МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

ГОСТ

31610.39—

2017

(IEC/TS60079-39:2015)

ВЗРЫВООПАСНЫЕ СРЕДЫ

Часть 39

Искробезопасные системы с электронным ограничением длительности искрового разряда

(IEC/TS 60079-39:2015, MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2018

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные. правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой национальной организацией «Ех-стандарт» (АННО «Ех-стандарт») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа. указанного в пункте 5

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 ноября 2017 г. Ns 52)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны no МК (ИСО 3166) 004—97 Код страны по МК(ИСО 3166)004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Казахстан KZ Госстандарт Республики Казахстан Киргизия KG Кыргъзстандарт Россия RU Росстандарт Таджикистан TJ Таджикстандарт Узбекистан UZ Узстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 октября 2018 г. № 875-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31610.39-2017 (IEC/TS 60079-39:2015) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2019 г.

5    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению международному документу IEC/TS 60079-39:2015 «Взрывоопасные среды. Часть 39. Искробезопасные системы с электронным ограничением длительности искрового разряда» («Explosive atmospheres — Part 39: Intrinsically safe systems with electronically controlled spark duration limitation», MOD) путем внесения дополнительных положений, обусловленных потребностями национальных экономик стран, указанных выше. Дополнительные положения выделены курсивом, а объяснение причин их внесения дано во введении.

Ссылки на международные стандарты, которые приняты в качестве межгосударственных стандартов, заменены в разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылками на соответствующие идентичные и модифицированные межгосударственные стандарты.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации ТС 31 «Оборудование для взрывоопасных сред» Международной электротехнической комиссии (IEC).

Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов международным стандартам. использованным в качестве ссылочных в примененном международном документе, приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Значения и С, по ГОСТ 31610 11 для полевых устройств Power-i не учитываются. Они учитываются в соответствии с методикой испытаний, приведенной в А.3.3;

c)    должны иметь соответствующий вид взрывозащиты в соответствии с ГОСТ 31610.0 для соответствующей взрывоопасной среды, в которой они используются;

d)    параметры безопасности должны быть определены в соответствии с А.3.3;

Примечание — Поскольку соединение с проводкой Power-i является параллельным, время срабатывания Power-i для полевых устройств не учитывают

e)    все компоненты, являющиеся определяющими как для коэффициента оценки AF_nontBon> устройства, так и для результата испытания переходных процессов в импульсе (А.3.3.4) должны отвечать требованиям 5.1 а);

О входная схема полевого устройства Power-i должна быть изолирована от земли. Должны применяться требования к изоляции ГОСТ 31610.11.

В качестве примера на рисунке 4 показано полевое устройство Power-i, соответствующее указанным выше требованиям и которое может иметь широкое применение. Полевое устройство на рисунке 4 состоит из разделительного устройства с произвольной нагрузкой. На базовой структурной схеме полевого устройства Power-i. изображенной на рисунке 4 показаны элементы, необходимые, чтобы искры как при замыкании, так и при размыкании, не ослаблялись и это не привело бы к тому, что источник Power-i не мог их обнаружить.

На рисунке 4 индуктивность L, емкость С. все диоды и блок ограничения напряжения влияют на безопасность и должны соответствовать требованиям 5.1 для соответствующего вида взрывозащиты.

Рисунок 4 — Пример универсального полевого устройства Power-i (базовой структурной схемы)

Блок ограничения напряжения должен ограничивать положительное напряжение (плюс (+) в точке Y и минус (-) в точке X). измеряя от Y к X до значения 5 В ± 1 В и должен соответствовать требованиям А.3.3.4.

Практические примеры структурной схемы, изображенной на рисунке 4. приведены в С.З.

5.4    Проводка Power-i

Проводка Power-i должна отвечать следующим требованиям:

a)    не должно быть нарушений при передаче искрового импульса, которые могут помешать обнаружению соответствующего искрового разряда при замыкании или размыкании;

b)    вся проводка Power-i (магистральный кабель питания со всеми ответвительными кабелями) должна соответствовать конкретным требованиям, приведенным в ГОСТ 31610.11. ГОСТIEC 60079-25 и ГОСТ IEC 60079-14:

c)    в проводке Power-i не допускается применение многожильных кабелей типа С по ГОСТ IEC 60079-25;

d)    время отклика системы Г_{0ТКЛИ11а} системы ⁸ значительной степени зависит от длины применяемого магистрального кабеля Power-i и задержки распространения сигнала; необходимо применять требования таблицы 3;

Примечание — От параметров и длины кабеля зависит безопасность и максимальное время отклика магистральной линии Power-i (см А 3 4)

e)    максимальная длина каждого ответвления — не более 15 м. Максимальная общая длина всех ответвлений во всей системе Power-i — 50 м;

0    считается, что время отклика магистрального кабеля Power-i длиной менее 40 м составляет 0.5 мкс (см. А.3.4.2). В этом случае длина каждого ответвления должна быть не более 10 м. а общая длина всех ответвлений в системе Power-i — 20 м;

д) основополагающим значением волнового сопротивления кабеля Z_w в настоящем стандарте считается Zyy = 100 Ом; допустимый диапазон волнового сопротивления кабеля Z_wflля проводки Power-i составляет 80 Ом < Z_w < 120 Ом; указанные значения волнового сопротивления кабеля соответствуют измерительной частоте 100 кГц ± 20%.

Перечисление д) не применяется для f);

h)    проводка должна соответствовать требованиям раздела 6 и А.3.4;

i)    использование экрана для проводки Power-i с точки зрения безопасности не является существенным; экран, если используется, может быть заземлен, при условии, что он изолирован от цепи Power-i в соответствии с требованиями к электрической прочности изоляции кабеля ГОСТIEC 60079-25.

j)    проводка Power-i должна быть изолирована от земли. Изоляция от земли должна соответствовать требованиям к диэлектрической прочности кабеля согласно ГОСТ IEC 60079-25.

5.5    Ограничитель Power-i

Ограничитель Power-i. если используется, должен отвечать следующим требованиям:

a)    параметры, влияющие на безопасность, должны быть определены в соответствии с А.3.5;

b)    все элементы ограничителя Power-i. предназначенные для предотвращения обратной подачи тока от ограничителя Power-i в проводку Power-i, а также все элементы, влияющие на коэффициент оценки АР_{ограничителя} (см. А.3.5.3) важны для безопасности и должны соответствовать требованиям 5.1);

c)    должен иметь вид взрывозащиты из указанных в ГОСТ31610.0, соответствующий взрывоопасной среде;

d)    входная цепь ограничителя Power-i должна быть изолирована от земли. Необходимо применять требования к изоляции от земли ГОСТ 31610.11.

Примечания

1    Ограничитель Power-i обеспечивает переменно-токовое согласование с волновым сопротивлением подключенной магистральной линии и необходим только при передаче данных как. например, в системах полевых шин.

2    Поскольку соединение с проводкой Power-i является параллельным, время срабатывания Power-i для полевых устройств не учитывают

Пример ограничителя Power-i показан на рисунке С.5.

5.6    Контрольно-измерительные приборы для проверки контура Power-i

Искробезопасные контрольно-измерительные приборы в соответствии с ГОСТ 31610.11 могут подключаться непосредственно к проводке Power-i без дальнейшей проверки системы Power-i, если соблюдены следующие требования:

а) эффективная внутренняя индуктивность L, не превышает 5 мкГн (L, < 5 мкГн);

b)    эффективная внутренняя емкость С, не превышает 1 мкФ и входное сопротивление R_s составляет не менее 10 кОм (R_s > 10 кОм);

c)    входные параметры U, и /, контрольно-измерительного прибора должны быть не менее значений соответствующего класса напряжения и тока цепи Power-i;

d)    контрольно-измерительный прибор не должен быть источником энергии для системы Power-i. за исключением тока утечки, составляющего не более 50 мкА.

Если контрольно-измерительные приборы соответствуют требованиям, предъявляемым к полевым устройствам Power, то они должны быть учтены при проверке системы Power-i в соответствии с 6.2.

Примечание — Настоящие требования не распространяются на контрольно-измерительные приборы, используемые изготовителем при производстве, испытаниях, ремонте или восстановлении

5.7 Классы применения Power-i

Для всех устройств Power-i должны быть определены классы применения Power-i в соответствии с таблицами 1 и 2.

Таблица 1 — Определение классов Power-i по напряжению

Максимальное выходное напряжение U0ltcri>ltWKa Класс Power-i по напряжению 24 В 24В 32 В 32В 40 В 40В

Таблица 2 — Определение классов Power-i по току

Максимальный выходной ток /оистсм%ма Класс Power-i по току 0.5 А 0А5 1.0 А 1А0 1.5 А 1А5 2.0 А 2А0 2.5 А 2А5

Не допускается превышения значений, указанных в таблицах 1 и 2. при наличии учитываемых повреждений в соответствии с ГОСТ31610.11.

Полевые устройства Power-i и ограничители Power-i с внутренним ограничением тока могут быть отнесены к классу Power-i по току 2А5.

Наличие внутреннего ограничителя тока не означает, что источник Power-i ограничивает ток и защищает полевое устройство Power-i или ограничитель Power-i от перегрузки и поэтому он может быть подключен даже к источнику Power-i с классом по току 2А5.

6 Требования к системе

6.1 Выбор допустимого класса Power-i по току для источника Power-i

Максимально допустимые классы Power-i по току, указанные в 5.7, зависят от выбранного класса по напряжению и от времени отклика системы /_0ТКЛИ(._а системы ^с У^четом группы и коэффициента безопасности для конкретных условий применения.

В таблице 3 показаны допустимые сочетания для групп I. II и III с коэффициентами безопасности 1.0 и 1,5 в зависимости от соответствующего уровня взрывозащиты.

8

Таблица 3 — Допустимые сочетания классов применения Power-i для источников Power-i в зависимости от времени отклика системы для всех групп (н д = не допускается)

Группа и коэффициент безопасности SF Класс no напряжению Допустимый максимальный класс Power-i источника Power-l по току время отклика системы tonrvKa системы 1 мкс 2 мкс 4 мкс 6 мкс 8 мкс 10 мкс 12 мкс НС ib SF 1.5 24В 2А0 1А5 1А0 1А0 0А5 0А5 нд 32В 2А0 1А5 1А0 0А5 0А5 НД НД ПС ic SF 1.0 24В 2А5 2А5 2А0 1А5 1А0 0А5 0А5 32В 2А5 2А0 1А5 1А0 0А5 0А5 нд 40В 2А5 1А5 1А0 1А0 0А5 нд нд IIB ib SF 1.5 24В 2А5 2А5 2А0 1А5 1А0 1А5 0А5 32В 2А5 2А5 1А5 1А0 1А5 0А5 0А5 40В 2А5 2А0 1А5 1А0 0А5 0А5 0А5 IIB ic SF 1.0 и НА, 1 и III SF 1.0 и 1.5 24В 2А5 2А5 2А0 1А5 1А0 1А0 0А5 32В 2А5 2А5 2А0 1А5 1А0 1А0 0А5 40В 2А5 2А0 1А5 1А0 1А0 0А5 0А5

Практические примеры применения таблицы 3 приведены в приложении D. Методики оценки, указанные в приложении А, были определены и оптимизированы под параметры значений в таблице 3 и под указанные выше требования. Условия присоединения различных устройств Power-i позволяют обеспечить взаимодействие и автоматическую настройку подключаемых устройств.

Примечание — Настоящий стандарт не распространяется на параметры, находящиеся за пределами диапазонов, указанных в таблице 1, таблице 2 или таблице 3. и они требуют специального рассмотрения

6.2 Проверка системы Power-i

Соединения всех устройств Power-i и проводки Power-i в системе Power-i должны полностью соответствовать следующим требованиям:

Примечание — Информация об устройствах Power-i, необходимая для проведения данной проверки, указывается в документации и на маркировочной табличке каждого устройства Power-i.

a)    класс Power-i по напряжению всех полевых устройств Power-i и ограничителей Power-i должен быть выше или равен классу Power-i по напряжению источника Power-i;

b)    класс Power-i по току всех полевых устройств Power-i и ограничителей Power-i должен соответствовать классу по току источника Power-i в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4 — Соответствие классов Power-i по току полевых устройств Power-i и ограничителей Power-i и классов Powern по току источника Power-i

Класс Power-i по току источника Power-i Допустимый класс Power-i по току полевых устройств Power-i и ограничителей Power-i 0А5 0А5/1А0/1А5/2А0/2А5 1А0 1 АО /1А5 / 2А0/ 2А5 1А5 1А5/2А0/ 2А5 2А0 2А0/2А5 2А5 2А5

c)    время отклика системы Power-i Отклика системы ^не Д°^лжн0 превышать значений классов Power-i по току и по напряжению источника Power-i. указанных в таблице 3 для соответствующей группы, и коэффициент безопасности в зависимости от конкретного применения.

Время отклика системы Power-i /_{0ТХЛИ1(а} системы определяют в соответствии с А.3.4. Применяется следующее уравнение:

^отклика системы “ ^отклика источник ⁺ ^отклика магистр линии*

d)    сумма коэффициентов оценки (AF) всех полевых устройств Power-i. проводки Power-i и ограничителей Power-i в системе Power-i не должна превышать коэффициент оценки используемого источника Power-i. Коэффициенты оценки определяют в соответствии с А.З.

Применяется следующее уравнение:

^ ^"источника - (^ограничителя ♦ ^^магистральной линии Power-1 + ^^полеаого устройства 1 + + ^полевого устройства 2 На рисунке 5 показан процесс оценки системы Power-i. Практические примеры приведены в приложении D.

Рисунок 5 — Базовая методика оценки систем Power-i

7 Оценки и испытания

7.1 Методика определения параметров безопасности

Определение и проверка параметров безопасности устройств Power-i и проводки Power-i должны выполняться в соответствии с методиками испытаний Power-i. Подробная информация приведена 8 приложении А.

a)    определить максимальные электрические величины относящиеся к обеспечению безопасности (напряжение Uи ток/) в качестве основы для классификации по классам Power-i по напряжению и току в соответствии с пунктом 5.7;

b)    определить время отклика источника Power-i (_0TW1Mlfa источника (см. А.3.2.2) и время отклика магистральной ЛИНИИ /_{отхлика} магистр линии    *.3.4.2):

c)    определить коэффициенты оценки (AF) источника Power-i, полевого(ых) устройств(а) и, если применяется, ограничителя Power-i применяя методы испытания, указанные в А. 3.2.3. А.3.3.3 и А.3.5.3;

Примечание — При оценке безопасности системы Power-i учитывают сумму коэффициентов оценки AF всех устройств Power-i, включая проводку Power-i в системе

d)    полевые устройства Power-i и источники Power-i должны соответствовать требованиям А.3.2.5 и А.3.3.4;

Примечание — Данное испытание необходимо для обеспечения искробезопасности переходных процессов (испытание характеристик переходных процессов в импульсе).

e)    источники Power-i должны пройти контрольные испытания коэффициентов оценки в соответствии сА.3.2.4.

В таблице 5 подробно представлены соответствующие методики испытаний согласно перечислениям (а)—(е) для каждого устройства Power-i и проводки Power-i.

Таблица 5 — Определение соответствующей методики испытаний Power-i

Методики испытаний Power-i Источник Power-i Полевое устройство Power-i Ограничитель Power-i Проводка Power-1 (а) Электрические параметры, влияющие на безопасность Типовое испытание по А 3 2.1 Типовое испытание по А З 3.1 Типовое испытание по А 3.5.1 См А 3 4 1 (Ь) Максимальное время от-*ли*а 'отклика Типовое испытание по А.3.2.2 Не применяется Не применяется Относится к А 34 2 (с) Коэффициент оценки AF Типовое испытание по А З 2.3 Типовое испытание по А З 3 3 Типовое испытание по А. 3.5.3 Относится к А.3 4.3 (d) Испытание переходных процессов в импульсе Типовое испытание по А 3.2.5 Типовое испытание по А 3.3 4 Не применяется Не применяется (е) Испытание коэффициента оценки Контрольное испытание А 3 24 Не применяется Не применяется Не применяется

Примечание — Методы испытаний, указанные в приложении А. основаны на применении определенных испытательных импульсов и таким образом анализируются изменения испытательных импульсов устройствами Power-i, включая проводку Power-i. что дает возможность взаимодействия и автоматической настройки различных подключаемых Power-i устройств разных производителей

7.2    Типовое испытание

Типовые испытания должны проводиться в соответствии с таблицей 5.

7.3    Контрольное испытание

Каждый источник Power-i подвергают контрольным испытаниям для проверки коэффициента оценки ^_ИСТОЧНика (таблица 5).

8 Маркировка устройств Power-i

8.1    Общие положения

На все устройства, за исключением случаев, предусмотренных данным разделом, должна быть нанесена маркировка в соответствии с ГОСТ 31610.0 и ГОСТ 31610.11, а после названия устройства: «источник», «полевое устройство» или «ограничитель» должна быть надпись «Power-i».

Если на оборудование нанесена двойная маркировка, позволяющая его применение как в системе Power-i, так и в обычной искробезопасной системе, должны быть предприняты меры, чтобы маркировка Power-i и маркировка обычной искробезопасной системы различались.

Для Power-i источников не требуется указывать выходные параметры U₀, /₀. С₀, L₀, Р₀ и LJR₀. Для полевых устройств Power-i и ограничителей Power-i не требуется указывать входные параметры Ц, /,. C_jf L_r Р, и L/P,. Вместо этих параметров должны быть указаны следующие технические характеристики: Классы Power-i по напряжению и току, коэффициент оценки Power-i AF и время отклика Power-i /_{отклика}. если применяется.

8.2    Примеры маркировки

a)    Блок питания:

Источник Power-i:

John Delon Ltd., SW99 2AJ UK. тип ACD-XX1;

-5 ^eC S Та s +50 °C;

PTB-Nr 13C 98765;

Серийный номер 012345;

(Ex ib Gb] 11C:

Входные параметры: U_m = 250 В:

Выходные параметры: 32V1A0;

'отклика^{3 12} мксАР= 12;

b)    Источник питания:

Источник Power-i:

Max Denver Ltd.. UK SW99 2AJ, тип BCD-YY1;

-10 °С<Та< +50 °С;

PTB-Nr 13С 98722;

Серийный номер 012333;

1 Ex eb mb (ib) IIC Т4 Gb;

Входные параметры: U_m = 250 В;

Выходные параметры: 32V2A0;

'отклика = ^{0 7} мксАР= 10;

c)    Полевое устройство:

Полевое устройство Power-i:

Peter Pan Pic., GL99 1JA UK. тип ZZS-222A;

ВАС 13 С 151860;

Серийный номер 812369;

JEx ib mb IIC T4 Gb;

Входные параметры: 32V1A5;

AF = 3.1;

d)    полевое устройство: полевое устройство Power-i:

Hans Muller GmbH. 38116 Брауншвейг, D, тип 1AZS-33A;

БАС 02 A 1234;

Серийный номер 220367; fEx ib MB T4 Gb;

Входные параметры: 40V1A5;

AF = 2.8.

9 Документация

В дополнение к требованиям раздела Документация ГОСТ31610.11. в документации должны быть указаны тип устройства и параметры Power-i:

-    источник Power-i: выходные параметры. /_{отклика} и AF\

-    полевые устройства Power-i и ограничитель Power-i: входные параметры и AF.

Для источников Power-i не требуется указывать выходные параметры U₀. /₀. С₀. L₀. Р₀ и LJR₀. Для полевых устройств Power-i и ограничителей Power-i не требуется указывать входные параметры Ц, /,. С , L, Р, и L/Rj.

Приложение А (обязательное)

Оценка параметров безопасности Power-i

А.1 Общие положения

Определение и проверка параметров безопасности устройств Power-i и проводки Power-i основаны на Power-i конкретных методиках испытаний в соответствии с 7.1 и требованиями настоящего приложения Необходимые методики оценки и испытаний приведены в таблице 5

А.2 Конкретное контрольно-испытательное оборудование Power-i

А.2.1 Power-i универсальная контрольно-измерительная аппаратура

На рисунке А 1 приведена принципиальная схема универсального контрольно-испытательного оборудования Power-i. применяемого для определения конкретных параметров Power-i и проверки поведения Powern в конкретной ситуации

Элементы, входящие в состав универсального контрольно-испытательного оборудования Power-i (рисунок А 1):

- генератор импульсов Настраиваемый генератор одиночных импульсов, генерирующий два различных типа эталонных прямоугольных импульсов с временем нарастания и спада менее 0.2 мкс:

а) эталонный прямоугольный импульс для искрового разряда при размыкании =ь - Одиночный положи

тельный прямоугольный импульс с амплитудой 1У_{импульса} эталон** = *10 В ± 5%, абсолютное значение амплитуды может быть настроено на более низкое значение и иметь определенную эталонную продолжительность импульса

= 20 мкс t 5 %;

-переключатель S1 Используется для переключения между режимами работы «время отклика» (положение В) и «коэффициент оценки» (положение А):

-    выключатель в положении А режим коэффициента оценки;

-    выключатель в положении В режим времени отклика

Примечание — В положении А выключатель S1 имитирует неисправность в кабеле, а испытательное устройство ослабляет подаваемый импульс, создавая самую низкую амплитуду импульса

-    переменное сопротивление ^ппрсиснпоо- Омическое сопротивление, которое подбирают таким образом, чтобы значения соответствовали и_о и полученным согласно приложению А ГОСТ 31610 11,

-    модуль подключения Простая эквивалентная схема для имитации полного входного сопротивления линии с определенным волновым сопротивлением, рассчитанным по формуле:

-    фильтр низких частот Простой низкочастотный резистивно-емкостный фильтр,

-    переключатель S2 Используется для переключения в режим измерения амплитуды импульсов (S2 положение «ВЫКЛ»);

-    развязывающее устройство постоянного тока Используется для развязывания постоянного тока универсального контрольно-испытательного оборудования Powern,

На рисунке А 2 показан низкочастотный выходной сигнал У„и*очастотного выходного сигнала рисунка А 1 между точками соединения 3 и 1. когда переключатель S1 находится в положении А, а выключатель S1 в положении ВКГ1 и устройство Power-i подключено между точками соединения 2 и 1

Примечание — Импульс с уменьшенной амплитудой в результате уменьшения амплитуды генератора одиночных импульсов для определения коэффициента оценки AF устройств Power-i (см рисунок Аби рисунок А 10).

А.2.2 Искусственная нагрузка Power-i

Искусственная нагрузка Power-i применяется для обеспечения определенного пускового режима (плавного пуска), который выражается в медленном увеличении тока, позволяющем работать в режиме Power-i

Искусственная нагрузка должна вызывать минимальное ухудшение испытательного импульса универсального контрольно-испытательного оборудования (рисунок А 1)

Принцип действия искусственной нагрузки Power-i показан на рисунке А З Она состоит из устройства плавного пуска в сочетании с гиратором для обеспечения указанных требований Пример показан в С 4

Коэффициент оценки искусственной нагрузки Power-i измеряется в соответствии с А 3.3.3. В этом случае полевое устройство Power-i, показанное на рисунке А 10. заменяется искусственной нагрузкой Power-i. Для получения высокого коэффициента оценки источника Power-i рекомендуется использовать искусственную нагрузку с низким коэффициентом оценки как показано на рисунке С 4

А.З Определение параметров безопасности устройств Power-i и проводки Power-i

А.3.1 Общие положения

Данный раздел основывается на методиках испытаний Power-i. описанных в 7.1.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном 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 (www.gost.ru)

© Стандартинформ, оформление, 2018

В Российской Федерации 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

Для измерения времени отклика и коэффициента оценки необходим цифровой запоминающий осциллограф Минимальная пороговая частота цифрового запоминающего осциллографа должна быть не менее 50 МГц

А.3.2 Параметры безопасности источника Power-i

А 3.2.1 Определение максимальных безопасных значений для источников Power-i

Выходные значения источника Power-i U_a источника и /₀ источника не должны превышать значений, установленных для классов по напряжению и току в таблице 1 и таблице 2 для назначения классов применения источника Power-i в соответствии с требованиями ГОСТ 31610 11 к и_о и /₀

А 3 2 2 Определение времени отклика *_откли,_а источник Д^ля источников Power-i

Время отклика источника Power-i f^_rniranCT0._tn1ffa определяют с помощью контрольно-измерительной аппаратуры, как показано на рисунке А 4 Время отклика источника Г_0ТЫ1жа источника определяют с помощью определенного испытательного импульса, создаваемого универсальным испытательным оборудованием Power-i (в том числе, генератором одиночных импульсов) в соответствии с рисунком А 1, приводящего к режиму отключения в соответствии с 5 2 Испытание проводят при положении переключателя S1 в положении В и выключатель S2 в положение «ВЫКЛ». (см рисунок А 1). Испытание должно проводиться с регулируемой искусственной нагрузкой (см. А 2 2). Нагрузка состоит из полевого устройства Power-i и регулируемой нагрузки, чтобы достигнуть максимальной выходной мощности

Цифровом ааломимаимымй осцилллогрдф

Рисунок А 4 — Принцип действия оборудования при определении времени отклика Г_0ТЫ1Ижа источника

Когда выполнены условия, указанные в 5 2 перечисления b), d). е). достигается режим отключения

Примечание — Более подробная информация приведена в В2 Значение тока режима отключения ^режима оплючеш* основано на значении сопротивления ff_nycwotftr

На рисунке А 5 показан пример определения времени отклика ^_оти,_ика историка Power-i (24 В. НС. коэффициент безопасности 1.5).

Содержание

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

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

3    Термины и определения...............................................................2

4    Структурная схема Power-i.............................................................3

5    Требования к устройствам системы    Power-i...............................................4

5.1    Общие положения................................................................4

5.2    Источник Power-i..................................................................4

5.3    Полевое устройство Power-i........................................................5

5.4    Проводка Power-i.................................................................7

5.5    Ограничитель Power-i..............................................................7

5.6    Контрольно-измерительные приборы для проверки контура Power-i.......................7

5.7    Классы применения Power-i.........................................................8

6    Требования к системе.................................................................8

6.1    Выбор допустимого класса Power-i по току для источника Power-i.........................8

6.2    Проверка системы Power-i..........................................................9

7    Оценки и испытания.................................................................11

7.1    Методика определения параметров    безопасности.....................................11

7.2    Типовое испытание...............................................................11

7.3    Контрольное испытание...........................................................11

8    Маркировка устройств Power-i.........................................................12

8.1    Общие положения...............................................................12

8.2    Примеры маркировки.............................................................12

9    Документация.......................................................................13

Приложение А (обязательное) Оценка параметров безопасности Power-i.......................14

Приложение В (справочное) Объяснение и подробное описание основных принципов Power-i......26

Приложение С (справочное) Примеры устройств и систем Power-i.............................34

Приложение D (справочное) Пример подключения устройств в системе Power-i при помощи

проводки Power-i........................................................38

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном документе.................................39

Введение

Настоящий стандарт модифицирован по отношению к первому изданию международного документа 1ЕСЛГЭ 60079-39:2015.

Стандарт является одним из стандартов по видам взрывозащиты для оборудования, применяемого во взрывоопасных средах.

Стандарт предназначен для нормативного обеспечения обязательной сертификации и испытаний.

Настоящий стандарт следует применять вместе с ГОСТ 31610.0 и другими стандартами серии ГОСТ 31610.

Настоящий стандарт разработан в связи с острой потребностью наличия критериев для применения искробезопасных систем с электронным ограничением длительности искрового разряда.

Искробезопасные системы с электронным управлением длительностью искрового разряда могут обеспечивать более высокий уровень мощности искробезопасных цепей при сохранении уровня взрывозащиты «ib» или «ic». Помимо ограничения напряжения и тока (как и в стандартных искробезопасных цепях), в указанных системах также ограничивается длительность искрового разряда, что влечет за собой ограничение количества энергии, доступной для воспламенения.

На цепи Power-i распространяются общие требования по установке искробезопасного оборудования.

Применение данной новой технологии позволит достичь значительных улучшений в области промышленного применения оборудования с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь «i». В тоже время данная технология потребует использования нового и более широкого подхода при применении вида взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь «i». Настоящий стандарт устанавливает требования к конструкции и установке искробезопасных электрических систем с электронным управлением длительностью искрового разряда для обеспечения более высокой мощности при сохранении уровня взрывозащиты «ib» или «ic» для групп ПС и ИВ.

В настоящий стандарт включены дополнительные по отношению к международному документу lECrrS 60079-39:2015 положения (слова), отражающие потребности экономик стран СНГ, которые выделены курсивом, а именно:

-    в разделе 2 «Нормативные ссылки» на международные стандарты заменены соответственно на межгосударственные стандарты;

-    примеры маркировки в разделе 8.2 приведены в соответствии с требованиями ГОСТ 31610.0.

ГОСТ 31610.39-2017 (IEC/TS 60079-39:2015)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ВЗРЫВООПАСНЫЕ СРЕДЫ Часть 39

Искробезопасные системы с электронным ограничением длительности искрового разряда

Explosive atmospheres Part 39 Intrinsically safe systems with electronically controlled spark duration limitation

Дата введения — 2019—06—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к конструкции, проведению испытаний, монтажу и техническому обслуживанию оборудования и систем Power-i, в которых применяется электронное ограничение длительности искрового разряда для обеспечения необходимого уровня искробезопасности.

Настоящий стандарт устанавливает требования к искробезопасному оборудованию и проводке, предназначенным для применения во взрывоопасных средах и к связанному оборудованию, предназначенному для подключения к искробезопасным цепям, которые располагаются во взрывоопасных средах.

Требования настоящего стандарта не распространяются на уровень взрывозащиты «ia». а также цепи с программным управлением.

Настоящий стандарт распространяется на электрооборудование, работающее при напряжении не более 40 В постоянного тока, и с коэффициентом безопасности 1,5 групп и подгрупп ИВ. НА, I и III, а также на оборудование «ic» подгруппы НС с коэффициентом безопасности 1,0. В отношении оборудования «ib» подгруппы ПС с коэффициентом безопасности 1,5 данный стандарт может применяться только при напряжении не более 32 В постоянного тока.

Данный вид взрывозащиты применяют на электрооборудовании, электрические цепи которого не способны сами привести к взрыву окружающей взрывоопасной среды.

Настоящий стандарт распространяется на искробезопасное оборудование и системы, в которых применяется электронное ограничение длительности искрового разряда для обеспечения большей электрической мощности при поддержании необходимого уровня безопасности.

Настоящий стандарт также распространяется на электрооборудование или части электрооборудования. расположенные вне взрывоопасной среды или имеющие другой вид взрывозащиты из стандартов ГОСТ, разработанных на основе серии стандартов IEC 60079, когда искробезопасность электрических цепей во взрывоопасных средах может зависеть от проектирования и конструкции подобного электрооборудования или его частей.

Настоящий стандарт применяют для оценки возможности применения электрических цепей во взрывоопасных средах.

Настоящий стандарт дополняет и изменяет требования ГОСТ 31610.0, ГОСТ 31610.11, ГОСТ IEC 60079-14, ГОСТ IEC 60079-17 и ГОСТ IЕС 60079-25.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 31610.0—2014ЛЕС 60079-0:2011 Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования

Издание официальное

ГОСТ 31610.11-2014/IEC 60079-11:2010 Взрывоопасные среды. Часть 11. Оборудование с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь /д»

ГОСТ IEC 60079-14-2013 Взрывоопасные среды. Часть 14. Проектирование, выбор и монтаж электроустановок

ГОСТ IEC 60079-25-2016 Взрывоопасные среды Часть 25. Искробезопасные электрические системы

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 31610.0 и ГОСТ31610.11. а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    Power-i (Power-i): Подход по обеспечению искробезопасности, при котором уровень взрывозащиты обеспечен ограничением напряжения и тока, а также с электронным ограничением длительности искрового разряда.

Примечания

1    Power-i включает в себя устройства Power-i и проводку Power-i.

2    В состав Power-i входят электрические цепи, которые в режиме Power-i могут работать при значениях напряжения и тока, превышающих значения, указанные в ГОСТ 31610.11.

3.2    устройство Power-i (Power-i device): Источник питания Power-i, полевое(ые) устройство(а) Power-i и (если используется) устройство(-а) развязки Power-i.

3.3    ограничитель Power-i (Power-i terminator): Устройство для предотвращения отражений волн напряжения и тока на конце проводки.

Примечание — Ограничитель Power-i используется только при использовании проводки Power-i для передачи данных

3.4    источник Power-i (Power-i source): Источник питания для устройств Power-i, обеспечивающий отключение питания в случае неисправности.

Примечание — Источник Power-i работает в двух режимах режим Power-i и режим отключения

3.5    полевое устройство Power-i (Power-i-field device): Устройство, подключаемое к одному источнику Power-i посредством проводки Power-i.

Примечание — Полевые устройства Power-i могут быть дополнительно соединены с другими устройствами (например, нагрузками)

3.6    режим Power-i (Power-i mode): Режим работы источника питания Power-i передающего номинальную выходную мощность Power-i.

Примечание — В данном режиме допустимые значения напряжения и тока могут превышать значения кривых и значения, указанные в таблицах ГОСТ 31610 11

3.7    режим отключения (shutdown mode): Режим работы источника Power-i после обнаружения разряда.

3.8    импульс искрового разряда (spark pulse): Данные, получаемые при разряде в системе Power-i.

Примечание — Различают импульс при замыкании цепи и при размыкании цели

3.9    время отклика системы Power-i (Power-i response time)

3.9.1 время отклика источника, f_OTKflMKa источника ^resp-source^ Максимальное время задержки с момента обнаружения импульса искрового разряда до перехода в режим отключения (относится только к источнику Power-Q.

3.9    2 время отклика магистральной линии, *_отклим магистр.линии ^гмр4гипк)^: Время прохождения сигнала по применяемому магистральному кабелю (относится только к проводке Power-0.

3.9.3 время отклика системы, *_{откликл СИСТ}емы (*resp-»yaem)^: Время с момента появления искрового разряда до снижения мощности искры до безопасного уровня в режиме отключения системы Power-i.

3.10    коэффициент оценки AF (assessment factor AF): Коэффициент ослабления или чувствительности полевых устройств Power-i и проводки Power-i.

Примечания

1    Необходимо различать между:

-    коэффициентом оценки для полевых устройств Power-i. ограничителя Power-i и проводки Power-i для указанных случаев коэффициент оценки является параметром ослабления импульса разряда:

-    коэффициентом оценки для источника Power-i: в данном случае коэффициент оценки является параметром, определяющим чувствительность для определения импульса искры

2    Коэффициент оценки следует выражать в логарифмических единицах

4 Структурная схема Power-i

В системе Power-i только один активный источник Power-i должен быть подключен посредством проводки Power-i для питания одного или нескольких полевых устройств Power-i. Самая простая структура состоит из одного активного источника Power-i, проводки Power-i и одного полевого устройства Power-i (см. рисунок 1).

Допускается использование резервных источников питания, которые являются одним активным источником мощности.

пространяются требования к обеспечению вида взрывозащиты, установленного стандартами серии IEC 60079, соответствующие области применения

5 Требования к устройствам системы Power-i

5.1    Общие положения

Структура Power-i должна рассматриваться как система. Поэтому ко всем устройствам Power-i применяются следующие требования:

a)    обнаружение искрового импульса не может быть нарушено в постоянных или переходных режимах (например, при плавном пуске) ни проводкой Power-i, ни устройствами Power-i; поэтому Power-i необходимо рассматривать как единую систему;

b)    все устройства Power-i и проводка Power-i должны быть оценены и испытаны в соответствии с приложением А:

c)    все устройства Power-i должны быть классифицированы в соответствии с 5.7;

d)    устройства Power-i должны соответствовать требованиям ГОСТ 31610.0, ГОСТ 31610.11 и ГОСТIEC 60079-25. соответственно, а также требованиям других стандартов, разработанных на основе применения стандартов серии IEC 60079. например, IEC 60079-7. IEC 60079-18 (если применимо);

e)    при применении данных требований необходимо дополнительно учитывать любые влияния температуры или элементов на временные характеристики и чувствительность устройств Power-i. имеющих отношение к безопасности;

О при испытаниях оборудования, которые требуется проводить в соответствии с настоящим стандартом. должны учитываться наиболее значительные отклонения (например, временных характеристик. чувствительности и т.д.) имеющие отношение к безопасности устройств Power-i.

5.2    Источник Power-i

В системе Power-i должен быть только один активный источник Power-i. Источник Power-i должен располагаться только на одном конце проводки (магистральной линии) Power-i.

Источник Power-i должен обнаруживать искровой разряд при замыкании (возникающий при ко-

dr .

ротком замыкании в электрической цепи, вызывающий изменение тока + _Л) и искровои разряд при

dr

замыкании (возникающий при размыкании электрической цепи и вызывающий изменение тока - . )

от

и обеспечивать быстрое отключение выходной мощности при возникновении искрового разряда. На рисунке 3 показаны основные элементы источника Power-i с устройством ограничения тока с опасным обратным напряжением.

Во всех режимах работы, при которых происходит превышение искробезопасных значений, обеспечиваемых посредством ограничения мощности согласно ГОСТ 31610.11 и ГОСТIEC 60079-25. обнаружение изменений тока ± ' не должно нарушаться, в том числе и во время перехода из безопасного режима в режим Power-i.

di

Примечание — В режиме постоянного тока изменение тока может подавляться и поэтому в таком режиме искровой разряд не может быть обнаружен

Источник Power-i должен соответствовать следующим требованиям безопасности:

a)    выходной ток /_{0 источнига} и выходное напряжение источника Power-i U₀ ИСТ0ЧНИ1|а. с ограничением напряжения и тока, должны соответствовать требованиям таблицы 1 и таблицы 2;

b)    источник Power-i должен быть способен обнаружить динамические изменения выходного тока

(Н

/₀ ± согласно А.3.2. Источник должен реагировать и затем переходить из режима Power-i в режим отключения;

c)    в режиме отключения значение выходного тока /_{отклк>(е}ния ^может быть нулевым, но не должно превышать 50% значения допустимого тока /^_ЕС установленного согласно ГОСТ 31610.11 или ГОСТ IEC 60079-25 с учетом соответствующего коэффициента безопасности для соответствующего класса напряжения Power-i; в этом случае применяют следующее уравнение:

^отключения - источника ~ ®,51 ^о-1ЕС’

Рисунок 3 — Элементы источника Power-i с ограничением напряжения и тока

d)    в течение 20 мкс, за которые информация о возникновении искрового разряда достигает источника Power-i, выходной ток источника Power-i должен быть равен или составлять менее 75% от значения /_0-1ЕС. В течение первых 20 мкс перехода в режим отключения допускается, чтобы переходной выходной ток /отключения-20 мкс составлял 75% от значения (см. рисунок А.5); в этом случае применяют следующее уравнение:

/отключения-20мкс “ А> источника -    А>-1ЕС'

e)    переходной выброс выходного напряжения */_ВЫброс-Ю1.'«с ⁸⁰ время режима отключения не должен превышать номинальное выходное напряжение U₀ источника более чем на 6 В в течение не более 40 мкс. В этом случае применяют следующее уравнение:

^вы6рос-40мкс ² Ч> источника⁺ ®

f)    источник Power-i должен соответствовать требованиям А.3.2;

д) следующие элементы источника Power-i (см. рисунок 3) влияют на безопасность и должны соответствовать требованиям 5.1 а) и Ь) для соответствующего вида взрывозащиты:

-    ограничение выходного напряжения 1/_{оисточнща} и ограничение выходного тока /_01<Т0-„щ_Г._а:

dt    di

-    детектор + и детектор - ^ ;

-    логическая схема и

-    электронный выключатель;

h) выходная цепь источника Power-i должна быть изолирована от земли. Должны применяться требования к изоляции ГОСТ 31610.11.

5.3 Полевое устройство Power-i

Полевые устройства Power-i состоят из разделительного устройства и фактической нагрузки. Полевые устройства Power-i должны разделять нагрузку и проводку Power-i. Конструкция полевого устройства Power-i должна обеспечивать обнаружение искрового импульса в соответствии с данными техническими условиям.

Полевые устройства Power-i должны отвечать следующим требованиям безопасности:

a)    они должны гарантировать, что не происходит ослабления импульса искры как при замыкании, так и при размыкании, таким образом, чтобы не нарушить их обнаружение источником Power-i;

b)    при нормальных или аварийных условиях, как указано в ГОСТ 31610.11 полевое устройство Power-i должно оставаться пассивным, то есть выводы не должны быть источником энергии для системы, за исключением тока утечки, составляющего не более 50 мкА.