ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ВЗРЫВООПАСНЫЕ СРЕДЫ

Часть 25

Искробезопасные системы

IEC 60079-25:2010 Explosive atmospheres —

Part 25: Intrinsically safe electrical systems (IDT)

Издание официальное

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой национальной организацией «Ех-стандарт» (АННО «Ех-стандарт») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 403 «Оборудование для взрывоопасных сред (Ех-оборудование)»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 сентября 2012 г. № 316-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60079-25:2010 «Взрывоопасные среды. Часть 25. Искробезопасные электрические системы» (IEC 60079-25:2010 «Explosive atmospheres — Part 25: Intrinsically safe electrical systems»).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВЗАМЕН ГОСТ Р МЭК 60079-25-2008

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок— в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2013

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Рисунок 1 — Схема оценки системы

13.2 Простое электрооборудование

Выключатели, зажимы, соединительные коробки и штепсельные разъемы, соответствующие требованиям МЭК 60079-11, допускается добавлять в систему без изменения результата оценки безопасности. Необходимо учитывать возможные тепловые воздействия на простом оборудовании. Когда в систему добавляют другое простое электрооборудование, состоящее из компонентов, накапливающих энергию, например конденсаторов или дросселей в соответствии с МЭК 60079-11, при оценке безопасности необходимо учитывать их электрические параметры. Типовая система, в которой применено простое электрооборудование, приведена на рисунке 2.

Если простое оборудование может состоять из нескольких отдельных искробезопасных цепей, например внутренние соединительные устройства, штепсельные разъемы или резистивный термометр с отдельными обмотками сопротивления, то необходимо применять требования к разделениям МЭК 60079-11. Если они не соответствуют требованиям, то соединительные цепи должны оцениваться как отдельная искробезопасная цепь.

ГОСТ Р МЭК 60079-25-2012

1 — сертифицированное искробезопасное оборудование; 2— сертифицированное связанное искробезопасное оборудование; 3 — кабель; 4 — простое электрооборудование Рисунок 2 — Типовая система с применением простого электрооборудования

13.3    Оценка индуктивных цепей

Если индуктивность и сопротивление оборудования однозначно определены на основании технической документации или конструкции, тогда безопасность индуктивных аспектов, составляющих системы, должна быть подтверждена способом, приведенным в приложении D.

13.4    Повреждения многожильных кабелей

13.4.1    Тип многожильных кабелей

Повреждения, которые необходимо учитывать для многожильных кабелей, используемых в искробезопасных электрических системах, зависят от типа используемого кабеля. В следующих подразделах приведена подробная информация о повреждениях кабеля, которые необходимо учитывать для кабеля каждого типа.

13.4.2    Кабель типа А

Никакие повреждения между цепями не учитывают, если кабель соответствует 9.5.2.

13.4.3    Кабель типа В

Никакие повреждения между цепями не учитывают, если кабель соответствует 9.5.3.

13.4.4    Кабель типа С

Комбинация повреждений, состоящая из двух коротких замыканий между проводниками и одновременно разомкнутой цепи до четырех проводников, создающая наиболее неблагоприятные условия, если кабель соответствует 9.5.4.

Все цепи в многожильном кабеле, подверженном повреждению, должны иметь уровень цепи самого низкого уровня.

13.5 Проверки и испытания типа

Если требуется провести проверки и/или испытания типа, чтобы установить в достаточной ли мере безопасна система, необходимо применять методы, определенные в МЭК 60079-11.

14 Маркировка

Все устройства в составе системы должны быть легко идентифицируемы. Минимальное требование состоит в том, чтобы легко прослеживалось соответствующее техническое описание системы. Один из приемлемых методов — указание номера контура измерительного прибора, позволяющего

9

идентифицировать документацию, относящуюся к этому контуру, в которой, в свою очередь, указано техническое описание системы.

Если система оценивается в соответствии с МЭК 60079-11, каждая единица оборудования должна быть промаркирована в соответствии с этим стандартом.

15 Предопределенные системы

Система и все ее индивидуальные компоненты могут быть заранее определены и оценены таким образом, чтобы соединение отдельных компонентов и кабелей было достаточно хорошо известно и требования к оценке по настоящему стандарту упрощены. Одной из таких предопределенных систем является система FISCO. Оценка системы FISCO приведена в приложении I.

10

ГОСТ Р МЭК 60079-25-2012

Приложение А (справочное)

Оценка простой искробезопасной системы

Большинство искробезопасных систем — простые системы, содержащие один источник питания в связанном электрооборудовании, подключенном к одному установленному на месте эксплуатации устройству. В настоящем стандарте для пояснения метода оценки использована комбинация температурного датчика и искробезопасного интерфейса, приведенных в приложении Е.

Исходное требование заключается в том, чтобы установить данные о безопасности двух устройств в цепи. Эти данные лучше взять из копии сертификата, инструкций или контрольного чертежа, которые должны быть доступны разработчику системы. В частности, при проектировании системы должны быть учтены любые специальные условия применения. Информация, которую необходимо перенести на чертеж системы, определяется необходимостью четкого обоснования оценки системы и должна быть относительно простой для создания чертежа конкретной установки по этому справочному чертежу.

Совместимость двух устройств устанавливают сравнением данных для каждого устройства.

Порядок такой оценки следующий:

a)    Сравнить группы оборудования. Если они разные, то группа системы определяется наименее чувствительной подгруппой. Например, если одно устройство относится к подгруппе МО, а другое — к подгруппе МВ, то вся система относится к подгруппе МВ. Обычно источник питания, сертифицированный как МС, имеет допустимые выходные параметры (L₀, С₀ и L₀/R₀) для подгрупп МВ и МА. Если используются эти более высокие значения, то используемые параметры определяют группу системы по газовой смеси.

b)    Сравнить уровни. Если они разные, то система принимает самый низкий уровень взрывозащиты для этих двух устройств. Поэтому, если одно устройство относится к уровню «ia», а другое — к уровню «ib», той вся система относится к уровню «ib». Источник питания, сертифицированный как«1Ь», будет иметь параметры, допустимые для применения в цепях уровня «ic». Если при проектировании системы используют эти более высокие значения, систему относят к уровню «ic».

c)    Определить температурный класс оборудования, устанавливаемого во взрывоопасной зоне. Температур-ный класс устройства может быть разным для разных условий применения (обычно для разной температуры окружающей среды или U-, I и Р|), и необходимо выбрать и записать соответствующий класс. Следует помнить, что температурный класс имеет оборудование, а не система.

d)    Записать допустимый диапазон температуры окружающей среды каждого устройства.

e)    Сравнить выходные параметры источника питания — напряжение (L/₀), ток (/_Q) и мощность (Р₀) с входными параметрами устройства (Ц, I и Р|). Выходные параметры не должны превышать соответствующих входных параметров. Иногда безопасность устройства полностью определена только одним из этих параметров. В этом случае неуказанные параметры не имеют значения.

f)    Определить допустимые параметры кабеля.

Допустимая емкость кабеля (С_с) — это допустимая емкость источника питания (С₀) минус эффективная входная емкость устройства (С|),то есть С_с = С₀- С,.

Допустимое значение индуктивности кабеля (L_c) — это допустимое значение индуктивности источника питания (L₀) минус значение эффективной индуктивности устройства (Ц), то есть L_c = L_a- L_v

Допустимое отношение LIR для кабеля (L_c/R_c) легко определить при условии, что входная индуктивность устройства ничтожна мала (L, менее 1 % /_₀). Тогда значение L_c/R_c принимают равным значению LJR_Q источника питания. Если индуктивность устройства значительная, то допускается применять уравнение в приложении D для расчета допустимого значения LJR_C в случае необходимости. Это требование встречается редко.

Взаимодействие индуктивности и емкости системы может повысить риск искрения, способного вызвать воспламенение. Это касается постоянной индуктивности и емкости, а не распределенных параметров кабеля. Следовательно, в тех редких случаях, когда сосредоточенная индуктивность (сумма значений L, источника и устройства) и сосредоточенная емкость (сумма значений С, источника питания и устройства) одновременно составляют более 1 % соответствующих выходных параметров источника питания L₀ и С₀, значения допустимых выходных параметров следует разделить на два. Однако максимальное значение внешней емкости С₀, полученное при применении данного простого правила, должно быть ограничено максимальным значением 1 мкФ для группы МВ и 600 нФ для группы 11C. Такое снижение выходных параметров применяется в редких случаях, поскольку крайне редко входные параметры индуктивности и емкости устройств бывают одновременно значимо велики. Часто значения L, и С, источника питания не указаны в технических документах, и в таких случаях допускается считать их ничтожно малыми. Нет необходимости проверки документации по безопасности на существующих установках в соответствии с этим последним требованием. Однако новые оценки следует проводить с учетом такой возможности.

Необходимо проверить, чтобы значение сосредоточенной емкости или индуктивности было менее 1 % соответствующих выходных параметров. Если это так, первоначальный расчет правильный. Если одновременно оба

11

параметра составляют более 1 % выходных параметров С₀ и /_₀, то система должна быть уменьшена на коэффициент два.

Если источник питания сертифицирован как «ia» или «it»>, то допустимые выходные параметры L_Q, C_Q и LJR₀ определяют с применением коэффициента безопасности 1,5. Если такой источник питания применяют в цепи «ic», то допустимые выходные параметры определяютс применением коэффициента безопасности, равного 1. Это приводит к значительному изменению, которое обычно исключает необходимость подробного рассмотрения параметров кабеля. Точные значения можно установить с помощью методов и таблиц из стандарта на электрооборудование. Приемлемый безопасный метод — умножить выходные параметры на 2.

д) Убедиться, что степень изоляции от земли приемлема, или требования кзаземлениюсистемы выполнены.

Если все эти критерии выполнены, то совместимость двух устройств установлена. Удобный способ записи результатов оценки — составление таблицы. В следующем примере (см. таблицу А.1) использованы значения из типового чертежа системы (см. рисунок Е.1) и выполнено сравнение искробезопасного интерфейса и датчика температуры.

Таблица А.1 — Оценка простой системы

Этап оценки Параметр Интерфейс Датчик температуры Система а) Г руппа оборудования IIC ПС IIC Ь) Уровень цепи ia ia ia с) Температурная классификация Не применяется Т4 d) Температура окружающей среды От минус 20 °С до плюс 60 °С От минус 40 °С до плюс 80 °С е) Сравнение параметров Напряжение U0: 28 В Ц: ЗОВ Ток 10: 93 мА I- 120 мА Мощность Ра: 650 мВт Р- 1 Вт f) Параметры кабеля Емкость С0: 83 нФ q: ЗнФ Сс: 80 нФ Индуктивность L0. 4,2 мГн L'. 10 мкГн Lc: 4,2 мГн Отношение UR L0IR0: 54 мкГн/Ом Lc/Rc: 54 мкГн/Ом 9) Изоляция Изолирован Изолирован Изолирована

12

ГОСТ Р МЭК 60079-25-2012

Приложение В (обязательное)

Оценка цепей, содержащих не менее двух источников питания

Такая оценка применима только в случае, если рассматриваемые источники питания имеют линейный выход с резистивным ограничением тока. Оценка не применяется к источникам питания, использующим другие формы ограничения тока.

В МЭК 60079-14 описана упрощенная процедура определения максимальных значений напряжения и тока системы в искробезопасных цепях с более чем одним связанным оборудованием с линейными характеристиками тока и напряжения, позволяющая получить результаты с завышением погрешностей, гарантирующие безопасную установку, которая может применяться в качестве альтернативы методу, рассмотренному в настоящем приложении.

Если применяют два и более источника питания и подсоединения выполнены в контролируемых условиях для обеспечения адекватного разделения и механической устойчивости в соответствии с МЭК 60079-11, то рассматривают такую неисправность соединений, при которой происходит размыкание или короткое замыкание цепи, но не изменение полярности соединений или переход от последовательного подключения к параллельному или от параллельного подключения к последовательному. Соединения, выполненные внутри стойки или панели, установленной в помещении с необходимыми средствами для контроля качества и испытания, —пример необходимой степени целостности.

На рисунке В.1 показано стандартное последовательное подключение. При таком подключении напряжение разомкнутой цепи равно + U₂, но возможность того, что напряжение может быть равно    — U₂, не рассматрива

ется. При оценке безопасности системы рассматриваются три значения напряжения L/₁, L/₂ и L/₁ + U₂ и соответствующие им значения тока Z, и /₂ и общий ток

Безопасность каждой из трех эквивалентных цепей оценивают с применением таблицы, показывающей допустимый ток короткого замыкания в зависимости от напряжения и группы оборудования МЭК 60079-11. Значения L₀ или по выбору LJR₀ и С₀ должны быть установлены для каждой цепи, и значение, создающее наиболее неблагоприятные условия, должно быть использовано для соответствующей цепи.

Для цепей уровня «ia» и «ib» для определения этих значений в любых условиях необходимо использовать коэффициент безопасности 1,5. Для цепей уровня «ic» достаточно использовать коэффициент безопасности 1,0.

Примечание — При сложении напряжений двух цепей емкость определяется по объединенной цепи. Однако индуктивность и, если применимо, соотношение L₀/R₀ могут определяться по одной из отдельных цепей, рассматриваемых раздельно. Минимальная индуктивность не всегда соответствует максимальному току в цепи, и минимальное отношение LJR₀, если оно используется, не всегда соответствует минимальной индуктивности.

Необходимо определить согласованную мощность от каждой эквивалентной цепи. Согласованная мощность комбинированной цепи является суммарным значением мощности всех цепей только при условии, что применяемые источники имеют одинаковый выходной ток.

Если источники питания подсоединены параллельно, как показано на рисунке В.2, тогда все три значения силы тока I_v 1₂ и /₀ = /| + /₂ должны рассматриваться вместе с соответствующими значениями напряжения

U-\R2 + ^2^1

R-\ + R2

Безопасность каждой из трех эквивалентных цепей необходимо оценивать с применением таблицы, показывающей допустимый ток короткого замыкания в зависимости от напряжения и группы оборудования МЭК 60079-11. Значения L₀, или по выбору LJR₀ и С₀должны быть установлены для каждой цепи, и значение, создающее наиболее неблагоприятные условия, должно быть использовано для соответствующей эквивалентной цепи. Необходимо также определять согласованную мощность от каждой из трех эквивалентных цепей. Согласованная мощность комбинированной цепи является суммарным значением мощности всех цепей при условии, что источники имеют одинаковое выходное напряжение.

Если два источника питания подключены к одной искробезопасной цепи, и их подсоединение не определено, как показано на рисунке В.З, то существует возможность подключения этих источников питания как последовательно, так и параллельно. В данных обстоятельствах все возможные эквивалентные цепи должны быть оценены с использованием обеих процедур. Для определения целостности искробезопасной системы используют наиболее неблагоприятные выходные параметры и эквивалентные цепи.

13

ГОСТ Р МЭК 60079-25-2012

U1    c₁

h Ч

R^ L^/Rj

и2	с2
h	L2
r2	l2ir.

UjR₂ ^ U₂R^ Rl + R₂

1 — источник питания 1; 2 — источник питания 2 Рисунок В.З — Произвольно подключенные источники питания

15

ГОСТ Р МЭК 60079-25-2012

Первый этап включает в себя оценку новых максимальных значений напряжения и тока в результате комбинирования связанного оборудования. Если связанное оборудование комбинируется, как показано на рисунке С.2а, это последовательное соединение. Максимальные значения напряжения холостого хода U_Q отдельных подузлов складывают и учитывают максимальное значение тока короткого замыкания /₀. В устройстве, показанном на рисунке С. 2с, соединение параллельное. Значения токов короткого замыкания складывают и учитывают самое высокое значение напряжения холостого хода.

Если в устройстве электрооборудования полярность определена нечетко (как на рисунке С.2е), возможно последовательное или параллельное подключение в зависимости от рассматриваемого условия неисправности. В этом случае следует предполагать сложение значений напряжения и тока для двух типов соединений в отдельности. За основу следует принимать наиболее неблагоприятные значения.

Рисунок С.2Ь— Последовательное подключение со сложением значений напряжения и возможным сложением

значений тока

17

ГОСТ Р МЭК 60079-25-2012

Содержание

1    Область применения............................................1

2    Нормативные ссылки............................................1

3    Термины, определения и сокращения..................................2

3.1    Термины и определения.......................................2

3.2    Сокращения..............................................3

4    Техническое описание системы......................................3

5    Группа и температурный класс искробезопасной электрической системы...............3

6    Уровень искробезопасной электрической системы...........................3

6.1    Общие требования..........................................3

6.2    Уровень «ia»..............................................4

6.3    Уровень «ib»..............................................4

6.4    Уровень «ic»..............................................4

7    Температура окружающей среды.....................................4

8    Соединительные провода/кабели, используемые в    искробезопасной электрической системе ...    4

9    Требования к кабелям и многожильным кабелям............................5

9.1    Общие требования..........................................5

9.2    Многожильные кабели........................................5

9.3    Электрические параметры кабелей.................................5

9.4    Проводящие экраны.........................................5

9.5    Типы многожильных кабелей.....................................5

10    Концевая заделка кабелей искробезопасных электрических цепей..................6

11    Заземление и соединение искробезопасных систем..........................6

12    Защита от грозовых разрядов и других перенапряжений.......................6

13    Оценка искробезопасной системы....................................7

13.1    Общие требования.........................................7

13.2    Простое электрооборудование...................................8

13.3    Оценка индуктивных цепей.....................................9

13.4    Повреждения многожильных кабелей...............................9

13.5    Проверки и испытания типа....................................9

14    Маркировка................................................9

15    Предопределенные системы......................................10

Приложение А (справочное) Оценка простой искробезопасной системы...............11

Приложение В (обязательное) Оценка цепей, содержащих не менее двух источников питания . . 13 Приложение С (справочное) Соединение линейных и нелинейных искробезопасных цепей .... 16

Приложение D (обязательное) Проверка параметров индуктивности.................47

Приложение Е (справочное) Возможный формат схем в техническом описании системы

и установочных чертежей.................................49

Приложение F (справочное) Подавление перенапряжений в искробезопасной цепи........52

Приложение G    (обязательное)    Испытание электрических параметров кабелей...........54

Приложение Н (справочное) Использование простого электрооборудования в системах......55

Приложение I    (обязательное)    Системы FISCO.............................57

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам Российской Федерации..................59

Библиография................................................60

Рисунок C.2d — Параллельное подключение со сложением значений тока и, возможно, напряжения

Рисунок С.2е — Последовательное или параллельное подключение со сложением значений тока и напряжения Рисунок С.2 — Сложение значений тока и/или напряжения для соединений

После определения новых максимальных значений тока и напряжения необходимо проверить искробезопас-ность комбинированной цепи с помощью кривых пределов воспламеняемости, приведенных в МЭК 60079-11, с учетом коэффициента безопасности для резистивной цепи и определить новые максимально допустимые значения внешней индуктивности L₀ и емкости С₀. Однако здесь обнаруживается слабое место методики, введенной в МЭК 60079-14 (приложение А), по следующим причинам:

-    значения максимально допустимой индуктивности действительны только для максимального напряжения 24 В;

-    существование индуктивности и емкости не учитывается.

Если исходить только из напряжений холостого хода и токов короткого замыкания, полученный коэффициент безопасности снижается с желаемого значения 1,5 до примерно 1,0 в диапазоне напряжений выше 20 В. Это представляется приемлемым, поскольку соединение в соответствии с МЭК60079-14 может быть отнесено только куров-ню «ib», даже если все оборудование по отдельности отвечает требованиям уровня «ia». Однако для низких напряжений возможно снижение коэффициента безопасности значительно ниже 1,0. Таким образом, данный метод не эффективен с точки зрения безопасности.

Если один или несколько активных источников в одной цепи имеют нелинейные характеристики, оценки, выполняемые только на основе напряжений холостого хода и токов короткого замыкания, не позволяют достигнуть первоначальной цели.

На практике применяются источники с трапециевидными выходными характеристиками (см. рисунок С. 1Ь), а прямоугольные выходные характеристики (см. рисунок С. 1с) часто получают при применении электронных токоограничительных устройств. Для таких цепей нельзя использовать кривые предела воспламеняемости по МЭК 60079-11. Таким образом, настоящий стандарт описывает метод, который позволяет оценить безопасность комбинации сетей, включающих в себя нелинейные источники, с помощью диаграмм. Новая компьютерная модель

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЗРЫВООПАСНЫЕ СРЕДЫ Часть 25 Искробезопасные системы

Explosive atmospheres. Part 25. Intrinsically safe systems

Дата введения — 2013—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает специальные требования к конструкции и оценке искробезопасных электрических систем с видом защиты «искробезопасная электрическая цепь «i»», предназначенных для применения полностью или частично во взрывоопасных газовых средах как оборудование группы I или II или в средах, содержащих горючую пыль, как оборудование группы III.

Примечание 1 — Стандарт предназначен для разработчика системы, который может быть изготовителем, специалистом-консультантом или штатным сотрудником конечного потребителя.

Настоящий стандарт дополняет и изменяет общие требования МЭК 60079-0 и требования к искробезопасной электрической цепи «i» МЭК 60079-11. В случае противоречия между требованиями настоящего стандарта и МЭК 60079-0 или МЭК 60079-11 требования настоящего стандарта имеют преимущественное значение.

Настоящий стандарт дополняет МЭК 60079-11, требования которого относятся к электрическим устройствам, используемым в искробезопасных электрических системах.

Требования к монтажу системы группы II или III, сконструированной в соответствии с настоящим стандартом, определены в МЭК 60079-14.

Примечание 2 — Требования к монтажу системы группы I в настоящее время не определены в МЭК 60079-14.

2    Нормативные ссылки

Приведенные ниже стандарты являются обязательными для применения настоящего стандарта. Для стандартов с датой опубликования применяют только указанные издания. В тех случаях, когда дата опубликования не указана, применяется последнее издание приведенного стандарта (включая все поправки).

МЭК 60060-1 Методы испытания высоким напряжением — Часть 1: Общие определения и требования к испытаниям (IEC 60060-1, High-voltage test techniques — Part 1: General definitions and test requirements)

МЭК 60079-0 Взрывоопасные среды — Часть 0: Оборудование. Общие требования (IEC 60079-0, Explosive atmospheres — Part 0: Equipment — General requirements)

МЭК 60079-11:2006 Взрывоопасные среды — Часть 11: Искробезопасная электрическая цепь «i» (IEC 60079-11:2006, Explosive atmospheres — Part 11: Equipment protection by intrinsic safety «i»)

МЭК 60079-14:2007 Взрывоопасные среды — Часть 14: Проектирование, выбор и монтаж электроустановок (IEC 60079-14:2007, Explosive atmospheres — Part 14: Electrical installations design, selection and erection)

Издание официальное

МЭК 60079-15 Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 15. Конструкция, испытания и маркировка электрооборудования с видом защиты «п» (IEC 60079-15, Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 15: Construction, test and marking of type of protection ‘n’ electrical apparatus)

МЭК 60079-27 Взрывоопасные среды. Часть 27. Концепция искробезопасной системы полевой шины (FISCO) (IEC 60079-27:2008, Explosive atmospheres — Part 27: Fieldbus intrinsically safe concept (FISCO))

МЭК 61158-2 Сети для передачи производственных данных. Спецификации полевых шин. Часть 2: Спецификация физического уровня и определение услуг (IEC 61158-2, Industrial communication networks — Fieldbus specifications — Part 2: Physical layer specification and service definition)

МЭК 61241-0 Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли. Часть 0. Общие требования (IEC 61241-0, Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust — Part 0: General requirements)

МЭК 61241-11 Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли. Часть 11. Искробезопасное оборудование «iD» (IEC 61241-11, Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust — Part 11: Protection by intrinsic safety ‘iD’)

3 Термины, определения и сокращения

3.1    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями, относящиеся к искробезопасным электрическим системам. Они дополняют определения, приведенные в МЭК 60079-0 и МЭК 60079-11.

3.1.1    искробезопасная электрическая система (intrinsically safe electrical system): Группа соединенных между собой электрических устройств, образующих электрическую систему, в которых цепи или части цепей, предназначенные для использования во взрывоопасной среде, являются искробезопасными цепями.

3.1.2    сертифицированная искробезопасная электрическая система (certified intrinsically safe electrical system): Искробезопасная электрическая система в соответствии с 3.1.1, на которую выдан сертификат соответствия МЭК 60079-25.

3.1.3    несертифицированная искробезопасная электрическая система:    (uncertified

intrinsically safe electrical system): Искробезопасная электрическая система в соответствии с 3.1.1, электрические параметры которой, а также электрические и физические параметры ее внутренней проводки соответствуют параметрам сертифицированного искробезопасного, связанного, простого электрооборудования, что позволяет сделать вывод о том, что искробезопасность такой системы сохраняется.

3.1.4    техническое описание системы (descriptive system document): Документ, в котором перечислены электрические устройства, входящие в состав системы, и приведены их электрические параметры и параметры внутренней проводки.

3.1.5    разработчик системы (system designer): Лицо, отвечающее за техническое описание системы, обладающее соответствующей квалификацией для выполнения задачи и наделенное полномочиями вышестоящего руководства принимать на себя предписанные ему обязательства.

3.1.6    максимальная емкость кабеля (С_с) (maximum cable capacitance): Максимальное значение емкости соединительного кабеля, который может быть подсоединен к искробезопасной цепи без нарушения искробезопасности.

3.1.7    максимальная индуктивность кабеля (L_c) (maximum cable inductance): Максимальное значение индуктивности соединительного кабеля, который может быть подключен к искробезопасной цепи без нарушения искробезопасности.

3.1.8    максимальное отношение индуктивности кабеля к его сопротивлению (L_CIR_C) (maximum cable inductance to resistance ratio): Максимальное значение отношения индуктивности (L_c) к сопротивлению (R_c) соединительного кабеля, который может быть подключен к искробезопасной цепи без нарушения искробезопасности.

3.1.9    линейный источник питания (linear power supply): Источник питания, значение выходного тока которого устанавливают резистором. Выходное напряжение снижается линейно с увеличением выходного тока.

3.1.10    нелинейный источник питания (non-linear power supply): Источник питания, у которого выходное напряжение и выходной ток связаны нелинейной зависимостью.

2

ГОСТ Р МЭК 60079-25-2012

Пример — Источник питания с постоянным выходным напряжением до определенного уровня стабилизированного тока, регулируемого полупроводниками.

3.2 Сокращения

FISCO — Концепция искробезопасной системы полевой шины.

FNICO — Концепция невоспламеняющей системы полевой шины.

4 Техническое описание системы

Техническое описание системы составляют для всех искробезопасных электрических систем. Техническое описание должно содержать соответствующий анализ уровня безопасности системы.

Примечание — В приложении Е приведены примеры типичных схем, которые иллюстрируют требования к техническому описанию системы.

Техническое описание должно содержать, как минимум, следующее:

a)    блок-схему системы с перечислением всех единиц оборудования, входящих в систему, включая простое оборудование и соединительный провод. Пример такой схемы приведен на рисунке Е.1;

b)    обозначения группы (для групп II и III), уровня искробезопасной электрической системы, температурного класса и диапазона температуры окружающей среды в соответствии с разделами 5,6 и 7;

c)    требования и допустимые параметры для соединительного провода в соответствии с разделом 8;

d)    подробную информацию о точках заземления и соединения систем в соответствии с разделом 11. Если используются устройства защиты от перенапряжения, должен быть приложен анализ в соответствии с разделом 12;

e)    в случае необходимости приводят обоснование оценки оборудования как «простого электрооборудования» в соответствии с МЭК 60079-11;

f)    если искробезопасная цепь состоит из нескольких единиц искробезопасного электрооборудования, необходимо приложить анализ совокупности их параметров, который будет включать в себя все простое и сертифицированное искробезопасное электрооборудование;

д) техническое описание системы должно иметь уникальную идентификацию;

h) разработчик системы должен подписать документ и поставить дату.

Примечание — Чертеж технического описания системы не является контрольным чертежом согласно определению в МЭК 60079-11.

5 Группа и температурный класс искробезопасной электрической системы

Искробезопасные электрические системы должны быть отнесены к группе I, II или III в соответствии с МЭК 60079-0. Искробезопасные электрические системы групп II и III в целом или их части должны быть отнесены к соответствующим подгруппам.

Оборудованию в составе искробезопасной электрической системы группы II и III, предназначенной для использования во взрывоопасной газовой или пылевой средах, должен быть присвоен температурный класс или должна быть указана максимальная температура его поверхности в соответствии с МЭК 60079-0, МЭК 60079-11, МЭК 61241-0 и МЭК 61241-11.

Примечания

1    В искробезопасных электрических системах групп II и III или их частях подгруппы IIA, ИВ, 110 могут отличаться от подгрупп конкретного искробезопасного электрооборудования и связанного электрооборудования в составе системы.

2    Разные части одной искробезопасной электрической системы могут относиться к разным подгруппам (IIA, MB, 11C). Используемое электрооборудование может относиться к разным температурным классам и иметь разные диапазоны температуры окружающей среды.

6 Уровень искробезопасной электрической системы

6.1 Общие требования

Каждая часть искробезопасной электрической системы, предназначенной для использования во взрывоопасной среде, должна быть отнесена к уровню «ia», «Пэ» или «ic» в соответствии с МЭК 60079-11. Вся система не обязательно должна относиться к одному уровню.

3

Примечания

1    Например, если прибор первоначально относился куровню «it»>, но предназначен для подключения датчика уровня «ia», например прибор для измерения pH с подключенным к нему зондом, часть системы до прибора относится к уровню «it»>, а датчик и его соединения относятся к уровню «ia».

2    Полевой прибор суровнем «ia», питаемый через связанное оборудование с уровнем «ib», рассматривается как система с уровнем «ib».

3    Система может быть уровня «ib» в нормальных условиях эксплуатации с внешним источником питания, но при отключении питания при определенных условиях безопасности (повреждение вентиляции), система может стать «ia» при резервном питании от батарей. Уровень защиты ясно определяется для прогнозируемых обстоятельств.

В разделе 13 содержится подробная информация о необходимой оценке искробезопасной электрической системы.

6.2    Уровень «ia»

Если требования, предъявляемые к электрооборудованию уровня «ia» (см. МЭК 60079-11), выполняются искробезопасной электрической системой или частью системы, рассматриваемой как единое целое, тогда эта система или часть системы должна быть отнесена куровню «ia».

6.3    Уровень «ib»

Если требования, предъявляемые к электрооборудованию уровня «ib» (см. МЭК 60079-11), выполняются искробезопасной электрической системой или частью системы, рассматриваемой как единое целое, тогда эта система или часть системы должна быть отнесена куровню «ib».

6.4    Уровень «ic»

Если требования, предъявляемые к электрооборудованию уровня «ic» (см. МЭК 60079-11), выполняются искробезопасной электрической системой или частью системы, рассматриваемой как единое целое, тогда эта система или часть системы должна быть отнесена куровню «ic».

7    Температура окружающей среды

Если часть искробезопасной электрической системы или полная система определена как пригодная для эксплуатации при температуре, выходящей за пределы диапазона нормальной рабочей температуры от минус 20 °С до плюс 40 °С, это должно быть отражено в техническом описании системы.

8    Соединительные провода/кабели, используемые в искробезопасной электрической системе

Электрические параметры соединительного провода, от которых зависит искробезопасность, а также производные этих параметров должны быть определены в техническом описании системы. В качестве альтернативы в документации должен быть определен кабель конкретного типа и дано обоснование его применения. Кабели внешней проводки должны соответствовать требованиям раздела 9.

В случае необходимости в техническом описании системы должны быть также определены допустимые типы многожильного кабеля в соответствии с разделом 9, которые могут использоваться в каждой конкретной цепи. В том случае, если замыкания между раздельными цепями не учитываются, в блок-схему системы из технического описания необходимо добавить примечание следующего содержания: «Если в составе соединительного кабеля используется часть многожильного кабеля, содержащего другие искробезопасные цепи, необходимо, чтобы этот многожильный кабель удовлетворял требованиям к многожильному кабелю типа А или В, как определено в МЭК 60079-25 (раздел 9).

Многожильный кабель, содержащий цепи цепь уровня «ia», «ib» или «ic», не должен содержать искроопасных электрических цепей.

Многожильные кабели уровня «ic» могут содержать более чем одну искробезопасную цепь уровня «ia», «ib» или «ic» в зависимости от учитываемых повреждений в соответствии с разделом 13.

Примечани е — Допускается использование многожильных кабелей, не соответствующих типу А или В, если была проведена оценка определенного сочетания цепей на соответствие требованиям МЭК 60079-11.

Искробезопасные цепи уровня «ic» допускается размещать вместе с искробезопасными цепями уровней «ia» и «ib» только в многожильном кабеле типа А или В согласно 9.5.

4

ГОСТ Р МЭК 60079-25-2012

9 Требования к кабелям и многожильным кабелям

9.1    Общие требования

Диаметр отдельных проводников или жил многожильных проводников во взрывоопасной зоне должен быть не менее 0,1 мм.

В искробезопасных цепях допускается применять только изолированные кабели, которые способны выдержать проверку электрической прочности изоляции напряжением не менее 500 В переменного тока или 750 В постоянного тока.

Примечание — Эти требования не исключают применения неизолированных проводников в сигнальной системе, в которой они должны рассматриваться как простое электрооборудование, а не как соединительный провод.

9.2    Многожильные кабели

Радиальная толщина изоляции проводника должна соответствовать диаметру проводника и материалу изоляции с минимальным значением 0,2 мм.

Многожильные кабели должны быть способны выдержать проверку электрической прочности изоляции:

a)    действующим значением напряжения не менее 500 В переменного тока или 750 В постоянного тока, приложенного между броней и/или экраном (экранами), соединенными вместе, и всеми жилами, соединенными вместе;

b)    действующим значением напряжения не менее 1000 В переменного тока или 1500 В постоянного тока, приложенного между пучком, составляющим одну половину токоведущих жил кабеля, соединенных вместе, и пучком, составляющим другую половину жил, соединенных вместе. Это испытание не применяют к многожильным кабелям с экранированными проводниками каждой из цепей.

Испытания напряжением должны быть выполнены методом, установленным в соответствующем стандарте на кабель или согласно МЭК 60079-11.

9.3    Электрические параметры кабелей

Для всех используемых в искробезопасной системе кабелей их электрические параметры С_с и L_c или С_с и L_c/R_c должны определяться в соответствии с перечислениями а), Ь) или с):

a)    наиболее неблагоприятные электрические параметры, указанные изготовителем кабеля;

b)    электрические параметры, определяемые путем замеров, выполненных на образце методом определения соответствующих параметров, приведенным в приложении G;

c)    200 пФ/м и 1 мкГн/м или значение отношения индуктивности к сопротивлению (LJR^, полученное делением 1 мкГн на указанное изготовителем сопротивление контура на 1 м длины, когда в соединении задействованы 2 или 3 жилы монтажного кабеля обычной конструкции (с экраном или без). В качестве альтернативы для значений тока до /₀ = 3 А допускается использовать отношение LJR_C, равное 30 мкГн/Ом.

При использовании системы FISCO или FNICO требования к параметрам кабеля должны соответствовать приложению I.

9.4    Проводящие экраны

Там, где проводящие экраны обеспечивают защиту отдельных искробезопасных электрических цепей, чтобы предотвратить их случайное соединение друг с другом, такие экраны должны покрывать не менее 60 % наружной поверхности кабеля.

9.5    Типы многожильных кабелей

9.5.1    Общие требования

Многожильные кабели должны быть отнесены к типу А, В или С. Повреждения, которые должны приниматься во внимание в многожильных кабелях, используемых в искробезопасных электрических системах, зависят от типа используемого кабеля. Типы кабелей указаны в 9.5.2, 9.5.3 и 9.5.4.

Не допускается применение многожильных кабелей, не соответствующих требованиям к типу А, В или С.

9.5.2    Кабель типа А

Кабель, который соответствует требованиям 9.1,9.2 и 9.3 и имеет проводящие экраны, обеспечивающие индивидуальную защиту каждой искробезопасной цепи согласно 9.4.

5

9.5.3    Кабель типа В

Стационарный кабель, который надежно защищен от повреждений, удовлетворяет требованиям 9.1, 9.2 и 9.3 и, кроме того, максимальное напряжение U₀ ни одной из цепей кабеля не превышает 60 В.

9.5.4    Кабель типа С

Кабель, который соответствует требованиям 9.1, 9.2 и 9.3.

10    Концевая заделка кабелей искробезопасных электрических цепей

Искробезопасные системы, в которых использованы распределительные коробки или шкафы для концевой заделки искробезопасных цепей, должны соответствовать требованиям к зажимам соединительных устройств для подключения внешних цепей согласно МЭК 60079-11.

11    Заземление и соединение искробезопасных систем

Как правило, искробезопасная цепь должна быть полностью изолирована или заземление должно быть выполнено в одной точке, желательно вне взрывоопасной зоны. Требуемый уровень изоляции (кроме одной точки) должен рассчитываться так, чтобы выдерживать испытание сопротивления изоляции напряжением 500 В в соответствии с требованиями к электрической прочности изоляции согласно МЭК 60079-11. Если это требование не выполняется, то цепь должна рассматриваться как заземленная в данной точке. Допускается более одного заземления в цепи, если она гальванически разделена на подцепи, каждая из которых имеет только одну точку заземления.

Экраны должны быть заземлены или подсоединены к частям конструкции, не находящимся под напряжением, в соответствии с требованиями МЭК 60079-14. Если система предназначена для использования в установке, в которой возможна значительная разница потенциалов (более 10 В) между конструкцией и цепью, предпочтительнее использовать цепь, гальванически изолированную от внешних воздействий, таких как изменения нулевого потенциала на некотором расстоянии от конструкции. Т ребуется особая осторожность, если часть системы предназначена для применения в зоне класса 0 или зоне класса 20 или если система имеет очень высокий уровень защиты, чтобы соответствовать требованиям к уровню взрывобезопасности оборудования Ма.

В техническом описании системы должно быть указано, какая точка или точки системы предназначены для заземления искробезопасных цепей, а также специальные требования к такому соединению. Это может быть выполнено с помощью добавления ссылок на МЭК 60079-14 в техническое описание системы.

Примечание — Требования МЭК 60079-14 не распространяются на электроустановки в шахтах, в которых вероятно присутствие рудничного газа.

12 Защита от грозовых разрядов и других перенапряжений

Если анализ риска показывает, что установка в высокой степени чувствительна к грозовым разрядам или другим перенапряжениям, следует принять меры предосторожности для исключения возможных опасностей.

Если часть искробезопасной цепи установлена в зоне класса 0 таким образом, что существует риск возникновения опасных или причиняющих повреждения разностей потенциалов в зоне класса 0, необходимо установить устройство защиты от перенапряжения. Защита от перенапряжения необходима между каждой жилой кабеля, включая экран, и конструкцией, если жила не подсоединена к конструкции. Устройство защиты от перенапряжения должно быть установлено с внешней стороны, но как можно ближе к границе зоны класса 0, желательно на расстоянии не более 1 м.

Защита от перенапряжения для оборудования, установленного в зонах классов 1 и 2, должна быть составной частью конструкции системы для мест с высокой опасностью перенапряжения.

Устройство защиты от перенапряжения должно быть способно отводить минимальный пиковый разрядный ток, равный 10 кА (импульс 8/20 мкс в соответствии с МЭК 60060-1 за 10 операций). Мини-

6

ГОСТ Р МЭК 60079-25-2012

мальная площадь поперечного сечения соединения между защитным устройством и местной конструкцией должна быть равна 4 мм² меди. Кабель между искробезопасным оборудованием в зоне класса 0 и устройством защиты от перенапряжения должен устанавливаться таким образом, чтобы он был защищен от молнии. Любое устройство защиты от перенапряжения, подсоединенное к искробезопасной цепи, должно иметь взрывозащиту, соответствующую предполагаемому месту применения.

Считается, что использование ограничителей перенапряжения, которые обеспечивают соединение цепи и конструкции с помощью нелинейных устройств, таких как газоразрядные лампы и полупроводники, не нарушает искробезопасность цепи, если при нормальной работе ток, протекающий через этот ограничитель, меньше 10 мкА.

Примечание — Если испытание сопротивления изоляции при напряжении 500 В проводится в полностью контролируемых условиях, может потребоваться отключение ограничителей перенапряжений, чтобы они не искажали результат измерения.

Применение методов ограничения перенапряжения в искробезопасных системах должно основываться на документально подтвержденном анализе действия непрямого многократного заземления с учетом критериев, определенных выше. При оценке искробезопасной системы необходимо учитывать емкость и индуктивность ограничителей перенапряжения.

В приложении F приведены схемы некоторых типов конструкции защиты от перенапряжения искробезопасной системы.

13 Оценка искробезопасной системы

13.1 Общие требования

Если в состав системы входит оборудование, которое не соответствует требованиям МЭК 60079-11, систему необходимо оценить как единое целое, как если бы это было устройство. Систему уровня «ia» оценивают в соответствии с критериями к уровню «ia», изложенными в МЭК 60079-11. Систему уровня «ib» оценивают в соответствии с критериями к уровню «ib», изложенными в МЭК 60079-11. Систему уровня «ic» оценивают в соответствии с критериями к уровню «ic», изложенными в МЭК 60079-11. В дополнение к внутренним повреждениям устройства необходимо также учитывать повреждения во внешней проводке, перечисленные в 13.4.

Примечание — Очевидно, что учет повреждений в системе в целом является менее жесткой мерой, чем учет повреждений каждой единицы оборудования, тем не менее считается, что такой учет обеспечивает приемлемый уровень безопасности.

Когда имеется в наличии вся необходимая информация, допускается применять учет повреждений для системы в целом, даже если используется оборудование, соответствующее требованиям МЭК 60079-11. Такое решение является альтернативой более часто применяемому простому сравнению входных и выходных характеристик отдельно оцененного или испытанного оборудования. Если система включает в себя только отдельно оцененное или испытанное оборудование, соответствующее требованиям МЭК 60079-11, необходимо показать совместимость всего оборудования, входящего в состав системы. Поскольку внутренние неисправности оборудования уже были учтены, нет необходимости их учитывать еще раз. Если система содержит единственный источник питания, выходные параметры источника учитывают возможные разрыв, закорачивание и заземление внешнего соединительного кабеля, и следовательно дополнительно эти повреждения учитывать не требуется. В приложении А содержится подробная информация по оценке простых искробезопасных систем.

Если система содержит более одного линейного источника питания, тогда необходимо оценить комбинированное действие источников питания. В приложении В показано, какая оценка должна проводиться для наиболее часто встречающихся комбинаций источников.

Если искробезопасная система содержит несколько источников питания и один или несколько из этих источников нелинейные, метод оценки, приведенный в приложении В, не может быть применен. В приложении С дано разъяснение, как выполнить оценку системы для такого типа искробезопасной системы, когда комбинация источников включает один нелинейный источник питания.

На рисунке 1 приведена схема оценки системы.

7