Mạch điện an toàn nội tại

An toàn nội tại là một mạch điện như vậy, việc thực hiện nó, với xác suất không quá 0,1%, sẽ không cho phép xảy ra phóng điện có thể gây cháy nổ môi trường xung quanh, theo quy luật, được xác nhận bởi các điều kiện thử nghiệm. Điều kiện chống cháy nổ của «mạch điện an toàn nội tại» dựa trên việc duy trì điện áp, dòng điện và công suất trong mạch như vậy ở mức an toàn nội tại được chỉ định. Ba cấp độ an toàn nội tại có thể được phân biệt cho một mạch an toàn nội tại: ia, ib và ic.

Mức độ an toàn nội tại

vâng - mức độ chống cháy nổ đặc biệt. Điều này ngụ ý rằng các điều kiện an toàn được tuân thủ ngay cả khi xảy ra hai lỗi mạch độc lập hoặc đồng thời. Mức độ an toàn nội tại này đảm bảo khả năng chống cháy nổ và an toàn cao nhất, đó là lý do tại sao nó được áp dụng cho các khu vực dễ cháy nổ loại 0, 1 và 2.

ib - mức độ chống cháy nổ. Chỉ cho phép có một thiệt hại với mức độ này, vì vậy nó chỉ áp dụng cho các khu vực nguy hiểm Loại 1 và 2.

vi mạch - mức độ tin cậy chống cháy nổ tăng lên.Nói chung, nó không cho phép thiệt hại, vì vậy nó chỉ được sử dụng trong khu vực nguy hiểm loại 2.

Phân loại khu vực nổ

Giống như mức độ an toàn vốn có của mạch điện, vùng nguy hiểm cũng được phân loại:

Vùng nổ 0. Trong một khu vực như vậy, một hỗn hợp khí nổ liên tục hoặc trong một thời gian dài.

Vùng nổ 1. Trong khu vực này, ngay cả trong điều kiện hoạt động bình thường của thiết bị, luôn có khả năng xảy ra hỗn hợp khí nổ xung quanh.

Vùng nổ 2. Hỗn hợp khí dễ nổ khó có thể xuất hiện ở khu vực này trong điều kiện vận hành bình thường. Nếu điều này xảy ra, nó cực kỳ hiếm và chỉ xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn.

Hệ số an toàn bên trong

Đối với các mạch an toàn nội tại được sử dụng, một hệ số đặc biệt được giới thiệu - hệ số an toàn nội tại. Nó thể hiện tỷ lệ giữa các thông số tối thiểu của điều kiện đánh lửa với các thông số tương ứng của an toàn nội tại. Do đó, tại Hoa Kỳ, các yếu tố bảo vệ chống cháy nổ của loại "mạch điện an toàn nội tại" sau đây được chấp nhận:

Hệ số an toàn chính hãng 1.5 - đối với một sự cố trong các điều kiện bất lợi nhất;

Chính Hãng An Toàn Yếu Tố 1 - đối với hai thiệt hại trong các điều kiện bất lợi nhất;

Ví dụ: ở Bắc Mỹ, hệ số công suất là 1,5 được giả định cho các điều kiện mà thiết bị được kiểm tra thực nghiệm. Trong quá trình nghiên cứu lý thuyết, đối với chế độ bình thường và chế độ khẩn cấp có một lỗi, hệ số 2 được lấy cho dòng điện và điện áp, còn đối với chế độ khẩn cấp có hai lỗi, hệ số an toàn nội tại được lấy là 1,33.

Lý do chính khiến hệ số an toàn nội tại tăng trong các điều kiện này là trong các nghiên cứu lý thuyết, họ thường không có thông tin đầy đủ về các giá trị danh nghĩa của tất cả các thành phần, ví dụ như giá trị điện cảm có thể phụ thuộc vào cách đo.

Theo tiêu chuẩn GOST và Châu Âu tại địa phương, hệ số an toàn nội tại của mạch an toàn nội tại không được nhỏ hơn 1,5 đối với hoạt động bình thường của thiết bị điện, cũng như đối với chế độ khẩn cấp với hư hỏng được tạo ra một cách giả tạo đối với các kết nối và các yếu tố khác của thiết bị điện này . Đối với điện áp và dòng điện, hệ số an toàn vốn có là 1,5 tương ứng với hệ số 2,25 đối với năng lượng.
thiết bị điện đơn giản

Thiết bị điện có phân loại riêng về an toàn nội tại.Thiết bị đơn giản bao gồm các thiết bị điện hoặc một bộ thiết bị điện có thiết kế đơn giản hóa với các giá trị nhất định của các thông số kỹ thuật đã thiết lập tương ứng với các thông số an toàn nội tại của mạch điện mà chúng sử dụng. được sử dụng.

Các thiết bị điện đơn giản như vậy bao gồm:

• 1 — thiết bị điện thụ động — công tắc, hộp nối, thiết bị bán dẫn đơn giản, điện trở;

• 2 — thiết bị có thể lưu trữ năng lượng với các thông số điện được cài đặt và tính đến khi xác định độ an toàn của chính chúng — tụ điện, cuộn cảm;

• 3 — thiết bị phát điện — cặp nhiệt điện và tế bào quang điện có điện áp không quá 1,5 V, dòng điện không quá 0,1 A, công suất không quá 0,025 W. Hệ số điện cảm và điện dung của các thiết bị này được tính đến như trong đoạn 2.

Cần phải hiểu rằng thiết bị đơn giản phải đáp ứng các yêu cầu của tài liệu khoa học và kỹ thuật hiện hành đối với thiết bị an toàn nội tại. Vì vậy, theo GOST R IEC 60079-11-2010, sử dụng thiết bị đơn giản trong các mạch an toàn nội tại, cần lưu ý những điều sau:

1) Thiết bị đơn giản sẽ không an toàn do giới hạn dòng điện và/hoặc điện áp.

2) Thiết bị không được chứa bất kỳ phương tiện tăng điện áp hoặc dòng điện nào.

3) Thiết bị trước khi chạy không tải cần được thử điện áp kép, ít nhất là 500 V.

4) Tất cả các dấu ngoặc phải đáp ứng các yêu cầu đặc biệt.

5) Vỏ bọc phi kim loại hoặc hợp kim nhẹ phải an toàn về mặt tĩnh điện.

6) Cấp nhiệt độ của thiết bị phải tương ứng với điều kiện làm việc.

Trong thực tế, tập hợp các hạn chế này gây khó khăn cho việc sử dụng thiết bị đơn giản trong các mạch an toàn nội tại. Điểm 1 và 2 thường dễ theo dõi. Nhưng điểm 3 đến 6 đã có thể gây khó khăn.

Ví dụ: mặc dù nhiệt kế điện trở là một thiết bị đơn giản, tuy nhiên, theo GOST 6651-2009, thiết bị như vậy chỉ được thử nghiệm với điện áp 250 V và do đó không thể được sử dụng trong mạch an toàn nội tại (theo đoạn 3). Việc sử dụng một thiết bị như vậy đòi hỏi một thiết kế đặc biệt của cảm biến với độ bền cách điện phù hợp.

Theo điểm 4 và 5, việc kiểm tra thiết bị đơn giản không dễ dàng vì thông tin cần thiết thường không có sẵn và không thể thực hiện kiểm tra đúng cách.

Thiết bị điện an toàn nội tại

Thiết bị điện an toàn nội tại được gọi là thiết bị có mạch điện bên trong và bên ngoài an toàn về bản chất.Các thiết bị bên ngoài như phần tử đầu ra, van điện từ, bộ chuyển đổi dòng – áp khi sử dụng trong khu vực nguy hiểm phải có chứng chỉ an toàn điện. Chứng nhận dựa trên mức năng lượng tối đa và nhiệt độ tự bốc cháy.

Thiết bị điện được lắp đặt trong môi trường có khả năng gây nổ phải được đánh dấu phù hợp với chỉ báo về mức độ an toàn nội tại của mạch điện.

Thiết bị điện liên quan

Thiết bị điện được kết nối bao gồm các mạch của thiết bị và thiết bị điện, trong quá trình hoạt động bình thường hoặc khẩn cấp, không được cách ly về mặt điện với mạch an toàn nội tại.

Rào cản DC thụ động và bị cô lập, cũng như thiết bị điều khiển và đo lường dùng để đo lường và kết nối các tín hiệu nhận được từ khu vực nguy hiểm là bộ phận chính của loại thiết bị này và do đó phải có giấy chứng nhận về giá trị năng lượng tối đa có thể truyền đến khu vực dễ cháy nổ.

Bản thân thiết bị điện được đặt ở khu vực cấm nổ, nếu cần đặt ở khu vực dễ nổ thì thiết bị phải được trang bị biện pháp chống cháy nổ thích hợp.

Các công ty châu Âu đặt dấu IIC [Ex ia] trên các thiết bị điện được kết nối nằm trong khu vực không cháy nổ. Thiết bị điện được kết nối, được đặt trong khu vực dễ nổ, đồng thời có vỏ chống cháy, được đánh dấu bằng Ex «d» [ia] IIC T4. Dấu trong ngoặc vuông phản ánh thực tế là thiết bị điện được kết nối.

Thiết bị điện phòng nổ có bảo vệ chống nổ loại “mạch điện an toàn nội tại” đặt trong khu vực nguy hiểm phải có chứng chỉ về giá trị nhiệt độ tự bốc cháy.

Đặc điểm lắp đặt an toàn nội tại

Việc lắp đặt các thiết bị điện có mạch điện an toàn nội tại được thực hiện sao cho điện trường và từ trường bên ngoài không ảnh hưởng xấu đến sự an toàn của chính chúng. Các nguồn điện trường và từ trường bên ngoài có thể là các đường dây điện chạy qua gần đó hoặc các dây dẫn có dòng điện cao. Sẽ rất hữu ích nếu sử dụng các tấm chắn, uốn cong dây điện hoặc di chuyển nguồn điện trường hoặc từ trường ra khỏi hệ thống lắp đặt.

Theo điểm 7.3.117 của PUE, cáp từ các mạch điện an toàn nội tại được lắp đặt trong hoặc bên ngoài khu vực dễ cháy nổ phải đáp ứng các yêu cầu liên quan.

Cáp an toàn nội tại được tách ra khỏi tất cả các cáp theo GOST 22782.5-78. Việc sử dụng cùng một loại cáp trong một mạch an toàn nội tại và một mạch an toàn nội tại là không thể chấp nhận được. Cáp HF cho các mạch an toàn nội tại không được có vòng lặp. Ngoài ra, dây dẫn của các mạch an toàn nội tại phải được bảo vệ khỏi các kẹp có thể ảnh hưởng đến sự an toàn của chính chúng.

Nếu có cáp từ các mạch an toàn nội tại và an toàn nội tại cùng một lúc trong một kênh hoặc bó, thì nên tách chúng bằng một lớp cách điện trung gian hoặc hàng rào dẫn điện nối đất. Chỉ có thể không tách các cáp như vậy nếu mạch an toàn nội tại hoặc không an toàn nội tại có tấm chắn hoặc vỏ bọc kim loại riêng.

Khi đặt các tuyến cáp thực sự an toàn trong các khu vực nguy hiểm, cần tuân thủ các yêu cầu khác của PUE Ch. 7.3.

Khi chọn cáp cho khu vực dễ nổ, hãy xem xét các yêu cầu PUE sau:

• dây điện phải được cách điện;

• chỉ sử dụng dây có dây đồng;

• cách nhiệt cao su hoặc PVC được cho phép;

• vật liệu cách nhiệt bằng polyetylen bị cấm; trong các khu vực nguy hiểm của lớp BI và Bia, lớp vỏ nhôm bị loại trừ.

Nếu con dấu ở bên ngoài, thì vỏ cáp không được làm bằng vật liệu hỗ trợ quá trình đốt cháy (bitum, đay, bông). Mỗi lõi, nếu không được sử dụng, phải được cách ly với các lõi khác và với mặt đất, điều này đạt được bằng cách sử dụng các thiết bị đầu cuối.

Nếu các mạch khác trong cáp bện được nối đất bằng thiết bị liên quan, dây dẫn được nối với điểm nối đất đặc biệt được thiết kế để nối đất tất cả các mạch an toàn nội tại trên cùng một cáp. Nhưng dây cũng phải được cách ly với mặt đất và với các dây khác ở đầu đối diện bằng đầu cuối. Lớp cách điện của các đầu dây của các mạch an toàn nội tại được thực hiện bằng màu xanh lam, điều này được quy định trong PUE.