Как установить реле напряжения ZUBR самостоятельно.. Статьи компании «ООО «Витокс»»

Желаете самостоятельно установить и подключить реле напряжения ЗУБР – читайте инструкцию о подключении в статье Vitox.

 

 Существует несколько способов подключения устройств защиты от скачков в сети ZUBR.

Руководство по подключению реле напряжения

Первый и очень легкий вариант подключения защиты от перенапряжения.

Самый простой способ –  вставить переносной прибор ZUBR SR1 или  ZUBR SR1 в электрическую розетку. Но этот метод, подходит только при условии, что нагрузка, подключаемая через вышеупомянутые реле, не превышает 16 ампер, при напряжении 220 вольт. 

16 ампер  соответствует 3,52 кВт. мощности.  Это значит, что только несколько электро-приборов, возможно включить одновременно в сеть через реле, суммарная мощность которых, не будет превышать это значение.

Перечень средне-статистической, потребляемой мощности электробытовых приборов, можно посмотреть на сайте производителя техники.. Исходя из этих данных, несложно подобрать или скомбинировать одновременно включаемые приборы.

У данного способа подключения есть и свои плюсы.

1.      Можно самостоятельно включить, выключить прибор из сети.

2.      Возможность транспортировки реле в ручной клади, непосредственно к месту  использования техники.

3.      Визуальный контроль входного напряжения, поскольку устройство находится в прямой видимости.

4.      Управление, настройка практически «под рукой»

5.      Не требует каких-либо знаний и навыков.

6.      Не нужны услуги специалиста со  знаниями в сфере электроэнергетики.

7.       Отпадает необходимость в изучении процесса  установки стационарных реле.

 

Второй не простой, но вполне возможный способ подключения стационарного реле защиты от перепадов напряжения.

 

Основываясь на нашем опыте по установке и подключению стационарных  Зубров с 2003 года, компания Витокс, может дать некоторые практические советы и рекомендации.

Лучше всего обратиться в организацию, выполняющую электромонтажные работы, либо к частному специалисту. Но если вы все-таки решились установить реле самостоятельно, то следующая глава заслуживает вашего внимания.

                   

Подготовка к установке стационарного реле перенапряжения ZUBR.

 

Перед установкой нужно убедиться в целостности и работоспособности изделия на 100 процентов.

Для этого вам понадобятся нижеперечисленные инструменты и материалы:

1.      Указатель напряжения (к примеру  Поиск-1Ф ) или иной прибор с возможностью контроля фазного проводника и наличия напряжения 220 вольт.

2.      Фигурная (крестовая) или шлицевая отвертка.

3.      Стриммер  или нож для зачистки изоляции.

4.      Двухполюсный или однополюсный автоматический выключатель такого же номинала как у реле любого производителя  Hager,  Eaton,  IEK,  Schneider   (если его нет в щитке).

5.      Двухжильный изолированный провод сечением 0,5 – 2,5 мм. кв. длинной 1-2 метра. (для проверки)

6.      Одножильный провод мягкой (ПВ-3) или жесткой (ПВ-1) конструкции, для подключения в вводном электрощите. Сечение проводников зависит от модели.

7.      Обычная штепсельная, электрическая вилка.

Берем двойной провод марки ПВС или ШВВП сечением 0,5 – 2,5  квадратных миллиметра, с различным цветом жил (допустим, коричневый – голубой, самый распространенный) и снимаем изоляцию с концов проводников, при помощи стриммера или ножа расстоянием 15-17 мм. Слегка скручиваем зачищенные концы проводов по часовой стрелке,  чтобы сгруппировать вместе тонкие медные нити провода.

  Аккуратно вставляем проводник коричневого цвета  в клемму под номером 2 вход «фаза L in» прибора, а провод голубого цвета в клемму «1»  «ноль N» и зажимаем при помощи отвертки.  Внимательно следим за тем чтобы «волоски»  не топорщились в стороны.  Противоположные концы проводов подключаем к электрической вилке, предварительно подписав на её корпусе  символы «L» — коричневый, «N» — голубой.

Следующим шагом будет нахождение фазного проводника в розетке. Указателем напряжения поочередно вставляем его щуп в гнёзда розетки. Световой или звуковой сигнал индикатора прибора, укажет с какой стороны розетки, находится «фаза» и маркируем символом «L».   

Обращаем внимание, что при неправильном подключении – реле  выйдет из строя. Поэтому вилка должна вставляться в розетку таким образом, чтобы обозначения «L» совпадали, как это показано на рисунке.

После включения устройства на цифровом дисплее высветится значение напряжения присутствующее на данный момент в сети.

Если напряжение соответствует допустимым критериям, через 2 секунды произойдет характерный щелчок, сигнализирующий о том, что реле включилось и на клемме № 3  , должна появиться «фаза». Проверяем её наличие, указателем уткнув щуп в клемму № 3 «L out». У  рабочего реле фаза должна присутствовать.

               

Установка и подключение стационарного реле перенапряжения ZUBR.

Стационарная модель ZUBR  монтируется на металлическую DIN – рейку и подключается сразу после вводного автомата и счётчика учёта электроэнергии. Схема подключения показана на рисунке.

 

                           Схема подключения защиты от перенапряжения в вводном щите.

1.      Клемму № 1 «N» — подключаем к нулевой шине щитка проводом голубого цвета сечением 0,5-2,5 мм. Этого достаточно для питания электронной схемы ZUBR.

2.      Выход вводного автомата, стоящего по схеме после счетчика электроэнергии соединяем проводом ПВ3 (удобней) сечением от 2,5 до 10 мм. кв. (зависит от модели) с клеммой № 2 «L – вход» реле.

3.      Клемму № 3 «L – выход» соединяем с верхними полюсами автоматических выключателей таким же сечением провода, как и «вход» прибора.

4.      Настраиваем в меню согласно инструкции диапазон напряжений и время задержки.

 

Что такое реле перенапряжения, как этот прибор функционирует и как его приобрести, вы можете прочитать на нашем сайте в разделе «новости и статьи» — Как уберечь технику от скачков напряжения.

 

 

 

 

 

Как настроить реле напряжения | Электрик

Реле напряжения предназначено для отключения бытовой нагрузки при недопустимых колебаниях напряжения в сети с автоматическим повторным включением после восстановления параметров сети.
В нормальном режиме реле напряжения пропускает через себя весь ток нагрузки, и заодно служит цифровым индикатором уровня напряжения а в некоторых моделях и потребляемого тока.

Согласитесь, это очень удобно, поэтому рекомендуется к установке в каждом домашнем электрощите ввиду того что электрическая сеть подаваемая в дом или квартиру может быть непредсказуемая по своим параметрам.

Простой пример — обрив или отгорания нуля в этажном электрощите что неприкословно приведет к сдвигу фаз где напряжение в розетках квартиры «пойдет в разнос» и может составить даже 400 вольт! Естественно все незащищенные электроприборы которые будут подключены к сети в это время выйдут из строя.

Кроме всего прочего по разным причинам в сети могут появится импульсные «скачки» высокого напряжения или же напряжения может «просесть» до критически опасных низких уровней напряжения при которых домашние электроприборы могут также выйти из строя.

Во всех подобных случаях для защиты домашнего оборудования можно применять реле напряжения. Но все же несмотря на такие полезные его свойства пропускать в розетки только оптимальное напряжение, если в вашей электросети бывают частые понижения напряжения, например в сельской местности где еще старое оборудования местних электростанций, стоит обратить внимание на стабилизатор напряжения.

Несмотря на большое изобилие производителей выпускающих реле напряжения разных моделей у всех моделей принцип работы одинаков и зачастую подключить его не составит проблем.
О выборе, параметрах и правильных схемах подключения реле напряжения можно почитать здесь.

Электрическая схема подключения есть и в инструкции и на самом приборе.

После установки реле напряжения в электрощит наступает момент когда его нужно правильно настроить для надежной и безопасной работы домашней электротехники, особенно холодильников, кондиционеров и другой морозильной, компрессорной и не только, техники..

В реле напряжения можно настраивать напряжения сработки (повышенное и пониженное), а также время повторного включения после восстановления заданных параметров напряжения.
В большинства реле, параметры такие:
Нижний предел 120-200 вольт
Верхний предел 210-270 вольт
Время (повторного) включения нагрузки 5-300 (600) секунд

Максимальный ток нагрузки 40 ампер
Кроме того очень важные и стоит обратить внимание на параметры аварийного отключения (сработки) реле напряжения, качественные модели срабатывают за 0. 04 секунды для верхнего предела и 0.06 для нижнего.

По стандарту напряжение в сети может отличаться от номинала не более чем на 10%, а это 198 — 242 вольт и стоит заметить что большинство электрооборудования росчитаны на нормальную работу в таких пределах. В технической документации к каждому электроприбору (оборудованию), как правило указывается и напряжение питания и процент отклонений от номинала. Правда, сейчас введён новый стандарт номинала — 230 вольт, а  это значит, что пределы должны быть от 207 до 253 В.

Но на практике если напряжение сети у вас составляет 190-220 Вольт, то верхний предел лучше всего установить на 245 вольт, а  нижний предел на 180 В. Но если же напряжение сети 230-245, верхнее лучше установить на уровне 255 вольт, а нижнее 190 В.
Если к данной линии подключены холодильники, кондиционеры или другие приборы с пусковыми рабочими свойствами время восстановления рекомендуется выставлять максимальное 300 сек. Такая выдержка времени подключения отсрочит включение бытовых приборов, и они останутся невредимыми и работоспособными.
Если же такая задержка включения вам не по душе, можно применить два варианта, сделать отдельную линию и отдельное реле напряжения для холодильно-компрессорных устройств и с соответствующей задержкой только для того реле в 300-500 секунд, а на реле всех остальных линий дома настроить 5 секунд включения, или второй вариант — настроить реле напряжения (если оно одно и на весь дом) минимум на 150 секунд, но не меньше.
Если скачки «верхнего напряжения» будут очень частыми, то стоит попробовать увеличить верхний предел на 5 Вольт, а если вниз—то уменьшить. Но не устанавливать более 260 вольт, лучше в таких случаях применять квартирный стабилизатор напряжения.

Вносить параметри напряжений нужно согласно инструкции к конкретному реле напряжения, рассмотрим пример настройки реле напряжения (и тока) фирмы DigiTOP.

Настройка реле напряжения

Чтоб установить (изменить) верхний предел отключения по напряжению – жмем и удерживаем более 5 секунд верхнюю клавишу (стрелка вверх). В правом нижнем углу индикатора обязана появится точка и уровень начнет поочередно изменятся с шагом 1 В. Стрелками «вверх» и «вниз» (верхняя и центральная кнопки) устанавливаем нужное нам значение и отпускаем элементы управления. Через 10 сек происходит автоматический выход из меню, параметры остаются в энергонезависимой памяти до их последующей корректировки. Кроме того происходит настройка нижнего значения, лишь начинаем со стрелки «вниз». В случае если нажать и удерживать две стрелки, мы перейдем в настройку времени задержки на включение с шагом 5 сек. При краткосрочном нажатии на одну либо несколько стрелок, мы увидим параметр, который установлен в памяти прибора.

В некоторых моделях еще есть кнопка «і» . Прибор  запоминает  значение  напряжения, вызвавшего последнее  срабатывание. На  дисплей  это  значение  можно вывести нажатием этой кнопки.

Настройка защиты по току в реле типу VA-63(32) делается при помощи нижней кнопки в виде символа «пуск». При ее единоразовом нажатии мы увидим на нижнем табло символ «ON» либо «OFF». Удерживая клавишу, переходим в режим настройки и стрелками устанавливаем подходящий вариант. По умолчанию, с завода, контроль тока включен.

При необходимости в некоторых реле напряжения можно произвести калибровку показаний вольтметра и амперметра.
Внимание! Эта операция есть сервисной и обязана производится специалистом, с надлежащими познаниями и устройствами замера напряжения, и исключительно в тех случаях когда часто имеются отличия характеристик питания наружной электросети (отклонение частотных характеристик, искаженная синусоида) что приводит к неверному измерению устройством («реле») настоящего напряжения.

Для исполнения калибровки вольтметра нужно, при отключенном питании, зажать две стрелки (кнопки) устройства и после чего подать входное напряжение. В режиме калибровки, используя внешний цифровой либо стрелочный вольтметр, стрелками на защите подстраиваем показания на верхнем индикаторе под значение нужного нам эталонного устройства. После чего выключаем питание. Конфигурации сберегаются в энергонезависимой памяти.
По мере надобности, переходим к амперметру. Вход в режим его калибровки производится параллельным нажатием средней и нижней кнопки при выключенном питании и его следующем подключении при удержании кнопок. Подстройка в верхнюю сторону либо наоборот вниз на основании показаний эталонного амперметра исполняется нажатием и удержанием стрелок вверх-вниз.
Обратите внимание! Подстройка показаний случается еще медленнее, нежели в первом варианте с вольтметром.

Как подключить реле-автомат от перепадов и скачков напряжения в электрической сети?

Как же правильно подключить автомат-реле от перепадов и прыжков (скачков) напряжения? При покупке реле напряжения к нему, как правило, прилагается инструкция по подключению с описанием технических характеристик. В основном однофазныереле-автоматы от перепадов напряженияимеют три выхода: фаза выход, ноль, и фаза вход. У разных производителей последовательность расположения контактов может быть иная, но основных выходов всё также три.

Далее на примере я буду описыватьустройство для защиты бытового электрооборудования БАРС-4 — микропроцессорный блок защиты от скачков и перепадов напряжения. Крепится оно на DIN-рейку, как и обычные автоматические выключатели. Оно занимает три модуля (один модуль это толщина автоматического выключателя, которая равна 18 мм.).Данное реле имеет нагрузочную способность 40 Ампер, это означает что на него можно подключить нагрузку максимум 8000 Ватт (8 кВт). Реле с током на 63 Ампер тоже будет занимать три модуля.

Данное устройство предотвращает выход из строя Вашей бытовой техники, так как оно способно контролировать входящее напряжение в электросети, и отключать оборудование, если это напряжение выходит из установленных пределов.

Технические параметры автомата от перепадов (скачков) напряжения:

Границы установки параметров :

— нижний предел, не менее 130 Вольт, (установлено) — 175 Вольт,
— верхний предел, не более 300 Вольт, (установлено) — 245 Вольт,
— ток нагрузки, не более 40 Ампер,
— задержка времени включения, от 1 до 300 сек. , (установлено) — 5 сек..

Схема подключения реле-автомат от перепадов (скачков) напряжения в электрической сети Барс-4.

Установка и подключение реле напряжения Барс-3 и БАРС-4.

Установить устройство на DIN-рейку и надёжно закрепить. Категорически запрещается производить подключение к сети под напряжением! Подключить входной и выходной фазные провода сечением не менее 4÷6 мм.кв. Если провод медный и многожильный, то на него нужно одеть наконечник (рисунок справа), или же хорошо залудить припоем. Клемму «0» можно подключить проводом 0,5÷1,5 мм.кв., так как он не несёт большой нагрузки, и служит только для питания самой электронной схемы реле. Подключённое реле напряжения возле счётчика можно посмотреть здесь, а также и в щитке. Если не справляетесь, вызовите электрика.

Как выбрать реле напряжения, можно почитать здесь, там же и много фото подключенных реле напряжения.

Настройка и работа:

При подачи напряжения на блок защиты, на индикаторе начнёт мигать действующее напряжение в сети. Через установленное время оно перестанет мигать, и подаст это напряжение на выход устройства. Вход в режим установок осуществляется одновременным нажатием кнопок «плюс» и «минус». При этом на индикаторе появится надпись Uhi (верхний предел) и сразу же отобразится действующее значение. Для изменения пределов нужно сразу увеличить либо уменьшить данную величину путём нажатия вышеуказанных кнопок. Установили верхний предел, ждём появления надписи Ulo—задаём нижний предел. Опять ждём и устанавливаем время задержки t от 1 до 300 секунд. После установки времени, система автоматически выходит в рабочий режим, и устройство готово к работе.

Рекомендации, как подключить и настроить реле напряжения Барс-3 и БАРС-4. Если у Вас отображается напряжение в сети 190-220 Вольт, то верхний предел нужно установить 245 В., нижний 180 В. Если же 230-245, тоUhi установить на уровне 255 В., а Ulo—190 В. Время выставлять максимальное 300 сек. Это нужно для того, что такие электроприборы как кондиционеры, холодильники, и др. с пусковым свойством, чувствительны к резким скачкам напряжения. Данная выдержка в течении этого времени отсрочит включение бытовых приборов, и они останутся невредимыми и работоспособными. В случае, если скачки вверх будут очень частыми, то пробовать увеличивать верхний предел на 5 Вольт, а если вниз—то уменьшать. Но не устанавливать более 260 Вольт.

Реле-автомат от скачков (прыжков) напряжения в электрической сетинадёжно защитит Ваше электрооборудование от выхода со строя. Ведь дальнейший их ремонт, при его отсутствии, может обойтись не в одну сотню гривень…

Как выбрать шунт-диодный барьер искрозащиты?

Главная цель статьи — максимально облегчить непростой процесс выбора барьеров искробезопасности.

Любое промышленное производство требует высокотехнологичных решений в плане контроля и обеспечения безопасности. Особенно это касается производств, связанных с добычей и переработкой легковоспламеняющихся материалов, таких как: нефть, газ, целлюлозная промышленность и т. д. Для обеспечения пожарной безопасности, оборудование, размещенное в зоне наличия легковоспламеняющихся газов и веществ, должно иметь защиту от возникновения искр, нагрева и возгорания. Такое оборудование называют взрывозащищенным, и оно имеет в своей маркировке обозначение «Ex».

Взрывозащита может быть выполнена различными способами: взрывонепроницаемая оболочка, имеет обозначение Exd, искробезопасная электрическая цепь — обозначается Exi, герметизация компаундом Exm и так далее, и каждая имеет свою область применения. Оборудование также может иметь комбинированную защиту, состоящую из нескольких видов защит. Далее мы будем рассматривать взрывозащиту типа искробезопасная электрическая цепь, так как именно при таком виде защиты применяются барьеры искробезопасности.

Использование различного электрооборудования во взрывоопасной зоне, например, датчиков давления и температуры, расходомеров, уровнемеров накладывает ограничение на величину электрической энергии, передаваемой во взрывоопасную зону к оборудованию, а также электрической энергии, которую может накопить электрооборудование и линии связи между ними. Количество электрической энергии, которую можно безопасно «пустить» во взрывоопасную зону для различных взрывоопасных веществ было установлено опытным путем, и подробно этот процесс описан в ГОСТ 30852.0-2002. Важно отметить, что такая защита строится на ограничении энергии при возникновении аварийных ситуаций в электросети и связанном оборудовании, таких как короткое замыкание линии или попадание на вход высокого напряжения.

Устройство и принцип работы барьеров

Барьер искрозащиты представляет собой законченный блок, имеющий неразборную конструкцию для защиты от несанкционированного ремонта и замены элементов, который удовлетворяет требованиям ГОСТ 30852. 10-2002. Различают цепи искрозащиты с уровнями «ia», «ib» и «iс». Отличие схемы «ia» от «ib» заключается в том, что у цепей с уровнем искрозащиты «ia» предусмотрена защита обеих полюсов от источника питания. Электрические схемы блоков искрозащиты на стабилитронах приведены на рисунках 1а, 1б. Барьер состоит из шунтирующих стабилитронов VD1 — VD6, последовательно включенных токоограничительных R2, R2.1 и балластных R1, R1.1 резисторов и плавких предохранителей FU1, FU1.1. Для схемы «ia» предусмотрено двойное дублирование стабилитронов для повышения надежности и снижения вероятности отказов.

Рисунок 1а — Схема барьера с искробезопасной цепью уровня «ib»

Рисунок 1б — Схема барьера с искробезопасной цепью уровня «ia»

При нормальной работе напряжение на стабилитронах не превышает напряжения стабилизации, и через стабилитроны практически не течет ток (рисунок 2). В случае возникновения аварийной ситуации (попадания на вход барьера повышенного напряжения) стабилитроны будут ограничивать напряжение на выходе барьера при изменении тока, протекающего через них (рисунок 3). Если в результате аварии на вход барьера подается напряжение, которое вызывает протекание тока свыше допустимого, то установленный плавкий предохранитель отключит защищаемые цепи от аварийной цепи. Чтобы ограничить ток через стабилитроны в момент попадания высокого напряжения на вход барьера устанавливается дополнительный токоограничительный резистор R2, который призван сохранить целостность стабилитронов при протекании токов на момент пока перегорает плавкий предохранитель. Обычное время перегорания плавкого предохранителя находится в пределах 10 миллисекунд и сильно зависит от величины протекающего тока. Назначение балластного резистора R1 — ограничение тока короткого замыкания на выходе барьера. Таким образом обеспечивается искробезопасный ток, напряжение и электрическая мощность при которых не может произойти возгорание во взрывоопасной зоне при аварийных режимах работы электрической цепи, но при этом обеспечивается нормальная передача полезного сигнала при её штатной работе.

Рисунок 2 — Протекание тока через барьер в штатном режиме

Рисунок 3 — Протекание тока через барьер при аварийной ситуации

Барьеры искрозащиты имеют следующие параметры:

Um — максимальное напряжение, которое может быть приложено ко входу барьера, при этом не произойдет пробой изоляции барьера, и он сохранит свою функцию ограничения энергии. Для большинства барьеров это напряжение составляет 250 В так как питание устройств осуществляется от источников, которые преобразуют сетевое напряжение и в случае пробоя изоляции блока питания барьер должен выдержать появление на входе сетевого напряжения;

• U₀ — максимальное напряжение на выходе барьера (к которому подключено оборудование, расположенное во взрывоопасной зоне) при попадании на вход барьера напряжения Um при отключенной нагрузке;
• I₀ — максимальный выходной ток (ток короткого замыкания). Данный параметр определяется при коротком замыкании выхода барьера и при подаче на вход барьера напряжения Um;
• P₀ — максимальная мощность, которую барьер может передать во взрывоопасную зону. Данный параметр напрямую зависит от напряжения на выходе барьера, его тока короткого замыкания и определяется по формуле:

P₀ = U₀ · I₀ / 4.

• R_в — сопротивление ветвей барьера, сопротивление между клеммой входного и выходного разъема. В некоторых случаях его называют проходным сопротивлением барьера.

На рисунке 4 приведен график зависимости мощности на выходе барьера от изменения сопротивления нагрузки. Как можно видеть из графика максимальная мощность на выходе достигается когда напряжение и ток достигают половины от своих максимальных значений.

Рисунок 4 — Зависимость мощности на выходе барьера от напряжения и тока на нагрузке

Классификация барьеров

Барьеры искрозащиты по устройству и принципу действия делятся на три группы.

Шунт-диодные барьеры искрозащиты, или пассивные барьеры (иногда их называют «барьеры на зенеровских диодах») — это барьеры, состоящие из шунтирующих стабилитронов, последовательно включенных токоограничивающих резисторов и плавких предохранителей. Принцип действия данных барьеров был приведен выше.

Такие барьеры применяются для подключения различных датчиков, работающих с унифицированными токовыми сигналами 4…20, 0…20 или 0…5 мА, подключения термопреобразователей температуры, потенциометров, концевых датчиков, кнопок и подобных устройств, а также передачи питания на устройства, которые находятся во взрывоопасной зоне. Данные барьеры являются самыми простыми устройствами. После короткого замыкания выхода или подачи на вход барьера высокого напряжения перегорает плавкий предохранитель, и барьер необходимо заменить. У некоторых производителей в качестве опций устанавливается дополнительная электронная схема ограничения тока короткого замыкания, которая призвана защитить предохранитель от случайного замыкания, например, при пуско-наладочных работах, делая барьер защищенным от короткого замыкания на выходе. Однако за такой функционал приходится платить не только деньгами, но и дополнительным падением напряжения на ветвях барьера.

В нашей продуктовой линейке – это барьеры ЭнИ-БИС-100-Ех, ЭнИ-БИС-150-Ех, ЭнИ-БИС-1000-Ех.

Активные барьеры искрозащиты, в которых помимо пассивного барьера добавлена электронная схема преобразователя, позволяющая осуществлять функциональное преобразование входного сигнала, например, токовый сигнал 4…20 мА преобразовывать в выходной сигнал 0…20 мА или сигнал от потенциометра в выходной токовый сигнал 0…20 мА.

Помимо схемы преобразования в барьере имеется электронный ограничитель тока короткого замыкания на выходе, повышающий живучесть барьера при коротком замыкании выхода барьера в рабочем режиме при пуско-наладочных работах. В отличие от пассивных барьеров, где замыкание на выходе приводит к перегоранию плавкого предохранителя, активные барьеры после устранения замыкания вновь готовы к работе. Для функционирования такого барьера требуется дополнительное напряжение питания.

Основная причина применения активных барьеров — ситуации, когда невозможно применить пассивные барьеры. Например, когда сопротивление нагрузки слишком велико для того чтобы датчику хватало напряжения питания при максимальном токе потребления. Такая ситуация может возникнуть в случае, если имеется несколько показывающих (дублирующих) приборов. Еще один случай, когда применение активного барьера оправдано — если для питания датчика (устройства) необходимо использовать барьер с напряжением U0, которое ниже или равно стандартному ряду выходных напряжений источника питания, а его подстройка невозможна.

Еще один немаловажный момент, который следует учесть при использовании пассивных и активных барьеров, это наличие эквипотенциальной системы заземления. Если на данном объекте невозможно создать эквипотенциальную систему заземления, то использование таких барьеров не допускается.

В нашей продуктовой линейке – это барьеры ЭнИ-БИС-200-Ех.

Активные барьеры с гальванической развязкой. Такие барьеры в своем составе помимо пассивного барьера, схемы ограничения тока короткого замыкания и электронного преобразователя, содержат еще и источник питания с гальванически развязанными выходами, который позволяет осуществлять питание входных и выходных цепей барьера, гальванически разделенных между собой. Данная группа барьеров не имеет клемм для подключения к заземлению так как имеется гальваническая развязка входа от выхода и от источника питания, которая гарантированно выдерживает разность потенциалов минимум 500 В.

Данные барьеры применяются в тех случаях, когда невозможно создать эквипотенциальную систему заземления — разность потенциалов земли в точке установки датчика отличается от потенциала заземления в точке установки остального оборудования. В этих случаях заземление осуществляется непосредственно в точке установки датчика, а со стороны измерительного оборудования устанавливается барьер искрозащиты с гальванической развязкой, задачей которого является передача токового сигнала в цепи, связывающей устройства, находящиеся под разными потенциалами.

В нашей продуктовой линейке – это барьеры ЭнИ-БИС-300-Ех, ЭнИ-БИС-3000-Ех.

Все три группы барьеров широко используются при проектировании систем контроля и управления технологическими процессами при работе оборудования во взрывоопасной зоне. Барьеры каждой группы имеют свое назначение и область применения. Поставленная перед проектировщиком задача может быть решена несколькими путями с использованием тех или иных барьеров. В таком случае всегда производится оценка каждого варианта решения задачи, оцениваются финансовая составляющая, удобство монтажа и обслуживания систем с целью поиска оптимального решения.

Алгоритмы подбора шунт-диодных барьеров искробезопасности

Далее приведем конкретные примеры для выбора пассивных барьеров и примеры расчетов для проверки работоспособности схемы.

Пример 1. Допустим, необходимо измерять давление газа во взрывоопасной зоне. Во взрывоопасной зоне будет присутствовать газ этилен. Для упрощения задачи рассмотрим вариант с одним датчиком, расположенным в 50 метрах от шкафа с оборудованием. Питание датчика будет осуществляться от сетевого источника питания через барьер, а с помощью измерительного прибора будет осуществляться индикация измеренного давления. Измерительный прибор, блок питания и барьер расположены во взрывобезопасной зоне. В месте установки оборудования имеется возможность создания эквипотенциальной системы заземления.

Перед началом выбора датчика и барьера необходимо определиться с подгруппой электрооборудования, которой должен соответствовать датчик и барьер искрозащиты. Подгруппа электрооборудования зависит от того взрывоопасного вещества, которое будет присутствовать во взрывоопасной зоне. Методика определения подгруппы и рекомендации по выбору подгруппы, а также перечень типовых представителей горючих веществ и соответствующая им подгруппа приведены в приложении А ГОСТ 30852. 0-2002, ГОСТ 30852.11-2002.

Согласно приложению А ГОСТ 30852.0-2002 газ этилен соответствует категории взрывоопасности IIB. Соответственно при выборе оборудования, которое будет во взрывоопасной зоне, подгруппа должна быть IIB или более высокая — IIC.

Далее необходимо выбрать датчик давления для измерения соответствующего давления и имеющий взрывозащищенное исполнение типа «искробезопасная электрическая цепь» с необходимым классом точности измерения.

Для нашего примера выберем датчик давления, который имеет следующие характеристики:

• минимальное напряжение питания U_д min=12В;
• максимальное напряжение питания U_i=28В;
• максимальный входной ток I_i=120мА;
• максимальная рассеиваемая мощность P_i=0,84Вт;
• максимальная внутренняя емкость C_i = 0,05 мкФ;
• максимальная внутренняя индуктивность Li = 0,2 мГн.

После выбора подходящего датчика давления необходимо подобрать к нему барьер искрозащиты. Для выбора барьера необходимо определить, какими параметрами он должен обладать. Выбор следует делать из следующих условий:

• U₀ ≤ Ui;
• I₀ ≤ Ii;
• P₀ ≤ Pi.

Другими словами, барьер искробезопасности должен пропускать через себя такое количество электрической энергии, чтобы во всех режимах работы датчик оставался взрывозащищенным. Для данного датчика выберем барьер ЭнИ-БИС-110-Ех со следующими параметрами:

• максимальное напряжение на выходе U₀ = 25,2 В;
• ток короткого замыкания I₀ = 100 мА;
• максимальная мощность, передаваемая через барьер P₀ = 0,6 Вт;
• максимальное проходное сопротивление ветвей R_max = 280 Ом.

В качестве измерительного прибора может выступать любой прибор, предназначенный для измерения тока в токовой петле и обеспечивающий необходимым классом точности измерения. Для этой цели мы будем использовать измеритель-регулятор МИР-7200. Для расчета нам нужно знать сопротивление токоизмерительного шунта, которое содержится в технической документации и составляет 50 Ом.

Осталось подобрать источник, от которого будет запитан датчик давления через барьер. Для этого необходимо вернуться к выбранному барьеру искрозащиты, так как напряжение на выходе блока питания будет зависеть от U0 барьера. Напряжение на входе барьера не должно превышать напряжения, при котором через стабилитроны начнет протекать ток. Этот параметр указывается в руководстве по эксплуатации на барьер искрозащиты. Если этот параметр не указан, то его можно вычислить условно. Для барьеров с напряжением U0 более 13 В максимальное напряжение, которое можно подать на вход барьера и при котором ток утечки стабилитронов не превысит 10 мкА, составляет:

U_вх max= U₀ – (1…1,5 В).

Для барьеров с напряжением U0 менее 13 В необходимо увеличивать запас по напряжению до 2…2,5 В, поскольку это связано с искривлением вольт-амперной характеристики стабилитронов при снижении напряжения стабилизации.

Рассчитаем максимальное напряжение, которое можно подать на вход выбранного барьера: U_вх max = 25,2 – 1,2 = 24,0 В.

После определения максимального напряжения, которое можно подать на вход барьера, выбираем источник питания. Это может быть как отдельный источник питания, так и встроенный в измерительный прибор с выходным напряжением 24 В и максимальным током нагрузки не менее 25 мА.

После выбора всех необходимых приборов можно составить электрическую схему для проведения окончательных расчетов. Получившаяся схема приведена на рисунке 5.

Рисунок 5 — Подключение датчика давления через искробезопасный барьер

Для расчета схемы и проверки ее работоспособности необходимо рассчитать сопротивление кабеля, соединяющего датчик давления с барьером искробезопасности. Часть кабеля, который соединяет блок питания, измерительный прибор и барьер можно не учитывать, если данные блоки смонтированы в непосредственной близости в одном шкафу, так как сопротивление этого кабеля будет ничтожно мало и его при расчетах можно не учитывать. В случае, когда длина этого кабеля значительна, его так же необходимо включить в расчет.

Расчет сопротивления кабеля начинают с измерения необходимой длины. Подключение датчиков ведут с помощью медного кабеля с сечением жил не менее 0,35 мм2. Рассчитаем сопротивление кабеля по формуле:

R_к = ρ · L / S,

где ρ — удельное сопротивление меди 0,017 Ом·мм²/м;

L — длина кабеля, м;

S — площадь сечения кабеля, мм².

При длине кабеля 50 м сопротивление линии составит: R_к = 0,017 · 50 / 0,35 = 2,42 Ом.

Необходимо провести проверку работоспособности схемы — вычислить значения напряжения питания датчика Uд (см. рисунок 5), которое будет на его клеммах при максимальном токе.

Вычисления следует проводить по формуле:

U_д = U_бп – (R_ш + R_max + 2 · R_к) · I_д mах,

где U_бп — напряжение на выходе блока питания;

R_ш — сопротивление шунта измерительного прибора;

R_max — проходное сопротивление барьера;

R_к — сопротивление кабеля;

I_д max — максимально возможный ток, потребляемый датчиком, равный 22,5 мА.

Подставив в формулу значения, получим U_д = 24 – (50 + 280 + 2 · 2,42) · 0,0225 = 16,4 В.

Полученное значение есть ничто иное, как минимальное напряжение, которое будет подаваться на датчик для его питания. Это напряжение должно быть больше минимального напряжения питания датчика, которое для выбранного датчика равно 12 В.

В завершении этого примера остается выбрать конкретный тип кабеля с нужным сечением, вычислить емкость и индуктивность кабеля и затем суммировать значение емкости кабеля с емкостью датчика Ci и индуктивность кабеля с индуктивностью датчика Li. Схема будет считаться рабочей, а цепь искробезопасной, если будут выполняться следующие условия:

• U_д min ≤ U_д;
• L₀ ≥ L_i + L_к;
• C₀ ≥ C_i + C_к.

Если при расчете напряжения для питания датчика становится недостаточно, то необходимо уменьшать сопротивление кабеля (например, увеличив сечение или количество жил), подобрать другой барьер с меньшим проходным сопротивлением, разделить цепь датчика и измерительных приборов на два контура, применив активный барьер искробезопасности.

Рассмотренный выше пример является самым простым, но на практике чаще всего встречаются задачи, когда датчиков может быть несколько, а располагаться они могут на достаточно большой территории и для реализации такой задачи необходимо применять несколько другие подходы. А именно, необходимо помимо обеспечения искрозащиты, каким-то образом защищаться от перекрестных помех, создаваемых оборудованием. Для этих целей схемы барьеров «ib» подходят плохо из-за того, что они имеют глухо заземленный минусовой проводник. При большой территориальной разобщенности оборудования на заземляющих проводниках могут наводиться помехи, с которыми очень тяжело бороться. В таких случаях рекомендуется использовать схемы с плавающим потенциалом сигнальных линий.

Пример такой схемы подключения приведен на рисунке 6. В данной схеме применен барьер со схемой «ia», в которой оба полюса сигнальной линии защищены плавкими предохранителями и имеются стабилитроны для ограничения напряжения и токоограничивающие резисторы, но для работы схемы необходимо чтобы выход источника питания был гальванически развязан от заземления. В данной схеме может быть применен как один источник питания, от которого будут запитаны датчики, так и раздельные источники, имеющие гальваническую развязку от заземления и объединенные общим минусом. Такое построение дает возможность повысить живучесть системы на случай выхода из строя источника питания.

Рисунок 6 — Схема подключения нескольких датчиков к одному измерительному прибору

В плане расчетов схема, приведенная на рисунке 6, ничем не отличается от приведенного выше примера, кроме того, что при расчетах необходимо учитывать сопротивление обеих ветвей. Используя данную схему можно наращивать количество подключаемых датчиков до нужного количества.

В случае, когда минусовой провод измерительного контроллера соединен с выводом заземления (и такое встречается не редко), данная схема работать уже не может. Для нормальной работы в таком случае требуется использование барьера, схема которого приведена на рисунке 7. Обратите внимание на то как выполнена точка подключения заземления в этом барьере. Такое включение с дополнительным стабилитроном дает возможность использовать многоканальный измерительный прибор, общий минус которого соединен с заземлением. Подобная схема требует от барьера увеличения токоограничивающего сопротивления, что приводит к увеличению проходного сопротивления барьера. Поэтому такие барьеры имеют, как правило, более высокий ток короткого замыкания и как следствие — более низкую подгруппу электрооборудованию (IIB или даже IIA).

Рисунок 7 — Схема подключения датчиков через барьеры к контроллеру с общим заземленным минусом

В следующем примере разберемся с выбором и подключением термопреобразователей сопротивления к измерительным приборам через барьер искрозащиты.

Пример 2. К нормирующему преобразователю ЭнИ-702И необходимо подключить платиновый термопреобразователь сопротивления Pt100, расположенный во взрывоопасной зоне на расстоянии 200 метров от измерительного прибора, подгруппа электрооборудования IIC. Диапазон измерения температуры от минус 50 до плюс 100 °С. Схема подключения датчика — четырехпроводная.

Для выполнения расчета необходимы следующие данные:

• ток через измеряемое сопротивление — 0,21 мА;
• максимальное выходное напряжение генератора тока для измерительного преобразователя температуры — 2 В;
• максимальное сопротивление термопреобразователя сопротивления при максимальной измеряемой температуре;
• параметры линии связи (кабеля).

Поскольку подключение будет производиться по 4-х проводной схеме, то можно не заботиться об одинаковом сопротивлении ветвей барьеров, данная схема подключения призвана компенсировать любые изменения в сопротивлении линии связи. Подключение термопреобразователя будем осуществлять через барьер, имеющий схему «ia» чтобы все линии могли работать с плавающим потенциалом. Это позволит снизить влияние помех и даст возможность подключения нескольких термопреобразователей сопротивления к одному прибору, если есть такая необходимость. Подгруппа электрооборудования, которой должен соответствовать барьер искробезопасности, выбирается исходя из того взрывоопасного вещества, которое будет присутствовать во взрывоопасной зоне.

Теперь необходимо определиться с максимальным напряжением на выходе барьера U0. Проанализировав схемы входных цепей АЦП для подключения термопреобразователя, можно отметить следующее: схемотехника АЦП, применяемая в оборудовании, питается от напряжения 5 В или реже 3,3 В и генератор тока, который поддерживает стабильный ток через измеряемое сопротивление, питается от этого же напряжения. Соответственно напряжения на выходе генератора тока не могут превышать этого значения. Также не стоит забывать, что в зависимости от реализации генератора тока потенциал измерительных выводов может существенно отличаться от потенциала заземления.

Из вышесказанного следует, что напряжение U0 барьера должно быть не ниже 5 В, плюс некоторый запас, а с учетом того, что необходимо обеспечить минимальный ток утечки через стабилитроны менее 1 мкА, то U0 барьера должно быть не ниже 7,5…8 В. Верхнее значение напряжения будет ограничено параметрами линии связи, так как от U0 зависят емкость и индуктивность подключаемого кабеля. Сам термопреобразователь имеет пренебрежимо малую емкость и индуктивность и их в расчете можно не учитывать. Использовать барьеры с U0 ниже 6 В нежелательно, так как в силу физических свойств стабилитронов будет возникать большой ток утечки, который может существенно искажать результаты измерений.

Для примера расчета выберем барьер искрозащиты ЭнИ-БИС-107-Ех, имеющий следующие характеристики:

• U₀ = 12,8 В;
• L₀ = 1,5 мГн;
• I₀ = 100 мА;
• C₀ = 0,5 мкФ;
• Rв max = 130 Ом (сопротивление одной ветви).

Схема подключения термопреобразователя сопротивления к измерительному прибору через барьер искрозащиты приведена на рисунке 8.

Рисунок 8 — Схема подключения термопреобразователя сопротивления через барьер искрозащиты к измерительному прибору

В качестве линии связи между термопреобразователем и барьером возьмем монтажный кабель МКЭШВ 2x2x0,5 м, который имеет следующие характеристики:

• емкость пары 150 пФ/м;
• индуктивность пары 0,7 мкГн/м;
• сопротивление одной жилы 40 Ом/км.

Рассчитаем какую емкость, сопротивление и индуктивность будет иметь данный кабель при длине 200 метров:

• С_к = 150 · 200 = 3000 пФ;
• L_к = 0,7 · 200 = 140 мкГн;
• R_к = 200 / 1000 · 40 = 8 Ом.

Делаем проверку на допустимые значения емкости и индуктивности линии связи для подгруппы IIC и для данного барьера:

• L_к < L₀:     0,14 < 1,5 мГн;
• C_к < С₀:    0,003 < 0,5 мкФ.

Рассчитанные значения емкости и индуктивности кабеля удовлетворяют требованиям. Теперь необходимо убедиться, что у генератора тока, задающего ток через термопреобразователь, достаточно напряжения для поддержания стабильного тока через барьер и линию связи. Для этого необходимо по ГОСТ 6651-2009 вычислить максимальное сопротивление термопреобразователя. Для Pt100 при температуре 100 °С сопротивление составит 138,51 Ом, а при температуре минус 50 °С — 80,31 Ом. Используя схему на рисунке 8, рассчитаем падение напряжения на барьере с подключенным термопреобразователем и линией связи по формуле:

U_г = I_изм · (2 · R_в max + 2 · R_к + R_tmax),

где I_изм — ток через измеряемое сопротивление;

R_в max — сопротивление одной ветви;

R_к — сопротивление кабеля;

R_tmax — максимальное сопротивление термопреобразователя.

Подставив в формулу значения, получим U_г = 0,00021 · (2 · 130 + 2 · 8 + 138,51) = 0,085 В.

Как видно из расчета напряжение, которое может выдать генератор тока значительно выше требуемого в данном конкретном случае.

Если линия связи достаточно протяженная, то цена кабеля может быть существенна. В таком случае применяется подключение по 3-х проводной схеме с компенсацией, так как один из проводников является общим как для генератора тока, так и для измерительной цепи. Для подключения термопреобразователя сопротивления к измерительному прибору в этом случае требуется барьер, сопротивление ветвей которого имеет минимальный разброс 0,05…0,2 Ом. В этом заключается особенность выбора барьера для 3-х проводной схемы подключения, в отличие от 4-х проводной схемы, где разброс сопротивлений ветвей не принципиален. Такие барьеры специально изготавливают для работы 3-х проводной схемы и в описании на барьер об этом указывают особо, так как для остальных случаев такой точности в проходных сопротивлениях барьера не требуется. Расчеты для 3-х проводной цепи проводятся аналогично, как и для 4-х проводной.

Измерение температуры с помощью термопреобразователей сопротивления подключенных через барьер искрозащиты по 2-х проводной схеме не применяется ввиду низкой точности измерения, из-за невозможности компенсировать сопротивление барьера и линии связи, которые также зависят от температуры.

Еще один момент, на который хотелось обратить внимание — подключение термопары через барьер искрозащиты к измерительному прибору. Такой вариант возможен, но при его применении возникает ряд сложностей.

Первая сложность заключается в том, что для работы с термопарой в измерительном приборе установлен датчик температуры, который измеряет температуру клеммника для подключения термопары. Этот датчик необходим для компенсации напряжения холодного спая чтобы измерительный прибор показывал только температуру горячего спая, и она не зависела от температуры, которая окружает измерительный прибор (при подключении проводов от термопары к клеммнику между проводом термопары и клеммника образуется еще одна термопара).

Производя подключение термопары через барьер искробезопасности компенсация холодного спая уже не будет работать корректно, а датчик температуры переставить из измерительного прибора на клеммники барьера невозможно.

Вторая сложность, с которой придется столкнуться при таком решении — это борьба с помехами. Если учесть, какое ЭДС вырабатывает термопара (самое большое ЭДС у термопары ТХА при температуре 1300 °С около 75 мВ) и представить, что барьер искрозащиты это полупроводниковый прибор в паре с длинным проводом от термопары являющийся хорошей антенной, то несложно понять, что наведенные радиопомехи в проводе будут детектироваться на стабилитронах барьера как на амплитудном детекторе, а амплитуда таких помех может в несколько раз превышать полезный сигнал. По этим причинам подключение термопар через барьер искрозащиты необходимо рассматривать как крайний вариант. Самым лучшим решением в такой ситуации является применение нормирующего преобразователя, размещенного во взрывоопасной зоне непосредственно возле самой термопары и осуществляющего преобразование сигналов от термопары в токовый сигнал, который можно транслировать на значительные расстояния и не переживать за помехозащищенность.

В заключении следует отметить, что пассивные барьеры могут применяться не только для передачи токовых сигналов и сигналов от термопреобразователей сопротивления, но и для передачи сигналов от потенциометров, управления электропозиционерами, сигналов от кнопок и контактных датчиков, частотных сигналов от расходомеров и так далее. В последующих статьях мы осветим данные темы, а также расскажем об особенностях выбора активных барьеров и барьеров с гальванической развязкой.

Жулин Алексей Владимирович

Начальник конструкторского бюро

Группы приборостроительных компаний

«ИТеК ББМВ»-«Энергия-Источник»

Модельный ряд шунт-диодных барьеров искрозащиты производства ООО «Энергия-Источник»

Наименование	Количество каналов	Маркировка	Uо, В	Iо, мА	Pо, Вт	Варианты применения
ЭнИ-БИС-101-Ex	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	8,0	60	0,12	датчик «сухой контакт»
ЭнИ-БИС-102-Ex	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	12,8	65	0,21	датчик «сухой контакт»
ЭнИ-БИС-103-Ex	2(=)	[Ех ib Gb] IIC/IIВ	6,5	100	0,17	датчик «сухой контакт»
ЭнИ-БИС-104-Ex	2(=)	[Ех ib Gb] IIC/IIВ	12,6	100	0,32	датчик «сухой контакт»
ЭнИ-БИС-105-Ex	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	12,6	100	0,32	реостатный датчик потенциометрический датчик
ЭнИ-БИС-106-Ex	2(≠)	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	12,8	100	0,32	термосопротивление (четырехпроводная схема)
ЭнИ-БИС-107-Ex	2(=)	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	12,8	100	0,32	термосопротивление (четырехпроводная схема) тензодатчик
ЭнИ-БИС-108-Ex	2(=)	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	25,2	100	0,63	термосопротивление (четырехпроводная схема) токовый сигнал
ЭнИ-БИС-109-Ex	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	9,3	220	0,52	термосопротивление (трехпроводная схема)
ЭнИ-БИС-110-Ex	2(=)	[Ех ib Gb] IIC/IIВ	25,2	100	0,63	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-111-Ex	1	[Ех ib Gb] IIВ	25,2	380	2,40	подключение устройств с максимальным током потребления до 50 мА
ЭнИ-БИС-112-Ex	5(=)	[Ех ia Ga] IIВ	29,0	260	1,89	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-113-Ex	2(≠)	[Ех ib Gb] IIВ	25,5 8,0	374 800	2,39 1,60	подключение устройств с максимальным током потребления до 50 мА интерфейс RS-485
ЭнИ-БИС-114-Ex	5(=)	[Ех ib Gb] IIВ	29,0	260	1,89	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-115-Ex	2(=)	[Ех ib Gb] IIВ	8,0	800	1,6	интерфейс RS-485/ RS-422
ЭнИ-БИС-116-Ex	1(=)	[Ех ib Gb] IIC/IIВ	12,5	750	2,35	интерфейс RS-232
ЭнИ-БИС-117-Ex	2(=)	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	27,0	91	0,61	термосопротивление (четырехпроводная схема) токовый сигнал
ЭнИ-БИС-118-Ex	1	[Ех ib Gb] IIВ	25,5	374	2,39	подключение устройств с максимальным током потребления до 50 мА
ЭнИ-БИС-150-Ex-АС	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	13,0 13,0	9 9	0,03 0,03	тензодатчик (шестипроводная схема)
ЭнИ-БИС-151-Ex-DC(+)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28,0 10,0	92 200	0,64 0,50	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-151-Ех-DC(+)-R250	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28,0 10,0	92 200	0,64 0,50	токовый сигнал (преобразование в 1…5 В)
ЭнИ-БИС-152-Ex-DC(–)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	26,0 19,5	86 51	0,56 0,26	вибродатчик
ЭнИ-БИС-153-Ex-АС	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	15,5 15,5	157 157	0,61 0,61	частотный сигнал
ЭнИ-БИС-154-Ex-DC(+)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	21,0 21,0	142 142	0,75 0,75	датчик «сухой контакт»
ЭнИ-БИС-155-Ex-АС	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	9,0 9,0	122 122	0,27 0,27	термопара термосопротивление (четырехпроводная схема) тензодатчик
ЭнИ-БИС-156-Ex-АС	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	18,0 18,0	147 147	0,66 0,66	детектор пламени и газа
ЭнИ-БИС-157-Ex-DC(+)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28,0 28,0	92 92	0,64 0,64	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-157-Ex-DC(–)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28,0 28,0	92 92	0,64 0,64	—
ЭнИ-БИС-157-Ex-DC(+)-d	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28,0 28,0	92 —	0,64 —	датчик «сухой контакт» светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-157-Ex-DC(–)-d	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28,0 28,0	92 —	0,64 —	—
ЭнИ-БИС-157-Ex-DC(+)-d-P	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28,0 28,0	110 —	0,77 —	датчик «сухой контакт» светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-158-Ex-DC(+)	1	[Ех ib Gb] IIC/IIВ	28,0 —	92 —	0,64 —	светодиодный индикатор соленоид
ЭнИ-БИС-158-Ex-DC(–)	1	[Ех ib Gb] IIC/IIВ	28,0 —	92 —	0,64 —	светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-159-Ex-АС-Р	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	13,0 13,0	176 176	0,57 0,57	тензодатчик (шестипроводная схема)
ЭнИ-БИС-1007-Ex-DC(+)	2	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	13,5 13,5	100 100	0,34 0,34	термосопротивление (четырехпроводная схема) тензодатчик
ЭнИ-БИС-1008-Ex-AC	2	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	25,8 25,8	100 100	0,65 0,65	термосопротивление (четырехпроводная схема) токовый сигнал
ЭнИ-БИС-1009-Ex-AC	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	9,3 9,3	220 220	0,51 0,51	термосопротивление (трехпроводная схема)
ЭнИ-БИС-1010-Ex-DC(+)	2	[Ех ibGb] IIC/IIВ	25,8 25,8	100 100	0,65 0,65	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-1013-Ex-DC(+)	2	[Ех ib Gb] IIВ	25,8 8,0	364 800	2,35 1,60	подключение устройств с максимальным током потребления до 50 мА интерфейс RS-485
ЭнИ-БИС-1015-Ex-DC(+)	2	[Ех ib Gb] IIВ	8,0 8,0	800 800	1,60 1,60	интерфейс RS-485/RS-422
ЭнИ-БИС-1016-Ex-AC	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	12,5 12,5	750 750	2,34 2,34	интерфейс RS-232
ЭнИ-БИС-1099-Ex	—	—	—	—	—	барьер-заглушка
ЭнИ-БИС-1110-Ex-DC(+)	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	10,0 —	200 —	0,50 —	—
ЭнИ-БИС-1115-Ex-DC(+)	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	15,0 —	150 —	0,57 —	—
ЭнИ-БИС-1115-Ex-DC(+)-P	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	15,0 —	291 —	1,09 —	—
ЭнИ-БИС-1150-Ex-АС	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	13,0 13,0	9 9	0,03 0,03	тензодатчик (шестипроводная схема)
ЭнИ-БИС-1150-Ex-АС-s	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	13,0 13,0	9 9	0,03 0,03	тензодатчик (шестипроводная схема)
ЭнИ-БИС-1150-Ex-DC(+)	2	[Ех ib Gb] IIC/IIВ	13,0 13,0	9 9	0,03 0,03	логические сигналы низкого уровня
ЭнИ-БИС-1151-Ex-DC(+)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28,0 10,0	92 200	0,64 0,50	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-1151-Ех-DC(+)-R250	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28,0 10,0	92 200	0,64 0,50	токовый сигнал (преобразование в 1…5 В)
ЭнИ-БИС-1152-Ex-DC(+)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	26,0 19,5	86 51	0,56 0,25	—
ЭнИ-БИС-1152-Ex-DC(–)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	26,0 19,5	86 51	0,56 0,25	вибродатчик
ЭнИ-БИС-1153-Ex-АС	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	15,5 15,5	157 157	0,61 0,61	—
ЭнИ-БИС-1153-Ex-АС-s	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	15,5 15,5	157 157	0,61 0,61	частотный сигнал
ЭнИ-БИС-1153-Ex-DC(+)	2	[Ех ib Gb] IIC/IIВ	15,5 15,5	157 157	0,61 0,61	—
ЭнИ-БИС-1154-Ex-DC(+)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	21,0 21,0	142 142	0,75 0,75	датчик «сухой контакт
ЭнИ-БИС-1155-Ex-АС	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	9,0 9,0	122 122	0,27 0,27	тензодатчик (шестипроводная схема)
ЭнИ-БИС-1155-Ex-АС-Р-s	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	9,0 9,0	122 122	0,27 0,27	термопара термосопротивление (четырехпроводная схема) тензодатчик
ЭнИ-БИС-1155-Ex-АС-P	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	9,0 9,0	26 26	0,06 0,06	тензодатчик (шестипроводная схема)
ЭнИ-БИС-1156-Ex-АС	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	18 18	147 147	0,66 0,66	детектор пламени и газа
ЭнИ-БИС-1156-Ex-АС-s	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	18 18	147 147	0,66 0,66	—
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(+)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	92 92	0,64 0,64	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(+)-f	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	92 92	0,64 0,64	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(+)-d	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	92 —	0,64 —	датчик «сухой контакт» светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(+)-d-f	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	92 —	0,64 —	датчик «сухой контакт» светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(+)-P	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	120 120	0,84 0,84	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(+)-P-f	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	120 120	0,84 0,84	токовый сигнал
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(+)-d-P	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	120 —	0,84 —	датчик «сухой контакт» светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(+)-d-P-f	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	120 —	0,84 —	датчик «сухой контакт» светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(–)	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	92 92	0,64 0,64	—
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(–)-f	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	92 92	0,64 0,64	—
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(–)-d	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	92 —	0,64 —	—
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(–)-d-f	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	92 —	0,64 —	—
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(–)-P-f	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	120 120	0,84 0,84	—
ЭнИ-БИС-1157-Ex-DC(–)-d-P-f	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	120 —	0,84 —	—
ЭнИ-БИС-1158-Ex-AC	1	[Ех ib Gb] IIC/IIВ	28 —	92 —	0,64 —	—
ЭнИ-БИС-1158-Ex-DC(+)	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	28 —	92 —	0,64 —	светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-1158-Ex-DC(+)-f	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	28 —	92 —	0,64 —	светодиодный индикатор
ЭнИ-БИС-1158-Ex-DC(+)-P	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	28 —	120 —	0,84 —	светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-1158-Ex-DC(+)-P-f	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	28 —	120 —	0,84 —	светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-1158-Ex-DC(+)-PP	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	28 —	170 —	1,19 —	светодиодный индикатор токовый сигнал соленоид
ЭнИ-БИС-1158-Ex-DC(–)	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	28 —	92 —	0,64 —	светодиодный индикатор соленоид
ЭнИ-БИС-1158-Ex-DC(–)-P	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	28 —	120 —	0,84 —	светодиодный индикатор соленоид
ЭнИ-БИС-1158-Ex-DC(–)-P-f	1	[Ех ibGb] IIC/IIВ	28 —	120 —	0,84 —	светодиодный индикатор соленоид
ЭнИ-БИС-1159-Ex-АС	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	13 13	90 90	0,29 0,29	—
ЭнИ-БИС-1159-Ex-АС-P	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	13 13	176 176	0,57 0,57	тензодатчик (шестипроводная схема)
ЭнИ-БИС-1159-Ex-АС-P-s	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	13 13	176 176	0,57 0,57	тензодатчик (шестипроводная схема)
ЭнИ-БИС-1160-Ex-AC	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	10,5 10,5	200 200	0,53 0,53	—
ЭнИ-БИС-1161-Ex-AC	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	15 15	150 150	0,56 0,56	—
ЭнИ-БИС-1162-Ex-AC	1	[Ех ia Ga] IIC/IIВ	28 28	47 47	0,33 0,33	—
Примечания: —       (=) — однотипные каналы; —       (≠) — разнотипные каналы; —       Pо — максимальная выходная мощность; —       Uо — максимальное выходное напряжение; —       Iо — максимальный выходной ток; —       в верхней строке приведены параметры для первого канала, в нижней строке приведены параметры для второго канала.

Наши специалисты по техподдержке готовы ответить на ваши вопросы и подобрать для вас барьер искробезопасности.

Обращайтесь по:

телефону (351) 751-23-42

e-mail: [email protected].

icq: 715058620;

Viber, WhatsApp: +7(922)011-41-53

〜 Выбор и подключение реле напряжения • Статьи Эпицентр

Содержание

Резкие скачки напряжения в домашней электросети могут привести к поломке современной бытовой техники, например, холодильников или кондиционеров на компрессорах, телевизоров и микроволновых печей. Полностью уберечься от таких явлений, к сожалению, невозможно, а вот защитить чувствительные приборы от поломок – вполне реально. Для этого Вам понадобится один или несколько устройств под названием реле напряжения. Именно об особенностях их выбора и способах подключения мы расскажем Вам далее.

Как работает реле?

Согласно ГОСТу напряжение в однофазной сети должно находиться в пределах 230 В, в трехфазной – на уровне 400 В (с допустимой погрешностью до 10% в обоих случаях). Однако пиковые всплески и резкие провалы напряжения могут возникать в результате нестабильной работы устаревшей проводки, так называемого «обрыва нуля», аварий на линиях электропередач, неисправностей в схемах самой техники и влияния многих других факторов. Если напряжение опускается слишком низко – мощность включенных устройств падает, а осветительные лампы становятся тусклыми, что весьма негативно влияет на срок службы и производительность. Слишком высокое напряжение часто выводит из строя дорогостоящую технику.

Для предотвращения таких ситуаций можно использовать стабилизатор или реле напряжения. Первое устройство обеспечивает «выравнивание» параметров электричества к оптимальным значениям и непрерывную работу техники. Второе – мгновенно обесточивает приборы каждый раз, когда значения напряжения выходит за допустимые пределы, и автоматически включает их в момент его стабилизации. Преимущество реле в том, что срабатывает оно значительно быстрее (в течение наносекунд), чем стабилизатор, а это может играть решающую роль для особо чувствительной техники. Да и габариты у них, как правило, меньше, поэтому в эксплуатации они значительно удобнее.

На большинстве реле можно самостоятельно изменять как порог срабатывания (то есть скорость реакции на нежелательные изменения в электросети), так и порог чувствительности (максимальные и минимальные значения допустимого напряжения). Это обеспечивает полную адаптацию работы устройства к техническим характеристикам техники, обслуживаемой им.

На корпусах практически все модели реле содержат цифровые индикаторы напряжения, позволяющие следить за его показателями в реальном времени, другие же оборудуются системами световой индикации состояния сети.

Типы конструкции реле (способы подключения)

Сейчас среди большого ассортимента реле напряжения, представленных на рынке, можно найти модели трех разных видов. Это приборы типов «вилка/розетка», «удлинитель» и «DIN-рейка». В чем же разница между ними?

Реле «вилка/розетка» – это небольшое устройство, содержащее с одной стороны вилку для подключения к обычной розетке, а с другой – разъем для штекера техники, которую необходимо уберечь от перепадов напряжения. К одному такому устройству можно подключить только один бытовой прибор.

Реле напряжения Volt Control 16 А РН-101М

Реле-удлинитель отличается от предыдущего типа наличием длинного кабеля и нескольких разъемов, что обеспечивает защиту сразу нескольких различных приборов на определенном расстоянии от обычной домашней розетки.

Реле напряжения с проводом ZUBR 16 А 2 метра R216y

Реле для установки на DIN-рейку – это специальный модуль для распределительного щита, способный защитить от скачков напряжения весь дом. Дополнительно может выполнять функции реле времени – устройства, обеспечивающего необходимую временную задержку тех или иных процессов.

Реле контроля напряжения ETI HRN-43 230V (3F, 2x16A_AC1)

Количество фаз и номинальный ток

Реле напряжения бывают одно- и трехфазными. Последние применяются только в сетях с напряжением 380 В для защиты трехфазных двигателей и другого высокомощного оборудования. Во всех других бытовых случаях вполне хватает однофазных реле.

Различные модели реле имеют собственные ограничения работы по определенным параметрам – минимальному и максимальному входному напряжению, току, мощности и т. д. При выборе такого устройства особое внимание следует обращать на значение номинального тока, учитывая будущие условия эксплуатации. Для этого сначала необходимо определить общую потребляемую мощность приборов, которые будут подключены к реле, и подобрать к полученному значение номинал тока. Поможет в этом таблица, приведенная ниже.

Потребляемая мощность устройств в однофазной сети 220 В, кВт	Потребляемая мощность в трехфазной сети 380 В, кВт	Номинальный ток реле, А
0,2	0,5	1
0,4	1,1	2
0,7	1,6	3
0,9	2,1	4
1,1	2,6	5
1,3	3,2	6
1,7	5,1	8
2,2	5,3	10
3,5	8,4	16
4,4	10,5	20
5,5	13,2	25
7	16,8	32
8,8	21,1	40
11	26,3	50
13,9	33,2	63
17,6	52,5	80
22	65,7	100

Следующий шаг – к подобранному из таблицы значению номинального тока нужно добавить 20-30%. Согласно полученной результата и нужно будет выбрать ту или иную модель реле напряжения. Например, если Вы ищете реле для кондиционера с номинальным током 5 А, Вам подойдет устройство на 10 А.

Если же Вы планируете установить реле на всю проводку в доме – выбирайте в качестве ориентира номинал тока автоматического выключателя. На автомат с номиналом, скажем, 25 А целесообразно ставить реле на 32 А или 40 А; если же выключатель на 32 А – реле должно быть минимум на 40-50 А.

Как подключить однофазное реле к DIN-рейке в распределительном щите?

Если с простейшими реле типа «вилка/розетка» или «удлинитель» все понятно, то как тогда подключить другой вид устройства к DIN-рейке? На самом деле, все максимально просто:

• 1. Выключите энергоснабжение на распределительном щите.
• 2. Установите реле на DIN-рейку, чтобы оно стояло как можно ближе к вводному автомату после счетчика.
• 3. С помощью специальной индикаторной отвертки определите, где на автомате стоит «фаза», а где «ноль».
• 4. Фазный провод (идущий от автомата в дом) разрежьте посередине так, чтобы оба его конца можно было подключить к реле.
• 5. Обрезанный провод от автомата подключите к клемме на реле напряжения с пометкой «In».
• 6. Другой, еще неиспользованный провод прикрепите к клемме «Out».
• 7. Воспользуйтесь небольшим куском провода для соединения нулевой шины со щита с клеммой «N» в реле. Перед этим обязательно проверьте, позволит ли сечение этого провода выполнить соединение.

Обобщенная схема подключения будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Обобщенная схема подключения реле к DIN-рейке в розпределительном щите

Вот и все, ничего сложного в таких манипуляциях нет. Качественное оборудование для защиты электросетей можно приобрести в интернет-магазине «Эпицентр», где Вас ждет огромный ассортимент товаров от проверенных производителей.

Как спроектировать искробезопасную систему

Установка искробезопасного и связанного с ним оборудования

Установка искробезопасного и связанного с ним оборудования должна соответствовать IEC 60079-14, статье 504 NEC, разделу 18 CEC и другим применимым стандартам. Эти стандарты требуют, чтобы искробезопасная проводка была отделена от неискробезопасной проводки, а искробезопасная проводка, клеммы и кабельные каналы имели четкую маркировку. Также учитываются другие соображения, такие как требования к заземлению и экранированию.

Установка искробезопасного и связанного с ним оборудования должна выполняться с особой осторожностью, чтобы предотвратить любое вторжение в искробезопасные цепи от оборудования и проводников, которые не являются искробезопасными цепями, если эти вторжения могут снизить или устранить искробезопасность системы. .

Для этого важно понимать концепции разделения, разделения и четкой идентификации искробезопасных компонентов.В частности:

1. Клеммы искробезопасных цепей должны располагаться на расстоянии не менее 50 мм (2 дюйма) от клемм неискробезопасных цепей или должны использоваться соответствующие разделители (например, заземленные металлические перегородки).
2. Различные типы искробезопасных цепей не должны быть электрически соединены, если такое соединение не указано на контрольном чертеже или если подтверждено доказательство искробезопасности.
3. Когда различные типы искробезопасных цепей заканчиваются на одной и той же кроссовой клемме, рекомендуется поддерживать расстояние между соответствующими клеммами, которое намного превышает 6 мм (0.24 в), требуемых стандартом, если только не будет продемонстрировано, что взаимосвязь между различными типами цепей не создаст опасную энергетическую ситуацию.
4. Свойства искробезопасных цепей различны, если цепи: – работают при разных напряжениях или полярностях
   – имеют разные точки заземления барьера
   – сертифицированы для разных категорий или для разных групп газов

Для искробезопасной цепи установка должно выполняться таким образом, чтобы максимально допустимое значение тока и напряжения никогда не превышалось из-за внешних электрических или магнитных полей.Например, правильная установка в этом случае требует использования кабелей, которые должным образом экранированы и отделены от кабелей других цепей.

Соединительные элементы — корпус клеммной колодки, защитные кожухи для кабелей, внешние кожухи для отдельных проводников и проводка между искробезопасным и связанным с ним оборудованием — должны быть четко обозначены и легко идентифицироваться. Если для этой цели используется цвет, он должен быть светло-голубым.

Для таких устройств, как клеммные колодки и переключатели, дополнительная сертификация или специальная маркировка не требуются.

Степень защиты для корпусов

Внутренние корпуса

Требуемый стандартами для корпусов искробезопасного и связанного с ним оборудования, тип 1/IP20 является минимальной степенью защиты для корпусов, устанавливаемых внутри помещений и/или в защищенных зонах. (см. раздел «Дополнительная информация» для получения подробной информации о типах и классах защиты IP).

Наружные корпуса

Для наружных корпусов требуется степень защиты Type 4 или 4X/IP54.Важно учитывать классы защиты оболочек для искробезопасного и связанного с ним оборудования в контексте общей функциональности и безопасности станции.

Емкость и индуктивность кабеля

При проектировании и монтаже искробезопасных систем следует помнить, что параметры емкости и индуктивности соединительных кабелей являются важными факторами, даже если они не всегда являются определяющими факторами.

Значения емкости и индуктивности кабеля (обычно приводятся в пФ/м и мкГн/м) должны быть легко доступны у производителя кабеля.Однако, если есть трудности с получением этих данных, можно использовать следующие значения (но только в крайнем случае), когда соединение включает две или три жилы кабеля традиционной конструкции (с экраном или без экрана): 200 пФ/м (60 пФ/фут) или 1 мкГн/м (0,2 мкГн/фут).

В качестве альтернативы индуктивности можно использовать другую характеристику кабеля, отношение индуктивности/сопротивления (L/R), которое обычно выражается в мкГн/Ом. Этот параметр обеспечивает большую гибкость в процессе прокладки кабеля.

См. рис. 32 для примеров прокладки кабелей и рис. 33 для примеров проводки в небольших корпусах, содержащих связанное оборудование.

Кабели искробезопасных и неискробезопасных цепей прокладываются в двух отдельных изолированных кабелепроводах Кабели искробезопасных и неискробезопасных цепей прокладываются в двух отдельных металлических заземленных кабелепроводах Кабели искробезопасных и неискробезопасных -искробезопасные цепи устанавливаются в одном кабелепроводе. Один из кабелей защищен заземленным экраном для отвода тока короткого замыкания на землю. Установка аналогична описанной выше, но кабели разделены анкерными скобами. Расстояние d должно соответствовать стандартам и должно составлять не менее 50 мм. Установка, как описано выше, но кабелепровод должен иметь изолированный разделитель. Монтаж, как указано выше, но кабелепровод и разделитель должны быть изготовлены из металла и заземлены.

Рисунок 32 Примеры монтажа кабеля

Правильно: При монтаже проводки, как показано, гарантируется минимально необходимое расстояние между искробезопасными и неискробезопасными проводниками. Неправильно: Несколько проводников имеют чрезмерную длину. Неправильно: Не существует разделения между искробезопасными и неискробезопасными проводниками. Правильно: Максимальное расстояние между крышкой и разделителем должно быть менее 1,5 мм; или сепаратор должен обеспечивать воздушное расстояние вокруг крышки не менее 50 мм между клеммами искробезопасной и неискробезопасной цепей.

Рис. 33 Примеры проводки в небольших корпусах, содержащих связанное оборудование

Стандарты искробезопасности требуют, чтобы определенные точки системы были заземлены, а другие должны быть изолированы от земли.Как правило, заземление искробезопасных цепей требуется для предотвращения или даже уменьшения вероятности того, что в опасной зоне могут генерироваться чрезмерные уровни энергии.

Изоляция от земли частей цепи требуется для предотвращения возможности наличия двух заземленных точек с разным потенциалом и возможной циркуляции большого тока

Также требованием искробезопасности является то, что только одна точка может быть заземлена, а остальная часть цепи должна быть изолирована от земли (минимум 500 В переменного тока).

Заземление искробезопасных цепей должно выполняться с помощью проводника, изолированного от любых других заземлений предприятия и подключенного к системе эталонного заземления.

NEC и CEC должны быть эталоном для установок в Северной Америке, в то время как EN 60079-14 используется в Европе. См. применимые стандарты заземления в других странах.

Заземление барьеров Зенера

С точки зрения искробезопасности эффективное функционирование зенеровских барьеров связано с их способностью отводить на землю опасную энергию, поступающую от неопасных контрольно-измерительных приборов, к которым они подключены.

По этой причине очень важно, чтобы заземление зенеровского барьера было выполнено с эквипотенциальной системой заземления (см. рис. 34).

Рис. 34 Схема заземленного зенеровского барьера

Соединитель заземления должен быть механически и электрически надежным и иметь возможность уменьшать ток короткого замыкания или сумму токов короткого замыкания, если к одной заземляющей шине подключено несколько барьеров.

Соединительный кабель, используемый для заземления шлагбаумов, должен быть не ниже №.12 AWG (американский калибр проводов) или 2 x 1,5 мм2 (европейские требования к поперечному сечению).

Допустимое сопротивление между клеммой заземления самого удаленного барьера и изопотенциальной точкой заземления должно быть менее 1 Ом.

Заземление барьера должно быть отделено от любого другого заземления предприятия и должно быть подключено к системе заземления только в одной точке.

Требуемое условие единственной точки заземления подразумевает, что зенеровский барьер нельзя использовать на сопряженных датчиках или устройствах для опасных зон, содержащих заземленные или плохо изолированные цепи (т.например, термопары с заземленными переходами или неизолированные преобразователи).

Заземление экранированных кабелей

Широко распространено использование экранированных кабелей для соединения датчиков или преобразователей опасных зон с контрольно-измерительной аппаратурой для невзрывоопасных зон.

С функциональной точки зрения целью экрана является создание эквипотенциальной зоны вокруг емкостной связи проводника с другими проводниками. Это верно только в том случае, если экран подключен к заземленному опорному потенциалу.

Экран должен быть заземлен только в одной точке, предпочтительно в точке заземления системы. Если экран заземлен в двух неэквипотенциальных точках, ток может циркулировать в экране, препятствуя работе. Следовательно, экранированный кабель должен быть снабжен дополнительным изолирующим покрытием поверх экрана для предотвращения случайных контактов с землей.

Для искробезопасного оборудования экран действует как еще один проводник между опасными и неопасными зонами и может стать путем повреждения кабеля при повреждении кабеля.С этой точки зрения принцип изоляции цепи во взрывоопасных зонах и ее заземления в невзрывоопасных зонах можно применить и к экрану.

Для применений с пассивным барьером экран может быть локально заземлен, если гальваническая изоляция не повреждена этим соединением. Это означает, что два экрана с двух сторон изолирующего устройства не должны быть соединены между собой.

Для применений, где экранирование является частью метода разделения между различными типами искробезопасных цепей (т.например, многополюсные кабели), эталонное заземление экранов должно быть таким же, как заземление барьеров Зенера (см. рис. 35).

Рис. 35 Пример заземления экрана

По функциональным причинам экран S1 подключается к той же точке заземления, что и измерительная цепь. Он не должен быть соединен с металлическими частями преобразователя, чтобы предотвратить заземление второй цепи, что не разрешено методом искробезопасной защиты.

Поскольку целью полевого преобразователя является гальваническая развязка цепи термопары от контрольно-измерительных приборов в невзрывоопасных зонах, между экранами S1 и S2 не должно быть соединения.

Экраны

S2 и S3 обеспечивают экранирование соединения между преобразователем и барьером. Они соединяются между собой в изолированной точке клеммной колодки распределительной коробки.

S3 также подключается к шине заземления шлагбаума, которая отдельным проводом подключается к опорной точке заземления.

Shield S4 завершает экранирование системы и не очень важен с точки зрения безопасности. Он подключается к опорной точке щита, которая представлена ​​шиной заземления.

Для этого типа подключения необходимо, чтобы экран S2 был должным образом изолирован от металлической конструкции преобразователя; в противном случае может возникнуть ситуация, показанная на рис. 36

Рис. 36 Возможная опасная ситуация для заземления экранов невзрывоопасных зон

Когда изоляция между экраном и корпусом преобразователя больше не существует, в опасной зоне может присутствовать чрезмерный уровень энергии, если потенциал земли V1 отличается от V2.Поскольку ток короткого замыкания ограничен только сопротивлением экрана и сопротивлением, существующим между V1 и V2, образовавшаяся искра может воспламенить окружающую потенциально опасную атмосферу.

Эту ситуацию можно предотвратить, заземлив экран в опасной зоне; поэтому искра может возникнуть в безопасном месте, не вызывая возгорания или взрыва.

Источник: Руководство инженера Pepperl+Fuchs

Как выбрать клеммную колодку

Соответствие IEC

Электронные клеммные колодки Eaton соответствуют требованиям публикации IEC 60947-7-1, Клеммные колодки для медных проводников. Эти блоки одновременно признаны и сертифицированы в рамках программы классификации UL. Подробная информация о рейтинговой системе IEC представлена ​​на следующей странице. Номинальные параметры, если не указано иное, соответствуют UL 1059.

СЕ

В 1998 году Eaton получила сертификат СЕ на всю свою продукцию. Для клеммных колодок CE — это знак самосертификации, который наносится на продукты, отвечающие требованиям безопасности и производительности, установленным Европейским Союзом (ЕС). Этот знак необходим для свободного перемещения продукта на европейском рынке.

МЭК 60947-7-1

Подобно классам UL1059, IEC 60947-7-1 ссылается на IEC60947-1, в котором излагаются общие правила для низковольтных распределительных устройств и аппаратуры управления, а также определяются пределы пути утечки и зазора в зависимости от степени загрязнения. Степень загрязнения относится к условиям окружающей среды, для которых предназначено оборудование.

Воздействие на изоляцию определяется микросредой пути утечки или воздушного зазора, а не средой оборудования. Микроокружение может быть лучше или хуже, чем окружение оборудования. Он включает в себя все факторы, влияющие на изоляцию, такие как климатические и электромагнитные условия, образование загрязнений и т. д. Поэтому для оборудования, предназначенного для использования в оболочке или оснащенного встроенной оболочкой, применима степень загрязнения окружающей среды в оболочке.

Для целей оценки воздушных зазоров и путей утечки устанавливаются четыре степени загрязнения микросреды:

• Степень загрязнения 1: Загрязнение отсутствует или происходит только сухое непроводящее загрязнение.
• Степень загрязнения 2: Обычно имеет место только непроводящее загрязнение. Иногда можно ожидать временную проводимость, вызванную конденсацией.
• Степень загрязнения 3: возникает проводящее загрязнение или возникает сухое непроводящее загрязнение, которое становится проводящим из-за конденсации.
• Степень загрязнения 4: Загрязнение создает постоянную проводимость, вызванную, например, токопроводящей пылью, дождем или снегом.

Степень загрязнения 3 является стандартной степенью загрязнения для промышленного применения, если иное не указано в соответствующем стандарте на продукцию.Однако в зависимости от конкретного применения или микросреды могут рассматриваться и другие степени загрязнения.

Импульсное выдерживаемое напряжение – максимальное пиковое значение импульсного напряжения установленной формы и полярности, которое не вызывает пробоя при определенных условиях испытаний.

Что такое распределительный шкаф?

Распределительный шкаф действует как интерфейс между системным шкафом и полевыми распределительными коробками. Магистральные кабели проложены от полевых распределительных коробок до распределительного шкафа .Сборные кабели от шкафа системы ввода-вывода также заканчиваются в распределительном шкафу .

Распределительный шкаф используется в качестве первичной точки подключения входящих полевых кабелей. Кроме того, другие концы проводов внутренне подключены к системным шкафам, в которых установлены модули ввода-вывода и контроллеры.

Распределительный шкаф

На картинке ниже три шкафа (или панели). Средний — системный шкаф, а левый и правый — распределительные шкафы.

Изображение предоставлено: ITEC Engineering

Как видно из приведенных ниже рисунков, обычная кабельная разводка включает полевые входы и выходы в полевую распределительную коробку, а затем с помощью кабеля собственной прокладки (многопарного/многожильного) доводят сигналы от полевой распределительной коробки до распределительной коробки. панели в диспетчерской / Техническом помещении КИПиА, а затем с помощью перекрестной проводки направить сигналы на соответствующие клеммные блоки.

Соединительные узлы подключаются готовыми кабелями к модулям ввода/вывода в системных шкафах.

Говоря простым языком, распределительные шкафы располагаются между распределительными коробками и системой управления. В распределительных шкафах подключаются полевые кабели и выполняется перекрестная разводка для упорядочения сигналов в соответствии с модулями ввода/вывода. Таким образом, можно использовать готовые кабели для соединения распределительных шкафов с модулями ввода/вывода.

Тип шкафа

1. Системный шкаф,
2. Распределительный шкаф,
3. Система с распределительными шкафами,
4. Электронная кроссировка

Системный шкаф

Основными компонентами системного шкафа являются контроллеры, модули ввода-вывода, коммуникационные модули, модули питания, диодные кольца и т. д.

Распределительный шкаф

Основными компонентами распределительного шкафа являются изоляторы/барьеры, реле, клеммные колодки для полевых кабелей, клеммы для экрана, клеммная колодка для перекрестной проводки, модули питания, диодное кольцо.

Специальный распределительный шкаф используется для больших систем ввода/вывода. Когда используются отдельные распределительные шкафы, эти шкафы могут быть отправлены на место на ранней стадии проекта, чтобы заделывать полевые кабели.

Позже, когда будут доступны системные шкафы, между распределительными и системными шкафами прокладываются готовые кабели.Отдельные шкафы имеют преимущество поэтапных заводских приемочных испытаний и поэтапной поставки.

Однако для установки сборных кабелей требуются работы на площадке. Если FAT для системы и распределительного шкафа выполняется вместе, то соединение между обоими шкафами удаляется при доставке на площадку.

После доставки на место соединения между кроссировочными клеммами и клеммами ввода/вывода необходимо переделать.

Система с распределительным шкафом

Основными компонентами системы, включая распределительный шкаф, являются контроллеры, модули ввода-вывода, модули питания, диодные кольца, изоляторы/барьеры, реле, клеммные колодки для полевых кабелей (главные кабели), экранированные клеммы, клеммная колодка для кросс- проводка.

Эта комбинированная система с распределительным шкафом используется для систем с меньшим количеством входов/выходов. Как правило, в пакетных панелях управления, где задействовано меньше входов/выходов, мы можем использовать комбинированную систему и распределительные шкафы.

Этот тип шкафов поставляется таким образом, что контроллер, модули ввода/вывода, клеммы, реле, барьеры и т. д. устанавливаются в одном шкафу. В этом случае заранее устанавливаются сборные кабели.

Электронная кроссировка

Благодаря универсальной концепции ввода-вывода полевые кабели напрямую подключаются к самим модулям ввода-вывода.Это устраняет клеммные колодки, перекрестную проводку и сборные кабели, которые мы видели в обычных распределительных шкафах. Тип ввода/вывода можно настроить с помощью программного обеспечения.

Для искробезопасной конструкции плата ввода-вывода должна иметь барьерный слот для установки или соответствующие адаптеры для подключения полевого кабеля на самой плате ввода-вывода.

Это новейшая технология от поставщиков систем управления, которая требует меньших усилий на объекте, требует меньше полевых работ, а также требует меньше места в шкафу, что повышает гибкость запасных каналов.

Распространенные ошибки

Распространенные ошибки, которые можно обнаружить во время заводских приемочных испытаний или проверок контуров на месте.

• Использован неправильный тип многопарного/многожильного кабеля (индивидуальный экран, общий экран)
• Ослабленные соединения проводов на клеммах
• Неправильная проушина, наконечник и заделка
• Неправильный выбор кабельных вводов
• Неверное подключение в распределительной коробке/распределительных шкафах
• Неправильные выводы в интерфейсе MCC (общий и сигнальный кабели перепутаны местами)
• Неверное подключение (переполюсовка в случае аналоговых сигналов)
• Неправильное подключение экрана в распределительном шкафу
• Неправильная конфигурация полевого прибора (верхний диапазон/нижний диапазон/квадратный корень/смещение и т. д.)
• Неправильная конфигурация канала в системе управления (активный или пассивный или 3-проводные сигналы)
• Неправильная конфигурация модуля ввода-вывода (неправильный диапазон или несоответствие тегов)
• Предохранитель Перегоревший предохранитель или отсутствие предохранителя внутри клемм, неправильный номинал предохранителя или открытые клеммы
• В полевых условиях используется неправильный контакт (НО/НЗ для цифровых сигналов)
• Неверный контакт используется для цифровых выходных сигналов (сухой контакт/мокрый контакт)
• Опрос Обнаружено напряжение в сухом контакте
• Неправильное соединение реле, разъединителя и барьера или несовместимые компоненты
• Неправильный размер модуля питания, мощность MCB
• Цвет и размер внутренней проводки не соответствуют требованиям
• Внешний источник питания не рассматривается для 4-проводных приборов

Электронные распределительные шкафы

На что обратить внимание на этапе проектирования при использовании электронных распределительных шкафов:

Группировка соединительной коробки должна быть идеальной, чтобы кабель можно было подключить непосредственно к плате ввода-вывода так же, как и пара соединительной коробки. Последовательность.Изменение группировки распределительных коробок повлияет на назначение входов/выходов в РСУ, поскольку электронная кроссовая система не имеет перекрестной проводки.

Некоторые полевые кабели могут иметь как резервные, так и нерезервированные сигналы, может быть невозможно разделить резервный и нерезервированный сигнал на плате ввода-вывода. В таких случаях поставщику системы может потребоваться использовать резервные модули ввода-вывода, поскольку терминация ввода-вывода со стороны диспетчерской является зеркальным отражением распределительной коробки.

Насколько это возможно, связанные с параллельным оборудованием вводы-выводы должны быть разделены разными кабелями для большей доступности, чтобы их можно было назначать на разные платы ввода-вывода.Если эти сигналы назначены в одном многопарном кабеле, который будет подключен к одной плате ввода-вывода, если эта плата ввода-вывода выйдет из строя, то это оборудование будет недоступно для управления.

Запасная философия Каналов должна быть согласована с клиентом и поставщиком РСУ.

напр. если 5-парный полевой многопарный кабель имеет 3 сигнала ввода-вывода и 2 запасных, а затем 3 сигнала напрямую подключены к плате ввода-вывода. Оставшийся 1 сигнал может считаться резервным проводом к плате ввода-вывода, а также последняя 1 пара остается без каких-либо разъемов за модулем ввода-вывода или в кабельном канале.

Поскольку 4 канала ввода/вывода (3 сигнала ввода/вывода + 1 проводной запасной) уже заняты, следующий канал (5 каналов ^и ) будет назначен для сигнала другого многопарного кабеля.

Философия должна быть согласована с клиентом на более ранней стадии проектирования, после того как назначение ввода-вывода будет заморожено, как описано выше, будет очень сложно принять новую философию.

Специализированные распределительные шкафы

На что обратить внимание на этапе проектирования при использовании специальных распределительных шкафов:

• Все провода полевых многопарных/жильных кабелей должны заканчиваться в распределительных шкафах. Изменение типа кабеля (например, с 16 пар на 24 пары) приведет к увеличению количества клемм внутри распределительного шкафа.
• Изменение группировки распределительной коробки мало повлияет на перекрестную проводку. Однако это не повлияет на назначение ввода-вывода.
• Параллельное оборудование, 2 из 3 входов/выходов, связанных с голосованием, должны быть назначены на разные платы ввода/вывода с помощью перекрестного подключения.
• Количество основных кабелей, заканчивающихся в одном шкафу, должно быть тщательно проверено для простоты обслуживания. Это применимо для всех типов распределительных/системных шкафов.
Распределение ввода-вывода
• и распределительный шкаф должны основываться на философии разделения контроллера. Это относится ко всем типам распределительных/системных шкафов.

Детали конструкции шкафа, такие как размеры, цвет, тип доступа, свободное пространство, запасные компоненты, цвет внутренних проводов/каналов, размер, кабельный ввод, требования по обнаружению дыма, класс защиты от проникновения, требования по электромагнитной совместимости и т.  д., должны учитываться в соответствии с проектом. требование.

Дополнительные сведения о назначении входов/выходов см. в статье о загрузке Nest.

Системный шкаф Фото

Распределительный шкаф Фото

Вид закрытия компонентов распределительного шкафа

Автор: Джатин Катродия

Если вам понравилась эта статья, подпишитесь на наш канал YouTube для видеоуроков по ПЛК и SCADA.

Вы также можете подписаться на нас в Facebook и Twitter, чтобы получать ежедневные обновления.

Читать далее:

Электрическая безопасность

Части под напряжением, которым может подвергаться работник, должны быть обесточены до того, как сотрудник начнет работать с ними или рядом с ними, за исключением случаев, когда обесточивание частей создает дополнительные или повышенные опасности или невозможно из-за конструкции оборудования или эксплуатационных ограничений.Примеры повышенных или дополнительных опасностей включают прерывание работы оборудования жизнеобеспечения, отключение систем аварийной сигнализации, отключение вентиляционного оборудования в опасных зонах или отключение освещения зоны. Детали под напряжением, которые работают при напряжении менее 50 вольт на землю, не нужно обесточивать, если нет повышенного риска электрических ожогов или взрывов из-за электрических дуг.

Детали без напряжения

Когда сотрудники работают с обесточенными деталями или находятся достаточно близко к ним, чтобы подвергнуть сотрудников опасности поражения электрическим током, необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:

• Рассматривать как находящиеся под напряжением любые проводники и части электрооборудования, которые были обесточены, но не были должным образом заблокированы или маркированы.
• В то время как любой работник подвергается контакту с частями стационарного электрического оборудования или цепями, которые были обесточены, цепи, питающие части, должны быть заблокированы или маркированы бирками, или и тем, и другим. Кроме того, необходимо контролировать опасность поражения электрическим током; квалифицированный специалист должен проверить цепь на отсутствие питания от всех источников напряжения.
• Перед обесточиванием цепей или оборудования необходимо определить безопасные процедуры обесточивания цепей и оборудования. Все источники электроэнергии должны быть отключены.Устройства цепи управления, такие как кнопки, электрические переключатели и блокировки, не должны использоваться в качестве единственного средства обесточивания цепей или оборудования. Блокировки не должны использоваться вместо процедур блокировки и маркировки.

Части под напряжением

Работники считаются работающими с частями, находящимися под напряжением, или вблизи них, если они работают с открытыми токоведущими частями посредством прямого контакта или контакта с помощью инструментов или материалов, или когда они работают достаточно близко к частям, находящимся под напряжением, чтобы подвергаться любой опасности, которую они представляют.Только квалифицированный персонал может работать с частями электрических цепей или оборудованием, которые не были обесточены (блокировка/маркировка). Квалифицированные лица способны безопасно работать с цепями под напряжением и знакомы с правильным использованием специальных мер предосторожности, средств индивидуальной защиты, изоляционных и экранирующих материалов, а также изолированных инструментов.

Расстояния для квалифицированного персонала до переменного тока Диапазон напряжения (фаза-фаза) Минимальное расстояние сближения 300 В и менее Избегать контакта Более 300 В, не более 750 В 1 фут Более 750В, не более 2кВ 1 фут. 6 дюймов Более 2 кВ, не более 15 кВ 2 фута Свыше 15кВ, не более 37кВ 3 фута Свыше 37 кВ, не более 87,5 кВ 3 фута 6 дюймов Старше 87 лет.5кВ, не более 121кВ 4 фута

Воздушные линии

При проведении работ вблизи воздушных линий необходимо обесточить и заземлить линии или принять другие защитные меры перед началом работ. Такие защитные меры, как ограждение, изоляция или изоляция, должны предотвращать контакт квалифицированного лица, выполняющего работу, с линиями любой частью своего тела или косвенно через проводящие материалы, инструменты или оборудование.

Неквалифицированным лицам, работающим на возвышенности рядом с воздушными линиями, не разрешается приближаться или брать в руки токопроводящие предметы, которые могут соприкасаться или приближаться к любой неохраняемой, находящейся под напряжением воздушной линии, чем на следующие расстояния:

Напряжение относительно земли	Расстояние
50 кВ или ниже	10 футов
Более 50 кВ	10 футов (плюс 4 дюйма)за каждые 10кВ свыше 50кВ)

Неквалифицированным лицам, работающим на земле вблизи воздушных линий, не разрешается подносить токопроводящие предметы или любые изолированные предметы, не имеющие надлежащего класса изоляции, ближе к неохраняемым, находящимся под напряжением воздушным линиям на расстояние, указанное выше.

Квалифицированным лицам, работающим вблизи воздушных линий, будь то на возвышении или на земле, не разрешается приближаться или брать любой проводящий объект без утвержденной изолирующей ручки ближе к открытым частям под напряжением, которые указаны в таблице выше, расстояние приближения для Квалифицированные лица, если a.) Человек изолируется от части, находящейся под напряжением, с помощью соответствующих перчаток, при необходимости с рукавами, рассчитанными на используемое напряжение, или b.) Часть, находящаяся под напряжением, полностью изолирована от человека, или c.) Человек токопроводящие объекты при потенциале, отличном от находящейся под напряжением части.

.