KETAHUI ACARA TERBARU DARI CESP
Pengembangan produk, informasi Pameran, Pengembangan pemasaran, Acara Perusahaan, dll.
Sistem Tahan Ledakan yang Aman Secara Intrinsik dan Sertifikasi Tahan Ledakan
Bagian 1: Teknologi Tahan Ledakan yang Aman Secara Intrinsik
Teknologi tahan ledakan yang aman secara intrinsik saat ini merupakan satu-satunya teknologi yang telah distandarisasi untuk Zona 0. Untuk instrumen otomatis, bentuk tahan ledakan yang umum digunakan secara intrinsik aman, tahan api, dan meningkatkan keamanan. Namun, karena pesatnya perkembangan teknologi elektronik dan terus lahirnya perangkat elektronik berdaya rendah, promosi dan penerapan teknologi tahan ledakan yang aman secara intrinsik memiliki ruang yang lebih luas. Terutama karena bentuk tahan ledakan yang aman secara intrinsik (juga disebut “aman secara intrinsik”) dibandingkan dengan bentuk tahan ledakan lainnya tidak hanya memiliki struktur sederhana, beragam aplikasi, tetapi juga memiliki karakteristik pengoperasian dan pemeliharaan yang mudah, jadi ini jenis sumber penyalaan penindasan Perlindungan ledakan yang aman secara intrinsik dengan energi sebagai sarana perlindungan ledakan telah diterima oleh produsen dan pengguna instrumen.
Prinsip dasar teknologi tahan ledakan yang aman secara intrinsik
Percikan listrik dan efek termal merupakan sumber utama penyulut ledakan gas berbahaya yang bersifat eksplosif. Keamanan intrinsik dicapai dengan membatasi energi dari dua kemungkinan sumber penyalaan, percikan api dan efek termal. Dalam kondisi kerja dan gangguan normal, ketika energi percikan atau efek termal yang dihasilkan meteran kurang dari energi ini, meteran tingkat rendah tidak dapat menyalakan gas berbahaya yang dapat meledak dan menyebabkan ledakan. Prinsipnya adalah memulai dengan membatasi energi, dan secara andal membatasi tegangan dan arus di sirkuit dalam kisaran yang diijinkan, untuk memastikan percikan listrik dan efek termal yang dihasilkan oleh instrumen jika terjadi pengoperasian normal atau kesalahan seperti korsleting. Kerusakan sirkuit dan komponen tidak akan menyebabkan kerusakan. Menyebabkan ledakan gas berbahaya yang mungkin ada di sekitarnya.
Karakteristik teknologi tahan ledakan yang aman secara intrinsik
Teknologi tahan ledakan yang aman secara intrinsik sebenarnya adalah teknologi desain berdaya rendah. Biasanya untuk lingkungan hidrogen (ⅡC), daya rangkaian harus dibatasi sekitar 1,3W. Dapat dilihat bahwa teknologi yang secara intrinsik aman dapat diterapkan dengan baik pada instrumen otomasi industri.Dibandingkan dengan jenis tahan ledakan lainnya, penggunaan teknologi tahan ledakan yang secara intrinsik aman dapat menghadirkan karakteristik teknis dan komersial berikut pada instrumen otomasi industri .
Tidak perlu merancang dan membuat selungkup tahan api dengan selungkup yang rumit, besar, dan tidak praktis. Oleh karena itu, instrumen yang aman secara intrinsik memiliki karakteristik struktur sederhana, ukuran kecil, ringan dan biaya. Menurut data, rasio biaya pembuatan rangkaian transmisi saklar yang aman dan tahan api adalah sekitar 1:4.
Pemeliharaan, kalibrasi dan penggantian beberapa bagian instrumen dapat dilakukan dalam kondisi hidup.
Keamanan dan keandalan yang tinggi. Instrumen yang aman secara intrinsik tidak akan mengurangi keamanan dan keandalan instrumen karena alasan buatan manusia seperti hilangnya baut pengikat atau korosi dan goresan pada permukaan sambungan casing.
Karena teknologi tahan ledakan yang secara intrinsik aman adalah teknologi “arus lemah”, penggunaan instrumen yang secara intrinsik aman dapat menghindari terjadinya korban sengatan listrik bagi teknisi dan personel teknis di lokasi.
berbagai macam aplikasi. Teknologi yang secara intrinsik aman adalah satu-satunya sistem tahan ledakan yang dapat digunakan di lokasi berbahaya zona 0.
Untuk perangkat sederhana seperti termokopel, perangkat ini dapat dihubungkan ke sistem tahan ledakan yang aman secara intrinsik tanpa sertifikasi khusus.
Singkatnya, untuk instrumen otomatis, teknologi tahan ledakan yang secara intrinsik aman adalah teknologi tahan ledakan yang ideal, dan teknologi ini juga akan digunakan secara luas dalam desain instrumen cerdas fieldbus dan sistemnya.
3. Peralatan dan perlengkapan terkait yang aman secara intrinsik
Ada dua jenis: peralatan listrik yang aman secara intrinsik dan peralatan terkait.
1). peralatan listrik yang aman secara intrinsik
Di bawah kondisi yang ditentukan dalam standar (termasuk operasi normal dan kondisi gangguan tertentu), percikan listrik dan efek termal apa pun yang dihasilkan belum dapat menyalakan peralatan listrik dengan atmosfer gas eksplosif yang ditentukan. Ini dapat digunakan di lokasi berbahaya. Ini dapat dibagi menjadi peralatan listrik umum yang aman secara intrinsik dan peralatan listrik sederhana. Peralatan listrik umum yang aman secara intrinsik: Memiliki elemen penyimpan energi dan merupakan peralatan listrik yang aman secara intrinsik yang memerlukan sertifikasi tahan ledakan, seperti pemancar, sakelar jarak, dll.
Peralatan listrik sederhana: Menurut kondisi teknis pabrikan, peralatan listrik yang nilai parameter kelistrikannya tidak melebihi 1,2V, <0,1A, <25mW, <20uJ, tidak memerlukan sertifikasi tahan ledakan. Dapat dikonfigurasi secara bebas
sirkuit yang secara intrinsik aman. Seperti: resistansi (termasuk resistansi variabel), dioda pemancar cahaya, sakelar, termokopel, resistansi termal, pengukur regangan.
2) Peralatan terkait (penghalang keamanan):
suatu peralatan listrik yang dipasang di tempat yang aman dan dihubungkan antara peralatan listrik yang aman secara hakiki dan peralatan listrik yang tidak aman secara hakiki.
Penghalang keselamatan dapat membatasi energi yang masuk ke peralatan yang secara intrinsik aman di lokasi dalam nilai aman, sehingga menjamin keselamatan peralatan lapangan, personel, dan produksi.
Diagram skema rangkaian sistem yang aman secara intrinsik adalah sebagai berikut:
Klasifikasi peralatan listrik yang aman secara intrinsik
Kategori: Berdasarkan prinsip klasifikasi peralatan listrik yang diatur dalam standar GS3836.1 “Persyaratan Umum Peralatan Listrik untuk Lingkungan Gas Peledak Bagian 1”, instrumen yang secara intrinsik aman dapat dibagi menjadi dua kategori:
Kelas I: Instrumen yang Aman Secara Intrinsik untuk Tambang Batubara (industri pertambangan)
Kelas II: instrumen yang secara intrinsik aman untuk pabrik (industri permukaan) Kelas II instrumen yang secara intrinsik aman untuk pabrik, seperti grup gas, dapat dibagi lagi menjadi tiga tingkatan: A, B, dan C.
Tingkatan: Instrumen dan peralatan terkait yang aman secara intrinsik dapat dibagi menjadi dua tingkatan, ia dan ib, sesuai dengan tingkat keamanan dari 4 tempat di mana instrumen tersebut digunakan atau tempat yang terhubung.
Kelas ia berarti campuran gas yang mudah meledak tidak dapat menyala dalam operasi normal, satu kegagalan hitungan dan dua kegagalan hitungan. Artinya, instrumen tingkat ia tidak akan menyebabkan kegagalan keselamatan dalam kondisi mempertimbangkan dua kesalahan penghitungan.
Kelas ib berarti bahwa campuran gas yang mudah meledak tidak dapat menyala dalam operasi normal dan kegagalan penghitungan. Tentunya tingkat keamanan instrumen tingkat IA lebih tinggi dibandingkan instrumen tingkat IB. Instrumen tingkat IB hanya menganggap bahwa kegagalan keselamatan tidak akan terjadi ketika instrumen mengalami satu kesalahan, tetapi jika instrumen mengalami kegagalan penghitungan pertama, hal tersebut dapat terjadi. Oleh karena itu, tingkat keamanan instrumen yang secara intrinsik aman tingkat ib lebih buruk daripada instrumen tingkat ia, dan hanya cocok untuk tempat berbahaya zona 1 dan zona 2 seperti instrumen jenis tahan ledakan dan peningkatan keselamatan. Sejalan dengan itu, peralatan terkait yang aman secara intrinsik Kelas ib dapat dihubungkan ke instrumen atau peralatan yang aman secara intrinsik di lokasi berbahaya Zona 1 dan Zona 2. Instrumen yang secara intrinsik aman tingkat ia dapat digunakan di area berbahaya zona 0 dengan tingkat bahaya tinggi; peralatan terkait yang aman secara intrinsik tingkat ia dapat dihubungkan dengan instrumen atau peralatan yang aman secara intrinsik di area berbahaya zona 0. Peralatan kelas ia yang secara intrinsik aman adalah yang memiliki tingkat keamanan tertinggi di antara semua jenis tahan ledakan.
Tingkat suhu peralatan: Tingkat suhu peralatan menentukan nilai suhu tinggi yang diperbolehkan pada permukaan peralatan. Hal ini terutama didasarkan pada pertimbangan teknis dan ekonomi. Dalam kebanyakan kasus, biaya pembelian dan keselamatan peralatan dengan tingkat suhu yang lebih rendah akan lebih tinggi saat bekerja. Sebagai perbandingan, pemilihan peralatan yang aman secara intrinsik akan lebih efektif dan ekonomis. Peralatan yang aman secara intrinsik yang dipasang langsung di lokasi berbahaya memerlukan pertimbangan peringkat suhu peralatan, sedangkan peralatan terkait tidak perlu melakukan bagian peringkat suhu peralatan. Tingkat suhu peralatan harus lebih rendah dari yang digunakan di lingkungan lokasi berbahaya
Tanda tahan ledakan:
Tanda tahan ledakan pada instrumen yang aman secara intrinsik sama dengan tanda tahan ledakan pada jenis tahan ledakan lainnya. Ini pada dasarnya adalah nama kode tempat berbahaya yang dapat meledak untuk instrumen tersebut.
Biasanya area berbahaya yang mudah meledak perlu ditentukan berdasarkan tiga parameter.
1) Area lokasi berbahaya Ini mencerminkan frekuensi atau durasi kemungkinan terjadinya gas berbahaya, yaitu tingkat bahaya ledakan.
2) Jenis gas berbahaya, yaitu kelompok gas yang mempertimbangkan energi penyalaan gas berbahaya yang mungkin terjadi.
3) Temperatur penyalaan gas berbahaya, yaitu temperatur penyalaan gas berbahaya yang mungkin muncul pada kelompok temperatur gas.
Sejalan dengan itu, tanda tahan ledakan pada instrumen yang secara intrinsik aman juga harus menyatakan tiga parameter area yang berlaku, kelompok gas, dan kelompok suhu secara bergantian setelah tanda tahan ledakan “Ex”. Tanda tahan ledakan untuk peralatan listrik yang aman secara intrinsik.
Misalnya, tanda tahan ledakan ExdIIBT4 menunjukkan bahwa peralatan yang secara intrinsik aman dapat diterapkan pada area berbahaya Zona 0 di mana kelompok gasnya tidak lebih tinggi dari Kelas II Kelas B, dan suhu penyalaan gas tidak lebih rendah dari T4 (135 °C). Peralatan terkait (penghalang keselamatan) tanda tahan ledakan.
Misalnya, tanda tahan ledakan [Exia]IIB menunjukkan bahwa penghalang keselamatan dapat diterapkan pada area berbahaya zona 0 yang kelompok gasnya tidak lebih tinggi dari Kelas II Kelas B.
Bagian. 2 Komposisi dasar dari sistem yang secara intrinsik aman
Sistem yang aman secara intrinsik adalah sistem sirkuit yang mencapai ketahanan ledakan listrik dengan membatasi energi listrik, dan tidak membatasi penggunaan tempat (dimana level ia berlaku untuk tempat berbahaya di Zona 0, Zona I, dan Zona II) dan mudah meledak. Jenis campuran gas (terbatas mencakup semua gas yang mudah terbakar); dengan tingkat keamanan, pemeliharaan, dan ekonomi yang tinggi. Diagram skema sistem yang secara intrinsik aman.
Peralatan yang secara intrinsik aman di lokasi
Mempertimbangkan elemen penyimpanan energi peralatan lapangan, peralatan lapangan di lingkungan berbahaya gas eksplosif harus dirancang sesuai dengan persyaratan tahan ledakan yang aman secara intrinsik, dan tindakan pembatasan fase harus diambil untuk sirkuit elemen penyimpan energi seperti induktor. dan kapasitor yang disertakan di dalamnya, dan kurangi sebanyak mungkin. Pada saat yang sama, konsumsi daya dan kenaikan suhu komponen rangkaian dipertimbangkan untuk memastikan bahwa peralatan tidak akan tersulut oleh percikan api dan sumber panas baik dalam pengoperasian normal atau dalam keadaan rusak. Artinya, perangkat lapangan harus merupakan perangkat yang aman secara intrinsik. Peralatan yang aman secara intrinsik di lokasi memiliki parameter utama kinerja yang aman secara intrinsik:
Tegangan Input Maksimum (Ui): Tegangan tertinggi (puncak AC atau DC) yang dapat diterapkan ke perangkat koneksi sirkuit yang aman secara intrinsik tanpa membatalkan kinerja yang aman secara intrinsik.
Arus Masukan Maksimum (Ii): Arus tertinggi (puncak AC atau DC) yang dapat diterapkan pada sambungan sirkuit yang secara intrinsik aman tanpa membatalkan kinerja yang secara intrinsik aman.
Daya input maksimum (Pi): Daya input maksimum dari sirkuit yang secara intrinsik aman yang dapat dihamburkan di dalam peralatan listrik ketika peralatan listrik dihubungkan ke sumber daya eksternal tanpa membatalkan kinerja yang secara intrinsik aman.
Kapasitansi Setara Internal Maksimum (Ci): Total kapasitansi internal setara peralatan listrik yang terjadi melalui perangkat penghubung peralatan listrik.
Induktansi Setara Internal Maksimum (Li): Total induktansi internal setara peralatan listrik yang terjadi melalui perangkat penghubung peralatan listrik.
Hubungkan kabelnya
Dari perspektif rekayasa perkabelan sistem, karena kapasitansi terdistribusi dan induktansi terdistribusi dari kabel penghubung, kabel penghubung menjadi elemen penyimpan energi. Mereka pasti menyimpan energi dalam proses transmisi sinyal. Setelah saluran terbuka atau mengalami korsleting, energi yang tersimpan akan dilepaskan dalam bentuk percikan listrik atau efek termal, sehingga mempengaruhi kinerja keselamatan intrinsik sistem. Oleh karena itu, perlu dipastikan bahwa kabel transmisi sambungan tidak akan terpengaruh oleh interferensi medan elektromagnetik eksternal dan tercampur dengan rangkaian lain, namun juga untuk membatasi panjang kabel dan tambahan energi non-intrinsik aman yang disebabkan oleh gaya gerak listrik yang diinduksi, sehingga untuk menentukan kapasitansi terdistribusi yang diijinkan dan distribusi kabel yang diijinkan. Induktansi, lembaga inspeksi tahan ledakan di seluruh dunia terutama menggunakan metode mempertimbangkan parameter distribusi kabel dengan cara parameter terpusat.
Parameter dasar kinerja keselamatan intrinsik kabel penghubung adalah sebagai berikut:
Kapasitansi terdistribusi maksimum yang diperbolehkan pada kabel (Ci): (Cc)=(Ck)*L
Induktansi terdistribusi maksimum yang diijinkan dari kabel (Lc): (Lc)=(Lk)*L
Perkataan:
Dalam rumusnya, Ck — kapasitansi terdistribusi per satuan panjang kabel.
Lk – induktansi terdistribusi per satuan panjang kabel.
L — panjang kabel sebenarnya
Peralatan terkait – penghalang keamanan
Dilihat dari konfigurasi peralatan di ruang kendali, bagian rangkaian listrik ini harus mampu menekan energi yang ditransmisikan dari sirkuit yang tidak aman secara intrinsik di tempat aman ke peralatan yang secara intrinsik aman di tempat berbahaya hingga batas penyalaan. apakah sistem berada dalam keadaan kerja normal atau dalam keadaan rusak. (energi pengapian kecil) fungsi proteksi berikut.
Parameter dasar kinerja keselamatan intrinsik dari penghalang keselamatan:
Tegangan tinggi (AC RMS atau DC Um): Tegangan tinggi diterapkan pada koneksi peralatan terkait yang tidak aman secara intrinsik tanpa membatalkan kinerja aman secara intrinsik.
Tegangan keluaran maksimum (Uo): Tegangan keluaran tinggi (puncak AC atau DC) dari rangkaian yang secara intrinsik aman yang mungkin terjadi dalam kondisi rangkaian terbuka ketika perangkat sambungan peralatan diberi daya hingga tegangan tinggi (termasuk Um dan Ui).
Arus input maksimum (Io): Arus tinggi (puncak AC atau DC) dari rangkaian sambungan peralatan listrik yang secara intrinsik aman.
Daya input maksimum (Po): Daya tinggi dari rangkaian yang secara intrinsik aman yang dapat diperoleh dari peralatan listrik.
Kapasitansi eksternal maksimum (Co): Kapasitansi massal dari sirkuit yang secara intrinsik aman yang dapat dihubungkan ke sambungan peralatan listrik tanpa membatalkan kinerja yang secara intrinsik aman.
Induktansi Eksternal Maksimum (Lo): Induktansi besar dari sirkuit yang secara intrinsik aman yang dapat dihubungkan ke sambungan peralatan listrik tanpa membatalkan kinerja yang secara intrinsik aman.
Kondisi kombinasi sistem keselamatan intrinsik
Untuk memastikan penggunaan peralatan yang aman dan normal, setiap ruang konfigurasi sistem yang aman secara intrinsik harus memenuhi ketentuan berikut.
Tingkat tanda tahan ledakan pada peralatan yang secara intrinsik aman di lokasi tidak boleh lebih tinggi dari tingkat tanda tahan ledakan pada penghalang keselamatan.
Ketidaksetaraan berikut harus dipenuhi antara peralatan terkait, peralatan yang aman secara intrinsik di lapangan, dan parameter kabel penghubung.
Bagian 3 Persyaratan umum untuk desain sistem yang aman secara intrinsik
Prinsip pemilihan peralatan konfigurasi sistem yang aman secara intrinsik
Sistem yang aman secara intrinsik terdiri dari peralatan lapangan yang secara intrinsik aman, peralatan terkait (juga disebut penghalang keselamatan) dan kabel penghubung. Dalam hal kinerja tahan ledakan yang secara intrinsik aman, mereka harus memenuhi empat kondisi Uo≤Ui, Io≤Ii , Po≤Pi, Co≥Cc+Ci dan Lo≥Lc+Li.
Prinsip pemilihan untuk konfigurasi perangkat ini adalah:
1) Prinsip pemilihan peralatan listrik yang aman secara intrinsik
Peralatan sederhana: Menurut standar tahan ledakan GB3836.4-2010, peralatan listrik yang tegangannya tidak melebihi 1,2V, arusnya tidak melebihi 0,1A, dan yang energinya tidak melebihi 20μJ atau daya tidak melebihi 25mW dapat dianggap sebagai peralatan sederhana, di antaranya instrumen umum Peralatan tersebut meliputi termokopel, resistansi termal, elektroda pH, pengukur regangan dan sakelar, dll. Karakteristik khasnya adalah induktansi ekivalen internal Li=0 dan kapasitansi ekivalen internal Ci=0 dari peralatan instrumentasi. Peralatan listrik yang aman secara intrinsik: Untuk peralatan lapangan yang dipasang di lokasi berbahaya, permasalahan berikut harus diklarifikasi:
a) Apakah peralatan listrik yang aman secara intrinsik telah dirancang sesuai dengan persyaratan GB3836.1-2010 dan GB3836.4-2010 dan telah disetujui oleh lembaga inspeksi tahan ledakan
c) Apakah tingkat yang ditentukan oleh tanda tahan ledakan sesuai dengan persyaratan keselamatan lokasi berbahaya yang digunakan
d) menghapus parameter Ui, Ii, Pi, Ci, dan Li
e) Apakah sirkit yang secara intrinsik aman dibumikan atau apakah sirkit yang secara intrinsik aman dari bagian pembumian diisolasi secara efektif dari sirkit bagian antarmuka penghalang keselamatan.
f) dengan cara apa sinyal ditransmisikan; f), tegangan kerja rendah dari peralatan listrik yang secara intrinsik aman dan arus kerja normal dari loop.
g) Berdasarkan pertanyaan di atas, pilih penghalang keamanan yang sesuai.
2) Prinsip pemilihan penghalang keamanan
Tanda tahan ledakan pada penghalang keselamatan tidak boleh lebih rendah dari tanda tahan ledakan pada peralatan lapangan yang secara intrinsik aman.
Pastikan resistansi terminal dan resistansi loop penghalang pengaman dapat memenuhi tegangan kerja rendah dari peralatan lapangan yang secara intrinsik aman.
Parameter keselamatan ujung penghalang keselamatan yang secara intrinsik aman dapat memenuhi persyaratan Uo≤Ui, Io≤Ii, Po≤Pi, Co≥Cc, dan Lo≥Lc.
Pilih penghalang keselamatan yang sesuai dengan polaritas catu daya dan mode transmisi sinyal instrumen lapangan yang secara intrinsik aman.
untuk menghindari kebocoran arus penghalang pengaman yang mempengaruhi pengoperasian normal peralatan lapangan yang secara intrinsik aman.
Ada dua jenis penghalang keselamatan, satu adalah penghalang keselamatan Zener dan yang lainnya adalah penghalang keselamatan terisolasi.
3) Prinsip pemilihan kabel penghubung
Kabel penghubung yang digunakan untuk menghubungkan peralatan lapangan yang secara intrinsik aman dan penghalang keselamatan dalam sistem yang secara intrinsik aman, parameter distribusinya menentukan rasionalitas dan ruang lingkup penggunaan sistem yang secara intrinsik aman sampai batas tertentu, sehingga harus memenuhi ketentuan berikut.
Spesifikasi kabel penghubung: kabel penghubung adalah kawat pilin inti tembaga, dan luas penampang setiap kawat inti tidak kurang dari 0,5mm2.Kekuatan dielektrik harus mampu menahan 2 kali tegangan pengenal yang secara intrinsik aman sirkuit, tetapi tidak lebih rendah dari uji tegangan tahan 500V.
Batasan panjang kabel penghubung: Dalam sistem yang secara intrinsik aman, baik instrumen yang aman secara intrinsik di lokasi maupun kabel penghubung merupakan beban penghalang keselamatan. Ketika penghalang keselamatan dan instrumen yang aman secara intrinsik di lokasi dipilih, panjang kabel penghubung ditentukan. Cara spesifiknya adalah sebagai berikut.
Hitung parameter distribusi eksternal maksimum kabel sesuai dengan rumus Co≥Cc-Ci dan Lc≤Lo-Li; hitung panjang kabel sesuai dengan rumus masing-masing L=Cc/Ck dan L=Lc/Lk, dan ambil nilai yang lebih kecil dari keduanya sebagai distribusi sebenarnya. Panjang garis L, tetapi kabel multi-inti, harus mempertimbangkan hubungan timbal balik efek superposisi. Saat ini, banyak produsen kabel dalam negeri telah memproduksi kabel khusus untuk keselamatan intrinsik yang dirancang untuk sistem yang aman secara intrinsik. Untuk memudahkan perbandingan dan pemilihan, tabel berikut menunjukkan parameter distribusi kabel penghubung biasa pada umumnya, dan tabel 2 menunjukkan kabel domestik pada umumnya. Pasang parameter distribusi kabel khusus untuk referensi.
Konfigurasi yang dioptimalkan dari sistem yang aman secara intrinsik
Untuk mencapai konfigurasi optimal dari sistem yang aman secara intrinsik, tautan yang disebutkan di atas harus dipertimbangkan secara keseluruhan. Dari perspektif desain sirkuit yang secara intrinsik aman dan analisis penggunaan sebenarnya, parameter distribusi kabel merupakan faktor utama yang mempengaruhi penerapan sistem yang secara intrinsik aman. Untuk meningkatkan parameter distribusi kabel yang diijinkan dari sistem, hal ini dapat dicapai dengan meningkatkan parameter eksternal yang diijinkan dari penghalang keselamatan dan mengurangi parameter setara internal dari peralatan yang secara intrinsik aman.
1) Untuk meningkatkan parameter eksternal yang diijinkan dari penghalang pengaman, hal ini dapat dicapai dengan mengoptimalkan analisis, memilih penghalang pengaman secara wajar, dan mencoba memilih penghalang pengaman dengan tegangan hubung terbuka tinggi yang lebih rendah dan arus hubung singkat yang besar.
2) Untuk mengurangi parameter ekuivalen internal dari instrumen yang secara intrinsik aman, biasanya dapat dilakukan dengan metode yang sama seperti yang disebutkan di atas dengan menahan penyimpanan energi kapasitor dan induktansi dalam rangkaian instrumen yang secara intrinsik aman. Namun, dalam praktiknya, ada cara yang lebih efektif untuk menekan kapasitansi masukan dari instrumen yang secara intrinsik aman, yaitu dengan menambahkan dua dioda maju yang dihubungkan seri ke ujung masukan dari instrumen yang secara intrinsik aman, dan menyegelnya bersama-sama dengan keseluruhan. sirkuit yang secara intrinsik aman. Penerapan metode ini tidak hanya membuat instrumen yang aman secara intrinsik memiliki fungsi perlindungan polaritas terbalik, tetapi juga secara andal memblokir rangkaian pelepasan kapasitansi internal instrumen yang aman secara intrinsik ke sirkuit karena fungsi dioda ganda, yang pada dasarnya menghindari keamanan internal instrumen. Pengaruh kapasitansi pada sirkuit eksternal, pada saat ini, kapasitansi ekivalen internal instrumen kira-kira dianggap nol, yaitu Ci = 0, yang sangat meningkatkan kapasitansi terdistribusi kabel yang diijinkan dari sistem yang aman secara intrinsik. Saat ini, Cc=Co.
Prinsip pengkabelan di tempat dari sistem yang secara intrinsik aman
1) Pengkabelan seluruh sistem harus terdiri dari sistem yang disetujui oleh lembaga inspeksi.
2) Berhati-hatilah untuk menghindari kontak campuran antara sirkuit yang secara intrinsik aman dan sirkuit yang tidak aman secara intrinsik.
3) Kabel yang secara intrinsik aman dan kabel yang tidak aman secara intrinsik dari ruang kontrol ke lokasi diletakkan di masing-masing saluran kabel, dipisahkan oleh partisi di tengah, dan saluran kabel ditutup untuk mencegah kerusakan akibat operasi mekanis eksternal.
4) Kabel dari kotak sambungan di lokasi atau saluran kabel ke instrumen yang secara intrinsik aman dipasang di pipa baja untuk mencegah kerusakan mekanis dan bahaya yang disebabkan oleh induksi elektromagnetik.
5) Kabel yang aman secara intrinsik dan kabel yang tidak aman secara intrinsik tidak menggunakan saluran logam dan kotak sambungan medan yang sama.
6) Kabel penghubung dan pipa baja serta papan terminalnya harus memiliki tanda biru (atau pita biru) untuk memudahkan identifikasi.
7) Batang bus pembumian dan perangkat pembumian penghalang pengaman tipe Zener harus memenuhi persyaratan manual instruksi penghalang keselamatan dan peraturan keselamatan kelistrikan yang relevan.
8) Beberapa sirkuit yang aman secara intrinsik atau sirkuit terkait tidak boleh berbagi kabel yang sama (kecuali kabel dengan inti kabel berpelindung) atau ditempatkan di satu pipa baja yang sama (kecuali untuk konduktor berpelindung).
Pemilihan penghalang keamanan
Ada dua tipe utama penghalang keamanan: penghalang zener dan penghalang isolasi.
Penghalang pengaman tipe Zener: Penghalang pengaman tipe Zener mengadopsi serangkaian sekering cepat, resistor pembatas arus, dan dioda Zener pembatas tegangan paralel dalam loop sirkuit untuk mencapai batasan energi guna memastikan keamanan koneksi sinyal antar instrumen di area berbahaya dan instrumen di area aman. energi yang terbatas. Ia menggunakan perangkat yang sangat sedikit, ukurannya kecil dan harga murah, tetapi juga memiliki beberapa cacat fatal, sehingga cakupan penerapannya sangat terbatas. Saat ini terdapat tren penurunan yang signifikan.
Saat menggunakan penghalang pengaman tipe Zener, pabrik harus memiliki sistem grounding khusus yang aman secara intrinsik, dan resistansi grounding dari sirkuit yang aman secara intrinsik harus kurang dari 1Ω.
Saat menggunakan penghalang keselamatan tipe Zener, meteran keselamatan intrinsik di area berbahaya harus berjenis isolasi, dan jenis meteran non-isolasi tidak dapat digunakan.
Penggunaan pengaman zener mempunyai respon yang sangat besar terhadap tegangan listrik. Fluktuasi tegangan catu daya dapat menyebabkan kebocoran arus pada dioda Zener, yang akan menyebabkan kesalahan sinyal atau mengirimkan level yang salah. Dalam kasus yang parah, sekring cepat akan terbakar. Jika rusak dan rusak dalam waktu lama, tabung Zener internal, resistor pembatas arus, dan sekering penghalang pengaman Zener dikemas secara keseluruhan sesuai peraturan. Sekali rusak, tidak dapat diperbaiki.
Saat menggunakan penghalang pengaman tipe zener, kutub negatif sinyal harus dihubungkan ke ground yang aman secara intrinsik, yang sangat mengurangi kemampuan anti-interferensi sinyal sistem dan mempengaruhi keandalan sistem, terutama untuk sistem DCS.
Penghalang keamanan terisolasi
Penghalang pengaman terisolasi tidak hanya memiliki fungsi energi terbatas, tetapi juga memiliki fungsi isolasi. Hal ini terutama terdiri dari unit pembatas energi loop, sinyal, unit isolasi daya dan unit pemrosesan sinyal. Diagram blok fungsional dasarnya adalah sebagai berikut:
Jika penghalang pengaman dibumikan dengan andal, seperti yang ditunjukkan di bawah, ketika gangguan yang sama terjadi, tabung Zener membatasi potensi ke bumi, dan arus gangguan hanya dapat mengalir di area aman, sehingga menjamin keamanan lokasi di area berbahaya. Landasan ini juga disebut “landasan yang aman secara intrinsik”.
Ketika terjadi gangguan, karena terdapat unit isolasi yang dapat diandalkan pada penghalang pengaman yang terisolasi, hal tersebut menimbulkan potensi ke tanah, namun arus tanah tidak dapat mengalir dari unit isolasi yang dapat diandalkan ke area berbahaya, sehingga tidak diperlukan peralatan khusus. sirkuit di sisi sirkuit yang secara intrinsik aman dari penghalang keselamatan. Pengardean yang aman, selama persyaratan umum diikuti. Jika kabel berpelindung digunakan, pelindung kabel dapat dibumikan pada sisi instrumen lapangan atau sisi ruang kendali.
Bagian 4 Sertifikasi Sistem yang Aman Secara Intrinsik
Standar sertifikasi dan lembaga sertifikasi
Standar sertifikasi: Standar GB3836.1-2000 “Peralatan Listrik untuk Atmosfer Gas Peledak – Bagian 1: Persyaratan Umum (eqv IEC 60079-0: 1998)” dan GB3836.4-2000 “Peralatan Listrik untuk Atmosfer Gas Peledak – Bagian 4: Penting Standar keselamatan “i” (eqv IEC 60079-11:1999)” setara dengan standar IEC 60079, yang dirilis pada 17-10-2000 dan diterapkan pada 01-06-2001, menggantikan standar GB3836.1983 yang asli.
Lembaga sertifikasi dan tanda sertifikasi: Stasiun Pengawasan dan Inspeksi Tahan Ledakan untuk Instrumentasi (NEPSI) adalah titik fokus untuk pengawasan keselamatan, inspeksi dan akreditasi produk instrumen tahan ledakan dalam dan luar negeri. Dan memperoleh pengakuan timbal balik atas sertifikasi teknologi tahan ledakan dengan American Factory Research Council (FMRC) dan Institut Fisika dan Teknologi Federal Jerman (PTB) masing-masing (lihat situs web WWW.NEPAI.COM).
Sertifikasi sistem keselamatan intrinsik
Verifikasi dan persetujuan sistem yang aman secara intrinsik melibatkan peralatan yang aman secara intrinsik di lokasi, peralatan terkait, dan perkabelannya. Saat ini, tidak ada peraturan ketat mengenai persetujuan sistem tahan ledakan yang aman secara intrinsik di dunia, yaitu metode yang berbeda, wilayah berbeda, produsen berbeda, dan bahkan produk berbeda yang diadopsi. Namun ringkasnya, ada dua jenis metode persetujuan, yaitu persetujuan sistem dan persetujuan parameter.
1) Persetujuan Sistem yang Aman Secara Intrinsik
Persetujuan Sistem (Persetujuan Sistem1) adalah metode otentikasi di mana lembaga inspeksi tahan ledakan mengidentifikasi instrumen lapangan tertentu dengan penghalang keamanan tertentu, dan pada saat yang sama memberikan kapasitansi terdistribusi dan induktansi terdistribusi kabel dalam bentuk parameter terpusat . Pekerjaan persetujuan semacam ini sering kali didasarkan pada verifikasi analisis sirkuit atau uji penyalaan percikan yang diperlukan, dan menegaskan rasionalitas dan keamanan sistem yang terdiri dari peralatan khusus yang aman secara intrinsik dan peralatan terkait, dan lembaga inspeksi mengeluarkan dokumen tertulis yang relevan (biasanya disebut Forensik Bersama untuk perlindungan ledakan).
Diagram blok sertifikasi sistem keselamatan intrinsik adalah sebagai berikut:
Dalam metode persetujuan sistem, hubungan pencocokan kombinasi jelas, verifikasi sistem memenuhi syarat, pemilihan pengguna sederhana, dan kinerja tahan ledakan secara keseluruhan mudah dijamin, tetapi fleksibilitas kombinasinya buruk.
1) Persetujuan parameter sistem yang secara intrinsik aman
Persetujuan parameter adalah metode untuk menentukan parameter keselamatan dari peralatan yang secara intrinsik aman dan peralatan terkait yang akan disetujui, dan kemudian mengevaluasi kinerja keselamatan secara terpisah, dan kemudian menghubungkan peralatan yang secara intrinsik aman dan peralatan terkait sesuai dengan prinsip pencocokan parameter keselamatan. Metode verifikasi dan akreditasi berdasarkan peringkat keamanan peralatan itu sendiri saat ini lebih populer di Eropa dan Amerika Serikat, dan mungkin menjadi metode akreditasi internasional yang umum. Hubungan akreditasinya adalah sebagai berikut.
Dalam metode persetujuan parameter, peralatan yang secara intrinsik aman dan peralatan terkait pertama-tama “dianggap” untuk diputuskan sambungannya, dan peringkat parameter keselamatannya ditentukan di terminalnya masing-masing.
Diantaranya: Untuk peralatan yang aman secara intrinsik yang dipasang di lokasi berbahaya, diberikan parameter keselamatan berikut: Ui, Ii, Pi, Ci dan Li.
Untuk peralatan terkait yang dipasang di tempat yang aman, parameter keselamatan berikut diberikan sebagai Uo, Io, Po, Co dan Lo.
Lalu bayangkan dua kegagalan terpisah untuk peralatan yang secara intrinsik aman dan peralatan terkait. Yang disebut rating parameter keselamatan adalah rating maksimum instrumen untuk menjaga kinerja keselamatan. Berdasarkan peringkat ini, kinerja keselamatan intrinsik dari peralatan yang aman secara intrinsik dievaluasi. Jika parameter keselamatan di atas disetujui, maka parameter distribusi kabel dapat diperoleh sesuai dengan rumus berikut: Cc≤Co-Ci Lc≤Lo-Li.
Dalam metode persetujuan parameter, peralatan yang secara intrinsik aman dan peralatan terkait harus disetujui masing-masing, dan peralatan yang memenuhi syarat yang ditandai dengan nomor masing-masing harus disetujui. Label, dan sistem yang mendasarinya, nomor sertifikat keduanya berbeda. Keuntungan besar dari persetujuan parameter adalah pengguna dapat dengan bebas memilih dan mewujudkan kombinasi sistem keamanan intrinsik.
Selama pengguna menguasai nilai terukur dari parameter keselamatan masing-masing, dan sesuai dengan kondisi yang cocok untuk memastikan kinerja keselamatan, mereka dapat membangun sendiri sistem keselamatan intrinsik (lihat manual ini). kondisi kombinasi sistem keselamatan). Apapun metode di atas yang digunakan untuk sertifikasi sistem yang secara intrinsik aman, selain mempertimbangkan tiga elemen sistem inspeksi: instrumen lapangan yang secara intrinsik aman, kabel penghubung dan peralatan terkait, metode tersebut juga harus mempertimbangkan karakteristik strukturalnya, apakah itu ground, impedansi instrumen sekunder, dll. Menimbang.
Saat ini, metode akreditasi utama yang diadopsi lembaga inspeksi tahan ledakan pada dasarnya masih berupa metode “akreditasi sistem”, yaitu metode “forensik bersama”, dan secara bertahap berkembang ke arah “akreditasi parameter”. Selama verifikasi dan persetujuan peralatan terkait, empat parameter diberikan dalam dokumen persetujuan: tegangan rangkaian terbuka tinggi Uo, arus hubung singkat besar Io, kapasitansi eksternal maksimum yang diijinkan Co dan induktansi eksternal maksimum yang diijinkan Lo. Ketika verifikasi dan persetujuan peralatan yang aman secara intrinsik dilakukan, spesifikasi model (yang dapat berupa satu atau lebih) peralatan terkait yang akan digunakan dan nilai parameter distribusi kabel yang diizinkan oleh sistem juga ditentukan dalam dokumen persetujuan. Di atas, peralatan sistem keselamatan intrinsik yang ditentukan dengan mempertimbangkan kecocokan sistem timbal balik memastikan kinerja keselamatan tahan ledakan dari keseluruhan sistem.