Что такое искробезопасность?

Искробезопасность — это метод защиты, который ограничивает энергию — как электрическую, так и тепловую — доступную в цепи, ниже порога воспламенения окружающей атмосферы. В отличие от взрывозащищенных корпусов, IS фокусируется на предотвращении воспламенения в источнике, что делает его идеальным для маломощных устройств, таких как датчики, передатчики и портативные приборы.

Принципы проектирования схем IS-приборов

Проектирование искробезопасной схемы требует тщательного контроля энергии, устойчивости к неисправностям и поведения компонентов. Основные принципы включают в себя:

1. Ограничение энергии

• Напряжение и ток ограничены безопасными уровнями (обычно <30 В и <100 мА).
• Накопленная энергия в индукторах и конденсаторах должна быть минимизирована для предотвращения искрового разряда.

2. Барьеры Зенера и гальваническая развязка

• Барьеры Зенера ограничивают напряжение и отводят избыточную энергию на землю.
• Гальванические изоляторы используют трансформаторы или оптопары для разделения безопасных и опасных зон.

3. Токоограничивающие резисторы

• Последовательные резисторы ограничивают ток короткого замыкания и безопасно рассеивают энергию.

4. Выбор компонентов

• Используются только сертифицированные компоненты с предсказуемыми режимами отказа.
• Конденсаторы и индукторы тщательно подбираются по размеру, чтобы избежать превышения энергии воспламенения.

5. Резервирование и анализ неисправностей

• Схемы спроектированы так, чтобы оставаться безопасными в условиях одиночных или двойных неисправностей.
• FMEDA (Анализ режимов отказов, последствий и диагностики) часто используется для проверки безопасности.

IEC 60079: Регулирующий стандарт

Серия IEC 60079 является международным эталоном для оборудования, используемого во взрывоопасных атмосферах. В частности:

IEC 60079-11: Искробезопасность «i»

• Определяет требования к оборудованию и системам IS.
• Указывает максимально допустимую энергию, устойчивость к неисправностям и процедуры тестирования.

IEC 60079-25: Проектирование систем IS

• Охватывает взаимосвязь устройств IS и сопутствующей аппаратуры.
• Обеспечивает соответствие всей системы, а не только отдельных компонентов.

Сертификация и маркировка

• Сертифицированные устройства IS имеют маркировку, например, Ex ia IIC T4, указывающую на:
• Тип защиты: «ia» (устойчивость к двум неисправностям)
• Группа газов: IIC (водород, ацетилен)
• Класс температуры: T4 (максимальная температура поверхности ≤135°C)

Почему это важно для экспорта и соответствия требованиям

Для производителей и экспортеров приборов — особенно в таких секторах, как нефтегазовая, химическая и керамическая промышленность — соответствие требованиям IEC 60079 имеет важное значение для доступа на мировой рынок. Искробезопасные конструкции не только соответствуют нормативным требованиям, но и снижают затраты на установку за счет исключения тяжелых взрывозащищенных корпусов.

Безопасность как элегантность

В духе даосского дизайна искробезопасность заключается в том, чтобы делать меньше, чтобы достичь большего — удалять избыточную энергию, упрощать схемы и доверять сдержанности, а не грубой силе. Это тихая форма защиты, где элегантность сочетается с инженерным искусством.