دائرة كهربائية آمنة في جوهرها

تعتبر هذه الدائرة الكهربائية آمنة في جوهرها ، والتي لن يسمح تنفيذها ، مع احتمال لا يزيد عن 0.1 ٪ ، بحدوث تفريغ كهربائي يمكن أن يتسبب في اشتعال البيئة المتفجرة المحيطة ، والتي ، كقاعدة عامة ، تم تأكيده من خلال شروط الاختبار. تعتمد حالة مقاومة الانفجار في "دائرة كهربائية آمنة جوهريًا" على الحفاظ على الجهد والتيار والطاقة في مثل هذه الدائرة عند مستوى آمن جوهري محدد. يمكن التمييز بين ثلاثة مستويات من السلامة الجوهرية لدائرة آمنة جوهريًا: ia و ib و ic.

مستويات آمنة جوهريا

نعم - مستوى مقاوم للانفجار بشكل خاص. هذا يعني أنه يتم ملاحظة الظروف الآمنة حتى عند حدوث عطلين مستقلين أو متزامنين في الدائرة. يضمن هذا المستوى من السلامة الجوهرية أكبر حماية وأمان ضد الانفجار ، وهذا هو السبب في أنه ينطبق على المناطق المتفجرة من الفئات 0 و 1 و 2.

باء - مستوى مقاوم للانفجار. يُسمح بضرر واحد فقط مع هذا المستوى ، لذلك فهو ينطبق فقط على المناطق الخطرة من الفئة 1 و 2.

IC - مستوى الموثوقية المتزايدة ضد الانفجار.بشكل عام ، لا يسمح بالتلف ، لذلك يتم استخدامه فقط في المناطق الخطرة من الفئة 2.

أصناف المناطق المتفجرة

مثل مستويات الأمان الكامنة في الدوائر ، يتم أيضًا تصنيف مناطق الخطر:

المنطقة المتفجرة 0. في مثل هذه المنطقة ، يكون خليط الغازات المتفجرة مستمرًا أو لفترة طويلة.

المنطقة المتفجرة 1. في هذه المنطقة ، حتى في ظل ظروف التشغيل العادية للمعدات ، هناك دائمًا احتمال وجود خليط غاز متفجر حوله.

المنطقة المتفجرة 2. من غير المحتمل أن يكون خليط الغازات المتفجرة موجودًا في هذه المنطقة في ظل ظروف التشغيل العادية. إذا حدث هذا ، فهو نادر للغاية وبعد ذلك لفترة قصيرة من الزمن.

عامل الأمان الداخلي

بالنسبة للدوائر الآمنة جوهريًا المستخدمة ، يتم إدخال معامل خاص - معامل الأمان الداخلي. إنه يعبر عن نسبة الحد الأدنى من معلمات حالة الإشعال إلى المعلمات المقابلة للسلامة الجوهرية. وبالتالي ، في الولايات المتحدة ، يتم قبول عوامل الحماية الجوهرية التالية للحماية من انفجار نوع "الدائرة الكهربائية الآمنة جوهريًا":

عامل الأمان الحقيقي 1.5 - لانهيار واحد في ظل أكثر الظروف غير المواتية ؛

عامل الأمان الحقيقي 1 - لضررين في أكثر الظروف غير مواتية ؛

على سبيل المثال ، في أمريكا الشمالية ، يُفترض أن عامل القدرة 1.5 للظروف التي يتم فيها اختبار الجهاز تجريبيًا. في سياق الدراسات النظرية ، بالنسبة للوضع العادي ووضع الطوارئ مع خطأ واحد ، يتم أخذ عامل 2 للتيار والجهد ، وبالنسبة لوضع الطوارئ مع عيبين ، يتم أخذ عامل الأمان الداخلي على أنه 1.33.

السبب الرئيسي وراء زيادة عامل الأمان الجوهري في ظل هذه الظروف هو أنه في الدراسات النظرية لا يمتلكون عادةً معلومات كاملة حول القيم الاسمية لجميع المكونات ، على سبيل المثال ، يمكن أن تعتمد قيمة المحاثة على كيفية قياسها.

وفقًا لمعايير GOST المحلية والأوروبية ، يجب ألا يقل عامل الأمان الجوهري لدائرة آمنة جوهريًا عن 1.5 للتشغيل العادي للمعدات الكهربائية ، وكذلك في حالة الطوارئ مع حدوث تلف مصطنع للوصلات والعناصر الأخرى لهذه المعدات الكهربائية. بالنسبة للجهد والتيار ، فإن عامل الأمان المتأصل البالغ 1.5 يتوافق مع معامل 2.25 للطاقة.
معدات كهربائية بسيطة

المعدات الكهربائية لها تصنيفها الخاص من حيث السلامة الجوهرية. تشمل المعدات البسيطة الأجهزة الكهربائية أو مجموعة من الأجهزة الكهربائية ذات التصميم المبسط بقيم معينة من المعلمات التقنية المحددة المقابلة لمعلمات الأمان الجوهرية للدائرة الكهربائية التي تكون فيها يستخدم.

تشمل هذه المعدات الكهربائية البسيطة:

• 1 - الأجهزة الكهربائية السلبية - المفاتيح ، وصناديق التوصيل ، وأجهزة أشباه الموصلات البسيطة ، والمقاومات ؛

• 2 - الأجهزة التي يمكنها تخزين الطاقة مع المعلمات الكهربائية التي يتم تركيبها وأخذها في الاعتبار عند تحديد سلامتها - مكثف ، محث ؛

• 3 - أجهزة توليد الطاقة - المزدوجات الحرارية والخلايا الكهروضوئية بجهد لا يزيد عن 1.5 فولت ، تيار لا يزيد عن 0.1 أمبير ، بقوة لا تزيد عن 0.025 وات. في الفقرة 2.

من الضروري أن نفهم أن المعدات البسيطة يجب أن تفي بمتطلبات التوثيق العلمي والتقني الحالي للمعدات الآمنة جوهريًا. لذلك ، وفقًا لـ GOST R IEC 60079-11-2010 ، باستخدام معدات بسيطة في الدوائر الآمنة جوهريًا ، يجب مراعاة ما يلي:

1) يجب ألا تكون المعدات البسيطة آمنة بسبب حدود التيار و / أو الجهد.

2) يجب ألا تحتوي المعدات على أي وسيلة لزيادة الجهد أو التيار.

3) يجب اختبار المعدات قبل عدم التحميل بجهد مزدوج ، على الأقل 500 فولت.

4) يجب أن تفي جميع الأقواس بالمتطلبات الخاصة.

5) يجب أن تكون الأغلفة غير المعدنية أو المصنوعة من السبائك الخفيفة آمنة من الناحية الكهروستاتيكية.

6) يجب أن تتوافق فئة درجة حرارة الجهاز مع ظروف العمل.

في الممارسة العملية ، تجعل هذه المجموعة من القيود من الصعب استخدام المعدات البسيطة في الدوائر الآمنة جوهريًا. عادة ما يكون من السهل متابعة النقطتين 1 و 2. لكن النقاط من 3 إلى 6 يمكن أن تسبب بالفعل صعوبات.

على سبيل المثال ، على الرغم من أن مقياس حرارة المقاومة هو قطعة بسيطة من المعدات ، إلا أنه وفقًا لـ GOST 6651-2009 ، يتم اختبار هذا الجهاز فقط بجهد 250 فولت وبالتالي لا يمكن استخدامه في دائرة آمنة جوهريًا (وفقًا للفقرة 3). يتطلب استخدام مثل هذا الجهاز تصميمًا خاصًا لجهاز الاستشعار مع قوة كافية لعزله.

وفقًا للنقطتين 4 و 5 ، ليس من السهل التحقق من المعدات البسيطة لأن المعلومات الضرورية غالبًا ما تكون غير متوفرة ولا يمكن إجراء الفحص بشكل صحيح.

معدات كهربائية آمنة في جوهرها

تسمى المعدات الكهربائية الآمنة جوهريًا التي تحتوي على دوائر كهربائية داخلية وخارجية آمنة في جوهرها.يجب أن يكون للمعدات الخارجية ، مثل عناصر الإخراج وصمامات الملف اللولبي ومحولات ضغط التيار ، عند استخدامها في منطقة خطرة ، شهادة سلامة كهربائية. تعتمد الشهادة على أقصى مستوى للطاقة ودرجة حرارة الاشتعال الذاتي.

يجب تمييز المعدات الكهربائية المثبتة في أجواء يحتمل أن تكون قابلة للانفجار بشكل مناسب مع الإشارة إلى مستوى الأمان الجوهري للدائرة.

المعدات الكهربائية المرتبطة

تشمل المعدات الكهربائية المتصلة دوائر الأجهزة والمعدات الكهربائية التي ، أثناء التشغيل العادي أو في حالة الطوارئ ، لا تكون معزولة كلفانيًا عن الدائرة الآمنة جوهريًا.

حواجز DC السلبية والمعزولة، بالإضافة إلى معدات التحكم والقياس المستخدمة لقياس وتوصيل الإشارات المستلمة من المناطق الخطرة هي الجزء الرئيسي من هذا النوع من المعدات ، وبالتالي يجب أن يكون لديها شهادات بالقيمة القصوى للطاقة التي يمكن نقلها إلى منطقة متفجرة.

توجد المعدات الكهربائية نفسها في منطقة غير قابلة للانفجار ، وإذا كان من الضروري وضعها في منطقة قابلة للانفجار ، فإن الجهاز مزود بحماية مناسبة من الانفجار.

تضع الشركات الأوروبية علامة IIC [Ex ia] على المعدات الكهربائية المتصلة الموجودة في منطقة غير قابلة للانفجار. يتم تمييز المعدات الكهربائية المتصلة ، والتي تقع في منطقة قابلة للانفجار وفي نفس الوقت بها غلاف مقاوم للحريق ، بـ Ex «d» [ia] IIC T4. تعكس العلامات الموجودة بين قوسين مربعين حقيقة توصيل المعدات الكهربائية.

يجب أن يكون للمعدات الكهربائية المقاومة للانفجار مع الحماية من الانفجار من نوع "الدائرة الكهربائية الآمنة جوهريًا" الموجودة في منطقة خطرة شهادة بقيمة درجة حرارة الاشتعال الذاتي.

خصائص التركيب الآمنة جوهريا

يتم تنفيذ التركيبات الكهربائية ذات الدوائر الكهربائية الآمنة جوهريًا بحيث لا تؤثر المجالات الكهربائية والمغناطيسية الخارجية سلبًا على سلامتهم. يمكن أن تكون مصادر المجالات الكهربائية والمغناطيسية الخارجية عبارة عن خطوط طاقة تمر في مكان قريب أو موصلات عالية التيار. من المفيد استخدام الدروع أو ثني الأسلاك أو تحريك مصدر المجال الكهربائي أو المغناطيسي بعيدًا عن التركيب.

وفقًا للنقطة 7.3.117 من PUE ، يجب أن تفي الكابلات من الدوائر الكهربائية الآمنة جوهريًا والمركبة إما في منطقة متفجرة أو خارجها بالمتطلبات ذات الصلة.

يتم فصل الكابل الآمن جوهريًا عن جميع الكابلات وفقًا لـ GOST 22782.5-78. من غير المقبول استخدام نفس الكبل في دائرة آمنة بطبيعتها وآمنة جوهريًا. يجب ألا تحتوي كبلات التردد العالي للدوائر الآمنة جوهريًا على حلقات. بالإضافة إلى ذلك ، يجب حماية موصلات الدوائر الآمنة جوهريًا من المقابض التي قد تعرض سلامتهم للخطر.

إذا كانت هناك كبلات من دوائر آمنة جوهريًا وآمنة جوهريًا في نفس الوقت في قناة أو حزمة واحدة ، فمن المستحسن فصلها بطبقة من العزل الوسيط أو حاجز موصل مؤرض. لا يمكن فصل هذه الكابلات إلا إذا كانت الدوائر الآمنة أو غير الآمنة جوهريًا لها دروع فردية أو أغلفة معدنية.

عند وضع مسارات الكابلات الآمنة جوهريًا في المناطق الخطرة ، من الضروري الامتثال للمتطلبات الأخرى لـ PUE Ch. 7.3.

عند اختيار كابل للمنطقة المتفجرة ، ضع في اعتبارك متطلبات PUE التالية:

• يجب عزل الأسلاك ؛

• يتم استخدام الأسلاك ذات الأسلاك النحاسية فقط ؛

• العزل المطاطي أو PVC مسموح به ؛

• يحظر عزل البولي إيثيلين. في المناطق الخطرة من الفئتين BI و Bia ، يتم استبعاد غلاف الألومنيوم.

إذا كان الختم خارجيًا ، فلا ينبغي أن يكون غلاف الكابل مصنوعًا من مادة تدعم الاحتراق (البيتومين والجوت والقطن). يجب عزل كل نواة ، إذا لم تكن قيد الاستخدام ، عن النوى الأخرى وعن الأرض ، والتي يتم تحقيقها باستخدام المحطات الطرفية.

إذا تم تأريض دوائر أخرى في كبل مجدول بواسطة معدات مرتبطة به ، يتم توصيل الموصل بنقطة تأريض خاصة مصممة لتأريض جميع الدوائر الآمنة جوهريًا على نفس الكابل. ولكن يجب أيضًا عزل السلك عن الأرض وعن الأسلاك الأخرى في الطرف الآخر من خلال الإنهاء. يتم إجراء عزل أطراف أسلاك الدوائر الآمنة جوهريًا باللون الأزرق ، ويتم تنظيم ذلك في PUE.