Винтовые клеммы
Характеристики материалов
Металлические части стандартных винтовых клемм состоят из высококачественного, устойчивого к внутренними напряжениям и коррозионностойкого медного сплава. Поэтому образование химических соединений в области контакта, вследствие воздействия влаги, и риск коррозии исключаются. Это позволяет избежать таких последствий, как снижение надежности соединения и/или ослабление прижимного усилия фиксирующего винта. Еще одним достоинством материала контактной части клемм является его хорошая электропроводность, которая не позволяет токопроводящим частям сильно нагреваться. Гальваническое никель-цинковое покрытие металлических частей не содержит свинец.
Изолирующий корпус винтовых клемм производится из полиамида 6.6, который пригоден для переработки и вторичного использования. Эта эластичная и ударопрочная пластмасса не содержит галогенов и стойка к ультрафиолетовому излучению. Этот материал также устойчив к тропическим климатическим условиям, не боится термитов, стойкий к агрессивным химическим соединениям и обладает выдающейся долговечностью качественных характеристик. Полиамид 6.6 может эксплуатироваться при температуре 130 °С и сертифицирован согласно UL 94 на класс воспламеняемости V0.
Принцип подключения
Винтовые клеммы Phoenix Contact разработаны с учетом самых высоких требований. Существенным достоинством клемм является отсутствие необходимости обслуживания соединения. Периодическая протяжка зажимных винтов не требуется. Система винтового зажима Reakdyn, разработанного Phoenix Contact, обеспечивает надежную защиту от самораскручивания винта.
Медные проводники любого типа могут подключаться без предварительной подготовки. При этом, не исключается использование кабельных наконечников для защиты от расплетения. Корпус этих винтовых клемм позволяет удовлетворить достаточно часто предъявляемое требование – это возможность подключения к одному контакту клеммы нескольких проводников.
Высокая прижимная сила винтового зажима, обеспечивает газонепроницаемость и долговечность соединения проводников сечением до 240 мм2.
Пружинные клеммы
Характеристики материалов
Все металлические части пружинных клемм изготовлены из некорродирующих материалов. Токоведущие металлические части изготовлены из высококачественного сплава меди. Особенно важным достоинством материала контактной части клемм является его хорошая электропроводность, которая не позволяет токоведущим частям сильно нагреваться. Гальваническое никель-цинковое покрытие металлических частей не содержит свинец.
Прижимную силу контактной части создает упругий элемент из высокопрочной пружинной хромникелевой стали.
Изолирующий корпус пружинных клемм производится из полиамида 6.6, который пригоден для переработки и вторичного использования. Эта эластичная и ударопрочная пластмасса не содержит галогенов и стойка к ультрафиолетовому излучению. Этот материал также устойчив к тропическим климатическим условиям, не боится термитов, стойкий к агрессивным химическим соединениям и обладает выдающейся долговечностью качественных характеристик. Полиамид 6.6 может эксплуатироваться при температуре 130 oС и сертифицирован согласно UL 94 на класс воспламеняемости V0.
Принцип подключения
Пружинные клеммы Phoenix Contact, разработаны для универсального применения. Эксплуатирующийся пружинный зажим не требует обслуживания и обеспечивает вибростойкое, газонепроницаемое и долговечное соединение.
Зажим клеммы открывается стандартной отверткой. После ввода проводника в рабочую область зажима, отвертка вынимается и проводник автоматически прижимается к токоведущей шине клеммы. Удобство эксплуатации достигается тем. что проводник и отвертка вводятся параллельно со стороны фронтальной части клеммы.
Медные проводники любого типа сечением до 35 ммг могут подключаться без предварительной подготовки. При этом, не исключается использование кабельных наконечников для защиты от расплетения.
Пружинные клеммы Phoenix Contact имеют достаточно большие гнезда, которые позволяют подключать проводник номинального сечения с наконечником.
Зажимы Push-In для подключения проводников без использования вспомогательных инструментов
Характеристики материалов
Все металлические части клемм с зажимами Push-In изготовлены из некорродирующих материалов. Токоведущие металлические части изготовлены из высококачественного сплава меди. Особенно важным достоинством материала контактной части клемм является его хорошая электропроводность, которая не позволяет токоведущим частям сильно нагреваться. Гальваническое никель-цинковое покрытие металлических частей не содержит свинец.
Прижимную силу контактной части клеммы Push-In создает изгибной пружинный элемент из высокопрочной пружинной хромникелевой стали.
Изолирующий корпус клемм производится из полиамида 6.6, который пригоден для переработки и вторичного использования. Эта эластичная и ударопрочная пластмасса не содержит галогенов и стойка к ультрафиолетовому излучению. Этот материал также устойчив к тропическим климатическим условиям, не боится термитов, стойкий к агрессивным химическим соединениям и обладает выдающейся долговечностью качественных характеристик. Полиамид 6.6 может эксплуатироваться при температуре 130oС и сертифицирован согласно UL 94 на класс воспламеняемости V0.
Принцип подключения
Клеммы Push-In DT разработаны Phoenix Contact для подключения проводников без использования вспомогательных инструментов. Это означает, что для подключения жесткого проводника или проводника с наконечником, его достаточно просто вставить в гнездо клеммы.
Пружина клеммы отгибается проводником при его вводе и обеспечивает надежное его прижатие к токопроводящему элементу клеммы. Стандартную отвертку приходиться использовать только для извлечения проводника или для подключения гибкого проводника без наконечника.
Технические характеристики клемм DT, как и всех клемм Phoenix Contact с другими типами соединения явно превосходят уровень требований соответствующих стандартов.
Качество контакта удовлетворяет специальным критериям железнодорожного стандарта EN 50155 в отношении вибростойкости.
Система быстрого подключения IDC
Характеристики материалов
Контактная часть клемм для быстрого монтажа QT изготовлена из специального запатентованного высококачественного медного сплава. Он обладает хорошей электропроводностью и, вместе с тем, превосходной упругостью.
Гальваническое никель-цинковое покрытие металлических частей не содержит свинец.
Изолирующий корпус клемм вводится из полиамида 6.6, который пригоден для переработки и вторичного использования. Эта эластичная и ударопрочная пластмасса не содержит галогенов и стойка к ультрафиолетовому излучению. Этот материал также устойчив тропическим климатическим условиям, не боится термитов, стойкий к агрессивным химическим соединениям и обладает выдающейся долговечностью качественных характеристик. Полиамид 6.6 т эксплуатироваться при температуре 130oС и сертифицирован согласно UL 94 лес воспламеняемости V0.
Принцип подключения
Электротехнические клеммы QUICKON предназначены для быстрого подсоединения проводников.
Отличительной особенностью клемм является компактный поворотный зажимной механизм. Упрощенный способ подключения сокращает время электромонтажа почти на 60 %.
Подключение / отключение осуществляется с помощью стандартной отвертки: о правильном открытии / закрытии зажимного механизма однозначно сигнализирует характерный щелчок.
Жесткие и гибкие проводники сечением от 0,25 до 2,5 кв. мм можно подключать без вспомогательных средств, таких, например, как, направляющих втулок.
При подключении изоляция проводника продавливается до металла, сдвигается и проводник надежно фиксируется в гнезде, образуя надежное газонепроницаемое соединение большой площади и с низким переходным сопротивлением.
Высокое качество соединения клемм для быстрого монтажа подтверждается тем, что этот тип соединения, наряду с винтовым и пружинным зажимом, сертифицирован для применения во взрывоопасных зонах.
Болтовые клеммы
Характеристики материалов
Все металлические части болтовых клемм изготовлены из не коррозирующих материалов. Токоведущие металлические части изготовлены из высококачественного сплава меди. Он обладает хорошей электропроводностью, которая не позволяет токоведущим частям сильно нагреваться. Гальваническое никель-цинковое покрытие металлических частей не содержит свинец.
Изолирующий корпус болтовых клемм производится из полиамида 6.6, который пригоден для переработки и вторичного использования. Эта эластичная и ударопрочная пластмасса не содержит галогенов и стойка к ультрафиолетовому излучению. Этот материал также устойчив к тропическим климатическим условиям, не боится термитов, стойкий к агрессивным химическим соединениям и обладает выдающейся долговечностью качественных характеристик.
Полиамид 6.6 может эксплуатироваться при температуре 130oС и сертифицирован согласно UL 94 на класс воспламеняемости V0.
Принцип подключения
Мощные болтовые клеммы Phoenix Contact предназначены для удобной разводки кабелей с кольцевыми наконечниками. Существенным элементом этих клемм является встроенная пружинная шайба, обеспечивающая надежность винтового соединения. Она препятствует самораскручиванию и устраняет необходимость обслуживания контактных соединений.
Колпачковые гайки этого модельного ряда являются несъемными и установлены на откидывающейся вверх створке.
К данным клеммам подходят все круглые кабельные наконечники типов, установленных стандартами DIN 46234, DIN 46235 или DIN 46237.
Особенностью этих болтовых клемм является то, что они позволяют удовлетворить достаточно часто предъявляемое требование – это возможность подключения к одному контакту клеммы нескольких проводников. В зависимости от исполнения один болт может зажимать до 4 кабельных наконечников.
Клеммы обеспечивают надежное и долговечное соединение любых проводников сечением до 240 кв. мм.
Разъемное соединение
Характеристики материалов
Все металлические части клемм с разъемными выводами и штекерами COMBI изготовлены из некорродирующих материалов. Особым преимуществом является разделение электрических и механических функций. Токоведущие металлические части изготовлены из высококачественного сплава меди, Гальваническое никель-цинковое покрытие металлических частей не содержит свинец. Высокая токовая нагрузочная способность контактов достигается благодаря встроенной прижимающей пластине из высокопрочной, хромникелевой пружинной стали.
Изолирующие корпуса клемм и шекеров COMBI производятся из полиамида 6.6, который пригоден для переработки и вторичного использования, Эта эластичная и ударопрочная пластмасса не содержит галогенов и стойка к ультрафиолетовому излучению. Этот материал также устойчив к тропическим климатическим условиям, не боится термитов, стойкий к агрессивным химическим соединениям и обладает выдающейся долговечностью качественных характеристик.
Полиамид 6.6 может эксплуатироваться при температуре 130oС сертифицирован согласно UL 94 на класс воспламеняемости V0.
Принцип подключения
Клеммы и штекеры COMBI реализуют концепцию универсальных разъемных соединений, удовлетворяющим самым высоким требованиям. Для подключения проводника соответствующего номинала используется соответствующий штекер.
Отличительной особенностью клемм являются их унифицированные гнезда. Благодаря этому штекеры и базовые клеммы четырех типов подключения можно свободно комбинировать между собой.
Модульная конструкция позволяет подготавливать любые проводники и создавать специфические соединения.
Медные проводники любого типа могут подключаться без предварительной подготовки. При этом, не исключается использование кабельных наконечников для защиты от расплетения.
Клеммы и штекеры COMBI имеют большие установочные гнезда, которые позволяют подключать проводник номинального сечения с наконечником.
Принцип действия барьеров искробезопасности с гальванической развязкой
Барьеры искрозащиты с гальванической развязкой – это активные барьеры с гальваническим разделением искроопасных и искробезопасных цепей.
Устройство и работу таких барьеров рассмотрим на примере БИС-А-301-Ех, предназначенного для подключения пассивных датчиков с выходным унифицированным токовым сигналом 4…20 мА (искробезопасная цепь), расположенных во взрывоопасной зоне, и преобразования данного сигнала в выходные сигналы 0…5, 0…20 или 4…20 мА (искроопасная цепь).
Барьер искробезопасности передает токовый сигнал из взрывоопасной зоны во взрывобезопасную.
Встроенный импульсный источник питает входные и выходные цепи барьера. Наличие гальванической развязки цепей снимает необходимость заземления прибора.
Рисунок 1 — Работа барьера в штатном режиме
Барьер искрозащиты состоит из следующих узлов (рисунок 1):
- преобразователь напряжения (3) — преобразует постоянное напряжение от источника питания (коричневый контур) в переменное;
- преобразователи напряжения (2, 4), стабилизатор напряжения (6) — преобразуют переменное напряжение в постоянное, необходимое для питания цепи датчика (зеленый контур) и цепи выходного сигнала (синий контур);
- изолирующий трансформатор (Т) — обеспечивает гальваническую развязку питающего напряжения;
- преобразователь «ток-частота» (5) преобразует измеренное значение тока от датчика в соответствующую частоту, передаваемую через гальваническую развязку (оптопара AD). Преобразователь «частота-ток» (1) производит обратное преобразование в токовый выходной сигнал;
- шунт-диодный барьер искрозащиты, состоящий из балластных резисторов R, предохранителей FU и стабилитрона VD ограничивает уровень напряжения и тока, поступающего во взрывоопасную зону по искробезопасным цепям.
Работа барьера при возникновении внештатной ситуации (попадания на вход барьера искроопасного напряжения) представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 — Работа барьера в аварийном режиме
При возникновении аварийной ситуации по выходной цепи или цепи питания (в данном примере попадание высокого напряжения по цепи питания) гальваническая развязка (трансформатор T и оптопара AD) препятствуют прохождению высокого напряжения в искробезопасную цепь.
При возникновении аварийной ситуации в блоках 6 и 4 шунт-диодный барьер искрозащиты препятствует передачи во взрывоопасную зону опасного напряжения. Принцип действия шунт-диодный барьера подробно изложен в здесь.
Модельный ряд барьеров искрозащиты с гальванической развязкой
| Наименование | Маркировка |
Напряжение питания, В |
Искробезопасная цепь Ех (входной сигнал) |
Искроопасная цепь (выходной сигнал) |
| ЭнИ-БИС-301-Ех-AI-1к | [Ех iа Ga] IIC/IIВ | 24 | 4…20 мА | 0…5, 0…20, 4…20 мА |
| ЭнИ-БИС-302-Ех-AI-1к | 24 | |||
| ЭнИ-БИС-310-Ех-DI-1к | 24 или 36 | сигнал NAMUR, дискретный сигнал до 5 кГц | дискретный сигнал до 5 кГц | |
| ЭнИ-БИС-3101-Ех-DI | ||||
| ЭнИ-БИС-320-Ех-AI-1к-Н | 24 или 36 | 4…20 мА/HART | 4…20 мА/HART |
Обзор рынка отечественных барьеров искробезопасности
статье представлен обзор отечественного рынка промышленных барьеров искробезопасности, приведены их технические характеристики, функциональные возможности и особенности.
Назначение и принципы работы
Если датчик исполнительного устройства или измерительной вставки находится во взрывоопасной зоне (например, промышленная установка на предприятии химической и нефтегазовой промышленности), то требуется обеспечить взрывозащиту. Одним из видов взрывозащиты является искробезопасная электрическая цепь (ГОСТ Р 30852.10-2002). Барьеры искрозащиты обеспечивают безопасность цепи подключения как в штатных, так и в аварийных ситуациях. По функционированию их можно разделить на барьеры с гальванической развязкой и шунт-диодные барьеры искрозащиты, которые также известны как «барьеры на зенеровских диодах», «пассивные барьеры».
Барьеры искробезопасности с гальванической развязкой часто называют «активными». Они объединяют в одном компактном корпусе преобразователь сигнала и барьер искрозащиты. Преимущества применения этого типа устройств во многом обусловлены наличием гальванической развязки, которая сама по себе является фактором, увеличивающим «выживаемость» системы. Каналы, защищенные такими барьерами, обладают более высокой помехоустойчивостью. Наличие гальванического разделения входных и выходных цепей, а также входных цепей и цепей питания барьера снимает необходимость организации заземления барьеров. Это позволяет повысить помехоустойчивость при передаче измерительных сигналов.
Рис. 1. Функциональная схема барьера искробезопасности с гальванической развязкой для защиты цепей дискретных датчиков
Функциональная схема «активного» барьера для защиты цепей дискретных датчиков представлена на рис. 1.
Барьер работает следующим образом. Напряжение питания от источника питания (ИП) преобразуется генератором (Г) в переменное напряжение (U~) и передается трансформатором (Т) в выпрямитель (В). После выпрямителя стоит схема ограничения тока и напряжения. Таким образом, контакты датчика (D) опрашиваются сигналом с искробезопасными параметрами. Когда контакты датчика замкнуты, загорается светодиод оптопары AD, что, в свою очередь, приводит к открытию (замыканию) транзистора этой оптопары, и сигнал с датчика поступает на контроллер.
Шунт-диодные барьеры являются наиболее простым, дешевым и высоконадежным способом обеспечения взрывозащиты и искробезопасности электрических цепей первичных преобразователей (термопары, термосопротивления, датчики унифицированных сигналов). Они требуют обязательного заземления.
К достоинствам шунт-диодных барьеров можно отнести их невысокую стоимость, компактность по сравнению с активными барьерами, передачу сигнала без преобразования и отсутствие необходимости в источнике питания. Недостатки данных устройств состоят в том, что они требуют заземления, выходят из строя при штатном срабатывании (сгорает предохранитель) и имеют неремонтопригодную конструкцию. Функциональная схема шунт-диодного барьера искробезопасности представлена на рис. 2.
Рис. 2. Функциональная схема шунт-диодного барьера искробезопасности
«Срабатывание» барьера является штатной ситуацией обеспечения искробезопасности и вызывается попаданием в искроопасную цепь, подключенную к барьеру, электрического сигнала, по своим параметрам превышающего допустимое напряжение холостого хода и ток перегорания встроенного предохранителя. Как правило, с искроопасной стороны к барьеру подключены вторичные измерительные преобразователи. Параметры электрических сигналов, с которыми работают измерительные преобразователи, практически всегда не превышают значений, необходимых для «срабатывания» барьера. Поэтому для избежания «срабатывания» барьеров необходимо исключить попадание электрических сигналов из других цепей (например, в результате коротких замыканий). Барьер искробезопасности является невосстанавливаемым изделием и ремонту не подлежит (согласно п. 9.2.3 ГОСТ30852.10), таким образом, должна быть исключена возможность ремонта или замены элементов внутреннего монтажа барьеров.
Барьеры НПК «Ленпромавтоматика»
ООО НПК «Ленпромавтоматика» выпускает 17 типов и более 30 модификаций барьеров искробезопасности, среди которых:
- пассивные БИ-001/003/004/005/006/006-01/007 и ЛПА- 042;
- активные БИА-101/102/103, ЛПА-131/140/141 и др.
Пассивные
Рис. 3. Внешний вид барьера искробезопасности БИ-001
БИ-001 (рис. 3) предназначен для обеспечения искробезопасности электрических цепей первичных преобразователей, в роли которых, например, могут выступать термоэлектрические преобразователи и термопреобразователи сопротивления.
Барьер с искробезопасными электрическими цепями уровня «ib» выполнен в соответствии с требованиями ГОСТ 30852.10-2002 (МЭК 60079-11:1999), имеет маркировку взрывозащиты «[Exib]IIC» и предназначен для установки вне взрывоопасных зон. БИ-001 осуществляет передачу входных сигналов от термопреобразователей и термопреобразователей сопротивления, подключаемых по четырехпроводным линиям связи, и обеспечивает отключение защищаемой цепи от опасного напряжения при попадании высокого напряжения в искроопасную цепь. Согласно ГОСТ 30852.10-2002, цепи барьера, обозначенные «РА», необходимо заземлять. Это одно из условий обеспечения искробезопасности защищаемой цепи. Но есть еще один аспект. При «висящей в воздухе» цепи «РА» барьера и неблагоприятной помеховой обстановке может сложиться следующая ситуация: энергии наведенной помехи может оказаться достаточно для открытия защитных шунтирующих диодов барьера. В результате измеряемый сигнал непредсказуемым образом искажается. Таким образом, заземление необходимо не только для обеспечения искрозащиты, но и для сохранения метрологических характеристик канала.
БИ-005 предназначен для обеспечения искробезопасности электрических цепей дискретных датчиков типа «сухой контакт», а также некоторых активных дискретных датчиков. Он также имеет маркировку взрывозащиты «[Exib]IIC» и предназначен для установки вне взрывоопасных зон.
БИ-006, БИ-006-01 предназначены для обеспечения искробезопасности электрических цепей первичных преобразователей, выходным сигналом которых является токовый сигнал с диапазоном 0–20 мА постоянного тока. Данные барьеры имеют маркировку взрывозащиты «[Exib]IIВ» и «[Exib]IIС» соответственно и предназначены для установки вне взрывоопасных зон.
Основные технические характеристики барьеров искробезопасности БИ-001, БИ-003, БИ-004, БИ-005, БИ-006, БИ-006-01 приведены в таблице 1.
| БИ-001 | БИ-003, БИ-004 | БИ-005 | БИ-006, БИ-006-01 | |
| Максимальное сопротивление канала барьера, Ом (не более) |
19 | 19 для БИ-003; 27 для БИ-004 |
||
| Максимально допустимое входное напряжение, при котором обеспечивается искробезопасность защищаемой цепи, В (напряжение переменного тока 50 Гц) |
250 | |||
| Характеристики искробезопасной цепи | ||||
| Ток короткого замыкания (I0), мА (не более) | 200 | 200 | 50 | 40 |
| Напряжение холостого хода (U0), В (не более) | 1 | 1 для БИ-003; 3 для БИ-004 |
12 | 36 для БИ-006; 24 для БИ-006-01 |
| Параметры защищаемой цепи | ||||
| Емкость (C0), мкФ (не более) | 1 | 0,5 | 0,1 для БИ-006; 0,08 для БИ-006-01 |
|
| Индуктивность (L0), мГн (не более) | 1 | 1 для БИ-006; 0,1 для БИ-006-01 |
||
| Габаритные размеры, мм | 114×99×12,5 | |||
| Средний срок службы, лет | 12 | |||
| Средняя наработка до отказа, ч (не менее) | 150 000 | |||
| Тип подключаемых датчиков/входного сигнала | термоэлектрические преобразователи, термопреобразователи сопротивления | датчики типа «сухой контакт» |
датчики с токовым выходом 4–20 мА | |
Активные
Рис. 4. Внешний вид барьера искробезопасности БИА-101
БИА-101 (рис. 4) предназначен для обеспечения искробезопасности и питания электрических цепей первичных преобразователей, выходным сигналом которых является токовый сигнал с диапазоном 0–20 (4–20) мА постоянного тока.
Барьер обеспечивает прием, фильтрацию и преобразование входного сигнала в унифицированный выходной сигнал 0–20 (4–20) мА, то есть передачу токового сигнала 1:1, а также в унифицированный выходной сигнал с диапазоном 0–5 (1–5) В, гальваническое разделение входных сигнальных цепей и цепей питания, а также входных и выходных цепей. Гальваническое разделение входных сигнальных цепей барьера и цепей питания осуществляется посредством применения импульсного трансформатора. Разделение сигнальных цепей входа и выхода достигается применением оптической развязки. Отличительной особенностью этого барьера искрозащиты является возможность диагностики состояния цепи датчика. Так, в случае использования датчика с выходным сигналом 4–20 мА по значению входного тока 0 мА может быть определен обрыв цепи датчика. Этому случаю соответствует нулевой уровень сигнала на выходе барьера. В случае когда входной ток значительно превышает 20 мА (для любого датчика), на выходе барьера присутствует высокий уровень напряжения (около 8 В). По этому значению выходного сигнала барьера можно делать выводы о неисправности датчика, коротком замыкании входной цепи барьера.
Основные технические характеристики активных барьеров искробезопасности БИА-101, БИА-102, БИА-103 и НБИ приведены в таблице 2.
| БИА-101 | БИА-102 | БИА-103 | НБИ | |
| Напряжения питания барьера, В | 24 (18–36 ), кроме модификаций НБИ-12П, НБИ-12У, НБИ-22П и НБИ-22У | |||
| Характеристики искробезопасной цепи | ||||
| Ток короткого замыкания (I0), мА (не более) |
40 | 5 | 62 | 30 |
| Напряжение холостого хода (U0), В (не более) |
24 | 12 | 6,5 | 24 |
| Параметры защищаемой цепи | ||||
| Емкость (C0), мкФ (не более) | 0,09 для подгруппы IIC 0,27 для подгруппы IIB | 1 для подгруппы IIC 7 для подгруппы IIB | 10 для подгруппы IIC 100 для подгруппы IIB | |
| Индуктивность (L0), мГн (не более) | 10 для подгруппы IIC 70 для подгруппы IIB | 100 для подгруппы IIC 500 для подгруппы IIB | 8 для подгруппы IIC 30 для подгруппы IIB | |
| Основная приведенная погрешность преобразования, % (не более) | ± 0,1 | |||
| Габаритные размеры, мм | 114?99?17,5 | 113?100?23 | ||
| Количество каналов в корпусе | 1 | 2 | 1 | 2 |
| Тип подключаемых датчиков/входного сигнала |
датчики с токовым выходом 0–20 (4–20) мА |
датчик типа «сухой контакт» |
термопреобразователи сопротивлений ТСМ, ТСП | датчики с токовым выходом 4–20 мА |
| Выходной сигнал | 0–5 (1–5) В, 0–20 (4–20) мА | состояние оптореле (до 100 В, до 150 мА переменного/постоянного тока) |
В зависимости от модификации0–5; 0–10; 1–5; 0–10 В |
4–20 мА |
Рис. 5. Внешний вид барьера искробезопасности ИСКРА-АТ.02
Барьеры фирмы ОВЕН
Фирма ОВЕН представляет на рынке барьеры искрозащиты «Искра-Х.02». Они могут выпускаться в различных исполнениях, отличающихся друг от друга типом подключаемых первичных преобразователей. Приборы относятся к классу шунт-диодных барьеров с обязательным искрозащитным заземлением и по способу защиты человека от поражения электрическим током удовлетворяют требованиям ГОСТ 12.2.007.0 для класса II.
Область применения барьера — согласно маркировке взрывозащиты, ПУЭ и другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования, расположенного вне взрывоопасной зоны и связанного искробезопасными внешними цепями с электротехническими устройствами, установленными во взрывоопасных зонах. Барьер предназначен для установки в электрических цепях, связывающих датчик, находящийся во взрывоопасной зоне, и вторичный преобразователь (далее «прибор»), расположенный во взрывобезопасной зоне, и ограничивает значения напряжения и тока до искробезопасных. Барьер относится к связанному электрооборудованию, реализует вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» — i, сертифицирован на уровень взрывозащиты «особовзрывозащищенный» и имеет маркировку взрывозащищенности «[Exia] IIС». Барьер предназначен для защиты искробезопасных цепей при воздействии на него напряжения до 250 В и устанавливается вне взрывоопасной зоны с обязательным искрозащитным заземлением. Он относится к устройствам пассивного типа, по эксплуатационной законченности — к изделиям второго порядка. Барьеры «ИСКРА» выпускаются в трех модификациях для различных типов датчиков:
- «ИСКРА-АТ.02» — для датчиков с выходным сигналом тока 0–5 и 0(4)–20 мА;
- «ИСКРА-ТП.02» — для термопар и датчиков с выходным сигналом напряжения ±1 В;
- «ИСКРА-ТС.02» (рис. 5) — для термосопротивлений типа ТСМ/ТСП.
Основные технические характеристики барьеров искробезопасности «ИСКРА» приведены в таблице 3.
| «ИСКРА-АТ.02» | «ИСКРА-ТП.02» | «ИСКРА-ТС.02» | |
| Максимальное сопротивление канала барьера, Ом (не более) | 110 | ||
| Максимально допустимое входное напряжение, при котором обеспечивается искробезопасность защищаемой цепи, В (напряжение переменного тока 50 Гц) | 250 | ||
| Характеристики искробезопасной цепи | |||
| Ток короткого замыкания(I0), мА (не более) | 88 | 100 | 200 |
| Напряжение холостого хода (U0), В (не более) | 31,8 | 6,8 | 10,2 |
| Параметры защищаемой цепи | |||
| Емкость (C0), мкФ (не более) | 0,05 | 17,9 | 2,75 |
| Индуктивность (L0), мГн (не более) | 0,1 | 0,15 | 3,0 |
| Габаритные размеры, мм | 110×76×27 | ||
| Средний срок службы, лет | 8 | ||
| Масса барьера, кг (не более) | 0,3 | ||
| Тип подключаемых датчиков/входного сигнала | датчики с выходным сигналом 0–5, 0–20, 4–20 мА | источник напряжения с диапазоном –1…+1 В |
термопреобразователи сопротивления ТСМ 50М, ТСМ 100М, ТСП 50П, ТСП 100П |
Барьеры ООО «Стенли»
Рис. 6. Внешний вид барьера искробезопасности Корунд М2
Очень убедительно представлены на рынке барьеры искробезопасности ООО «Стенли» — серии КОРУНД-Мххх, КОРУНД-БПД-24Ех. В состав барьеров КОРУНД-Мххх входят активные (КОРУНД-М1х, с питающим напряжением постоянного тока), пассивные (КОРУНД-М2х/М72х, КОРУНД-М3х/М73х и Корунд-М4х/М74х), активные с гальванической развязкой КОРУНД-Мхх, а также активные барьеры с сетевым питанием (КОРУНД-БПД-24Ех).
Активные барьеры КОРУНД-М1х предназначены для организации питания и искрозащиты сигнальных цепей взрывозащищенных двухпроводных датчиков, формирующих унифицированный информативный сигнал постоянного тока 4–20 мА. КОРУНД-М1х — барьеры с входной искробезопасной цепью уровня «ib», они имеют маркировку по взрывозащите «[Exib]IIC/IIB/IIA» и предназначены для работы с датчиками с унифицированными выходными сигналами постоянного тока, имеющими вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь».
Пассивные барьеры Корунд-М2х/М72х, КОРУНД-М3х/М73х, КОРУНД-М4х/М74х предназначены для работы с датчиками, формирующими как естественный выходной сигнал (например, термопары и термометры сопротивления стандартных градуировок с конструкцией обычного исполнения), так и унифицированный токовый сигнал (например, 4–20 мА), и другими техническими средствами промышленной автоматики, не содержащими собственных источников электропитания (например, электропневматические преобразователи и позиционеры).
КОРУНД-М2х/М72х — барьеры двухканальные с входными искробезопасными цепями уровня «ib». Серия М2х имеет маркировку по взрывозащите «[Exib]IIC/IIB/IIA». Барьеры КОРУНД-М720/721/722, c целью оптимизации параметров для каждой области применения, имеют маркировку соответственно «[Exib]IIC», «[Exib]IIB», «[Exib]IIA».
КОРУНД-МЗх/М73х — барьеры двухканальные с входными искробезопасными цепями уровня «ia», имеющие маркировку по взрывозащите «[Exia]IIC/IIB/IIA».
КОРУНД-М4х/М74х — барьеры двухканальные с входными искробезопасными цепями уровня «iа». Серия М4х имеет маркировку по взрывозащите «[Exiа]IIC/IIB/IIA», барьеры КОРУНД-М740/741/742, c целью оптимизации параметров для каждой области применения, имеют маркировку соответственно «[Exiа]IIC», «[Exiа]IIB», «[Exiа]IIA».
Серия КОРУНД-М7хх характеризуется более высокими значениями максимального выходного тока и максимальных значений внешних емкостей и индуктивностей, а также меньшими значениями проходного сопротивления.
Рис. 7. Внешний вид барьера искробезопасности Корунд М5
Барьеры КОРУНД-М5хх осуществляют гальваническую развязку между источником и приемником измерительного сигнала, а также между измерительными цепями и цепями питания.
Активные барьеры искрозащиты с сетевым питанием КОРУНД-БПД-24Ех предназначены для организации питания и искрозащиты сигнальных цепей двухпроводных датчиков с унифицированным выходным сигналом 4–20 мA постоянного тока. Барьеры КОРУНД-БПД-24Ех c входными искробезопасными цепями уровня «ia» или «ib» (в зависимости от вариантов исполнения), имеющие маркировку по взрывозащите «[Exia]IIC» или «[Exib]IIC», предназначены для работы с двухпроводными промышленными датчиками, имеющими вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь». Все барьеры КОРУНД соответствуют требованиям ГОСТ 30852.10-2002.
Внешний вид барьера искробезопасности Корунд-М2 представлен на рис. 6, Корунд-М5 — на рис. 7.
Основные технические характеристики пассивных барьеров искробезопасности КОРУНД-M2/21/3/31/4 приведены в таблице 4, КОРУНД-M5/510/520/530/540 — в таблице 5.
| КОРУНД-M2 | КОРУНД-M21 | КОРУНД-M3 | КОРУНД-M31 | КОРУНД-M4 | |
| Проходное сопротивление каналов 1/2, Ом | 170/170 | 280/280 | 220/220 | 90/90 | 330/330 |
| Количество каналов | 2 | ||||
| Характеристики искробезопасной цепи | |||||
| Ток короткого замыкания (I0), мА (не более) |
120 | 100 | 120 | 250 | 100 |
| Напряжение холостого хода (U0), В (не более) | 12,8 | 24 | 12,8 | 4,1 | 24 |
| Параметры защищаемой цепи | |||||
| Внешняя емкость (C0), мкФ (не более) |
0,75 для подгруппы IIC7,0 для подгруппы IIB | 0,11 для подгруппы IIC0,75 для подгруппы IIB | 0,75 для подгруппы IIC7,0 для подгруппы IIB | 3,5 для подгруппы IIC35,0 для подгруппы IIB | 0,11 для подгруппы IIC0,75 для подгруппы IIB |
| Внешняя индуктивность (L0), мГн (не более) |
5,25 для подгруппы IIC21,0 для подгруппы IIB | 1,5 для подгруппы IIC6,0 для подгруппы IIB | 5,25 для подгруппы IIC21,0 для подгруппы IIB | 2,0 для подгруппы IIC6,0 для подгруппы IIB | 1,5 для подгруппы IIC6,0 для подгруппы IIB |
| Габаритные размеры, мм (корпус для монтажа на DIN-рейку) | 110×95×22 | ||||
| Средний срок службы, лет | 12 | ||||
| Масса, кг (не более) | 0,12 | ||||
| Тип подключаемых датчиков/входного сигнала | ЭП, ЭПП, реостаты, потенциометры, безопасная зона — от датчиков опорных сигналов | термопреобразователи сопротивления, термоэлектрические преобразователи | 4–20 мА, ЭПП, др. | ||
| КОРУНД-M5 | КОРУНД-M510 | КОРУНД-M520 | КОРУНД-M530 | КОРУНД-M540 | |
| Характеристики искробезопасной цепи | |||||
| Ток короткого замыкания (I0), мА (не более) |
120 | ||||
| Напряжение холостого хода (U0), В (не более) | 24 | 8,2 | 3,0 | ||
| Параметры защищаемой цепи | |||||
| Внешняя емкость (C0), мкФ (не более) |
0,11 для подгруппы IIC 0,75 для подгруппы IIB |
0,11 для подгруппы IIC 0,75 для подгруппы IIB |
0,11 для подгруппы IIC 0,75 для подгруппы IIB |
0,75 для подгруппы IIC 7,0 для подгруппы IIB |
0,75 для подгруппы IIC 7,0 для подгруппы IIB |
| Внешняя индуктивность (L0), мГн (не более) |
1,5 для подгруппы IIC 6,0 для подгруппы IIB |
1,5 для подгруппы IIC 6,0 для подгруппы IIB |
1,5 для подгруппы IIC 6,0 для подгруппы IIB |
5,25 для подгруппы IIC 21,0 для подгруппы IIB |
5,25 для подгруппы IIC 21,0 для подгруппы IIB |
| Габаритные размеры, мм (для монтажа на DIN-рейку) | 110×75×23 | 110×75×45 | 110×75×23 | ||
| Средний срок службы, лет | 12 | ||||
| Масса, кг (не более) | 0,12 | ||||
| Тип подключаемых датчиков/входного сигнала | датчики с выходным сигналом 4–20 мА |
датчики с выходным сигналом 4–20, 0–5 мА |
датчики с выходным сигналом 4–20 мА |
«сухой контакт» | термопреобразователи сопротивлений ТСМ, ТСП |
Отечественные промышленные барьеры
Представленные отечественные промышленные барьеры искробезопасности обеспечивают взрывозащиту вида «искробезопасная электрическая цепь» и удовлетворяют требованиям ГОСТ 30852.10-2002 (МЭК 60079-11:1999). Барьеры искробезопасности обеспечивают безопасность цепи подключения ТС, термопар, датчиков давления, датчиков с унифицированными выходными сигналами как в штатных, так и в аварийных ситуациях. В измерительных цепях барьеры включаются в сигнальные цепи между ВИП и датчиками и могут быть легко встроены в АСУ ТП или в распределенную систему сбора данных и управления производственного (или научного) предприятия. Их цена сопоставима с импортными аналогами. Отечественные промышленные барьеры искробезопасности могут, в основном, закрыть потребности отечественной промышленности, ЖКХ и научных предприятий.
Совершенствование барьеров искробезопасности идет как по линии миниатюризации приборов, так и по линии повышения эксплуатационных характеристик, в том числе повышения надежности и снижения вносимых барьером погрешностей. Одним из основных параметров, характеризующим метрологические характеристики барьеров, является проходное сопротивление. При снижении проходного сопротивления расширяются возможности пользователей, так как удается использовать датчики различных физических параметров с более высокой нижней границей напряжения питанияи, соответственно, увеличить значение сопротивления полезной нагрузки.