Россия · Ростовская обл
ИП102-1В ИП102-1В-Р Извещатели пожарные тепловые взрывозащищенные максимальные, максимально-дифференциальные
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.