Искробезопасность (Ex i) — почему параметры сущности барьера и полевого устройства должны соответствовать друг другу

Гид по ATEX и взрывоопасным зонам упоминает искробезопасные цепи как один из аспектов, требующих внимания при монтаже, не вдаваясь в детали того, как именно обосновывается эта безопасность. Эта статья посвящена этой детали: концепции сущности (entity concept) IEC 60079-11, с помощью которой проверяется, образуют ли барьер и полевое устройство вместе искробезопасную цепь — и почему эта проверка остаётся актуальной при периодической инспекции и при замене оборудования.

Что такое искробезопасность

При искробезопасности (Ex i) электрическая цепь проектируется так, чтобы энергия (напряжение, ток и, соответственно, энергия искры), которая может попасть во взрывоопасную зону в нормальном режиме и при неисправности, была слишком низкой для воспламенения присутствующей газовой или пылевой атмосферы. Это достигается с помощью барьера — барьера Зенера или гальванического разделителя, — размещённого в безопасной зоне, который ограничивает напряжение и ток, поступающие к полевому устройству во взрывоопасной зоне.

Параметры сущности

На сертификате каждого компонента цепи Ex i указаны так называемые параметры сущности, которые необходимо сверить друг с другом, чтобы определить, является ли комбинация барьера, кабеля и полевого устройства в целом искробезопасной:

Для проверки классов 1 и 2 (Ui/Ii) достаточно сравнения значений устройства; для ёмкости и самоиндукции необходимо явно учитывать сам кабель — при длинной кабельной трассе ёмкость или индуктивность кабеля может «съесть» значительную часть допустимого запаса, даже если само полевое устройство комфортно укладывается в пределы барьера.

Почему это остаётся актуальным при периодической инспекции

Полевое устройство, заменённое во время обслуживания на номинально эквивалентную модель — например, более новый датчик того же производителя, или заменяющее устройство другого производителя — может иметь иные параметры сущности, чем оригинальное устройство. Если эти новые значения не сверены заново с сертификатом барьера, искробезопасность цепи больше не гарантирована, даже если вся система на первый взгляд функционирует совершенно нормально — неисправность искробезопасности проявляется только при реальной аварийной ситуации, а не при нормальной работе.

Практическая значимость

При (повторной) оценке цепи Ex i, например во время периодической инспекции по NEN-EN-IEC 60079-17 (см. гид о периодической инспекции Ex-оборудования), проверка параметров сущности каждого компонента относительно сертификата барьера, включая фактическую длину кабеля, должна входить в число документируемых пунктов контроля — а не ограничиваться визуальным осмотром проводки и соединений.

Частые ошибки

1. Замена полевого устройства на номинально эквивалентную модель без повторной проверки параметров сущности относительно сертификата барьера — искробезопасность цепи в этом случае больше не доказуемо гарантирована.
2. Неучёт ёмкости и индуктивности кабеля в проверке бюджета Ca/La и сверка только параметров «устройство-устройство» — при длинной трассе кабеля это может составлять значительную часть запаса.
3. Комбинирование компонентов разных производителей без документированной системной сертификации или явной проверки совместимости — взаимное соединение гарантировано только в рамках проверки параметров сущности, а не на основании доверия к бренду.
4. Отношение к заземлению барьера Зенера как к необязательному — защитная функция барьера зависит от низкоимпедансного, выделенного и проверенного заземления искробезопасной цепи.

Связанные материалы

• ATEX и взрывоопасные зоны — классификация и инспекция
• Расшифровка маркировки ATEX
• Кабельные вводы ATEX Ex d / Ex e
• Периодическая инспекция Ex-оборудования по NEN-EN-IEC 60079-17