12对本质安全型“i”的补充要求
对“iD”的补充要求在考虑中。
12.1引言
安装本质安全电路时应注意,其保护原理与其他防爆型式有着本质的差异。与其他所有防爆型式不同,其他防爆型式把电能限制在设计规定的安装系统内,从而不会点燃危险环境,而本质安全电路必须保护整体性能不受其他电源的干扰,使其即使在发生电路断路、短路或接地时也不会超过电路的安全能量极限值。
根据这一原理,本质安全电路电气安装规定的目的,就是要保持本质安全电路与其他电路隔离。除非另有说明,对本质安全电路的要求应适用于所有保护级别(“ia”“ib”和“ic”)。
限能电路“nl”应符合本质安全电路“ic”的所有要求。
12.2符合EPLGb级或Gc级要求的装置
12.2.1设备
在符合EPL“Gb”要求的装置中,本质安全设备以及关联设备的本质安全部分应符合GB.4-要求的至少“ib”等级。
在符合EPL“Gc”要求的装置中,本质安全设备以及关联设备的本质安全部分应符合GB.4-要求的至少“ic”等级。
简单设备不需标志,如果本质安全性能与它们有关,则应符合GB.1-和GB.4-的要求。
关联设备尽量安装在危险区域之外。如果安装在危险区域之内.应有符合第5章规定的其他相应防爆措施.用于关联设备可能出现点燃源的情况。
连接到关联设备非本质安全接线端子的电气设备所施加的电压,不应超过关联设备铭牌规定的电压U。电源预期短路电流不应超过A。
当预期短路电流存在较高故障水平时,可在上游用适当的熔断器或保护限制预期短路电流。如果在关联设备上标记的Um小于V时,应依据下列方法之一进行安装:
a)如果Um不大于50Va.c.或Vd.c.,安装在SELV或PELV系统中;
b)通过符合GB/T.7或技术上等效标准的安全隔离变压器进行安装;
c)直接连接到符合GB.1、GB.1或技术上等效标准的设备上;
d)直接由电池供电。
为防止未经授权的干扰和损坏,本质安全设备和关联设备(如,安全栅)的元件和布线应安装在防护等级至少为IP20的外壳内,设备文件要求更高防护等级的情况除外。如果其他方法能够提供类似的完整性能防止干扰和损坏(如,安装在通常锁住的控制室内固定的支架上),也可以使用。
构成本质安全系统一部分的所有设备,在合理可行的情况下,可以标志为本质安全系统的一部分。按照12.2.2.6的要求可以满足该项建议。
12.2.2电缆
12.2.2.1总则
本质安全电路用电缆的绝缘应能承受导体对地、导体对屏蔽和屏蔽对地至少为Vac或Vdc的试验电压。爆炸危险场所内使用的每根导线的直径应不小于0.1mm。本条款也适应于多股细导线的每股导线。
12.2.2.2电缆的电气参数
对所有使用电缆(见12.2.5)的电气参数(Ce和Le)或(Ce和Le/Re)应依据a)、b)或c)来确定:
a)电缆制造商提供的最不利条件下的电气参数;
b)测量样品确定电气参数;
注:附录C详细说明了确定相关参数的方法。
c)pF/m以及1uH/m或30uH/Ω,由两芯或三芯常规结构的电缆(有或没有屏蔽)互相连接。
如果使用FISCO或FNICO系统,电缆参数的要求应符合GB.19-的要求。
12.2.2.3导体屏蔽的接地
如果要求有屏蔽,除了下述a)-c)外,屏蔽仅应在一点接地,通常在电路回路的非危险区域一端。本要求是为了防止在电路的一端与其他端之间地电位有电位差时,可能出现危险的屏蔽故障环路电流。
如果接地的本质安全电路在屏蔽电缆中,电路的屏蔽应在本质安全电路屏蔽的同一点上接地。
如果与地绝缘的本质安全电路或附属电路在屏蔽电缆中,屏蔽应在一点与等电位连接系统连接。
特殊情况:
a)如果有特殊原因(例如,屏蔽电阻高,或者另外要求屏蔽抗感应干扰)要求与屏蔽多点连接,可按图3要求布置,条件是:
——绝缘接地导线必须为耐用结构(通常不小于4mm2,但16mm2对夹紧连接比较合适);
——绝缘接地导线及屏蔽与电缆中所有其他导线和其他电缆铠装间的绝缘应能承受V的绝缘试验;
——绝缘接地导线和屏蔽仅一点接地,该点应是绝缘接地导线接地点,同时也是屏蔽接地点。通常应在电缆的非危险区域端;
——绝缘接地导线须满足9.3.8的要求;
——和绝缘接地导线一起安装的电缆的电感/阻抗比(L/R)应确定,并应符合12.2.5的要求。
b)如果通过有效的安装和维护,保证了电路各端(即危险区域和非危险区域之间)的等电位,那么,如果需要,电缆屏蔽在电缆两个终端均可接地,如有要求,可以在中间的任何点接地。
c)如果总电容不超过10nF,可通过小电容器(例如,1nF、V陶瓷电容器)多点接地。
图3导电屏蔽接地
12.2.2.4电缆铠装接地
每个布线的电缆终端均应通过电缆引入装置或等效装置将电缆的铠装连接在等电位系统上。在中间有接线盒或其他电气设备时,通常在这些中间点将铠装通过类似方法连接到等电位系统上。如果铠装不能在中间点上连接等电位系统,应注意确保所有敷设电缆铠装自始至终的电气连续性。
如果铠装在电缆引人点处等电位连接不可行,或者设计要求不允许这样,应注意避免铠装与等电位系统间可能存在的电位差产生点燃火花。任何情况下,铠装与等电位系统至少应有一个电气连接。用于将铠装对地隔离的电缆引入装置应安装在非危险区域或要求EPLGc级的区域。
12.2.2.5电缆和布线的安装
12.2.2.5.1总则
有本质安全电路的装置安装方式应使本质安全性能不受外界电场或磁场的干扰,例如,由附近上方供电线路或单芯电缆大电流的影响。例如可通过屏蔽和/或绞合芯线或与电场或磁场保持足够距离来实现。
除9.3.8的电缆要求之外,危险区域和非危险区域中电缆的安装应确保本质安全电路电缆不能因疏忽而连接到非本质安全电路电缆上。可以通过下列方式实现:
a)不同类型的电路电缆隔离;或
b)电缆在布置时应防止机械损伤危险:或
c)特定类型的电路使用铠装、金属护套或屏蔽电缆(例如,所有非本质安全电路使用铠装电缆,或所有本质安全电路铠装)。
12.2.2.5.2导体
本质安全电路中的导体与非本质安全电路的导体不应使用同一电缆,12.4允许的情况除外。
除非由绝缘材料中间层或接地金属隔板隔离,本质安全电路的导体与非本质安全电路的导体不应在同一个导线束或导管中,12.2.2.7允许的情况除外。如果本质安全电路或非本质安全电路采用金属护套或屏蔽,则不要求隔离。
12.2.2.5.3多芯电缆中未使用的芯线
多芯电缆中未使用的每根芯线应:
a)对地充分绝缘,并且两端相互之间用适当的端子充分绝缘:或
b)如果多芯电缆中的其他电路有接地连接(例如,通过关联设备),在同一电缆中使用接地点将任一本质安全电路接地,但应对地充分绝缘,并且在另一端使用适当的端子相互充分绝缘。
12.2.2.6电缆的标志
含有本质安全电路的电缆应有标示(下面情况除外),以表明是本质安全电路的一部分。如果护套或表层用颜色标志,含有本质安全电路的电缆应用淡蓝色标示。当使用淡蓝色标示的电缆说明是本质安全电路时,如果淡蓝色标志的电缆再用于其他目的,则使用方法和场所应不会导致混淆或降低鉴别本质安全电路的效果。
如果所有本质安全电路或所有非本质安全电路电缆铠装、加金属护套或屏蔽,则本质安全电路不需要标示。
测量和控制箱内、开关、配电设备等内部,如果有蓝色中性导线,本质安全电路电缆与非本质安全电路电缆存在有混淆的危险,则应采取其他标志措施。这些措施包括:
——将导线组合到共用的浅蓝色线束中;
——标牌标明;
——清楚地布置和空间隔离。
12.2.2.7含有多个本质安全电路的多芯电缆
本条款的要求是对12.2.2.1-12.2.2.6的补充。
多芯电缆可以含有多个本质安全电路。本质安全电路不能与非本质安全电路在同一多芯电缆中,12.4的特殊应用除外。
导体绝缘的径向厚度应与导体的直径和绝缘的属性相适应。最小径向厚度应为0.2mm。
导体绝缘应能承受本质安全电路标称电压2倍的均方根交流试验电压,最低为V的耐压试验。
多芯电缆至少应能承受下列介电强度试验:
——Va.c.(r.m.s.)或Vd.c.电压施加在铠装和/或屏蔽连接后与所有芯线连结后两者之间;
——Va.c(r.m.s)或Vd.c,电压施加在一半芯线连接起来与另外一半芯线连接后的芯线束之间。本试验不适用于各电路有导电屏蔽的多芯电缆。
电压试验应按有关电缆标准规定的方法进行。如果没有这样的试验方法,应按照GB.4-第10章的规定进行。
12.2.2.8多芯电缆故障考虑
本质安全电路系统使用的多芯电缆中如果考虑出现故障,与使用电缆的类型有关。
——A型:电缆符合12.2.2.7的要求,并且本质安全电路有导电屏蔽提供独立保护,防止电路间相互连接.屏蔽范围至少为表面积的60%。不考虑电路间出现故障。
——B型:电缆固定并提供有效保护防止损伤,符合12.2.2.7的要求。另外,电缆中电路的最高电压Uo不能超过60V。不考虑电路间出现故障。
--其他:对于电缆满足12.2.2.7的要求,但没有A型或B型的附加要求,对“ia”或“ib”需考虑导体之间出现最多两个短路故障,并且导体之间同时出现最多四个开路故障。在等同的电路中,如果通过电缆的所有电路的火花点燃参数的安全系数是“ia”或“ib”保护等级要求值的四倍,则故障不必考虑。