Является ли напряжение 24 вольт искробезопасным?
Прямой ответ: Нет.
Абстрактный
Напряжение 24 В постоянного/переменного тока широко используется в промышленной контрольно-измерительной аппаратуре, низковольтных цепях управления и системах полевой проводки в кабельной промышленности. Распространенное в отрасли заблуждение заключается в том, что все цепи 24 В считаются искробезопасными (ИС) для применения во взрывоопасных зонах. В данной статье уточняется основное определение искробезопасности, анализируется, соответствует ли само напряжение 24 В критериям искробезопасности, и подробно рассматриваются определяющие факторы, ограничивающие условия, выбор кабеля и технические требования к монтажу цепей 24 В ИС в соответствии с национальными и международными стандартами IEC 60079-11, ATEX и GB 3836. Статья предоставляет строгие технические рекомендации по проектированию кабелей, выбору типа и инженерному строительству во взрывоопасных средах.
1. Основное определение искробезопасности
Искробезопасность (Exi) — это самый безопасный метод взрывозащиты для низковольтных электрических цепей. Ее основной принцип заключается в следующем: ограничение электрической энергии Строго говоря: при нормальных условиях эксплуатации и заданных единичных или множественных неисправностях (короткое замыкание, обрыв цепи, отказ компонента) максимальная энергия, выделяемая цепью (энергия электрической искры и тепловая энергия), всегда ниже минимальной энергии воспламенения (МЭВ) окружающей взрывоопасной газовой смеси, поэтому воспламенение или взрыв невозможны.
Важное примечание: Крайне важно подчеркнуть, что Искробезопасность — это систематическая характеристика цепи, а не характеристика напряжения.Ни одно отдельное значение напряжения не может самостоятельно определить, является ли цепь внутренне безопасной. Напряжение — это лишь один из параметров, ограничивающих энергию, а не единственный критерий оценки.
2. Ключевой вывод: Является ли напряжение 24 В по своей природе безопасным?
Вывод: само по себе напряжение 24 В НЕ является по своей природе безопасным.Простое использование низкого напряжения 24 В не позволяет присвоить цепи или кабелю сертификат соответствия стандарту IS.
Согласно стандартам искробезопасности IEC 60079-11 и GB 3836.4, стандартное предельное напряжение для цепей общего класса искробезопасности составляет ≤30 В постоянного тока, что означает 24 В. в пределах допустимого диапазона напряжения для искробезопасных цепей. Однако соответствие по напряжению не отражает общего соответствия по энергии. Искробезопасность цепи 24 В зависит одновременно от трех основных параметров энергии.
Таблица 1. Основные предельные параметры искробезопасных цепей (IEC 60079-11)
| Параметр | Стандартный предел для цепей IS | Обычная схема 24 В без системы стабилизации напряжения | Результаты проверки соответствия |
|---|---|---|---|
| Рабочее напряжение постоянного тока | ≤ 30 В | 24 В | Соответствует требованиям |
| Максимальный ток короткого замыкания | ≤ 300 мА | Значительно превышает 300 мА | Не соответствует требованиям |
| Максимальная выходная мощность | ≤ 1,3 Вт (Ex ia/ib) | Значительно превышает 1,3 Вт | Не соответствует требованиям |
Обычный источник питания 24 В без защиты от ограничения энергии может выдавать высокий ток и мощность при коротком замыкании. Хотя напряжение составляет всего 24 В, мгновенная энергия искры, генерируемая при коротком замыкании, достаточна для воспламенения большинства легковоспламеняющихся и взрывоопасных газов, поэтому он полностью не соответствует требованиям искробезопасности.
3. Основные условия для искробезопасных цепей на 24 В
Цепь на 24 В может считаться искробезопасной только в том случае, если вся система соответствует стандартным ограничениям по энергии и требованиям к согласованию параметров. Ключевые условия следующие:
3.1 Сертифицированное оборудование с ограничением энергопотребления
Источник питания 24 В должен быть оснащен сертифицированным барьером безопасности IS или изолированным безопасным источником питания. Барьер обеспечивает строгое ограничение напряжения, тока и потребление избыточной энергии в аварийных ситуациях, гарантируя, что энергия цепи никогда не превысит порог воспламенения опасных сред. Обычные импульсные источники питания и линейные источники питания без сертификации IS не могут использоваться для искробезопасных цепей 24 В.
3.2 Согласование кабелей с низкой емкостью и низкой индуктивностью
Кабели являются ключевыми компонентами, влияющими на накопление энергии в цепях 24 В IS. Обычные контрольные кабели 24 В обладают высокой распределенной емкостью и индуктивностью. При возникновении неисправности накопленная в кабеле энергия высвобождается вторично, создавая риск возгорания. Поэтому в цепях 24 В IS необходимо использовать кабели, обладающие высокой емкостью и индуктивностью. специальные искробезопасные кабели с низкой емкостью и низкой индуктивностью, что обеспечивает строгий контроль накопления энергии в сети в пределах стандартного допустимого диапазона.
3.3 Стандартизированная изоляция и монтаж
Кабели 24 В с искробезопасностью должны быть физически изолированы от мощных цепей, не имеющих искробезопасности, с соблюдением стандартизированного расстояния между проводниками и мер по разделению. При этом в кабелях с искробезопасностью используется единая синяя маркировка оболочки, как указано в стандартах, чтобы избежать неправильного подключения к обычным цепям и повреждения системы искробезопасности.
Таблица 2. Обязательные компоненты и требования к системе 24 В IS.
| Системный компонент | Технические требования | Примечания |
|---|---|---|
| Блок питания 24 В | Обладает официальной сертификацией Ex i, встроенной защитой от перегрузки по току и перенапряжения. | Использование обычных источников питания запрещено. |
| Защитный барьер | Сертифицировано по стандартам IS, соответствует мощности и напряжению цепи. | Основной компонент, ограничивающий энергию |
| Полевой кабель | Низкая распределенная емкость и индуктивность, синяя внешняя оболочка. | Специальный выделенный кабель IS |
| Полевой прибор | Сертифицировано как искробезопасное изделие Ex ia / Ex ib | Соответствует уровню энергии системы |
| Схема и компоновка проводки | Физическое разделение между кабелями IS и кабелями, не относящимися к IS. | Соответствует стандарту IEC 60079-14 |
4. Распространенные заблуждения в отрасли
4.1 Заблуждение 1: Все низковольтные цепи 24 В являются искробезопасными.
Низкое напряжение не означает искробезопасность. Искробезопасность фокусируется на контролируемое низкое энергопотребление при любых условиях работы и неисправностяхОбычные цепи на 24 В не имеют мер ограничения энергии, и энергия короткого замыкания в них не ограничена, что делает их цепями, не обладающими искробезопасностью.
4.2 Заблуждение 2: Обычные кабели управления 24 В могут заменить кабели IS.
Обычные контрольные кабели обладают большой распределенной емкостью и индуктивностью. Даже если входной каскад 24-вольтового источника питания оснащен защитным барьером, избыточная накопленная энергия самого кабеля превысит энергетический предел системы защиты от взрыва, что приведет к нарушению взрывозащитных характеристик.
4.3 Заблуждение 3: Схемы 24 В IS не требуют защиты, требующей технического обслуживания.
Системы безопасности 24 В безопасны только при условии, что полный комплект источника питания, барьера, кабеля и полевого оборудования согласован и цел. Повреждение изоляции кабеля, смешивание линий и старение защитных барьеров приведут к тому, что система 24 В потеряет свои внутренние характеристики безопасности.
5. Технические характеристики выбора кабелей для искробезопасных систем 24 В
Для цепей искробезопасных измерительных приборов постоянного тока 24 В, широко используемых в нефтехимической, фармацевтической, горнодобывающей и других опасных зонах, выбор кабеля должен соответствовать спецификациям IEC 60079-14 и GB 3836.15. В таблице 3 приведены основные технические показатели для искробезопасных кабелей и обычных контрольных кабелей для справки.
Таблица 3. Сравнение основных характеристик: кабель IS и обычный контрольный кабель 24 В.
| Элемент | Искробезопасный кабель | Обычный кабель управления 24 В |
|---|---|---|
| Цвет внешней оболочки | Однородный синий (стандартная идентификация) | Черный, серый или другие цвета |
| Распределенная емкость | Строго ограниченный (низкая стоимость) | Относительно высокий |
| Распределенная индуктивность | Строго ограниченный (низкая стоимость) | Относительно высокий |
| Дирижер | Луженая многожильная медь (IEC 60228 Класс 5) | Одножильный или многожильный медный провод |
| Основное приложение | Взрывоопасные зоны, схемы IS | Общий промышленный контроль, неопасные зоны |
| Взрывозащищенная сертификация | Сертифицировано Ex i | Сертификация искробезопасности отсутствует. |
Основные принципы отбора:
- Электрические параметры: Строго ограниченная распределенная емкость и индуктивность для обеспечения соответствия общей энергии системы требованиям взрывозащиты Ex ia/ib.
- Проектирование конструкции: Специальный низкоэнергетический изоляционный материал, стабильные электрические характеристики и превосходная устойчивость к старению.
- Помехоустойчивость: Экранированная конструкция является необязательной и позволяет избежать электромагнитных помех, вызывающих колебания параметров цепи и влияющих на безопасность системы.
6. Заключение
24 В — это условия напряжения, подходящие для проектирования с учетом искробезопасностиОднако по своей природе это не является искробезопасным напряжением. Искробезопасность цепи 24 В и соответствующих ей кабелей зависит от конструкции системы ограничения энергии, сертифицированной конфигурации защитного барьера, специального применения кабелей с искробезопасным покрытием, а также стандартизированных процедур установки и обслуживания.
В проектировании кабельной промышленности и на строительных площадках необходимо полностью отказаться от ошибочного представления о том, что «низкое напряжение 24 В равно искробезопасно». Строгий подбор соответствующих искробезопасных кабелей и вспомогательного электрооборудования в соответствии с международными и национальными стандартами является основополагающей гарантией безопасной и стабильной работы электрических систем во взрывоопасных средах.
Почему Кабель Динцзун для установки в опасных зонах:
Вам нужен сертифицированный кабель стандарта IS для оборудования, используемого во взрывоопасных зонах?
[Свяжитесь с нашей технической командой сегодня для консультации или заказа образца по индивидуальному заказу].