本質安全電気回路

本質的に安全なのは、そのような電気回路であり、その実装自体が、0.1％以下の確率で、周囲の爆発性環境の発火を引き起こす可能性のある放電の発生を許可しません。試験条件により確認されています。 「本質安全電気回路」の防爆条件は、そのような回路内の電圧、電流、電力を指定された本質安全レベルに維持することに基づいています。本質安全回路では、ia、ib、ic の 3 つの本質安全レベルを区別できます。

本質安全レベル

y A — 特に防爆レベル。これは、2 つの独立した回路障害または同時に回路障害が発生した場合でも、安全な状態が観察されることを意味します。このレベルの本質安全防爆は、最高の防爆と安全性を保証するため、クラス 0、1、および 2 の爆発性区域に適用できます。

ib — 防爆レベル。このレベルでは許容される損傷は 1 つだけであるため、クラス 1 および 2 の危険区域にのみ適用されます。

IC — 爆発に対する信頼性の向上レベル。一般に損傷は許されないため、クラス 2 危険場所でのみ使用されます。

爆発性エリアのクラス

回路の固有の安全レベルと同様に、危険ゾーンも次のように分類されます。

爆発ゾーン0。 このような地域では、爆発性ガス混合物が常時または長時間にわたって存在します。

爆発ゾーン1。 この領域では、機器の通常の動作条件下でも、周囲に爆発性ガス混合物が存在する可能性が常にあります。

爆発ゾーン2。 通常の動作条件下では、この領域に爆発性ガス混合物が存在する可能性は低いです。これが発生する場合は非常にまれであり、短期間です。

内部安全係数

使用される本質安全回路には、特別な係数、つまり本質安全係数が導入されます。これは、点火条件の最小パラメータと本質安全性の対応するパラメータの比を表します。したがって、米国では、「本質安全電気回路」タイプの爆発に対する次の本質安全保護要素が認められています。

純正安全率1.5 — 最も不利な条件下での 1 つの故障について。

本物の安全率 1 — 最も不利な条件下での 2 つの損害について。

たとえば、北米では、デバイスが実験的にテストされる条件では力率 1.5 が想定されています。理論的研究の過程で、通常モードと 1 つの故障がある緊急モードの場合、電流と電圧の係数は 2 とされ、2 つの故障がある緊急モードの場合、本質安全係数は 1.33 とされます。

これらの条件下で本質安全率が増加する主な理由は、理論的研究では通常、すべてのコンポーネントの公称値に関する完全な情報が得られないためです。たとえば、インダクタンス値は測定方法に依存する可能性があります。

現地の GOST および欧州規格によれば、本質安全回路の本質安全率は、電気機器の通常動作、およびこの電気機器の接続やその他の要素に人為的に生じた損傷を伴う緊急モードの場合、1.5 未満であってはなりません。電圧と電流の固有の安全係数 1.5 は、エネルギーの係数 2.25 に対応します。
簡易電気設備

電気機器には本質安全に関する独自の分類があり、単純な機器には、電気回路の本質安全パラメータに対応する確立された技術パラメータの特定の値を備えた、単純化された設計の電気機器または電気機器のセットが含まれます。使用されています。

このような単純な電気機器には次のようなものがあります。

• 1 — 受動電気デバイス — スイッチ、接続箱、単純な半導体デバイス、抵抗器。

• 2 — 設置され、自身の安全性を決定する際に考慮される電気的パラメータを使用してエネルギーを蓄積できるデバイス — コンデンサ、インダクタ。

• 3 — 発電デバイス — 電圧 1.5 V 以下、電流 0.1 A 以下、電力 0.025 W 以下の熱電対および光電池。これらのデバイスの誘導係数と容量係数は次のように考慮されます。段落2で。

単純な機器は、本質安全機器に関する現在の科学的および技術的文書の要件を満たさなければならないことを理解する必要があります。したがって、GOST R IEC 60079-11-2010 によれば、本質安全回路で単純な機器を使用する場合、次の点を考慮する必要があります。

1) 単純な機器は、電流および/または電圧の制限により安全ではありません。

2) 機器には、電圧または電流を増加させる手段が含まれていてはなりません。

3) 無負荷前の機器は、2 倍の電圧、少なくとも 500 V でテストする必要があります。

4) すべてのブラケットは特別な要件を満たさなければなりません。

5) 非金属または軽合金のシースは静電気に対して安全でなければなりません。

6) 機器の温度クラスは使用条件に対応する必要があります。

実際には、この一連の制限により、本質安全回路で単純な機器を使用することが困難になります。ポイント 1 と 2 は通常、簡単に理解できます。しかし、ポイント 3 ～ 6 はすでに問題を引き起こす可能性があります。

たとえば、測温抵抗体は単純な機器ですが、GOST 6651-2009 によれば、そのような機器は 250 V の電圧でのみテストされるため、本質安全回路では使用できません (段落に従って)。 3)。このようなデバイスを使用するには、適切な絶縁強度を備えたセンサーの特別な設計が必要です。

ポイント 4 と 5 によれば、単純な設備のチェックは、必要な情報が入手できず、適切にチェックを実行できないことが多く、容易ではありません。

本質安全防爆電気機器

本質安全な内部および外部電気回路を備えた電気機器を本質安全電気機器と呼びます。出力要素、ソレノイドバルブ、電流圧力トランスデューサーなどの外部機器を危険区域で使用する場合、電気安全証明書が必要です。認定は、最大エネルギー レベルと自動発火温度に基づいて行われます。

爆発の可能性のある雰囲気に設置される電気機器には、回路の本質安全レベルを示すマークを適切に付ける必要があります。

関連する電気機器

接続された電気機器には、通常動作または緊急動作中に本質安全回路から電気的に絶縁されていないデバイスおよび電気機器の回路が含まれます。

パッシブおよび絶縁型 DC バリア、危険エリアから受信した信号を測定および接続するために使用される制御および測定機器は、このタイプの機器の主要部分であるため、爆発性エリアに転送できるエネルギーの最大値の証明書が必要です。

電気機器自体は非防爆地域に設置されており、爆発性地域に設置する必要がある場合には、機器には適切な防爆装置が装備されています。

欧州企業は、非防爆エリアにある接続された電気機器に [Ex ia] IIC マークを付けています。接続された電気機器は、爆発性エリアに設置され、同時に耐火ハウジングを備えており、Ex «d» [ia] IIC T4 のマークが付けられています。角括弧内のマークは、電気機器が接続されていることを示しています。

危険区域に設置される「本質安全電気回路」タイプの防爆を備えた防爆電気機器には、自己発火温度値の証明書が必要です。

本質安全防爆実装特性

本質安全電気回路を備えた電気設備の設置は、外部の電界や磁界がその安全性に悪影響を及ぼさないように行われます。外部電界および磁界の発生源は、近くを通過する電力線または高電流導体である可能性があります。シールドを使用したり、ワイヤを曲げたり、電界または磁界の発生源を設置場所から物理的に遠ざけたりすると効果的です。

PUE のポイント 7.3.117 に従って、爆発ゾーン内または爆発ゾーン外に設置される本質安全電気回路からのケーブルは、関連要件を満たさなければなりません。

本質安全ケーブルは、GOST 22782.5-78 に従ってすべてのケーブルから分離されています。本質安全回路と本質安全回路で同じケーブルを使用することはできません。本質安全回路用の HF ケーブルにはループがあってはなりません。さらに、本質安全回路の導体は、それ自身の安全性を損なう可能性のあるグリップから保護されなければなりません。

1 つのチャネルまたは束に本質安全回路と本質安全回路からのケーブルが同時に存在する場合は、中間絶縁層または接地された導電性バリアでケーブルを分離することをお勧めします。本質安全回路または非本質安全回路に独自の個別のシールドまたは金属シースがある場合にのみ、このようなケーブルを分離しないことが可能です。

危険エリアに本質安全ケーブルルートを敷設する場合は、PUE Ch. の他の要件に準拠する必要があります。 7.3.

爆発性エリア用のケーブルを選択する場合は、次の PUE 要件を考慮してください。

• ワイヤは絶縁する必要があります。

• 銅線のワイヤーのみが使用されます。

• ゴムまたは PVC 絶縁体は許可されます。

• ポリエチレン絶縁は禁止されています。クラス BI および Bia の危険区域では、アルミニウム シースは除外されます。

シールが外部にある場合、ケーブル シースは燃焼を促進する素材 (アスファルト、ジュート、綿) で作られていてはなりません。各コアは、使用しない場合、他のコアおよびグランドから絶縁する必要があり、これは端子を使用することで実現されます。

より線ケーブル内の他の回路が関連機器によって接地されている場合、その導体は、同じケーブル上のすべての本質安全回路を接地するように設計された特別な接地点に接続されます。ただし、ワイヤは、終端によってアースおよび反対側の他のワイヤからも絶縁する必要があります。本質安全回路のワイヤの端の絶縁は青色で行われ、これは PUE で規制されています。