где АСВ - название или знак испытательной организации.
13.1 Техническая документация, представляемая вместе с электрооборудованием, в дополнение к ГОСТ Р 51330.0 должна содержать:
а) в стандартах и технических условиях на электрооборудование - требования к искрозащитным элементам и средствам, а также указания о маркировке согласно настоящему стандарту;
б) в эксплуатационных документах- разделы с описанием искрозащитных элементов и средств и указаниями о сохранении искробезопасных параметров электрических цепей при монтаже, эксплуатации и ремонте электрооборудования.
13.2 В электрических принципиальных схемах электрооборудования, а также в инструкции по монтажу и эксплуатации элементы, используемые в качестве искрозащитных, должны маркироваться в соответствии с ГОСТ 2.710. При этом после буквы F должен ставиться знак уровня искробезопасной цепи ia, ib и ic.
Если в качестве искрозащитных используют группу элементов, допускается каждый элемент не маркировать, а их все вместе обвести штриховой линией и около нее поставить один знак Fia, Fib, или Fiс.
13.3 Пояснительная документация в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51330.0 должна, кроме того, включать следующую информацию:
а) электрические параметры оборудования:
1) для источников питания - выходные данные, например, U0, I0, P0 и, если нужно, С0, L0 и/или допустимое соотношение L0/R0;
2) для приемников энергии - входные данные, например Ui, Li, Рi, Сi, Li и соотношение Li/Ri;
б) любые специальные требования по установке и использованию;
в) максимальное значение Um, которое может быть приложено к зажимам искроопасных цепей или связанного электрооборудования;
г) любые специальные условия, которые приняты при определении типа защиты, например, что напряжение должно поступать от защитного трансформатора или через диодный барьер безопасности;
д) соответствие или несоответствие требованиям 6.4.12;
е) обозначение поверхности оболочки в случае, если от этого зависит искробезопасность.
(обязательное)
А.1 Основные критерии
Искробезопасная цепь должна удовлетворять трем основным критериям:
а) соответствующим образом отделяться от искроопасных цепей;
б) не вызывать воспламенения от теплового воздействия. Температурный класс искробезопасного оборудования должен быть определен в соответствии с 6.2 и разделом 5 ГОСТ Р 51330.0. Температурная классификация не должна применяться к связанному электрооборудованию.
в) вероятность воспламенения взрывоопасной смеси в процессе испытаний цепи с использованием искрообразующего механизма или по оценке в соответствии с требованиями раздела 10 для конкретного уровня искробезопасной цепи (см. раздел 5) и группы (см. раздел 4) не должна превышать 10-3.
Примечания
1 Критерий а) может быть удовлетворен путем обеспечения соответствующих путей утечки и электрических зазоров, а также применением элементов, например, трансформаторов, токоограничительных резисторов, удовлетворяющих требованиям неповреждаемых элементов по разделу 8.
2 Критерий б) может быть удовлетворен путем оценки максимальных температур поверхности элементов по их тепловому режиму или максимальной мощности, которая может быть к ним подведена в соответствующих условиях повреждения.
3 Критерий в) может быть удовлетворен выполнением оценки. Для этого требуются точные сведения о напряжении, токе и таких параметрах цепи, как емкость и индуктивность на границе воспламенения. В таких условиях цепь может быть оценена как искробезопасная с точки зрения искрового воспламенения.
А.2 Оценка с использованием характеристик искробезопасности и таблиц
А.2.1 Если цепь, оцениваемая на искробезопасность, приближается к простой цепи, для которой имеется эталонная зависимость, то при проведении оценки нужно использовать характеристики искробезопасности по рисункам A.1-А.19 или таблицам А.1, А.2.
Примечания
1 Характеристики искробезопасности, представленные на рисунках A.1-A.19, и данные таблиц A.1, А.2 позволяют непосредственно оценивать искробезопасность только простых цепей применительно к представительным и активизированным взрывоопасным смесям. Во многих случаях их может быть трудно применить для оценки искробезопасности цепей, встречающихся на практике. Например, многие источники питания имеют нелинейные характеристики и не могут быть оценены по характеристикам искробезопасности, так как рисунок A.1 может быть использован только в случае, когда цепь представлена элементом или батареей с последовательно подключенным токоограничительным резистором. По этой причине нелинейные цепи, например цепи постоянного тока, вызовут воспламенение при более низких значениях тока, чем те, которые можно прогнозировать по рисунку А.1 на основе напряжения холостого хода и тока короткого замыкания. В некоторых типах нелинейных цепей максимальный допустимый ток может составлять только 1/5 от тока, прогнозируемого по характеристикам искробезопасности. Необходимо тщательно убедиться в том, что оценки выполнены только для случаев, когда рассматриваемая цепь может быть представлена одной из простых цепей, для которых имеется информация. Имеющаяся в наличии информация ограничена и не может охватить все проблемы, которые возникают при конструировании искробезопасных цепей.
2 В ряде случаев сложные электрические цепи в отношении своих искробезопасных свойств могут быть, с учетом некоторых допущений, не снижающих их искробезопасность, сведены к простым электрическим цепям, допускающим проведение оценки искробезопасности по характеристикам искробезопасности, например, приведенным на рисунках А.1-А. 19.
3 Характеристики искробезопасности, представленные на рисунках А.20-А.22, позволяют оценивать искробезопасность простых и сложных электрических цепей по опасности разрядов размыкания с учетом влияния скорости расхождения контактов.
А.2.2 При использовании указанных характеристик искробезопасности и данных таблиц должны учитываться возможные повреждения в соответствии с разделом 5 и коэффициент искробезопасности в соответствии с 10.4.2.
А.2.3 При оценке искробезопасности простых электрических цепей обычно должна применяться следующая процедура:
- определяют самую неблагоприятную практическую ситуацию с учетом допусков для элементов, колебаний напряжения питания, повреждений изоляции и элемента;
- затем, исходя из требуемого коэффициента искробезопасности, получают измененную цепь, которую можно оценивать;
- проверяют приемлемость параметров полученной цепи сравнением с характеристиками искробезопасности на рисунках A.1-A.19 или в таблицах А.1 и А.2.
А.3 Примеры простых цепей
а) Простая индуктивная цепь
Чтобы более подробно проиллюстрировать процедуру оценки искробезопасности, рассмотрим цепь, состоящую из источника питания в виде элемента или батареи напряжением 20 В и последовательно установленного неповреждаемого токоограничительного резистора сопротивлением 300 Ом, к которой подключен индуктивный элемент сопротивлением 1100 Ом и индуктивностью 100 мГн, как показано на рисунке А.23. Рассмотрение проведем для подгруппы IIС и коэффициента искробезопасности 1,5.
Значения 300 и 1100 Ом - минимальные, а 100 мГн - максимальное значение. Нужно провести две раздельных оценки: одну, чтобы убедиться, что сам источник питания искробезопасный, вторую - чтобы учесть влияние подключенной нагрузки. Оценку проводят следующим образом:
1 Источник питания
Последовательность оценки.
1) Значение токоограничительного резистора устанавливают равным 300 Ом, что соответствует наиболее неблагоприятному случаю. Если этот резистор не отвечает требованиям в отношении неповреждаемости (см. 8.4), применение одного повреждения (см. раздел 5) вызовет изменение цепи, при этом резистор будет считаться короткозамкнутым. При таком повреждении питание более не будет искробезопасным.
Необходимо также определить максимальное значение напряжения батареи в соответствии с 7.4.3. Нужно принять максимальное напряжение батареи равным 22 В.
2) Максимальный ток короткого замыкания равен 22/300 = 73,3 мА.
Поскольку при этом условии цепь становится омической, применение требований раздела 5 и 10.4.2 дает измененную цепь, в которой ток короткого замыкания увеличен до 1,5×73,3 = 110 мА.
3) Из таблицы А.1 можно видеть, что для подгруппы IIC минимальный ток воспламенения для омической цепи с напряжением источника питания 22 В равен 337 мА. Источник питания в этом случае может быть оценен как искробезопасный с точки зрения искрового воспламенения.
2 Подключение нагрузки
Последовательность оценки.
1) Максимальное напряжение элемента или батареи равно 22 В. Поскольку 300 и 1100 Ом - минимальные значения, максимально возможный ток в нагрузке равен 22/(300 + 1100) = 15,7 мА. Никакие повреждения не рассматривают, поскольку резистор 300 Ом является неповреждаемым, а повреждение индуктивного элемента в результате короткого замыкания ведет к формированию рассмотренной выше цепи.
2) Для применения требований раздела 5 и 10.4.2 необходимо, чтобы при коэффициенте искробезопасности 1,5 ток цепи был увеличен до 1,5×15,7 = 23,6 мА.
3) Зависимости на рисунке А.4 для подгруппы IIC показывают, что при индуктивности 100 мГн минимальный воспламеняющий ток для источника напряжением 24 В равен 28 мА. Поэтому цепь может быть оценена как искробезопасная с точки зрения искрового воспламенения применительно к подгруппе IIC.
Примечания
1 Для напряжений холостого хода значительно ниже 24 В следует применять рисунок А.6.
2 Приведенные выше оценки относятся к индуктивному элементу с воздушным сердечником. Если индуктивный элемент имеет железный сердечник, такие оценки можно рассматривать только как приблизительные, и потребуется испытывать цепь с применением искрообразующего механизма (приложение Б), чтобы установить, является или не является цепь искробезопасной. На практике, если оценка основана на измеренном значении индуктивности, минимальный ток воспламенения обычно, но не всегда, больше, чем величина, полученная в результате оценки.
б) Простая емкостная цепь
Рассмотрим цепь, показанную на рисунке А.24, которая предназначена для группы I. Она состоит из последовательно соединенных батареи напряжением 30 В, неповреждаемого токоограничительного резистора сопротивлением 10 кОм и конденсатора емкостью 10 мкФ. В предлагаемом примере значения 30 В и 10 мкФ - максимальные, а 10 кОм - минимальное значение. Проводят две отдельные оценки: одну - чтобы убедиться, что сам источник питания искробезопасный, и вторую - чтобы учесть присутствие конденсатора. Оценку проведем для коэффициента искробезопасности 1,5.
1 Источник питания
Процедура оценки аналогична процедуре оценки источника питания для простой индуктивной цепи. Источник питания может рассматриваться как искробезопасный с точки зрения искрового воспламенения с коэффициентом искробезопасности св. 100.
2 Конденсатор
Последовательность оценки.
1) Максимальное напряжение элемента или батареи равно 30 В, а максимальная емкость равна 10 мкФ. Никакие повреждения не рассматривают, так как резистор сопротивлением 10 кОм является неповреждаемым, а неисправность емкости вследствие короткого замыкания или обрыва ведет к формированию цепи, рассмотренной в б) 1.
2) Применение требований раздела 5 и 10.4.2 требует, чтобы при коэффициенте искробезопасности 1,5 напряжение было увеличено до 1,5×30 = 45 В.
3) Характеристики искробезопасности на рисунке А.2 для группы I показывают, что при напряжении 45 В минимальная величина воспламеняющей емкости составляет только 3 мкФ, а при напряжении 30 В - только 8 мкФ, поэтому цепь не может быть оценена как искробезопасная.
Примечания
3 Можно изменить цепь так, чтобы она стала искробезопасной. Для этого есть много возможностей. Значения напряжения цепи или емкости могут быть снижены, или неповреждаемый резистор может быть установлен последовательно с конденсатором 10 мкФ. Рисунок А.2 показывает, что для конденсатора емкостью 10 мкФ минимальное напряжение воспламенения равно 26 В. Поэтому, если значение емкости 10 мкФ нужно сохранить, напряжение батареи должно быть снижено до 26/1,5 = 17,3 В. С другой стороны, значение емкости можно снизить до 8 мкФ, или установить неповреждаемый резистор с минимальным сопротивлением 5,6 Ом последовательно с конденсатором (т.к. 10 мкФ при сопротивлении резистора 5,6 Ом дает минимальное напряжение воспламенения равное 48 В), что также приведет к созданию цепи, которая может быть оценена как искробезопасная в отношении искрового воспламенения для группы I.
4 Следует иметь в виду, что значения минимального напряжения воспламенения для емкостных цепей на рисунках А.2 и А.3 применяют к нагруженному конденсатору, который не соединен непосредственно с источником питания. На практике, при условии, что сам источник питания имеет высокий коэффициент искробезопасности, как в приведенном выше примере, могут быть применены характеристики искробезопасности, представленные на рисунках А.2 и А.3. В этом случае источник питания за время существования электрического разряда добавляет в него энергию, значение которой составляет незначительную часть от энергии, выделяющейся из емкости. Однако если источник питания имеет невысокий коэффициент искробезопасности, он добавляет достаточно большое количество энергии, и его подключение к конденсатору может привести к ситуации, когда цепь будет искроопасной несмотря на то, что оценка по характеристикам искробезопасности рисунков А.2 и А.3 показывает искробезопасность цепи. В случаях, когда влиянием источника питания пренебречь нельзя, оценку искробезопасности емкостных цепей следует вести с использованием характеристик искробезопасности подобных, представленным на рисунках А. 12-А. 19, по сходной рассмотренной выше методике. При отсутствии необходимых характеристик искробезопасности оценку искробезопасности таких цепей необходимо вести с применением искрообразующего механизма (приложение Б).
