Apakah Keselamatan Intrinsik? Definisi, Had dan Reka Bentuk Kawasan Berbahaya

Seorang juruteknik mengapit pengesan kebocoran pada penyejuk yang dicas dengan propana R290. Alat ini berjalan pada bateri 9 V, terletak kira-kira 20 mm dari sambungan yang baru sahaja mula menangis, dan tiada siapa yang melihat dua kali pada elektronik di dalamnya. Keselamatan intrinsik wujud kerana pandangan kedua itulah yang menghalang letupan. Istilah ini menerangkan teknik perlindungan yang mengekalkan tenaga elektrik dan haba di dalam litar di bawah paras yang boleh menyalakan suasana mudah terbakar di sekeliling, dalam operasi biasa dan di bawah beberapa keadaan kerosakan yang ditetapkan.

Takrifan kedengaran sederhana, tetapi ia membentuk semula segala-galanya di hilir. Oleh kerana perlindungan datang daripada mengehadkan tenaga dan bukannya daripada mengandungi letupan, ia meliputi keseluruhan gelung, termasuk wayar yang berjalan kembali ke kabinet kawalan. Ini juga bermakna reka bentuk boleh dikira dan diperakui sebelum apa-apa sampai ke tapak.

Definisi Formal dan Tiga Had

Perkataan rasmi berasal daripada IEC 60079-11, piawaian di sebalik penandaan Ex i, dan ia diulangi dalam Arahan ATEX Eropah 2014/34/EU dan dalam skema IECEx. Peranti layak secara intrinsik selamat apabila tenaga yang boleh dikeluarkan adalah terhad supaya pencucuhan tidak boleh berlaku dalam operasi biasa atau dalam keadaan kerosakan yang ditetapkan.

Tiga kuantiti dikawal bersama, dan mana-mana satu daripadanya boleh menyalakan api:

• Voltan, kerana percikan memerlukan potensi yang cukup untuk memecahkan jurang antara konduktor.
• Arus, kerana tenaga dalam percikan pecah naik dengan arus dan dengan kearuhan litar.
• Kuasa dan suhu permukaan, kerana permukaan yang panas boleh menyalakan gas tanpa sebarang percikan api sama sekali.

Had tidak dipilih oleh pereka bentuk. Setiap peranti medan yang diperakui diterbitkan dengan parameter entiti: voltan input maksimum Ui, arus input Ii, kuasa input Pi, dan kemuatan dalaman dan kearuhan Ci dan Li. Penghalang atau pengasing di hujung kabel yang lain menerbitkan nilai output yang sepadan Uo, Io dan Po, manakala kabel menambah kemuatan dan kearuhan untuk setiap meter panjangnya. Gelung adalah mematuhi hanya apabila setiap pasangan berbaris dengan margin untuk ganti.

Peraturannya sengaja konservatif. Lengkung pencucuhan percikan digunakan dengan faktor keselamatan, biasanya 1.5, jadi had yang diperakui sudah berada di bawah tenaga yang menyalakan gas dalam ujian makmal. Untuk gas IIC kumpulan seperti hidrogen dan asetilena, litar biasa kekal di bawah 30 V, berhampiran 100 mA dan pecahan watt, manakala reka bentuk yang setanding untuk metana boleh membawa lebih banyak. T6 menutup suhu permukaan pada 85 darjah Celcius dan T4 pada 135 darjah Celcius, jauh di bawah suhu auto nyalaan gas yang dilindunginya.

Apa yang Sebenarnya Ada dalam Litar Selamat Secara Intrinsik

Tiga bahagian membentuk pemasangan yang berfungsi, dan ketiga-tiganya perlu dipadankan di atas kertas sebelum mana-mana daripadanya dipesan.

Peranti medan dalam kawasan terperingkat

Ini ialah instrumen, suis, gegelung atau penderia yang terdedah kepada atmosfera, dan penandaannya menunjukkan toleransi kesalahan yang dibawanya. Ex ia kekal selamat dengan dua kerosakan dan dibenarkan di Zon 0, di mana suasana mudah terbakar wujud secara berterusan atau untuk tempoh yang lama. Ex ib meliputi Zon 1 dengan satu kesalahan, dan Ex ic meliputi Zon 2, di mana suasana tidak mungkin dan jangka pendek.

Penghalang atau pengasing di kawasan selamat

Radas yang berkaitan mengehadkan tenaga yang sampai ke medan. Penghalang zener menggunakan diod shunt, fius dan perintang, dan memerlukan bumi keselamatan khusus yang diukur di bawah 1 ohm. Pengasing galvanik berfungsi melalui transformer atau gandingan optik dan tidak memerlukan bumi keselamatan, itulah sebabnya ia sering dipilih di mana pembumian sukar dibuktikan dan diselenggara.

Radas ringkas dan sesentuh pasif

Tidak setiap komponen memerlukan sijil sendiri. IEC 60079-11 membenarkan radas ringkas, ditakrifkan sebagai peranti yang tidak menjana atau menyimpan lebih daripada 1.2 V, 0.1 A, 20 mikrojoule atau 25 mW. Suis pasif, termokopel, kotak terminal dan sesentuh suis tekanan mudah layak selagi gelung sekeliling sudah terhad tenaga. Di sinilah pengawal tekanan penyejukan mendapat tempatnya dalam reka bentuk: kenalannya berkongsi perumahan dengan sambungan proses yang mungkin terletak di kawasan terperingkat, dan kerana kenalan tersebut hanya membawa arus gelung terhad, kepungan tidak perlu menjadi kotak kalis api.

Pengawal tekanan penyejukan Pengawal tekanan penyejukan mempunyai kotak segi empat tepat dengan perumah plastik putih tahan kakisan. Tolok tekanan penunjuk mekanikal pada kedua-dua belah... Lihat Produk →

Kabel di antara mereka

Kabel adalah komponen, bukan aksesori. Pendawaian yang selamat secara intrinsik biasanya bersarung biru dan diasingkan daripada litar bukan IS sebanyak 50 mm atau oleh partition metalik yang dibumikan, dan kemuatan dan kearuhannya per meter dimasukkan ke dalam pengiraan gelung.

Keselamatan Intrinsik Berbanding Dengan Kaedah Perlindungan Lain

Perlindungan kawasan berbahaya adalah sekumpulan teknik dan bukannya satu jawapan. Jadual di bawah meletakkan keselamatan intrinsik di samping kaedah yang paling kerap ditimbang.

Di mana Keselamatan Intrinsik Muncul dalam Penyejukan dan Penyaman Udara

Bahan penyejuk mudah terbakar mengalihkan subjek dari loji kimia ke dalam bilik penyejuk. R290 dan R600a duduk dalam kumpulan A3, manakala R32 dan R454B duduk dalam A2L, yang bermaksud ruang di sekeliling perkakas boleh diklasifikasikan di mana kebocoran boleh dipercayai. Apabila zon wujud, bahagian elektrik yang dipasang pada litar itu perlu dilindungi dengan sewajarnya.

Komponen elektrik di dalam sampul bahan penyejuk mudah terbakar

Gegelung solenoid yang terbuka di bawah beban menghasilkan percikan pecah induktif tepat yang parameter entiti untuk kearuhan ditulis, dan pembukaan suis tekanan pada kerosakan melakukan perkara yang sama. Oleh itu gegelung, suis dan penderia dipilih dengan mengambil kira zon, dan penarafan gegelung diperiksa secara berasingan daripada badan injap. Injap solenoid penyejukan seperti siri EVR ialah contoh biasa bagi badan yang dipilih untuk tekanan, keserasian penyejuk dan pengedap, yang menjadi sesuai untuk kawasan terperingkat hanya apabila dipasangkan dengan gegelung dan litar yang dinilai dengan betul.

Injap solenoid EVR Injap solenoid EVRs are key components in refrigeration and air conditioning, controlling the flow of refrigerant through electromagnetic induction. Available in direc... Lihat Produk →

Laman web ini menyimpan nota teknikal ringkas tentang caranya Injap solenoid jenis EVR dalam litar penyejukan berkelakuan dalam perkhidmatan, yang merupakan titik permulaan yang berguna untuk pemeriksaan itu.

Tenaga terma dan kerja panas berhampiran litar terbuka

Keselamatan intrinsik meliputi tenaga haba serta tenaga elektrik, dan kerja perkhidmatan adalah tempat yang membezakannya. Memateri sambungan pada litar yang baru dibuka bermakna nyalaan, tiub panas dan penyejuk yang mungkin masih ada dalam talian. Kawalan praktikal ialah pembersihan nitrogen, pemeriksaan gas sebelum obor dinyalakan, dan obor yang nyalanya boleh dipegang pada saiz yang sebenarnya diperlukan oleh sambungan dan bukannya pada tetapan terbesar yang tersedia.

Pistol kimpalan MAPP tiub berganda Pistol kimpalan MAPP tiub dwi direka untuk senario seperti penyaman udara dan penyelenggaraan sistem penyejukan, kimpalan ketepatan paip tembaga, dll. Ia menggunakan... Lihat Produk →

Berapa Banyak Tenaga Yang Kita Perbincangkan

Tenaga penyalaan bahan mudah terbakar biasa

Rajah 1 memplotkan tenaga penyalaan lima bahan yang muncul dalam penyejukan dan loji proses. Hidrogen hanya memerlukan kira-kira 0.017 mJ, kira-kira satu per enam belas daripada tenaga yang diperlukan oleh metana. Itulah sebabnya pemancar yang sama boleh membawa margin arus yang selesa dalam loji gas asli dan masih gagal pemeriksaan entiti pada gelinciran hidrogen, kerana kumpulan gas mengubah lengkung yang dilalui pengiraan. Angka-angka itu juga menjelaskan mengapa piawai berfungsi dalam miliwatt, kerana badan manusia yang dicas dengan baik boleh mengeluarkan jauh lebih daripada 0.017 mJ. Oleh itu reka bentuk praktikal bertujuan untuk operasi milliwatt, dan itu adalah aritmetik di sebalik faktor keselamatan 1.5.

Tenaga yang disimpan dalam kabel penyambung

Rajah 2 menukarkan kemuatan kabel kepada tenaga tersimpan dengan perhubungan kuasa dua separuh C V biasa pada voltan gelung 24 V. Kabel instrumen pada kira-kira 60 pF semeter mencapai kira-kira 8.6 mikrojoule melebihi 500 m, manakala kabel tujuan am pada 200 pF semeter melepasi 28.8 mikrojoule pada jarak yang sama. Garis putus-putus menandakan tenaga pencucuhan hidrogen 0.017 mJ, yang dipalang oleh kabel tujuan umum pada kira-kira 300 m dan kabel instrumen tidak pernah mencapai dalam julat yang dicarta. Persimpangan itulah sebabnya jenis kabel, panjang kabel dan voltan gelung tergolong pada lukisan kawalan dan bukannya diserahkan kepada pemasang. Ia juga menerangkan mengapa menukar kabel di tapak untuk setara kapasitans yang lebih tinggi ialah perubahan reka bentuk dan bukannya keputusan penyelenggaraan.

Dua Perbandingan Yang Memutuskan Reka Bentuk

Berapa banyak penilaian penghalang yang digunakan oleh gelung

Rajah 3 mengambil susunan biasa, pemancar 24 V yang melukis 20 mA daripada penghalang berkadar pada 28 V, 93 mA dan 0.65 W, dan menunjukkan berapa banyak setiap had yang digunakan oleh gelung. Voltan adalah kekangan paling ketat pada kira-kira 86 peratus, kuasa mengikuti kira-kira 74 peratus, dan arus hampir tidak disentuh pada sekitar 22 peratus. Ketidakseimbangan itu adalah perkara biasa, kerana gelung kawasan berbahaya hampir selalu voltan terhad manakala ruang kepala semasa kelihatan besar. Ia penting apabila seseorang ingin menambah peranti kedua pada penghalang yang sama atau memanjangkan larian, kerana belanjawan voltan hilang jauh sebelum belanjawan semasa hilang. Memeriksa ketiga-tiga pasangan, bukannya yang kelihatan selesa, adalah perkara yang memastikan gelung diperakui.

Kaedah perlindungan merentasi lima kriteria praktikal

Rajah 4 menjaringkan keselamatan intrinsik, perlindungan kalis api dan perlindungan bukan insentif daripada satu hingga lima berdasarkan kriteria yang biasanya menentukan projek: kesesuaian untuk Zon 0, toleransi penyelenggaraan langsung, kos pemasangan, kesederhanaan pendawaian dan berat perkakasan. Keselamatan intrinsik memenuhi bentuk ke arah Zon 0 dan penyelenggaraan langsung, itulah sebabnya ia menjadi lalai untuk instrumen yang mesti ditentukur semasa kilang sedang berjalan. Perlindungan kalis api menjangkau ke arah kesederhanaan pendawaian, kerana penutup berfungsi dan tiada pengiraan gelung diperlukan, tetapi ia mendapat markah rendah pada penyelenggaraan langsung dan berat perkakasan. Perlindungan bukan insentif mencapai tepi luar pada kos dan pendawaian kerana ia hanya bertujuan untuk Zon 2, di mana suasana mudah terbakar tidak mungkin dan jangka pendek. Membaca tiga bentuk bersama-sama memberikan peraturan praktikal: padankan kaedah dengan zon terlebih dahulu, kemudian biarkan kos dan penyelenggaraan memilih antara kaedah yang layak.

Pengesahan ialah apa yang memisahkan pemasangan yang mematuhi daripada yang hanya kelihatan meyakinkan. Sebelum gelung masuk ke dalam perkhidmatan, semak nombor sijil dan penandaan pada peranti, sahkan bahawa Uo berada pada atau di bawah Ui, Io berada pada atau di bawah Ii dan Po berada pada atau di bawah Pi, kemudian tambahkan kemuatan kabel dan kearuhan terhadap Co dan Lo. Baca juga syarat khas yang dicetak selepas nombor sijil, kerana ia sering membawa X dan sekatan tentang cara peranti itu boleh digunakan. Akhir sekali, sahkan kelas suhu terhadap gas atau wap yang sebenarnya ada, kerana peranti yang dinilai untuk T4 tidak boleh diterima secara automatik apabila had T6 telah ditetapkan.

Pemilihan komponen biasanya menentukan betapa mudahnya latihan itu. Suis tekanan dengan parameter entiti yang diterbitkan, gegelung solenoid yang dinilai untuk zon dan kabel yang kapasitansinya dinyatakan pada lembaran data menjadikan pengiraan yang sukar menjadi senarai semak pendek. Apabila projek mencampurkan litar penyejuk mudah terbakar dengan kawasan terperingkat, adalah wajar menyemak senarai komponen terhadap pengiraan gelung lebih awal, sebelum lukisan ditetapkan.

Jika anda menentukan bahagian untuk sistem seperti ini, bercakap dengan pasukan kejuruteraan kami tentang bahan pendingin, zon dan voltan kawalan sebelum pesanan dibuat.