Выбор датчика температуры и барьера искрозащиты для вентиляции склада ГСМ

Система вентиляции для хранения горюче-смазочных материалов (ГСМ) на складе играет важную роль в поддержании оптимальных температурно-влажностных условий, которые прямо влияют на качество продуктов. Кроме того, такая система имеет ключевое значение для обеспечения пожарной безопасности, особенно при долгосрочном хранении товаров, склонных к быстрому воспламенению.

Из-за возможности наличия взрывоопасных газов в помещении, система вентиляции требует использования специальных датчиков температуры во взрывозащищенном исполнении. Для этой цели обычно выбирают один из двух способов взрывозащиты: датчик во взрывонепроницаемой оболочке или датчик с искробезопасной цепью. Для датчиков в исполнении ExD (взрывонепроницаемая оболочка) требуется укладывать сигнальные провода в металлических рукавах или стальных трубах. Однако это часто дорого и сложно реализуемо, что делает такой подход более подходящим для сложных датчиков с высоким энергопотреблением или множеством интерфейсов.

Для подключения датчиков в исполнении ExiA (искробезопасная цепь) требуется установить специальный барьер искрозащиты перед измерительным прибором или ПЛК. Простые датчики температуры с токовым выходным сигналом наиболее подходят для использования с искробезопасной цепью.

Цель данной статьи – рассказать о выборе подходящего датчика и барьера искрозащиты, чтобы решение для измерения температуры соответствовало стандартам взрывобезопасности.

В качестве примера рассмотрим автоматизированную систему вентиляции на портовом складе ГСМ. Важно начать с оценки характеристик взрывоопасного объекта, таких как тип газа, его классификация и класс зоны. Эти данные определяют, какой класс защиты датчика потребуется.

Допустим, на складе ГСМ присутствуют пары бензина. Предположим, что объект относится к зоне 1 и категории IIA согласно классификации взрывоопасных зон.

Выбор датчика – ключевой этап. Основываясь на характеристиках объекта, выбираем датчик, который удовлетворяет требованиям искробезопасности. Например, нам необходим датчик температуры с аналоговым сигналом 4…20 мА в исполнении Exia для измерения диапазона (-50…+100 °C). Один из подходящих вариантов – термометр сопротивления ДТС035-РТ100.0,5.100.И.Exi-T6[12Н].

Проверяем, что по условиям ТЗ датчик измеряет в нужном диапазоне температур и класс точности 0,5% нас устраивает. Для систем вентиляции наши клиенты обычно выбирают датчики именно с такими параметрами.

Следующий этап – выбор барьера искрозащиты, учитывая параметры датчика и линии связи между датчиком и барьером. Отбираем барьер, который обеспечит безопасную работу системы.

Рассмотрим на примере.

Посмотрим в сертификате взрывозащиты датчика его параметры:

Входное напряжение, не более: Ui = 30 В,

Входной ток, не более: Ii = 120 мА,

Внутренняя индуктивность, не более: Li = 10 мкГн = 0,01 мГн,

Внутренняя емкость, не более: Ci = 1,0 нФ.

Для примера допустим, что линия связи будет длиной 100 метров.

По требованиям ПУЭ (п. 7.3.117) искробезопасные цепи следует прокладывать отдельно от других цепей.

1. Для примера выберем для прокладки искробезопасных цепей кабель МКЭШ 2х0,5 с погонной емкостью 140 нФ/км и погонной индуктивностью 0,73 мГн/км.
2. Для исключения возможных проблем рекомендуется увеличить полученные значения на 20%. Соответственно получаем: погонная емкость 168 нФ/км и 0,876 мГн/км
3. Для нашей линии длиной 100 м получим параметры:

Емкость соединительного кабеля Сс=168 нФ/км * 0,1 км = 16,8 нФ

Индуктивность соединительного кабеля Lc=0,876 мГн/км *0,1 км =0,0876 мГн

Далее выберем барьер искрозащиты ИСКРА-АТ.03 для сигнала 4..20мА.

Маркировка взрывозащиты этого барьера: ExiaGa IIC. Электрооборудование, маркированное как IIC, пригодно для применения на объектах категорий IIA и IIB (в соответствии с пунктом 4.2 ГОСТ 31610.0-2014). Значит, мы можем применить барьер на нашем складе ГСМ.

Параметры взрывозащиты барьера возьмем из сертификата:

Максимальное выходное напряжение барьера Uo = 28,4В

Максимальный выходной ток Io= 70мА

Максимальная внешняя емкость Co= 0,079 мкФ

Максимальная внешняя индуктивность Lo= 8,0 мГн

И, наконец, проверим, что характеристики системы удовлетворяют параметрам барьера.

Таким образом, данная статья помогает разобраться в процессе выбора датчика и барьера искрозащиты для системы измерения температуры в условиях взрывоопасной среды, обеспечивая безопасность и соответствие стандартам.