Circuito elettrico a sicurezza intrinseca

Intrinsecamente sicuro è un tale circuito elettrico, la cui stessa implementazione, con una probabilità non superiore allo 0,1%, non consentirà il verificarsi di una scarica elettrica che può causare l'accensione dell'ambiente esplosivo circostante, che, di regola, è confermata dalle condizioni di prova. La condizione antideflagrante di un «circuito elettrico a sicurezza intrinseca» si basa sul mantenimento della tensione, della corrente e della potenza in tale circuito a un determinato livello di sicurezza intrinseca. Per un circuito a sicurezza intrinseca si possono distinguere tre livelli di sicurezza intrinseca: ia, ib e ic.

Livelli intrinsecamente sicuri

si — livello particolarmente antideflagrante. Ciò implica il rispetto delle condizioni di sicurezza anche in presenza di due guasti circuitali indipendenti o simultanei. Questo livello di sicurezza intrinseca garantisce la massima protezione e sicurezza contro le esplosioni, motivo per cui è applicabile alle aree esplosive delle classi 0, 1 e 2.

ib — livello antideflagrante. Con questo livello è consentito un solo danno, quindi si applica solo alle aree pericolose di Classe 1 e 2.

CIRCUITO INTEGRATO — il livello di maggiore affidabilità contro l'esplosione.In generale, non consente danni, quindi viene utilizzato solo in aree pericolose di Classe 2.

Classi di aree esplosive

Analogamente ai livelli di sicurezza intrinseci dei circuiti, anche le zone pericolose sono classificate:

Zona esplosiva 0. In tale area, una miscela di gas esplosiva è costantemente o per lungo tempo.

Zona esplosiva 1. In quest'area, anche nelle normali condizioni operative dell'apparecchiatura, c'è sempre la possibilità di una miscela di gas esplosiva intorno.

Zona esplosiva 2. È improbabile che in quest'area sia presente una miscela di gas esplosivo in condizioni operative normali. Se ciò accade, è estremamente raro e quindi per un breve periodo di tempo.

Fattore interno di sicurezza

Per i circuiti a sicurezza intrinseca utilizzati, viene introdotto un coefficiente speciale - coefficiente di sicurezza intrinseca. Esprime il rapporto tra i parametri minimi della condizione di accensione ei corrispondenti parametri di sicurezza intrinseca. Pertanto, negli Stati Uniti, sono accettati i seguenti fattori di protezione contro le esplosioni a sicurezza intrinseca del tipo "circuito elettrico a sicurezza intrinseca":

Fattore di sicurezza reale 1,5 — per un guasto nelle condizioni più sfavorevoli;

Fattore di sicurezza genuino 1 — per due danni nelle condizioni più sfavorevoli;

Ad esempio, in Nord America, si presume un fattore di potenza di 1,5 per le condizioni in cui il dispositivo viene testato sperimentalmente. Nel corso degli studi teorici, per la modalità normale e per la modalità di emergenza con un guasto, si assume un fattore 2 per corrente e tensione, e per la modalità di emergenza con due guasti, il fattore di sicurezza intrinseco viene assunto pari a 1,33.

Il motivo principale per cui il fattore di sicurezza intrinseco aumenta in queste condizioni è che negli studi teorici di solito non si hanno informazioni complete sui valori nominali di tutti i componenti, ad esempio il valore dell'induttanza può dipendere da come viene misurato.

Secondo i GOST locali e gli standard europei, il fattore di sicurezza intrinseca di un circuito a sicurezza intrinseca non deve essere inferiore a 1,5 per il normale funzionamento delle apparecchiature elettriche, nonché per la modalità di emergenza con danni creati artificialmente alle connessioni e ad altri elementi di queste apparecchiature elettriche . Per tensione e corrente, un fattore di sicurezza intrinseco di 1,5 corrisponde a un fattore di 2,25 per l'energia.
Apparecchiature elettriche semplici

Le apparecchiature elettriche hanno una propria classificazione in termini di sicurezza intrinseca Le apparecchiature semplici comprendono dispositivi elettrici o un insieme di dispositivi elettrici di progettazione semplificata con determinati valori di parametri tecnici stabiliti corrispondenti ai parametri di sicurezza intrinseca del circuito elettrico in cui si trovano sono usati.

Tali semplici apparecchiature elettriche includono:

• 1 - dispositivi elettrici passivi - interruttori, scatole di giunzione, semplici dispositivi a semiconduttore, resistori;

• 2 — dispositivi in ​​grado di immagazzinare energia con parametri elettrici installati e presi in considerazione nel determinare la propria sicurezza — condensatore, induttore;

• 3 - dispositivi di generazione di energia - termocoppie e fotocellule con una tensione non superiore a 1,5 V, una corrente non superiore a 0,1 A, una potenza non superiore a 0,025 W. I fattori induttivi e capacitivi di questi dispositivi sono presi in considerazione come al paragrafo 2.

È necessario comprendere che l'apparecchiatura semplice deve soddisfare i requisiti dell'attuale documentazione scientifica e tecnica per apparecchiature intrinsecamente sicure. Pertanto, secondo GOST R IEC 60079-11-2010, utilizzando apparecchiature semplici in circuiti a sicurezza intrinseca, è necessario tenere conto di quanto segue:

1) Le apparecchiature semplici non dovrebbero essere sicure a causa dei limiti di corrente e/o tensione.

2) L'apparecchiatura non deve contenere alcun mezzo per aumentare la tensione o la corrente.

3) Le apparecchiature prima del funzionamento a vuoto devono essere testate con doppia tensione, almeno 500 V.

4) Tutte le staffe devono soddisfare requisiti speciali.

5) Le guaine non metalliche o in lega leggera devono essere elettrostaticamente sicure.

6) La classe di temperatura dell'apparecchiatura deve corrispondere alle condizioni di lavoro.

In pratica, questo insieme di limitazioni rende difficile l'utilizzo di apparecchiature semplici in circuiti a sicurezza intrinseca. I punti 1 e 2 sono generalmente facili da seguire. Ma i punti da 3 a 6 possono già causare difficoltà.

Ad esempio, sebbene il termometro a resistenza sia un semplice componente dell'apparecchiatura, tuttavia, secondo GOST 6651-2009, tale dispositivo viene testato solo con una tensione di 250 V e pertanto non può essere utilizzato in un circuito a sicurezza intrinseca (in conformità con il paragrafo 3). L'uso di un tale dispositivo richiede un design speciale del sensore con un'adeguata resistenza del suo isolamento.

Secondo i punti 4 e 5, non è facile controllare semplici apparecchiature perché spesso non sono disponibili le informazioni necessarie e non è possibile effettuare correttamente il controllo.

Apparecchiature elettriche a sicurezza intrinseca

Viene chiamata apparecchiatura elettrica intrinsecamente sicura che ha circuiti elettrici interni ed esterni intrinsecamente sicuri.Le apparecchiature esterne, come elementi di uscita, elettrovalvole, trasduttori di corrente-pressione, se utilizzate in un'area pericolosa, devono avere un certificato di sicurezza elettrica. La certificazione si basa sul livello massimo di energia e sulla temperatura di autoaccensione.

Le apparecchiature elettriche installate in atmosfere potenzialmente esplosive devono essere opportunamente contrassegnate con l'indicazione del livello di sicurezza intrinseca del circuito.

Apparecchiature elettriche associate

Le apparecchiature elettriche collegate comprendono circuiti di dispositivi e apparecchiature elettriche che, durante il funzionamento normale o di emergenza, non sono isolati galvanicamente dal circuito a sicurezza intrinseca.

Barriere DC passive e isolate, così come le apparecchiature di controllo e misura utilizzate per misurare e collegare i segnali ricevuti da aree pericolose sono la parte principale di questo tipo di apparecchiature e quindi devono avere certificati per il valore massimo di energia che può essere trasferita in un'area esplosiva.

L'apparecchiatura elettrica stessa si trova in un'area non esplosiva e, se è necessario collocarla in un'area esplosiva, l'apparecchiatura è dotata di un'adeguata protezione contro le esplosioni.

Le aziende europee appongono il marchio [Ex ia] IIC sulle apparecchiature elettriche collegate situate in un'area non esplosiva. L'apparecchiatura elettrica collegata, che si trova in un'area esplosiva e allo stesso tempo ha un alloggiamento resistente al fuoco, è contrassegnata con Ex «d» [ia] IIC T4. I contrassegni tra parentesi quadre riflettono il fatto che l'apparecchiatura elettrica è collegata.

Le apparecchiature elettriche antideflagranti con protezione antideflagrante del tipo "circuito elettrico a sicurezza intrinseca" situate in area pericolosa devono avere un certificato per il valore della temperatura di autoaccensione.

Caratteristiche di montaggio a sicurezza intrinseca

L'installazione di impianti elettrici con circuiti elettrici a sicurezza intrinseca viene eseguita in modo che i campi elettrici e magnetici esterni non ne pregiudichino la sicurezza. Le fonti di campi elettrici e magnetici esterni possono essere linee elettriche che passano nelle vicinanze o conduttori ad alta corrente. È utile utilizzare schermature, piegare i cavi o spostare fisicamente la sorgente del campo elettrico o magnetico lontano dall'installazione.

In conformità al punto 7.3.117 del PUE, i cavi provenienti da circuiti elettrici a sicurezza intrinseca installati in una zona esplosiva o al di fuori di essa devono soddisfare i requisiti pertinenti.

Il cavo a sicurezza intrinseca è separato da tutti i cavi in ​​conformità con GOST 22782.5-78. È inaccettabile utilizzare lo stesso cavo in un circuito a sicurezza intrinseca e in un circuito a sicurezza intrinseca. I cavi HF per circuiti a sicurezza intrinseca non devono avere spire. Inoltre, i conduttori dei circuiti a sicurezza intrinseca devono essere protetti da prese che potrebbero comprometterne la sicurezza stessa.

Se in un canale o fascio sono presenti cavi provenienti da circuiti intrinsecamente sicuri e intrinsecamente sicuri, si consiglia di separarli con uno strato di isolamento intermedio o una barriera conduttiva collegata a terra. È possibile non separare tali cavi solo se i circuiti a sicurezza intrinseca o non a sicurezza intrinseca sono dotati di propri schermi individuali o guaine metalliche.

Quando si posano percorsi di cavi a sicurezza intrinseca in aree pericolose, è necessario rispettare altri requisiti di PUE Ch. 7.3.

Quando si sceglie un cavo per un'area esplosiva, considerare i seguenti requisiti PUE:

• i fili devono essere isolati;

• vengono utilizzati solo fili con fili di rame;

• è consentito l'isolamento in gomma o PVC;

• l'isolamento in polietilene è vietato; nelle zone pericolose di classe BI e Bia è esclusa la guaina in alluminio.

Se la guarnizione è esterna, allora la guaina del cavo non deve essere di un materiale che favorisce la combustione (bitume, juta, cotone). Ogni nucleo, se non utilizzato, deve essere isolato dagli altri nuclei e dalla terra, il che si ottiene utilizzando i terminali.

Se altri circuiti in un cavo intrecciato sono messi a terra da apparecchiature associate, il conduttore è collegato a uno speciale punto di messa a terra progettato per mettere a terra tutti i circuiti a sicurezza intrinseca sullo stesso cavo. Ma il filo deve essere isolato anche da terra e da altri fili all'estremità opposta mediante la terminazione. L'isolamento delle estremità dei fili dei circuiti a sicurezza intrinseca viene eseguito in blu, questo è regolato in PUE.