Jump to content
    

Взрывозащита - Искробезопасная электрическая цепь - Определение реактивных параметров

Может есть спецы, кто сертифицировал свою электронику? Или просто спецы по взрывке. В общем лет 12 назад мое устройство проходило испытания по соответствию ГОСТ Р МЭК 60079, потом еще раз но уже на соответствие ТР ТС ТР ТС 012/2011. Сертификаты в оба раза были получены. Сейчас решил передать проект другой организации, потому как сменил род деятельности. Новый заявитель пока еще только начал вести переговоры с ЦСМ о внесении нового СИ (под новым названием), но еще предстоит потом и по взрывке снова проходить всю эту бюрократию. Бюрократию то пройдем, сомнений нет (третий раз уже будет). Но я начал подчищать технические условия, на которые и ЦСМ и орган по сертификации потом будут опираться и дошел до раздела обеспечения взрывозащиты и начал вспоминать как я для моего устройства определял реактивные входные параметры и сразу возникла мысль, что я их неоправданно завысил. Я в свое время тупо сложил все емкости и индуктивности, которые применены в реальном устройстве и результат этой суммы и был заявлен в качестве Ci и Li. А сейчас вот сижу и думаю, представим что мое устройство это просто конденсатор без каких либо других деталей, допустим емкостью 1 мкФ. Я параллельно ему подключаю некий уже сертифицированный барьер искрозащиты с выходным параметром максимальной подключаемой емкости равным тоже 1 мкФ. Все как бы круто, все подходит. А если я возьму и добавлю в свое устройство последовательно с конденсатором еще и активное сопротивление (самое простейшее, условно не имеющее реактивной составляющей), допустим с номиналом 10МОм (десять мегаом). В данном случае параметр Ci моего устройства изменится? Или он также останется равным 1 мкФ? Ведь получается RC-цепь с весьма большой постоянной цепи и хоть барьер к этому устройству опдключи хоть любой другой низковольтный источник постоянного тока - искры точно не возникнет. Вопрос - как правильно рассчитываются реактивные параметры низковольтной электроники (КИПиА). В реальном устройстве несколько десятков конденсаторов в разных участках схемы, большинство из которых отделены от питания довольно высокоомными резисторами (номиналы разные), в общем устройство средней сложности наверное, много компонентов, еще и по входу есть блокировочный последовательный диод от переполюсовки, который точно не даст разряжаться внутренней емкости устройства во внешние цепи в случае, к примеру, нештатного обесточивания сети. Подскажите если кто имеет мысли на этот счет, ну или ткните на правила расчета этих параметров. Или все гораздо проще - нужно заявлять при сертификации, что эти параметры нужно определять неким промышленно выпускаемым RLC-метром, который внесен в гос реестр. И если это так, то в каком режиме нужно измерять эти параметры этим RLC-метром - можно только на постоянном токе или и на переменном тоже? (устройство слаботочное, питание 12В постоянного тока, содержит и контроллер и кучу внешней периферии).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если некий конденсатор в устройстве может контактировать со взрывоопасной средой, то не имеет значения подключен к нему резистор или нет.

Для определения Ci конденсатора с последовательным резистором можно посмотреть ГОСТ 31610.11-2014 раздел А.4.

Share this post


Link to post
Share on other sites

35 minutes ago, WasIstDas said:

Если некий конденсатор в устройстве может контактировать со взрывоопасной средой

У меня среда с пылевоздушной смесью в опасной концентрации. Устройство находится внутри оболочки с IP не хуже 54. Внутри оболочки не может образовываться пылевоздушная смесь в такой же концентрации, как снаружи (от слова "никак").

Share this post


Link to post
Share on other sites

48 minutes ago, WasIstDas said:

Для определения Ci конденсатора с последовательным резистором можно посмотреть ГОСТ 31610.11-2014 раздел А.4.

В этом разделе даны коэффициенты уменьшения емкости до эффективного значения для диапазона последовательного сопротивления всего лишь в диапазоне до 40 Ом (при этом применяется коэффициент уменьшения емкости 0,41). Это полезная информация, спасибо. Но у меня многие емкости подключены через куда бОльшие сопротивления, исчисляемые в основном килоОмами, есть конечно и сотни Ом - для них как быть, если нет данных о коэффициенте уменьшения эффективной емкости? Подскажите, пожалуйста

Share this post


Link to post
Share on other sites

Предполагаю, что для оценки искробезопасности сложных схем (например, параллельное включение различных конденсаторов с последовательными резисторами) нужно проводить реальные испытания на воспламенение.

Могу предложить следующие варианты:

  1. Если большое значение Ci устраивает, то оставить как есть и вычислять Ci просто как сумму всех емкостей.
  2. Если во входную цепь питания поставить неповреждаемые диоды для защиты от неправильной полярности, то они развяжут входную искробезопасную цепь от конденсаторов в схеме.
  3. Для последовательных резисторов более 40 Ом использовать коэффициент уменьшения как для 40 Ом (согласно таблице А.3).
  4. Попробовать экстраполировать таблицу А.3.
  5. Попробовать для конденсатора с последовательным резистором вычислить эквивалентную емкость конденсатора без резистора через энергию разряда.

Следует иметь ввиду, что последовательные резисторы, пути утечек и зазоры для этих резисторов должны быть соответствовать требованиям неповреждаемости.

Share this post


Link to post
Share on other sites

20 minutes ago, WasIstDas said:

нужно проводить реальные испытания на воспламенение

Это был мой единственный взрывобезопасный проект и я давно многое просто забыл, хоть и штудировал ГОСТы в тот период от корки до корки.

Такие испытания заявляются при испытаниях в лаборатории органа по сертификации, который будет выбран в качестве партнера-исполнителя?

20 minutes ago, WasIstDas said:

Если большое значение Ci устраивает, то оставить как есть и вычислять Ci просто как сумму всех емкостей.

Хотелось бы уменьшить, потому как хотелось бы иметь бОльший запас по числу устройств, подключаемых к одному к барьеру

20 minutes ago, WasIstDas said:

Если во входную цепь питания поставить неповреждаемые диоды для защиты от неправильной полярности, то они развяжут входную искробезопасную цепь от конденсаторов в схеме

Подскажите что значит неповреждаемый? Его параметры должны на порядок превышать реальные условия эксплуатации? (прямой ток в 10 раз больше, обратное напряжение в 10 раз больше и т.д.?) Или это какие-то специальные сертифицированные диоды? У меня стоит диод от переполюсовки прямо между входной клеммой и остальной схемой, но он простейший типа LL4148 (устройство кушает до 30 мА, не больше). Впринципе футпринт на плате позволяет устанавливать и S1M какой-нибудь в корпусе большего размера. Или данный диод должен быть конструктивно выполнен как-то по особенному? (за пределами печатной платы?)

Правильно ли я понимаю, что при наличии неповреждаемого диода емкость вообще можно не учитывать (ну или ставить какую-то символическую, минимальную)?

20 minutes ago, WasIstDas said:

Попробовать экстраполировать таблицу А.3

Я тож в первый раз об этом подумал. Кстати эта же таблица есть и в исходном ГОСТ Р МЭК 60079-11-2010 (я так понимаю, что для ТР ТС стандарт 60079 является основным)

А... неповреждаемый диод это наверное диод с такими параметрами, при шунтировании которым выхода барьера он не повредится (т.е. пропустит через себя весь максимальный ток барьера и при этом не повредится и не нагреется до оговоренной температуры)? Или нет? 🙂

Edited by vazz
лишние переносы строк

Share this post


Link to post
Share on other sites

27 minutes ago, vazz said:

Правильно ли я понимаю, что при наличии неповреждаемого диода емкость вообще можно не учитывать (ну или ставить какую-то символическую, минимальную)?

Хотя как ее можно не учитывать... Если представить простейшую эквивалентную схему с конденсатором и последовательно включенный диодом, то в начальный момент подачи напряжения емкость вполне будет работать как емкость, т.е. хоть с диодом хоть без него в начальный момент процессы в этой цепи практически ничем не будут отличаться..

Share this post


Link to post
Share on other sites

2 hours ago, vazz said:

Подскажите что значит неповреждаемый?

Его номинальные характеристики по напряжению, току и мощности должны быть в 1.5 раз больше заявленных Ui и Ii. Плюс диодов должно быть два или три последовательно, в зависимости от того какой уровень искрозащиты ia ib ic.

 

2 hours ago, vazz said:

Кстати эта же таблица есть и в исходном ГОСТ Р МЭК 60079-11-2010 (я так понимаю, что для ТР ТС стандарт 60079 является основным)

ГОСТ Р МЭК 60079-11-2010 уже устаревает. Последняя редакция это 31610.11-2014.

 

2 hours ago, vazz said:

Хотя как ее можно не учитывать... Если представить простейшую эквивалентную схему с конденсатором и последовательно включенный диодом, то в начальный момент подачи напряжения емкость вполне будет работать как емкость, т.е. хоть с диодом хоть без него в начальный момент процессы в этой цепи практически ничем не будут отличаться..

Ток заряда ограничивает барьер искрозащиты на уровне Io.

Share this post


Link to post
Share on other sites

33 minutes ago, WasIstDas said:

Ток заряда ограничивает барьер искрозащиты на уровне Io.

У меня "ia", стало быть нужно три диода. В принципе схемотехнику можно подкорректировать и поставить три диода шоттки, чтобы скомпенсировать излишнее падение напряжения на обычных диодах.

Т.е. я ставлю три диода с полуторным запасом по току и макс.рассеиваемой мощности относительно значений самого устройства [ Ii ] и [ Ui*Ii ] соответственно, и могу указать на это в ТУ, что мол установлена неповреждаемая цепь диодов, а входную емкость Ci какую при этом нужно указывать? 0 мкФ?

Edited by vazz

Share this post


Link to post
Share on other sites

И с полуторным запасом по напряжению. И это все, если у прибора только два контакта для внешнего подключения, через которые имеется доступ к Ci. Ci этом случае будет равен емкости входного диода + если по входу перед диодами стоит какой-нибудь варистор или супрессор, то его емкость тоже нужно учесть.

В ТУ про способ достижения искробезопасности можно не указывать. Главное указать маркировку, Ui, Ii, Ci, и т.д. А вот на электрической схеме прибора отмечают компоненты, от которых зависит взрывозащита и которые нельзя изменять.

Share this post


Link to post
Share on other sites

WasIstDas, спасибо, добрый человек, искренне благодарю за подсказки, теперь хоть более менее в голове все освежилось. Я наконец-то закончил редакцию раздела ТУ по обеспечению взрывозащиты, и наконец-то могу двигаться дальше по документу 🙂 Я вот еще думаю сразу во всех документах заменить упоминание стандартов 60079 на 31610 или оставить как есть, через пару месяцев уже наверное будем подавать заявку в орган по сертификации и наверное их спецы сразу попросят отредактировать документацию, заменив стандарт на более свежий? Хотелось бы сейчас отредактировать все доки так, чтобы разночтения при подаче одних и тех же документов в ЦСМ и орган по сертификации (ТУ, РЭ и пр.) либо отсутствовали либо были минимальны/малозаметны.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Скачиваете последнюю редакцию ТР ТС 012 и перечень стандартов к нему. Из перечня выбираете самые свежие редакции ГОСТ-ов.

Share this post


Link to post
Share on other sites

On 2/2/2023 at 10:58 PM, vazz said:

Может есть спецы, кто сертифицировал свою электронику? Или просто спецы по взрывке. В общем лет 12 назад мое устройство проходило испытания по соответствию ГОСТ Р МЭК 60079, потом еще раз но уже на соответствие ТР ТС ТР ТС 012/2011. Сертификаты в оба раза были получены. Сейчас решил передать проект другой организации, потому как сменил род деятельности. Новый заявитель пока еще только начал вести переговоры с ЦСМ о внесении нового СИ (под новым названием), но еще предстоит потом и по взрывке снова проходить всю эту бюрократию. Бюрократию то пройдем, сомнений нет (третий раз уже будет). Но я начал подчищать технические условия, на которые и ЦСМ и орган по сертификации потом будут опираться и дошел до раздела обеспечения взрывозащиты и начал вспоминать как я для моего устройства определял реактивные входные параметры и сразу возникла мысль, что я их неоправданно завысил. Я в свое время тупо сложил все емкости и индуктивности, которые применены в реальном устройстве и результат этой суммы и был заявлен в качестве Ci и Li. А сейчас вот сижу и думаю, представим что мое устройство это просто конденсатор без каких либо других деталей, допустим емкостью 1 мкФ. Я параллельно ему подключаю некий уже сертифицированный барьер искрозащиты с выходным параметром максимальной подключаемой емкости равным тоже 1 мкФ. Все как бы круто, все подходит. А если я возьму и добавлю в свое устройство последовательно с конденсатором еще и активное сопротивление (самое простейшее, условно не имеющее реактивной составляющей), допустим с номиналом 10МОм (десять мегаом). В данном случае параметр Ci моего устройства изменится? Или он также останется равным 1 мкФ? Ведь получается RC-цепь с весьма большой постоянной цепи и хоть барьер к этому устройству опдключи хоть любой другой низковольтный источник постоянного тока - искры точно не возникнет. Вопрос - как правильно рассчитываются реактивные параметры низковольтной электроники (КИПиА). В реальном устройстве несколько десятков конденсаторов в разных участках схемы, большинство из которых отделены от питания довольно высокоомными резисторами (номиналы разные), в общем устройство средней сложности наверное, много компонентов, еще и по входу есть блокировочный последовательный диод от переполюсовки, который точно не даст разряжаться внутренней емкости устройства во внешние цепи в случае, к примеру, нештатного обесточивания сети. Подскажите если кто имеет мысли на этот счет, ну или ткните на правила расчета этих параметров. Или все гораздо проще - нужно заявлять при сертификации, что эти параметры нужно определять неким промышленно выпускаемым RLC-метром, который внесен в гос реестр. И если это так, то в каком режиме нужно измерять эти параметры этим RLC-метром - можно только на постоянном токе или и на переменном тоже? (устройство слаботочное, питание 12В постоянного тока, содержит и контроллер и кучу внешней периферии).

откройте ГОСТ 31610.11-2014 на стр 88, пункт А.4 Допустимое снижение эффективной емкости при использовании защиты последовательно включенным резистором++

 

ПС, уже все пояснили без меня ) Товарищ ВасИзДАс все в точку сказал, дополню лишь, что аппроксимация таблицы А.3 допустима, сам так делал не раз, сертификаторов устраивало

On 2/4/2023 at 3:20 PM, vazz said:

WasIstDas, спасибо, добрый человек, искренне благодарю за подсказки, теперь хоть более менее в голове все освежилось. Я наконец-то закончил редакцию раздела ТУ по обеспечению взрывозащиты, и наконец-то могу двигаться дальше по документу 🙂 Я вот еще думаю сразу во всех документах заменить упоминание стандартов 60079 на 31610 или оставить как есть, через пару месяцев уже наверное будем подавать заявку в орган по сертификации и наверное их спецы сразу попросят отредактировать документацию, заменив стандарт на более свежий? Хотелось бы сейчас отредактировать все доки так, чтобы разночтения при подаче одних и тех же документов в ЦСМ и орган по сертификации (ТУ, РЭ и пр.) либо отсутствовали либо были минимальны/малозаметны.

если меня на самые свежие госты, то может измениться в том числе и Ех маркировка, но сейчас дело обстоит так, что действуют несколько гостов одновременно, так что орган все скажет, если будут расхождение

On 2/3/2023 at 6:03 PM, vazz said:

У меня "ia", стало быть нужно три диода. В принципе схемотехнику можно подкорректировать и поставить три диода шоттки, чтобы скомпенсировать излишнее падение напряжения на обычных диодах.

Т.е. я ставлю три диода с полуторным запасом по току и макс.рассеиваемой мощности относительно значений самого устройства [ Ii ] и [ Ui*Ii ] соответственно, и могу указать на это в ТУ, что мол установлена неповреждаемая цепь диодов, а входную емкость Ci какую при этом нужно указывать? 0 мкФ?

 

0 нельзя, обычно пишут 300 пФ, типа входная емкость диодов, проводов и разъемов

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...