Автоперевод оригинальной статьи с французского языка
Защита типа "искробезопасная цепь"
В отличие от других видов защиты, защита «искробезопасности» заключается не в изоляции электрооборудования в потенциально взрывоопасной атмосфере, а в том чтобы доказать, что оборудование не является опасным даже в случае сбоев и отказов его компонентов, так как возникающая при этом искра не приводит к рисковнному уровню перегрева.
В отношении опасности искрения, искробезопасность основывается на таком физическом явлении, что искра не может вызвать воспламенение во взрывоопасной атмосфере, если энергия разряда ниже пороговой для рассматриваемой категории газа. В этом контексте, методика представляет собой стандартный набор кривых и таблиц, предназначенных для определения безопасных пределов напряжения и тока в зависимости от параметров электрооборудования, в частности, от находящихся в ней конденсаторов и индуктивностей.
Стандарт предусматривает при определении критериев для анализа рассматривать правила построения и возможные случаи отказа, позволяя испытаний или расчетов, чтобы показать, что даже в случае многочисленных аномалий и сбоев, ограничения и факторы безопасности никогда не могут быть превышены.
Опасность в плане перегрева – это тот же анализ критериев, применяемых для определения максимальной температуры поверхности элементов в контакте с взрывоопасной атмосферой, в целях проверки ее совместимости с температурой классификации материала.
Приведем методы анализа и проектирования, полученные непосредственно от некоторых базовых принципов и стандартов:
- Два проводника могуб рассматриваться в краткосрочном разомкнутом состоянии если расстояние между ними меньше, чем рекомендуется.
- Считается, что электрический контакт можно сократить, если он не соответствует рекомендациям и в этом случае он называется «непогрешимой связью».
- Можно установить электронный компонент в случае, если нарушение превышает норму. Тем не менее, стандарт определяет для некоторых простых компонентов (транзисторы, диоды, резисторы, ...) случаи невыполнения принимать во внимание в процессе анализа, и могут даже признать свою непогрешимость, если они производятся и используются в соответствии с предписанными рекомендациями; это вопрос «непогрешимых компонентов».
- Любой анализ основывается на том, что при одновременном существовании аномалий рассматривается более тяжелая.
Моделирование
Если не принимаются в расчет стандартные правила построения моделей нарушений, то анализ основывается на преобразовании электрической схемы к схеме, учитывающей элемент, представляющий опасность в плане искрообразования. Все проводники могут быть краткосрочно разомкнутый, все полу-проводники и интегральные схемы можгу иметь внутреннее короткое замыкание, в худшем случае риск искрения будет в случае, когда все конденсаторы включены параллельно и все индуктивности включены последовательно. Если возможность такого нарушения возможна, эта конфигурация является основой для анализа, как наиболее опасный случай.
Таким образом моделирование опасности искрения заключается в том, чтобы заменить всю схему на схему замещения, в которой конденсатор представляет собой сумму всех конденсаторов в исходной схеме, а индуктивность – сумму всех індуктивностей.
Следующий шаг состоит в том, чтобы проверить, не превышают ли параметры схемы, сформированные в соответствии с предельным значениям по кривым и таблицам стандартне значения, с учетом максимального напряжения и максимального тока, которые могут возникнуть в случае аномалии.
Довольно часто происходит, что информация, представленная в стандартах является недостаточной, что встречающиеся значения расположены вне кривых. В этих случаях, хотя и моделированием экстраполяции можно оценить жизнеспособность оборудования, конечное обоснование может быть осуществлено путем тестирования на искрение, проведенного в лаборатории по сертификации.
Моделирование опасности перенрева заключается в том, чтобы представить себе, что вся имеющиеся энергия высвобождающаяся при аварии имеет тепловую природу.
Становится очевидным, что с точки зрения риска перегрева использование все более мелкие компонентов и стремление к миниатюризации является нонсенсом, что, с точки зрения опасности искрообразования необхрлим другой подход, и что следовательно, развитие ATEX оборудования всегда должно происходить в виде компромисса различных структур на которых должна быть основана любая концепция.
А оборудование, которое изначально не считается с нормами ATEX вряд ли может быть адаптированно к взрывоопасной бреде.
(*) Spark: контрольно-измерительное оборудование соответствует строго определенным стандартам, и выполнено в виде коло кола, заполненного взрывчатыми газами, в которых осуществляются короткие замыкания точке тестирования электрооборудования.
Разложение на блоки
Принцип заключается в том чтобы разложить целостное электрооборудование на отдальные блоки, являющимися его неотделимыми компонентами, в которых энергии искрения являются ограниченными, и таким образом отдельные блоки будут считаться «непогрешимыми».
Как и раньше каждый блок будет представлять собой объект моделирования и как и раньше оборудование будет представляться в виде схемы замещения, состоящей из конденсаторов, индуктивностей и резисторов, но разделенных на «непогрешимые» блоки, оборудованные защитными устройствами. Напряжение разряда в случае нарушения будет строго ограничено блоками.
В примере, приведенном ниже, воображаемое оборудование подключено к датчику. Эта система, таким образом, будет приемлемой только в том случае, если выходные параметры оборудования согласуются с теми, которые фигурируют в сертификате ATEX датчика.
Это оборудование было разложено в виде 3 блоков и "непогрешимыми" компонентами (отмечены треугольниками), были добавлены для ограничения напряжения, тока и мощности на входе в каждый блок.
Максимальное напряжение и максимальная мощность указаны для каждого блока, и каждый компонент является непогрешимым, указанная номинальная мощность для компонента может рассматриваться в качестве «непогрешимой» по отношению к стандарту.
Характеристики зенеровского диода
Термический анализ компонентов
Присутствие некоторых защитных компонентов характерно для двойного уровня защиты " ib " предназначенного для искробезопасного оборудования, разработанного для "зона 1". Для оборудования в "зоне 0" необходимый уровень безопасности " ia " характеризуется тем утроение этих компонентов.
Некоторые переходные меры должны быть приняты во внимание (а иногда и таяния время предохранитель), которые будут уверены в надежности комплектующих, используемых в качестве компонентов непогрешимыми. Внимательное чтение документации компонентов не требуется, иногда дополняется конфиденциальной информации от производителя компонентов или конкретных тестов.
