Iskrobezpieczeństwo to metoda ochrony przeciwwybuchowej, która ogranicza energię elektryczną i cieplną w obwodzie do tak niskiego poziomu, że nie może ona wygenerować iskry ani gorącej powierzchni zdolnej do zapalenia atmosfery palnej, nawet gdy w obwodzie wystąpi wada. W przeciwieństwie do obudów przeciwwybuchowych, które zawierają zapłon po jego zajściu, iskrobezpieczeństwo zapobiega powstaniu źródła zapłonu.
Wszystkie inne główne koncepcje ochrony, obudowy przeciwwybuchowe (Ex d) czy zabezpieczenia zwiększonego bezpieczeństwa (Ex e), zakładają, że może wystąpić iskra lub łuk i albo zawierają powstały wybuch, albo eliminują warunki sprzyjające powstawaniu iskier.
Iskrobezpieczeństwo (Ex i) stosuje inne podejście: ogranicza napięcie i prąd u źródła tak, aby nawet przerwany przewód, zwarcie czy uszkodzony element nie mogły uwolnić wystarczającej energii do zapalenia otaczających gazów, par lub pyłów.
Przyrządy polowe, takie jak nadajniki, przełączniki i małe siłowniki, zwykle pracują przy poziomach mocy na tyle niskich, że to rozwiązanie jest praktyczne, dlatego iskrobezpieczeństwo dominuje w aparaturze procesowej w obszarach zagrożonych.
Norma IEC/EN 60079-11 definiuje podpoziomy iskrobezpieczeństwa według tego, ile niezależnych usterek obwód musi tolerować, pozostając niezdolnym do zapłonu:
Norma rozróżnia usterki „liczone”, wiarygodne awarie, takie jak zwarcie elementu lub przerwa w obwodzie, które muszą być uwzględnione w rachunku dla poziomów ia lub ib, od usterek traktowanych jako niepoliczalne, ponieważ odpowiednie odstępy, drogi upływu i szczeliny w konstrukcji urządzenia czynią je na tyle mało prawdopodobnymi. Tylko usterki liczone są używane do określenia wymaganego poziomu tolerancji usterek dla ia, ib lub ic.
Tolerancja usterek, jaką zapewnia obwód, determinuje najbardziej wymagającą strefę, do której może być dopuszczony:
| Poziom ochrony | Equipment Protection Level (EPL) | Typowa strefa gazowa | Tolerancja usterek |
|---|---|---|---|
| Ex ia | Ga | Strefa 0 | Dwie usterki |
| Ex ib | Gb | Strefa 1 | Jedna usterka |
| Ex ic | Gc | Strefa 2 | Brak usterek (tylko normalna praca) |
Strefa 0 obejmuje obszary, w których atmosfera wybuchowa występuje ciągle lub przez długi czas, dlatego urządzenia tam muszą pracować bezpiecznie nawet po wystąpieniu dwóch niezależnych usterek, stąd Ex ia jest minimalnym wymaganym poziomem dla Strefy 0 (urządzenia certyfikowane jako Ex ia można również instalować w Strefie 1 lub 2, ponieważ spełniają lub przewyższają wymagania tych stref).
Strefa 1 obejmuje obszary, w których atmosfera może wystąpić podczas normalnej pracy, a Strefa 2, obszary, gdzie występowanie atmosfery jest spodziewane tylko krótko lub w warunkach nieprawidłowych.
Ta sama logika ograniczania energii leży u podstaw innych decyzji klasyfikacji obszarów podejmowanych w zakładzie dotyczących ryzyka łuku elektrycznego i ochrony przed zwarciami doziemnymi, gdzie celem jest również zapobieżenie przekształceniu usterki elektrycznej w zdarzenie zapłonowe lub urazowe.
Bariera Zenera to pasywna sieć diod Zenera, rezystorów i bezpiecznika zainstalowana na granicy między obszarem bezpiecznym a zagrożonym. W normalnej pracy rezystory ograniczają prąd, a sygnał przyrządu przechodzi przez barierę bez zakłóceń.
Jeśli usterka w urządzeniu ze strefy bezpiecznej podniesie napięcie powyżej progu Zenera, diody zaciskają napięcie i odprowadzają nadmiar prądu awaryjnego do dedykowanego, iskrobezpiecznego uziemienia, podczas gdy bezpiecznik chroni diody przed uszkodzeniem termicznym.
Bariery Zenera są proste i tanie, ale wymagają niskooporowego, zweryfikowanego iskrobezpiecznego uziemienia, aby działać, a to uziemienie musi być utrzymywane i testowane jako część pętli.
Izolator galwaniczny osiąga to samo ograniczenie energii bez wspólnej ścieżki elektrycznej. Wewnątrz wykorzystuje transformator, przekaźnik lub optoizolator, aby oddzielić obwód znajdujący się w obszarze zagrożonym od obwodu w obszarze bezpiecznym, jednocześnie przekazując sygnał pomiarowy lub sterujący przez barierę.
Ponieważ nie ma bezpośredniego połączenia elektrycznego między obiema stronami, izolatory galwaniczne nie zależą od dedykowanego uziemienia IS, co upraszcza instalację i eliminuje częste źródło uciążliwych usterek. Zwykle kosztują więcej niż bariery Zenera, ale właśnie z tego powodu są teraz częstszym wyborem w nowych instalacjach.
Każde urządzenie powiązane (bariera lub izolator) i każde iskrobezpieczne urządzenie polowe (nadajnik, przełącznik lub inne) ma na tabliczce znamionowej lub w karcie katalogowej zestaw certyfikowanych parametrów jednostkowych. Aby pętla była iskrobezpieczna, parametry te muszą zostać porównane i dopasowane zanim system zostanie okablowany:
Ta koncepcja parametrów jednostkowych pozwala inżynierom mieszać i dopasowywać certyfikowane bariery i urządzenia polowe od różnych producentów bez konieczności przeprowadzania testu certyfikacyjnego całego systemu, o ile wszystkie sprawdzenia parametrów przejdą pomyślnie, a łączna moc wyjściowa pozostaje w granicach certyfikowanych dla danej grupy gazowej i klasy temperaturowej. Błędne dopasowanie tych parametrów lub pominięcie sprawdzenia podczas wymiany urządzenia polowego jest jednym z najczęstszych sposobów, w jaki pętla iskrobezpieczna jest niezamierzenie naruszana.
Pętle iskrobezpieczne nadal zawodzą jak każdy inny obwód pomiarowy: bezpieczniki w barierach przepalają się, uziomy IS korodują, izolacja kabli się pogarsza, a urządzenia polowe dryfują lub ulegają awarii.
Ponieważ te usterki często najpierw objawiają się subtelnym spadkiem wydajności zamiast wyraźnego alarmu, widoczność stanu technicznego linii ma tak samo duże znaczenie w obszarach zagrożonych jak w innych częściach zakładu.
Fabrico odczytuje stan maszyny i OEE bezpośrednio z linii i automatycznie kieruje zlecenie serwisowe w momencie wykrycia spadku, używając widzenia komputerowego do wychwycenia degradacji, której same czujniki punktowe mogą nie zauważyć, zbudowane i hostowane w UE z przechowywaniem danych w UE oraz wspierane certyfikatami ISO 27001, ISO 20000-1 i ISO 9001. Zarezerwuj demo Fabrico .
Nie. Sprzęt przeciwwybuchowy (Ex d, ognioodporny) pozwala na zajście zapłonu wewnątrz, ale zawiera go w wytrzymałej obudowie, tak aby nie wydostał się na zewnątrz. Iskrobezpieczeństwo ogranicza energię tak, aby iskra lub gorąca powierzchnia zdolna do zapłonu nigdy się nie utworzyła.
Tylko po ponownym sprawdzeniu porównania parametrów jednostkowych nowego urządzenia z zainstalowaną barierą lub izolátorem. Wymiana na urządzenie o większym Ci lub Li, albo o niższym Vmax lub Imax, może unieważnić certyfikowaną pętlę, nawet jeśli fizyczne połączenie pasuje.
Okablowanie IS zwykle prowadzi się w oddzielnym, wyraźnie oznakowanym kablu (często w kolorze jasnoniebieskim) lub wydziela się je od przewodników nieiskrobezpiecznych i musi spełniać wymagania dotyczące izolacji i separacji w odpowiednim standardzie instalacyjnym, tak aby usterka w obwodzie nieiskrobezpiecznym nie mogła przenieść energii do pętli IS.
Ex ia jest wymagany tylko tam, gdzie urządzenie musi pracować w Strefie 0. W Strefie 1 Ex ib spełnia wymagany poziom ochrony przy zwykle niższych kosztach i mniejszej złożoności projektowej, więc stosowanie ia wszędzie byłoby przewymiarowaniem, a nie dodatkiem do bezpieczeństwa.
Zaloguj
Blog
