S2Ex-Z
653,00 zł
Zasilacz-separator dla przetworników dwuprzewodowych 4...20mA, dowolne wyjście (również bierne), bariera iskrobezpieczna Ex Atex
Obliczenia parametrów linii podłączeniowej ATEX - przykład
Dodano2025-03-19
Przez
861
Parametry iskrobezpieczne Li, Ci, Lo, Ci a maksymalna długość linii - o co w tym chodzi?
Przykład obliczenia maksymalnej długości linii podłączeniowej dla przetwornika PC-28 z zastosowaną barierą S2Ex-Z
Generalne zasady dotyczące przewodów iskrobezpiecznych
- Generalnie kable i przewody obwodów iskrobezpiecznych należy prowadzić oddzielnie w stosunku do kabli i przewodów obwodów nieiskrobezpiecznych.
- Kable obwodów iskrobezpiecznych należy umieszczać tak, aby były zabezpieczone przed ryzykiem uszkodzenia mechanicznego. Jeżeli kable obwodów iskrobezpiecznych lub nieiskrobezpiecznych są opancerzone, w osłonach metalowych lub są ekranowane to zarówno w obszarach zagrożonych jak i niezagrożonych wybuchem mogą biec razem (np. jeżeli kabel iskrobezpieczny jest w ekranie i ma kolor niebieski to może biec wspólnym korytem kablowym razem z pozostałymi kablami obwodów nieiskrobezpiecznych). Przewody obwodów iskrobezpiecznych i obwodów nieiskrobezpiecznych nie powinny być prowadzone w tym samym kablu.
- Ekran kabla należy podłączyć do uziemienia PE tylko z jednej strony (np. tylko w strefie bezpiecznej) przewodem o przekroju minimum 2,5mm2.
- Zachować odstęp 50mm od zakończenia oplotu ekranu do odizolowanych końców żył kabla zarówno w strefie zagrożonej jak i strefie bezpiecznej.
- Na odizolowane końcówki żył kabla założyć tulejki zaciskowe.
- Jeżeli w wielożyłowym kablu iskrobezpiecznym prowadzonych jest kilka obwodów iskrobezpiecznych to przewody muszą być typu A lub B z próbą izolacji 500V, a izolacja nie może być cieńsza niż 0,2mm.
- Kable i przewody muszą być trwale zamocowane i zabezpieczone przed możliwością uszkodzenia mechanicznego.
- Zaleca się używanie kabli w kolorze niebieskim.
- Należy przeprowadzić komparację parametrów Uo, Io, Po, Co, Lo, Ui, Ii, Pi, Ci, Li, L kabla, C kabla.
Parametry iskrobezpieczne Uo, Io, Po, Co, Lo, Ui, Ii, Pi, Ci, Li
Aby poprawnie dobrać kabel podłączeniowy wpierw należy znaleźć wartości parametrów iskrobezpiecznych urządzenia zainstalowanego w strefie oraz bariery ATEX, która obsłuży sygnał z tego urządzenia.
Definicje parametrów:
- Uo: Maksymalne napięcie jakie może kiedykolwiek pojawić się na zaciskach wyjściowych obwodu iskrobezpiecznego.
- Io: Maksymalny prąd jaki może kiedykolwiek wydać z siebie wyjściowy obwód iskrobezpieczny.
- Po: Maksymalna moc jaka może kiedykolwiek wyjść z wyjściowego obwodu iskrobezpiecznego.
- Co: Maksymalna pojemność jaką można podłączyć do danego obwodu iskrobezpiecznego.
- Lo: Maksymalna indukcyjność jaką można podłączyć do danego obwodu iskrobezpiecznego.
- Ui: Maksymalne napięcie wejściowe obwodu iskrobezpiecznego jakie można podać na zaciski bez utraty funkcji iskrobezpieczeństwa.
- Ii: Maksymalny prąd wejściowy obwodu iskrobezpiecznego jaki może wpłynąć do obwodu bez utraty funkcji iskrobezpieczeństwa.
- Pi: Maksymalna moc wejściowa obwodu iskrobezpiecznego jaką może przyjąć obwód bez utraty funkcji iskrobezpieczeństwa.
- Ci: Maksymalna pojemność wewnętrzna obwodu iskrobezpiecznego.
- Li: Maksymalna indukcyjność wewnętrzna obwodu iskrobezpiecznego.
Informacje te podane są w kartach kartach katalogowych lub/i w certyfikacie ATEX. Te parametry są kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa w strefach zagrożonych wybuchem.
Dla przykładu przyjrzymy się sytuacji gdy w strefie zagrożonej wybuchem użyty został czujnik ciśnienia PC-28/Ex/0...100kPa/PD/G1/2'' dla grupy wybuchowości IIA. Jest to czujnik dwuprzewodowy 4...20mA, który zgodnie z certyfikatem ATEX ma następujące parametry iskrobezpieczne:
- w przypadku zastosowania zasilania o charakterystyce liniowej:
Ui=28Vdc, Ii=0,1A, Pi=0,7W, Cin=25nF, Li=0,4mH
- w przypadku zastosowania zasilania o charakterystyce trapezowej lub prostokątnej:
Ui=24Vdc, Ii=0,1A, Pi=1,2W, Cin=25nF, Li=0,4mH
Szukając odpowiedniej bariery-zasilacza 4...20mA należy zwrócić uwagę na charakterystykę tego obwodu, ponieważ jak widać powyżej musi on spełnić inne wymagania iskrobezpieczne.
Rozważymy zastosowanie zasilacza-bariery separującej typu S2Ex-Z. Otwierając kartę katalogową widzimy tabelkę z parametrami:
Obwód wyjściowy bariery S2Ex-Z ma charakterystykę trapezową. Chcąc spełnić wymagania na parametry Ui, Ii, Pi > Uo, Io, Po decydujemy się na wersją "-22/92". Ta wersja, biorąc pod uwagę grupę wybuchowości IIA, ma parametry Lo=26mH, Co=3,67uF. Nie rozpatrujemy parametru L/R, ponieważ podane są parametry skupione Li, Ci przetwornika PC-28 (tak należy je traktować jeśli nie zostały opisane inaczej).
Jeżeli parametry skupione Li, Ci urządzenia w strefie zagrożonej są znaczące w stosunku do parametrów skupionych Lo, Co bariery iskrobezpiecznej (rozumiane jako Li > 1% Lo oraz Ci > 1% Co) to do obliczeń parametrów kabla podłączeniowego dla bezpieczeństwa należy brać połowę wartości Lo oraz Co (przy czym ta zredukowana wartość pojemności Co/2 nie może przekraczać 1uF dla grupy I, IIA, IIB i III oraz 0,6uF dla IIC). Jeżeli jednak Li < 1% Lo lub Ci < 1% Co to do obliczeń należy przyjąć wartości Lo, Co z tabeli.
W tym przypadku parametr Li przetwornika PC-28 przekracza 1% wartości Lo bariery S2Ex-Z-22/92 (Li/Lo=0,4mH/26mH=1,54%), ale Ci już nie (Ci/Co=25nF/3,67uF=0,68%). W związku z tym dobierając kabel należy pełnić następujące wymagania:
L kabla + Li przetwornika < Lo bariery ; C kabla + Ci przetwornika < Co bariery .
Z tego obliczyć można:
L kabla < 26mH - 0,4mH = 25,6mH ; C kabla < 3,67uF - 25nF = 3,645uF .
Założymy parametry kabla: L kabla=1uH/m, C kabla=220pF/m.
Otrzymujemy dwa warunki na maksymalną długość kabla:
ze względu na L: 25,6mH / 1uH/m = 25600m,
ze względu na C: 3,645uF / 220pF/m = 16568,18m.
Należy przyjąć ostrzejsze wymaganie, więc dla tego przykładu maksymalna długość kabla podłączeniowego może wynosić 16568,18m.
Produkty powiązane
Zostaw komentarz
Zostaw odpowiedź