Инструментация с внутренней безопасностью: объяснение принципов проектирования цепей и стандарта IEC 60079
В опасных промышленных условиях, где могут присутствовать горючие газы, пары или пыль, электробезопасность не является необязательной.Внутренняя безопасность (IS), философия проектирования, которая гарантирует, что электрические цепи не могут зажечь взрывоопасную атмосферу, даже в условиях неисправности.
Этот блог раскрывает основные принципы проектирования цепей, лежащие в основе безопасных инструментов, и разгадывает стандарт IEC 60079, который регулирует их сертификацию.
Что такое внутренняя безопасность?
Внутренняя безопасность - это техника защиты, которая ограничивает энергию, как электрическую, так и тепловую, доступную в цепи, ниже порога зажигания окружающей атмосферы.В отличие от взрывостойких корпусов, ИС сосредоточена напредотвращение возгорания у источника, что делает его идеальным для низкомощных устройств, таких как датчики, передатчики и портативные инструменты.
Принципы проектирования схем приборов ИС
Проектирование внутренне безопасной схемы требует тщательного контроля энергии, отказоустойчивости и поведения компонентов.
1.Ограничение энергии
- Напряжение и ток ограничиваются безопасными уровнями (обычно < 30 В и < 100 мА).
- Энергия, хранящаяся в индукторах и конденсаторах, должна быть сведена к минимуму, чтобы предотвратить разряд искры.
2.Зенерские барьеры и гальваническая изоляция
- Зенерские барьеры зажимают напряжение и перенаправляют избыточную энергию на землю.
- Гальванические изоляторы используют трансформаторы или оптические соединители для разделения безопасных и опасных зон.
3.Резисторы ограничивающие ток
- Серийные резисторы ограничивают ток неисправности и безопасно рассеивают энергию.
4.Выбор компонента
- Используются только сертифицированные компоненты с предсказуемыми режимами отказа.
- Конденсаторы и индукторы тщательно размещаются, чтобы избежать превышения энергии зажигания.
5.Отчисления и анализ ошибок
- Схемы предназначены для сохранения безопасности в условиях однократного или двойного отказа.
- FMEDA (Failure Modes, Effects, and Diagnostic Analysis) часто используется для проверки безопасности.
IEC 60079: Руководящий стандарт
ВСерия IEC 60079является международным эталоном для оборудования, используемого в взрывоопасных средах.
IEC 60079-11: Внутренняя безопасность
- Определяет требования к оборудованию и системам ИС.
- Указывает максимально допустимую энергию, допустимость ошибок и процедуры испытаний.
IEC 60079-25: Проектирование системы IS
- Охватывает взаимосвязь устройств ИС и связанных с ними аппаратов.
- Обеспечивает соответствие всей системе, а не только отдельным компонентам.
Сертификация и маркировка
- Сертифицированные ИС-устройства имеют такие маркировки:Ex ia IIC T4с указанием:
- Тип защиты: ia (отказность на две ошибки)
- Группа газов: IIC (водород, ацетилен)
- Температурный класс: T4 (максимальная температура поверхности ≤ 135°C)
Почему это важно для экспорта и соблюдения
Для производителей и экспортеров приборов, особенно в таких отраслях, как нефть и газ, химикаты и керамика, соблюдение стандарта IEC 60079 имеет важное значение для доступа на мировой рынок.Внутренне безопасные конструкции не только отвечают требованиям законодательства, но и снижают затраты на установку, исключая тяжелые взрывозащищенные корпуса.
Безопасность как элегантность
В духе даосистского дизайна, внутренняя безопасность заключается вделать меньше, чтобы достичь большегоЭто тихая форма защиты, где элегантность встречается с техникой.