İçsel Güvenlik Nedir? Tanım, Sınırlar ve Tehlikeli Alan Tasarımı

Bir teknisyen, R290 propanla doldurulmuş bir soğutucuya bir sızıntı dedektörü takıyor. Alet 9 V'luk bir aküyle çalışıyor, yeni akmaya başlayan bir bağlantıdan yaklaşık 20 mm uzakta bulunuyor ve hiç kimse içindeki elektronik aksama ikinci kez bakmıyor. Gerçek güvenlik mevcuttur çünkü patlamayı önleyen şey o ikinci bakıştır. Terim, normal çalışma sırasında ve belirli sayıda arıza koşulu altında, bir devre içindeki elektrik ve termal enerjiyi çevredeki yanıcı atmosferi ateşleyebilecek seviyenin altında tutan bir koruma tekniğini tanımlar.

Tanım mütevazı gibi görünse de, aşağı yöndeki her şeyi yeniden şekillendiriyor. Koruma, bir patlamanın kontrol altına alınmasından ziyade enerjinin sınırlandırılmasından geldiğinden, kontrol kabinine geri dönen kablolar da dahil olmak üzere tüm döngüyü kapsar. Bu aynı zamanda tasarımın sahaya herhangi bir şey ulaşmadan önce hesaplanabileceği ve sertifikalandırılabileceği anlamına da gelir.

Biçimsel Tanım ve Üç Sınır

Resmi ifade, Ex i işaretinin arkasındaki standart olan IEC 60079-11'den gelir ve Avrupa ATEX Direktifi 2014/34/EU ve IECEx şemasında tekrarlanır. Bir cihaz, serbest bırakabileceği enerji, normal çalışmada veya tanımlanmış arıza koşulları altında ateşlemenin gerçekleşmeyeceği şekilde sınırlı olduğunda, kendinden güvenli olarak nitelendirilir.

Üç miktar birlikte kontrol edilir ve bunlardan herhangi biri yangın başlatabilir:

• Gerilim, çünkü bir kıvılcımın iletkenler arasındaki boşluğu kırmak için yeterli potansiyele ihtiyacı vardır.
• Akım, çünkü bir kesme kıvılcımındaki enerji akımla ve devre endüktansıyla birlikte artar.
• Güç ve yüzey sıcaklığı, çünkü sıcak bir yüzey herhangi bir kıvılcım olmadan bir gazı ateşleyebilir.

Sınırlar tasarımcı tarafından seçilmez. Sertifikalı her saha cihazı varlık parametreleriyle birlikte yayınlanır: maksimum giriş voltajı Ui, giriş akımı Ii, giriş gücü Pi ve dahili kapasitans ve endüktans Ci ve Li. Kablonun diğer ucundaki bariyer veya izolatör, eşleşen çıkış değerleri Uo, Io ve Po'yu yayınlarken, kablo uzunluğunun her metresi için kapasitans ve endüktans ekler. Bir döngü yalnızca her çift yedek kenar boşluğuyla aynı hizada olduğunda uyumludur.

Kurallar kasıtlı olarak muhafazakardır. Kıvılcım ateşleme eğrileri genellikle 1,5 olan bir güvenlik faktörüyle uygulanır, dolayısıyla sertifikalı limit zaten laboratuvar testlerinde gazı ateşleyen enerjinin altındadır. Hidrojen ve asetilen gibi grup IIC gazları için tipik bir devre 30 V'un altında, 100 mA'ya yakın ve bir watt'ın çok altında kalırken, metan için benzer bir tasarım gözle görülür derecede daha fazlasını taşıyabilir. T6 yüzey sıcaklığını 85 santigrat derecede ve T4'ün yüzey sıcaklığını 135 santigrat derecede sınırlar; bu da kapsadıkları gazların kendiliğinden tutuşma sıcaklığının oldukça altındadır.

Kendinden Güvenli Bir Devre Aslında Neleri İçerir?

Üç parça çalışan bir kurulumu oluşturur ve herhangi biri sipariş edilmeden önce üçünün de kağıt üzerinde eşleşmesi gerekir.

Sınıflandırılmış alandaki saha cihazı

Bu, atmosfere maruz kalan alet, anahtar, bobin veya sensördür ve üzerindeki işaret, taşıdığı hata toleransını gösterir. Ex ia iki hatayla güvende kalır ve yanıcı bir atmosferin sürekli veya uzun süre mevcut olduğu Bölge 0'da kullanılmasına izin verilir. Ex ib, tek bir arızayla Bölge 1'i kapsar ve Ex ic, atmosferin olası olmadığı ve kısa ömürlü olduğu Bölge 2'yi kapsar.

Güvenli alandaki bariyer veya izolatör

İlgili aparat alana ulaşan enerjiyi sınırlar. Zener bariyeri şönt diyotlar, bir sigorta ve bir direnç kullanır ve 1 ohm'un altında ölçülen özel bir güvenlik topraklamasına ihtiyaç duyar. Galvanik izolatör, transformatörler veya optik bağlantı aracılığıyla çalışır ve güvenli topraklamaya ihtiyaç duymaz; bu nedenle genellikle topraklamanın kanıtlanması ve bakımının zor olduğu yerlerde seçilir.

Basit aparat ve pasif kontaklar

Her bileşenin kendine ait bir sertifikası olması gerekmez. IEC 60079-11, 1,2 V, 0,1 A, 20 mikrojoule veya 25 mW'den fazlasını ne üreten ne de depolayan bir cihaz olarak tanımlanan basit aparatlara izin verir. Pasif anahtarlar, termokupllar, terminal kutuları ve basit basınç anahtarı kontakları, çevredeki döngünün enerjisi zaten sınırlı olduğu sürece bu niteliklere sahiptir. Soğutma basıncı kontrol cihazının tasarımdaki yerini kazandığı yer burasıdır: kontakları, sınıflandırılmış bir alanda bulunabilecek bir proses bağlantısıyla bir muhafazayı paylaşır ve bu kontaklar yalnızca sınırlı bir döngü akımı taşıdığından, muhafazanın aleve dayanıklı bir kutu haline gelmesi gerekmez.

Soğutma basınç kontrolörü Soğutma basıncı kontrol cihazı, beyaz, korozyona dayanıklı plastik muhafazalı dikdörtgen bir kutuya sahiptir. Her iki tarafta mekanik işaretçi basınç göstergeleri... Ürünü Görüntüle →

Aralarındaki kablo

Kablo bir aksesuar değil, bir bileşendir. Kendinden güvenli kablolama normalde mavi kılıflıdır ve IS olmayan devrelerden 50 mm veya topraklanmış metalik bir bölmeyle ayrılmıştır ve bunun kapasitansı ve metre başına endüktansı döngü hesaplamasına girilir.

Diğer Koruma Yöntemleriyle Karşılaştırıldığında Gerçek Güvenlik

Tehlikeli alan koruması tek bir cevaptan ziyade bir teknikler ailesidir. Aşağıdaki tablo, esas güvenliği en sık tartıldığı yöntemlerin yanına koymaktadır.

Soğutma ve İklimlendirmede Gerçek Güvenliğin Ortaya Çıktığı Yer

Yanıcı soğutucular, kişiyi kimya fabrikasından soğutma odasına taşıdı. R290 ve R600a A3 grubunda yer alırken, R32 ve R454B A2L grubunda yer alır; bu, bir cihazın etrafındaki alanın bir sızıntının güvenilir olduğu yerde sınıflandırılabileceği anlamına gelir. Bir bölge oluştuğunda, o devreye bağlı elektrikli parçaların buna göre korunması gerekir.

Yanıcı soğutucu akışkan zarfının içindeki elektrikli bileşenler

Yük altında açılan bir solenoid bobin, endüktans için parametre parametrelerinin yazıldığı endüktif kesme kıvılcımını tam olarak üretir ve bir arıza durumunda açılan bir basınç anahtarı da aynısını yapar. Bu nedenle bobinler, anahtarlar ve sensörler bölge dikkate alınarak seçilir ve bobin değeri vana gövdesinden ayrı olarak kontrol edilir. EVR serisi gibi bir soğutma solenoid valfı, basınç, soğutucu uyumluluğu ve sızdırmazlık açısından seçilmiş bir gövdenin tanıdık bir örneğidir; yalnızca doğru derecelendirilmiş bir bobin ve devre ile eşleştirildiğinde sınıflandırılmış bir alan için uygun hale gelir.

EVR solenoid valfı EVR solenoid valfıs are key components in refrigeration and air conditioning, controlling the flow of refrigerant through electromagnetic induction. Available in direc... Ürünü Görüntüle →

Site, bunun nasıl yapılacağına dair kısa bir teknik not tutar. Soğutma devrelerinde EVR tipi solenoid valfler Hizmette davranış, bu kontrol için yararlı bir başlangıç noktasıdır.

Açık devre yakınında termal enerji ve sıcak iş

Gerçek güvenlik, elektrik enerjisinin yanı sıra termal enerjiyi de kapsar ve servis işi bu ayrımın ön plana çıktığı yerdir. Yeni açılmış bir devrede bir bağlantının lehimlenmesi, hatta hala mevcut olabilecek bir alev, bir sıcak tüp ve soğutucu anlamına gelir. Pratik kontroller nitrojen temizleme, torç yakılmadan önce gaz kontrolü ve alevi mevcut en büyük ayar yerine bağlantının gerçekten ihtiyaç duyduğu boyutta tutulabilen bir torçtur.

Çift tüplü MAPP kaynak tabancası Çift tüplü MAPP kaynak tabancası, klima ve soğutma sistemi bakımı, bakır boruların hassas kaynaklanması vb. senaryolar için tasarlanmıştır. Ürünü Görüntüle →

Gerçekte Ne Kadar Enerjiden Bahsediyoruz?

Yaygın yanıcı maddelerin tutuşma enerjisi

Şekil 1, soğutma ve proses tesislerinde ortaya çıkan beş maddenin tutuşma enerjisini göstermektedir. Hidrojenin yalnızca yaklaşık 0,017 mJ'ye ihtiyacı vardır; bu, metanın gerektirdiği enerjinin kabaca on altıda biri kadardır. Aynı vericinin bir doğal gaz tesisinde rahat bir akım marjı taşıyabilmesinin ve yine de hidrojen kızağı üzerindeki varlık kontrolünde başarısız olmasının nedeni budur, çünkü gaz grubu, hesaplamanın karşı karşıya geldiği eğriyi değiştirir. Rakamlar aynı zamanda standardın neden miliwatt cinsinden çalıştığını da açıklıyor, çünkü iyi şarj edilmiş bir insan vücudu 0,017 mJ'den çok daha fazlasını salabiliyor. Bu nedenle pratik tasarım miliwatt çalışmayı hedefler ve bu, 1,5 güvenlik faktörünün arkasındaki aritmetiktir.

Bağlantı kablosunda depolanan enerji

Şekil 2, 24 V döngü voltajında bilinen yarım CV kare ilişkisi ile kablo kapasitansını depolanmış enerjiye dönüştürür. Metre başına yaklaşık 60 pF'lik alet kablosu 500 m'de yaklaşık 8,6 mikrojoule ulaşırken, metre başına 200 pF'lik genel amaçlı kablo aynı mesafeden 28,8 mikrojoule'ü geçer. Kesikli çizgi, genel amaçlı kablonun yaklaşık 300 m'de geçtiği ve alet kablosunun hiçbir zaman çizelgede belirtilen aralığa ulaşmadığı hidrojenin 0,017 mJ ateşleme enerjisini gösterir. Bu geçiş, kablo tipinin, kablo uzunluğunun ve döngü voltajının kurulumcuya bırakılmak yerine kontrol çizimine ait olmasının nedenidir. Ayrıca, sahada bir kabloyu daha yüksek kapasitanslı bir eşdeğerle değiştirmenin neden bir bakım kararı yerine tasarım değişikliği olduğunu da açıklıyor.

Tasarımı Belirleyen İki Karşılaştırma

Bir döngünün ne kadar bariyer puanı tükettiği

Şekil 3, 28 V, 93 mA ve 0,65 W olarak derecelendirilmiş bir bariyerden 20 mA çeken 24 V'lik bir vericinin ortak bir düzenlemesini alır ve döngünün her bir limitten ne kadar tükettiğini gösterir. Yaklaşık yüzde 86 ile voltaj en sıkı sınırlamadır, bunu kabaca yüzde 74 ile güç takip eder ve yüzde 22 civarında akıma neredeyse hiç dokunulmaz. Bu dengesizlik normaldir, çünkü tehlikeli alan döngüleri neredeyse her zaman voltajla sınırlıdır, ancak mevcut boşluk payı cömert görünür. Birisinin aynı bariyere ikinci bir cihaz eklemek veya mesafeyi uzatmak istemesi önemlidir, çünkü voltaj bütçesi mevcut bütçeden çok önce ortadan kaybolur. Rahat görünen çiftten ziyade üç çiftin tamamını kontrol etmek, döngüyü sertifikalı tutan şeydir.

Beş pratik kritere göre koruma yöntemleri

Şekil 4, genellikle bir projeye karar veren kriterlere göre kendinden güvenlik, aleve dayanıklı koruma ve yangına neden olmayan korumayı birden beşe kadar puanlar: Bölge 0'a uygunluk, canlı bakım toleransı, kurulu maliyet, kablolama basitliği ve donanımın ağırlığı. İçsel güvenlik, Bölge 0'a ve canlı bakıma doğru şekli doldurur; bu nedenle tesis çalışırken kalibre edilmesi gereken cihazlar için varsayılan güvenliktir. Aleve dayanıklı koruma, kablolama kolaylığına doğru uzanır, çünkü işi muhafaza yapar ve döngü hesaplaması gerekmez, ancak canlı bakım ve donanım ağırlığı açısından düşük puan alır. Yangına yol açmayan koruma, maliyet ve kablolama açısından son noktaya ulaşır çünkü yalnızca yanıcı bir atmosferin olası olmadığı ve kısa ömürlü olduğu Bölge 2 için tasarlanmıştır. Üç şekli birlikte okumak pratik kuralı verir: önce yöntemi bölgeyle eşleştirin, ardından maliyet ve bakımın uygun yöntemler arasında seçim yapmasına izin verin.

Doğrulama, uyumlu bir kurulumu yalnızca ikna edici görünen bir kurulumdan ayıran şeydir. Bir döngü hizmete girmeden önce, sertifika numarasını ve cihaz üzerindeki işareti kontrol edin, Uo'nun Ui'de veya altında olduğunu, Io'nun Ii'de veya altında olduğunu ve Po'nun Pi'de veya altında olduğunu doğrulayın, ardından Co ve Lo'ya karşı kablo kapasitansını ve endüktansını ekleyin. Sertifika numarasından sonra basılan özel koşulları da okuyun; çünkü bu koşullar genellikle bir X işareti taşır ve cihazın nasıl kullanılabileceğine ilişkin bir kısıtlama içerir. Son olarak, sıcaklık sınıfını gerçekte mevcut olan gaz veya buhara göre doğrulayın, çünkü T4 için derecelendirilmiş bir cihaz, bir T6 sınırının ayarlandığı durumlarda otomatik olarak kabul edilemez.

Bileşen seçimi genellikle bu egzersizin ne kadar kolay olacağına karar verir. Yayınlanmış varlık parametrelerine sahip bir basınç anahtarı, bölge için derecelendirilmiş bir solenoid bobin ve veri sayfasında kapasitansı belirtilen bir kablo, zor bir hesaplamayı kısa bir kontrol listesine dönüştürür. Bir proje, yanıcı soğutucu devrelerini sınıflandırılmış alanlarla karıştırdığında, çizimler düzeltilmeden önce bileşen listesini döngü hesaplamasına göre gözden geçirmek faydalı olacaktır.

Böyle bir sistem için parça belirtiyorsanız, mühendislik ekibimizle konuşun Sipariş verilmeden önce soğutucu akışkan, bölge ve kontrol voltajı hakkında bilgi alın.