Eigensicherer Stromkreis

Eigensicher ist ein solcher Stromkreis, dessen Umsetzung mit einer Wahrscheinlichkeit von nicht mehr als 0,1 % das Auftreten einer elektrischen Entladung nicht zulässt, die zur Entzündung der umgebenden explosionsfähigen Umgebung führen kann, die in der Regel wird durch die Testbedingungen bestätigt. Der explosionssichere Zustand eines „eigensicheren Stromkreises“ beruht darauf, dass Spannung, Strom und Leistung in einem solchen Stromkreis auf einem festgelegten eigensicheren Niveau gehalten werden. Für einen eigensicheren Stromkreis können drei Stufen der Eigensicherheit unterschieden werden: ia, ib und ic.

Eigensichere Werte

Ja — besonders explosionsgeschützte Stufe. Dies bedeutet, dass sichere Bedingungen auch dann eingehalten werden, wenn zwei unabhängige oder gleichzeitige Stromkreisfehler auftreten. Diese Eigensicherheit gewährleistet höchsten Explosionsschutz und Sicherheit und ist daher für explosionsgefährdete Bereiche der Klassen 0, 1 und 2 anwendbar.

ib — explosionsgeschütztes Niveau. Bei dieser Stufe ist nur ein Schaden zulässig, sie gilt also nur für Gefahrenbereiche der Klassen 1 und 2.

IC — der Grad der erhöhten Zuverlässigkeit gegen Explosionen.Im Allgemeinen lässt es keine Beschädigungen zu und wird daher nur in explosionsgefährdeten Bereichen der Klasse 2 eingesetzt.

Klassen explosionsgefährdeter Bereiche

Wie die inhärenten Sicherheitsstufen von Stromkreisen werden auch Gefahrenbereiche klassifiziert:

Explosionszone 0. In einem solchen Bereich befindet sich ständig oder über einen längeren Zeitraum ein explosives Gasgemisch.

Explosionsgefährdete Zone 1. In diesem Bereich besteht auch unter normalen Betriebsbedingungen des Geräts immer die Möglichkeit, dass sich in der Nähe ein explosives Gasgemisch befindet.

Explosionsgefährdete Zone 2. Unter normalen Betriebsbedingungen ist es unwahrscheinlich, dass in diesem Bereich ein explosives Gasgemisch vorhanden ist. Wenn dies geschieht, geschieht dies äußerst selten und dann nur für kurze Zeit.

Interner Sicherheitsfaktor

Für die verwendeten eigensicheren Stromkreise wird ein spezieller Koeffizient eingeführt – der Eigensicherheitskoeffizient. Sie drückt das Verhältnis der Mindestparameter des Zündzustands zu den entsprechenden Parametern der Eigensicherheit aus. So werden in den Vereinigten Staaten folgende eigensichere Explosionsschutzfaktoren vom Typ „eigensicherer Stromkreis“ akzeptiert:

Echter Sicherheitsfaktor 1,5 — für eine Panne unter den ungünstigsten Bedingungen;

Echter Sicherheitsfaktor 1 — für zwei Schadensersatzansprüche unter den ungünstigsten Bedingungen;

In Nordamerika wird beispielsweise ein Leistungsfaktor von 1,5 für Bedingungen angenommen, unter denen das Gerät experimentell getestet wird. Im Rahmen theoretischer Untersuchungen wird für den Normalbetrieb und den Notbetrieb mit einem Fehler ein Faktor von 2 für Strom und Spannung und für den Notbetrieb mit zwei Fehlern ein Eigensicherheitsfaktor von 1,33 angenommen.

Der Hauptgrund dafür, dass sich der Eigensicherheitsfaktor unter diesen Bedingungen erhöht, liegt darin, dass in theoretischen Studien meist keine vollständigen Informationen über die Nennwerte aller Komponenten vorliegen, beispielsweise kann der Induktivitätswert davon abhängen, wie er gemessen wird.

Gemäß lokalen GOST- und europäischen Standards sollte der Eigensicherheitsfaktor eines eigensicheren Stromkreises für den normalen Betrieb elektrischer Geräte sowie für den Notfallmodus mit künstlich verursachter Beschädigung von Anschlüssen und anderen Elementen dieses elektrischen Geräts nicht weniger als 1,5 betragen. Bei Spannung und Strom entspricht ein Eigensicherheitsfaktor von 1,5 einem Faktor von 2,25 bei Energie.
Einfache elektrische Ausrüstung

Für elektrische Geräte gibt es eine eigene Klassifizierung hinsichtlich der Eigensicherheit. Zu den einfachen Geräten gehören elektrische Geräte oder eine Reihe von elektrischen Geräten vereinfachter Bauart mit bestimmten Werten festgelegter technischer Parameter, die den Eigensicherheitsparametern des Stromkreises entsprechen, in dem sie sich befinden werden verwendet.

Zu diesen einfachen elektrischen Geräten gehören:

• 1 – passive elektrische Geräte – Schalter, Anschlusskästen, einfache Halbleitergeräte, Widerstände;

• 2 – Geräte, die Energie mit elektrischen Parametern speichern können, die installiert und bei der Bestimmung ihrer eigenen Sicherheit berücksichtigt werden – Kondensator, Induktor;

• 3 – Stromerzeugungsgeräte – Thermoelemente und Fotozellen mit einer Spannung von nicht mehr als 1,5 V, einem Strom von nicht mehr als 0,1 A, einer Leistung von nicht mehr als 0,025 W. Die induktiven und kapazitiven Faktoren dieser Geräte werden berücksichtigt in Absatz 2.

Es ist notwendig zu verstehen, dass das einfache Gerät den Anforderungen der aktuellen wissenschaftlichen und technischen Dokumentation für eigensichere Geräte entsprechen muss. Gemäß GOST R IEC 60079-11-2010 sollte bei der Verwendung einfacher Geräte in eigensicheren Stromkreisen Folgendes berücksichtigt werden:

1) Einfache Geräte sollten aufgrund von Strom- und/oder Spannungsgrenzen nicht sicher sein.

2) Das Gerät darf keine Mittel zur Spannungs- oder Stromerhöhung enthalten.

3) Geräte sollten vor dem Leerlauf mit doppelter Spannung, mindestens 500 V, getestet werden.

4) Alle Halterungen müssen besondere Anforderungen erfüllen.

5) Nichtmetallische oder Leichtmetall-Ummantelungen müssen elektrostatisch sicher sein.

6) Die Temperaturklasse des Geräts muss den Arbeitsbedingungen entsprechen.

In der Praxis erschweren diese Einschränkungen den Einsatz einfacher Geräte in eigensicheren Stromkreisen. Die Punkte 1 und 2 sind in der Regel leicht zu befolgen. Aber schon die Punkte 3 bis 6 können Schwierigkeiten bereiten.

Obwohl es sich beispielsweise beim Widerstandsthermometer um ein einfaches Gerät handelt, wird ein solches Gerät gemäß GOST 6651-2009 jedoch nur mit einer Spannung von 250 V geprüft und kann daher nicht in einem eigensicheren Stromkreis verwendet werden (gemäß Absatz 3). Der Einsatz eines solchen Gerätes erfordert eine spezielle Konstruktion des Sensors mit ausreichender Festigkeit seiner Isolierung.

Gemäß den Punkten 4 und 5 ist die Überprüfung einfacher Geräte nicht einfach, da die erforderlichen Informationen häufig nicht verfügbar sind und eine ordnungsgemäße Überprüfung nicht möglich ist.

Eigensichere elektrische Geräte

Als eigensichere elektrische Betriebsmittel werden elektrische Betriebsmittel bezeichnet, die über eigensichere innere und äußere Stromkreise verfügen.Externe Geräte wie Ausgangselemente, Magnetventile, Strom-Druck-Wandler müssen beim Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen über ein elektrisches Sicherheitszertifikat verfügen. Die Zertifizierung basiert auf dem maximalen Energieniveau und der Selbstentzündungstemperatur.

Elektrische Geräte, die in explosionsgefährdeten Bereichen installiert werden, müssen entsprechend gekennzeichnet sein und die Eigensicherheitsstufe des Stromkreises angeben.

Zugehörige elektrische Ausrüstung

Angeschlossene elektrische Betriebsmittel sind Stromkreise von Geräten und elektrischen Betriebsmitteln, die im Normal- oder Notbetrieb nicht galvanisch vom eigensicheren Stromkreis getrennt sind.

Passive und isolierte DC-Barrierensowie Steuer- und Messgeräte, die zum Messen und Verbinden von Signalen aus explosionsgefährdeten Bereichen verwendet werden, stellen den Hauptbestandteil dieser Art von Geräten dar und müssen daher über Zertifikate für den maximalen Energiewert verfügen, der in einen explosionsgefährdeten Bereich übertragen werden kann.

Das elektrische Betriebsmittel selbst befindet sich in einem nicht explosionsgefährdeten Bereich, und wenn es erforderlich ist, es in einem explosionsgefährdeten Bereich zu platzieren, ist das Gerät mit einem entsprechenden Explosionsschutz ausgestattet.

Europäische Unternehmen versehen angeschlossene elektrische Geräte, die sich in einem nicht explosionsgefährdeten Bereich befinden, mit dem [Ex ia] IIC-Zeichen. Das angeschlossene elektrische Betriebsmittel, das sich in einem explosionsgefährdeten Bereich befindet und gleichzeitig über ein feuerbeständiges Gehäuse verfügt, ist mit Ex «d» [ia] IIC T4 gekennzeichnet. Markierungen in eckigen Klammern weisen darauf hin, dass elektrische Geräte angeschlossen sind.

Explosionsgeschützte elektrische Betriebsmittel mit Explosionsschutz des Typs „Eigensicherer Stromkreis“, die sich in einem explosionsgefährdeten Bereich befinden, müssen über eine Bescheinigung über den Wert der Selbstentzündungstemperatur verfügen.

Eigensichere Montageeigenschaften

Die Errichtung elektrischer Anlagen mit eigensicheren Stromkreisen erfolgt so, dass äußere elektrische und magnetische Felder die eigene Sicherheit nicht beeinträchtigen. Quellen externer elektrischer und magnetischer Felder können in der Nähe verlaufende Stromleitungen oder Starkstromleiter sein. Es ist hilfreich, Abschirmungen zu verwenden, die Drähte zu biegen oder die Quelle des elektrischen oder magnetischen Felds physisch von der Installation zu entfernen.

Gemäß Punkt 7.3.117 der PUE müssen Kabel von eigensicheren Stromkreisen, die entweder in einer explosionsgefährdeten Zone oder außerhalb dieser verlegt werden, die entsprechenden Anforderungen erfüllen.

Das eigensichere Kabel ist gemäß GOST 22782.5-78 von allen Kabeln getrennt. Es ist unzulässig, dasselbe Kabel in einem eigensicheren und einem eigensicheren Stromkreis zu verwenden. HF-Kabel für eigensichere Stromkreise dürfen keine Schleifen aufweisen. Darüber hinaus müssen die Leiter eigensicherer Stromkreise vor Griffen geschützt werden, die ihre eigene Sicherheit gefährden könnten.

Befinden sich gleichzeitig Leitungen aus eigensicheren und eigensicheren Stromkreisen in einem Kanal oder Bündel, empfiehlt es sich, diese durch eine Zwischenisolation oder eine geerdete leitfähige Barriere zu trennen. Auf eine Trennung solcher Leitungen kann nur dann verzichtet werden, wenn die eigensicheren bzw. nichteigensicheren Stromkreise über eigene individuelle Abschirmungen oder Metallummantelungen verfügen.

Bei der Verlegung eigensicherer Kabeltrassen in explosionsgefährdeten Bereichen müssen weitere Anforderungen der PUE Kap. 7.3.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Kabels für einen explosionsgefährdeten Bereich die folgenden PUE-Anforderungen:

• Drähte müssen isoliert sein;

• Es werden nur Drähte mit Kupferdrähten verwendet.

• Gummi- oder PVC-Isolierung ist zulässig;

• Polyethylenisolierung ist verboten; In explosionsgefährdeten Bereichen der Klassen BI und Bia ist der Aluminiummantel ausgeschlossen.

Bei einer äußeren Abdichtung sollte der Kabelmantel nicht aus einem brennbaren Material (Bitumen, Jute, Baumwolle) bestehen. Jeder Kern muss, wenn er nicht verwendet wird, von anderen Kernen und von der Erde isoliert werden, was durch die Verwendung von Klemmen erreicht wird.

Wenn andere Stromkreise in einem Litzenkabel durch zugehörige Geräte geerdet sind, wird der Leiter an einen speziellen Erdungspunkt angeschlossen, der alle eigensicheren Stromkreise im selben Kabel erden soll. Der Draht muss jedoch durch den Abschluss auch von der Erde und von anderen Drähten am gegenüberliegenden Ende isoliert werden. Die Isolierung der Enden der Leitungen eigensicherer Stromkreise erfolgt in Blau, dies ist in PUE geregelt.