Система вентиляции на складе горюче-смазочных материалов (ГСМ) необходима для поддержания оптимального температурно-влажностного режима, от которого напрямую зависит качество продуктов.
Кроме того, эта система обеспечивает пожарную безопасность помещения при длительном хранении легковоспламеняющихся товаров.
Воздух в помещении может быть насыщен взрывоопасными газами, следовательно, для системы вентиляции потребуется датчик температуры во взрывозащищенном исполнении.
Для решения подобной задачи чаще всего используют один из двух вариантов взрывозащиты - датчик во взрывонепроницаемой оболочке или датчик с искробезопасной цепью.
Для датчиков в исполнении ExD (взрывонепроницаемая оболочка) необходимо проложить сигнальную линию в металлорукаве или стальной трубе. Зачастую это дорого и сложно и используется, как правило, для сложных датчиков с большой потребляемой мощностью или большим количеством выходных сигналов и интерфейсов.
Для подключения датчиков в исполнении ExiA (искробезопасная цепь) достаточно установить барьер искрозащиты перед измерительным прибором или ПЛК.
Простой датчик температуры с токовым выходным сигналом оптимальнее использовать в варианте искробезопасной цепи.
В этой статье я расскажу как правильно выбрать датчик и барьер искрозащиты, чтобы получившееся решение для измерения температуры удовлетворяло требованиям стандарта взрывобезопасности.
Итак, в качестве примера рассмотрим автоматизированную систему вентиляции портового склада горюче-смазочных материалов.
Первым делом оценим характеристики взрывоопасного объекта - тип газа, его классификация, класс зоны. Это исходные данные. По ним будет понятно, какой класс защиты датчика может потребоваться.
Склад ГСМ - это объект, где присутствуют пары бензина.
Поскольку каждый объект индивидуален по своему устройству, в качестве примера отнесем его к зоне 1 и категории IIA (по классификации взрывоопасных зон ГОСТ 31610.10-2012/IEC 60079-10:2002). Подробнее об этих понятиях мы рассказывали тут.
Как известно, «плясать следует от печки», а ключевым элементом для системы измерения является датчик. На основании характеристик объекта выбираем датчик, который удовлетворяет предъявляемым требованиям искробезопасности.
Итак, нам нужен датчик температуры с аналоговым сигналом 4...20мА во взрывозащищенном исполнением Exia для измерения в диапазоне (-50...+100°С). Нам подходит термометр сопротивления ДТС035-РТ100.0,5.100.И.Exi-T6[12Н].
Проверяем в его сертификате взрывозащиты параметры: есть упоминание необходимой нам зоны 1 и категории IIA группы Т1...Т6.
Проверяем, что по условиям ТЗ датчик измеряет в нужном диапазоне температур и класс точности 0,5% нас устраивает. Для систем вентиляции наши клиенты обычно выбирают датчики именно с такими параметрами.
На следующем этапе требуется подобрать барьер искрозащиты, учитывая параметры датчика и линии связи, которая будет находиться между датчиком и барьером.
Нужно выполнить 4 требования искробезопасной цепи:
Рассмотрим на примере.
Посмотрим в сертификате взрывозащиты датчика его параметры:
Входное напряжение, не более: Ui = 30 В,
Входной ток, не более: Ii = 120 мА,
Внутренняя индуктивность, не более: Li = 10 мкГн = 0,01 мГн,
Внутренняя емкость, не более: Ci = 1,0 нФ.
Для примера допустим, что линия связи будет длиной 100 метров.
По требованиям ПУЭ (п. 7.3.117) искробезопасные цепи следует прокладывать отдельно от других цепей.
- Для примера выберем для прокладки искробезопасных цепей кабель МКЭШ 2х0,5 с погонной емкостью 140 нФ/км и погонной индуктивностью 0,73 мГн/км.
- Для исключения возможных проблем рекомендуется увеличить полученные значения на 20%. Соответственно получаем: погонная емкость 168 нФ/км и 0,876 мГн/км
- Для нашей линии длиной 100 м получим параметры:
Емкость соединительного кабеля Сс=168 нФ/км * 0,1 км = 16,8 нФ
Индуктивность соединительного кабеля Lc=0,876 мГн/км *0,1 км =0,0876 мГн
Далее выберем барьер искрозащиты ИСКРА-АТ.03 для сигнала 4..20мА.
Маркировка взрывозащиты этого барьера: ExiaGa IIC. Электрооборудование, маркированное как IIC, пригодно для применения на объектах категорий IIA и IIB (в соответствии с пунктом 4.2 ГОСТ 31610.0-2014). Значит, мы можем применить барьер на нашем складе ГСМ.
Параметры взрывозащиты барьера возьмем из сертификата:
Максимальное выходное напряжение барьера Uo = 28,4В
Максимальный выходной ток Io= 70мА
Максимальная внешняя емкость Co= 0,079 мкФ
Максимальная внешняя индуктивность Lo= 8,0 мГн
И, наконец, проверим, что характеристики системы удовлетворяют параметрам барьера.
Итак, мы убедились, что все 4 условия взрывозащиты выполняются. Датчик и линия связи с одной стороны и барьер искрозащиты с другой согласованы. Искробезопасность i обеспечена.
Автор статьи: Аладышева Екатерина
