Перейти к содержанию
    

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).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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").

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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? 🙂

Изменено пользователем vazz
лишние переносы строк

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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?

Изменено пользователем vazz

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...