Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Барьеры искрозащиты представляют собой специализированные устройства, предназначенные для обеспечения безопасной работы электрооборудования во взрывоопасных зонах. Основной принцип их работы заключается в ограничении электрической энергии, передаваемой в опасную зону, до уровня, при котором не может произойти воспламенение взрывоопасной среды.
Искробезопасная электрическая цепь определяется как цепь, выполненная таким образом, что электрический разряд не может воспламенить взрывоопасную среду с вероятностью большей 0,001 при предписанных условиях испытания. Это достигается путем применения специальных коэффициентов безопасности, которые составляют не менее 1,5 для нормального режима работы и аварийных режимов.
Современная классификация взрывоопасных зон основана на частоте и продолжительности присутствия взрывоопасной среды. Согласно международным стандартам и российскому законодательству, выделяют три основных класса зон для газо-паровоздушных сред.
В зоне 0 взрывоопасная атмосфера присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени (более 1000 часов в год). Для работы в такой зоне допускается использование только оборудования с уровнем взрывозащиты Ex ia (особовзрывобезопасное), которое обеспечивает безопасность даже при возникновении двух одновременных и независимых повреждений.
Зона 1 характеризуется возможностью образования взрывоопасной среды при нормальных условиях эксплуатации в течение 10-1000 часов в год. В этой зоне можно применять оборудование с уровнями защиты Ex ia и Ex ib (взрывобезопасное), где защита обеспечивается при одном повреждении.
В зоне 2 взрывоопасная среда возникает редко и существует непродолжительное время (менее 10 часов в год). Здесь допускается применение оборудования всех уровней защиты: Ex ia, Ex ib и Ex ic.
Барьеры искрозащиты функционируют по принципу ограничения электрической энергии, которая может быть передана в искробезопасную цепь. Это достигается тремя основными способами: ограничением напряжения, ограничением тока и ограничением накапливаемой энергии.
Максимальное напряжение Ui ограничивается с помощью стабилитронов (диодов Зенера), которые начинают проводить ток при достижении определенного напряжения. Типовые значения для искробезопасных цепей составляют 28-30 В постоянного тока.
Максимальный ток Ii ограничивается последовательно включенными резисторами. Для уровня Ex ia типовые значения составляют 93-120 мА, для Ex ib - до 200 мА.
Максимальная мощность Pi вычисляется как произведение Ui × Ii и не должна превышать установленных пределов (обычно 1,3 Вт для Ex ia и 1,5 Вт для Ex ib).
Пассивные барьеры искрозащиты, также называемые шунт-диодными барьерами, представляют собой наиболее простой и надежный тип защитных устройств. Они состоят из шунтирующих стабилитронов (диодов Зенера), последовательно включенных токоограничивающих резисторов и плавких предохранителей.
Основными элементами пассивного барьера являются два стабилитрона, включенных встречно-параллельно для защиты от напряжений обеих полярностей, токоограничивающие резисторы и плавкие предохранители. При превышении напряжения стабилизации стабилитроны начинают проводить ток, ограничивая напряжение в цепи.
Пассивные барьеры обладают высокой надежностью благодаря простоте конструкции и отсутствию активных элементов. Они не требуют внешнего питания и обеспечивают искрозащиту даже при полном отказе элементов схемы. Современные российские производители используют мощные резисторы и стабилитроны, что позволяет снизить проходное сопротивление до 284 Ом для 24-вольтовых барьеров уровня ib.
Для барьеров с уровнем взрывозащиты Ex ia обязательно подключение к специальной низкоомной шине заземления с сопротивлением не более 1 Ом. Для барьеров Ex ib допускается подключение к глухозаземленной нейтрали с сопротивлением не более 4 Ом.
Активные барьеры искрозащиты с гальванической развязкой представляют собой наиболее совершенный тип защитных устройств, объединяющий в себе функции ограничения энергии и гальванического разделения искробезопасных и искроопасных цепей.
Гальваническая развязка обеспечивается применением трансформаторных или оптронных схем, которые полностью исключают прямое электрическое соединение между цепями взрывобезопасной и взрывоопасной зон. Это достигается за счет использования трансформаторов, оптопар или других изолирующих элементов.
Активный барьер с гальванической развязкой включает источник питания, генератор переменного напряжения, трансформатор для обеспечения гальванической развязки, выпрямитель, схему ограничения тока и напряжения на основе стабилитронов и резисторов, а также оптопару для передачи сигналов.
Основными преимуществами являются повышенная помехоустойчивость благодаря отсутствию гальванической связи между входом и выходом, возможность работы без специального заземления, автоматическое восстановление после устранения короткого замыкания и более высокая надежность системы в целом.
Выбор подходящего барьера искрозащиты определяется несколькими ключевыми параметрами: классом взрывоопасной зоны, требуемым уровнем взрывозащиты, электрическими характеристиками подключаемого оборудования и условиями эксплуатации.
Параметры Ui (максимальное напряжение), Ii (максимальный ток) и Pi (максимальная мощность) определяют безопасные пределы энергии в искробезопасной цепи. Эти параметры должны соответствовать характеристикам подключаемого оборудования с учетом коэффициентов безопасности.
Для зоны 0 допускается использование только оборудования уровня Ex ia. В зонах 1 и 2 можно применять оборудование с соответствующими или более высокими уровнями защиты. При этом необходимо учитывать, что использование более высокого уровня защиты всегда допустимо.
Барьеры должны соответствовать категории взрывоопасных смесей: IIA (пропан, метан), IIB (этилен) или IIC (водород, ацетилен). Барьеры категории IIC обеспечивают защиту для всех типов смесей, включая наиболее опасные.
При проектировании и монтаже систем с барьерами искрозащиты необходимо соблюдать ряд важных требований, обеспечивающих надежную и безопасную работу оборудования в течение всего срока эксплуатации.
Барьеры искрозащиты должны устанавливаться в безопасной зоне с обеспечением необходимого охлаждения и защиты от механических воздействий. Монтаж на DIN-рейку является предпочтительным способом установки, обеспечивающим удобство обслуживания и замены.
Для пассивных барьеров и активных барьеров без гальванической развязки обязательно выполнение качественного заземления. Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 1 Ом для уровня ia и не более 4 Ом для уровня ib.
Современные активные барьеры часто оснащаются системами самодиагностики, позволяющими контролировать состояние цепей и своевременно выявлять неисправности. Рекомендуется регулярная проверка параметров барьеров в рамках планового технического обслуживания.
При выборе барьера необходимо обеспечить совместимость его параметров с характеристиками подключаемого датчика или исполнительного устройства. Параметры Uo, Io, Po барьера должны быть не менее соответствующих параметров Ui, Ii, Pi подключаемого оборудования.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.