Искробезопасная цепь уровня «ic»

При приложении напряжений U _m и U _i искробезопасные цепи уровня «ic» не должны вызывать воспламенение взрывоопасной смеси при нормальной эксплуатации. Если зазоры имеют решающее значение для безопасности, они должны соответствовать значениям из таблицы 5 или таблицы F.2.

При испытании или оценке цепей на искровое воспламенение необходимо использовать коэффициент безопасности 1,0 в соответствии с 10.1.4.2. Во всех случаях при оценке температурного класса поверхности коэффициент искробезопасности по току или напряжению должен быть равен 1,0.

Примечание - Понятие повреждений не применяется к этому уровню цепи. Неповреждаемые компоненты и сборки по разделу 8 не применяются. Для уровня «ic» термин «неповреждаемый» следует понимать как удовлетворяющий требованиям 7.1.

5.5 Соответствие требованиям в отношении искрового воспламенения

Необходимо оценить или испытать цепь на эффективное ограничение энергии искры, которая может вызывать воспламенение взрывоопасной среды, в каждой точке, где может произойти разъединение или соединение, в соответствии с 10.1.

5.6 Соответствие требованиям в отношении теплового воспламенения

5.6.1 Общие требования

Необходимо оценить и/или испытать максимальную температуру всех поверхностей компонентов, оболочек и монтажа, которые могут контактировать с взрывоопасными газовыми средами. Требования к максимальной температуре, допустимой после введения повреждений по 5.2, 5.3 и 5.4, приведены в разделе 5 МЭК 60079-0.

Испытания, если они необходимы, указаны в 10.2.

Примечания

1 Требования данного подпункта не применяются к связанному оборудованию с другим видом защиты из перечисленных в МЭК 60079-0 или находящемуся вне взрывоопасной зоны.

2 Необходимо особенно тщательно выбирать материалы для применения вблизи высокотемпературных компонентов, например элементов, батарей или компонентов, способных рассеивать мощность более 1,3 Вт в условиях повреждения, определенных в 5.5, для предупреждения вторичного воспламенения взрывоопасной газовой среды, например, вследствие нагрева или горения печатных плат, покрытий, корпусов элементов.

Требования к малым элементам

Малые элементы, например, транзисторы или резисторы, температура которых превышает температуру, разрешенную для данного температурного класса, допускаются для применения при условии, что при испытании в соответствии с 26.5.3 МЭК 60079-0 они не вызывают воспламенения.

Для группы I используют испытательную смесь (6,5 ± 0,3) % метана в воздухе.

В качестве альтернативы, если никакие каталитические или другие химические реакции невозможны, приемлем один из следующих вариантов:

a) для группы II температурного класса Т4 и группы I температура элементов должна соответствовать значениям, указанным в таблице 2а, включая соответствующее снижение максимально допустимой рассеиваемой мощности при повышении температуры окружающей среды, как указано в таблице 2b;

b) для группы II температурного класса Т5 температура поверхности элемента с площадью поверхности менее 10 см² не должна превышать 150 °С.

Кроме того, допустимая высокая температура не должна нарушать вид взрывозащиты, например, вызывая превышение допустимых, имеющих отношение к безопасности, значений для элемента или смежных частей оборудования, либо их разрушение или деформацию с нарушением длины путей утечки или электрических зазоров.

Таблица 2 - Температурная классификация в соответствии с размерами элементов и температурой окружающей среды

Таблица 2а - Требования для температурного класса Т4 и группы I

Общая площадь поверхности, исключая проволочные выводы	Группа II (T4)	Группа I (Проникновение пыли исключено)
	Максимальная температура поверхности, °С
< 20 мм^2	275	950
≥ 20 мм^2 ≤ 10 см^2	200	450
> 10 см^2	135	450

Таблица 2b - Изменение максимальной рассеиваемой мощности в зависимости от температуры окружающей среды

Максимальная температура окружающей среды, °С	40	50	60	70	80
Максимальная рассеиваемая мощность, Вт, для электрооборудования:
группы II	1,3	1,25	1,2	1,1	1,0
группы I	3,3	3,22	3,15	3,07	3,0

Провода внутреннего монтажа

Значения максимально допустимого тока I, соответствующие максимальной температуре самонагрева металлического провода, либо выбирают из таблицы 3 для медных проводников, либо вычисляют по следующей формуле для всех металлов:

где I_f - ток плавления проводника при указанной температуре окружающей среды, А;

а - температурный коэффициент сопротивления материала проводника (для меди а = 0,004284 К^-1, для золота а = 0,004201 К^-1);

Т - температура плавления материала проводника, °С (для меди - 1083 °С, для золота - 1064 °С);

t - пороговая температура для данного температурного класса, °С. Значение t - это температура проводника вследствие самонагрева и нагрева от окружающей среды.

Пример: Тонкий медный проводник (Температурный класс - Т4)

а = 0,004284 К^-1;

I_f = 1,6 А (определяется экспериментально или указан изготовителем);

T = 1083 °С;

t - для Т4 (малый компонент, f ≤ 275 °С).

Применив формулу, получим:

I = 2,1 А (это максимально допустимый ток в нормальных условиях или в условиях повреждения, при котором температура проводника не превысит 275 °С).

Таблица 3 - Температурная классификация медной проводки (при максимальной температуре окружающей среды 40 °С)

Диаметр, мм (см. примечание 4)	Площадь поперечного сечения, мм^2 (см. примечание 4)	Максимально допустимый ток, А, для температурного класса
		Т1-T4 и группы I	T5	Т6
0,035	0,000962	0,53	0,48	0,43
0,05	0,00196	1,04	0,93	0,84
0,1	0,00785	2,1	1,9	1,7
0,2	0,0314	3,7	3,3	3,0
0,35	0,0962	6,4	5,6	5,0
0,5	0,196	7,7	6,9	6,7

Примечания

1 Указаны максимально допустимые значения постоянного или эффективные значения переменного тока.

2 Для многожильных проводников в качестве площади поперечного сечения принимают общую площадь всех жил проводника.

3 Таблица относится к гибким плоским проводникам, например ленточным кабелям, но не распространяется на проводники печатных плат (см. 5.6.4).

4 В качестве диаметра и площади поперечного сечения принимают номинальные значения, приведенные изготовителем провода.

5 Если максимальная мощность не превышает 1,3 Вт, проводка может быть отнесена к температурному классу Т4 и использоваться в электрооборудовании группы I. Для группы I, если попадание пыли исключено, допускается максимальная мощность 3,3 Вт при температуре окружающей среды до 40 °С. Для определения максимальной мощности при температуре окружающей среды выше 40 °С см. таблицу 2b.

Печатные проводники

Температурный класс печатных проводников определяют по имеющимся данным или измерением.

Для медных печатных проводников температурный класс можно определять по таблице 4.

Например, печатные одно- или двухсторонние платы толщиной не менее 0,5 мм с печатными проводниками толщиной не менее 33 мкм, применяя коэффициенты, указанные в примечаниях 3, 4, 8 и 9 к таблице 4, относят к температурному классу Т4 и допускают для применения в электрооборудовании группы I, если они имеют минимальную ширину печатного проводника 0,3 мм, а длительно протекающий по ним ток не превышает 0,444 А. Аналогично печатные проводники минимальной ширины 0,5, 1,0 и 2,0 мм относят к температурному классу Т4 при максимальных токах 0,648 А, 1,092 А и 1,833 А соответственно.

Температурную классификацию печатных проводников длиной 10 мм или менее не проводят.

Если температурный класс печатного проводника определяют экспериментально, необходимо использовать максимальный длительно протекающий ток.

Допустимые отклонения при изготовлении печатных плат не должны уменьшать минимальную ширину печатного проводника более чем на 10 % или 1 мм в зависимости от того, какое из значений меньше.

Если испытания не проводятся, при максимальной мощности не более 1,3 Вт печатные проводники могут быть отнесены к температурному классу Т4 и допускаются для применения в электрооборудовании группы I.

Для группы I, если попадание пыли исключено, допустима мощность 3,3 Вт. Максимальную мощность при температуре окружающей среды выше 40 °С определяют в соответствии с таблицей 2b.

Таблица 4 - Температурная классификация проводников печатных плат (при максимальной температуре окружающей среды 40 °С)

Максимальная ширина печатного проводника, мм	Максимальный допустимый ток, А, для температурных классов
	Т1-T4 и группа I	T5	T6
0,075	0,8	0,6	0,5
0,1	1,0	0,8	0,7
0,125	1,2	1,0	0,8
0,15	1,4	1,1	1,0
0,2	1,8	1,4	1,2
0,3	2,4	1,9	1,9
0,4	3,0	2,4	2,1
0,5	3,5	2,8	2,5
0,7	4,6	3,5	3,2
1,0	5,9	4,8	4,1
1,5	8,0	6,4	5,6
2,0	9,9	7,9	6,9
2,5	11,6	9,3	8,1
3,0	13,3	10,7	9,3
4,0	16,4	13,2	11,4
5,0	19,3	15,5	13,5
6,0	22,0	17,7	15,4

Примечания

1 Указаны максимально допустимые значения постоянного или эффективные значения переменного тока.

2 Таблица относится к односторонним печатным платам толщиной 1,6 мм и более со слоем меди толщиной не менее 35 мкм.

3 Для плат толщиной от 0,5 до 1,6 мм максимальный ток уменьшают в 1,2 раза.

4 Для двухсторонних печатных плат максимальный ток уменьшают в 1,5 раза.

5 Для многослойных плат максимальный ток уменьшают в 2 раза.

6 При толщине слоя меди 18 мкм максимальный ток уменьшают в 1,5 раза.

7 При толщине слоя меди 70 мкм максимальный ток увеличивают в 1,3 раза.

8 При прохождении печатного проводника под элементами, рассеивающими при нормальной работе или повреждениях мощность 0,25 Вт или более, ток уменьшают в 1,5 раза.

9 В месте подключения элементов, рассеивающих при нормальной работе или повреждениях мощность 0,25 Вт и более, ширину дорожки увеличивают в 3 раза на длине 1,0 мм или уменьшают в 2 раза максимальный ток. Если печатный проводник проходит под элементом, дополнительно используют коэффициент, приведенный в примечании 8.

10 Для температуры окружающей среды до 60 °С максимальный ток уменьшают в1,2 раза.

11 Для температуры окружающей среды до 80 °С максимальный ток уменьшают в 1,3 раза.

Простое электрооборудование

К простому электрооборудованию относят:

a) пассивные элементы, например выключатели, соединительные коробки, резисторы и простые полупроводниковые устройства;

b) устройства, накапливающие энергию, состоящие из единичных элементов в простых цепях с определенными параметрами, например конденсаторы или катушки индуктивности, значения которых должны учитываться при определении общей безопасности системы;

c) источники генерируемой энергии, например термопары и фотоэлементы, в которых любая из генерируемых ими величин не превышает 1,5 В,100 мА и 25 мВт.

Простое электрооборудование должно соответствовать всем требованиям настоящего стандарта, кроме раздела 12. Изготовитель или проектировщик искробезопасной системы должен доказать соответствие данному пункту, включая спецификации материалов и протоколы испытаний (если применяются).

Всегда необходимо учитывать следующие аспекты:

1 Безопасность простого электрооборудования не должна обеспечиваться применением ограничительных устройств по току и/или напряжению.

2 Простое оборудование не должно содержать средства, увеличивающие значения тока или напряжения, например, преобразователи постоянного тока.

3 В тех случаях, когда простое оборудование должно сохранять целостность изоляции искробезопасной цепи от земли, оно должно выдерживать испытательное напряжение по отношению к заземлению в соответствии с 6.3.12. Его зажимы должны отвечать требованиям 6.2.1.

4 Неметаллические оболочки или оболочки из легких сплавов, в случае их размещения во взрывоопасной среде, должны удовлетворять требованиям 7.3 и 8.1 МЭК 60079-0.

5 Если простое оборудование установлено во взрывоопасной среде, то оно должно соответствовать определенному температурному классу. При использовании в искробезопасной цепи в пределах своих номинальных характеристик и при максимальной температуре окружающей среды 40 °С переключатели, патроны, штепсели и зажимы должны иметь максимальную температуру поверхности менее 85 °С, то есть относиться к температурному классу Т6 для применений группы II, а также должны быть пригодны для применений группы I. Температурный класс других типов простого оборудования должен определяться в соответствии с разделом 4 настоящего стандарта.

Если простое оборудование является частью электрооборудования, содержащего другие электрические цепи, всю систему необходимо оценивать в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

Примечания

1 Датчики, в которых используется каталитическая реакция или другие электрохимические принципы, обычно не являются простым оборудованием. Необходима консультация специалистов по их применению.

2 Настоящий стандарт не устанавливает требования о необходимости проверки соответствия простого оборудования спецификации изготовителя.

Требования к электрооборудованию

Примечание - Требования этого раздела, если не указано иное в соответствующих подпунктах, относятся только к конструктивным особенностям искробезопасного и связанного электрооборудования, которые влияют на данный вид взрывозащиты.

Например, требования по герметизации заливочным компаундом применяют только в случае, если герметизация необходима для выполнения требований 6.3.4 или 6.6.

Оболочки

Если искробезопасность может быть нарушена в результате доступа к токоведущим частям, например, если цепи содержат неповреждаемые пути утечки, необходима оболочка.

Необходимая степень защиты зависит от условий эксплуатации; например, для электрооборудования группы I может потребоваться степень защиты IP54 в соответствии с МЭК 60529.

Конструкция оболочек для защиты от прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением, и от попадания внутрь посторонних твердых предметов и жидкостей может быть разной.

За обозначение поверхностей, образующих границы оболочки, отвечает изготовитель. Это обозначение должно быть отражено в заключительном варианте документации (см. раздел 13).

6.1.1 Оборудование, соответствующее таблице 5

Оборудование, отвечающее требованиям к зазорам, указанным в таблице 5, должно быть снабжено оболочкой со степенью защиты IP20 или выше.

Оболочку допускается не подвергать испытаниям для оболочек по 26.4 МЭК 60079-0, однако испытание сбрасыванием по 26.4.3 МЭК 60079-0 проводят.

6.1.2 Оборудование, соответствующее приложению F

Оборудование, отвечающее требованиям к зазорам, указанным в приложению F, должно быть снабжено защитой для обеспечения степени загрязнения 2. Этого достигают с помощью:

a) оболочки со степенью защиты IP54 или выше в соответствии с МЭК 60529. Оболочка должна быть подвергнута испытаниям для оболочек по 26.4 МЭК 60079-0;

b) оболочки со степенью защиты IP20 или выше в соответствии с МЭК 60529 при условии, что разделения обеспечены с помощью покрытия типа 1 или 2. Нет необходимости подвергать оболочку испытаниям для оболочек по 26.4 МЭК 60079-0;

c) монтажа при условии, что будут указаны специальные условия безопасного применения и оборудование будет маркировано знаком «Х» в соответствии с 29.2, перечисление i) МЭК 60079-0.