電氣安全

 

5.1 工作電壓

選擇合適的隔離器或變送器時(shí)，一個(gè)重要參數(shù)是允許的工作電壓。它表示不同電路（輸入、輸出和電源電路）之間允許的電位差（見圖21）。

圖21：工作電壓的意義

隔離器的允許工作電壓在不同電路之間可能不同。zui高額定工作電壓一般適用于輸入和輸出之間以及輸入和電源之間。輸出和電源之間的允許工作電壓可能較低。根據(jù)型號不同，Knick隔離器的允許工作電壓zui高可達(dá)約3600 V AC/DC。

關(guān)于工作電壓的要求定義參見EN 61010第1部分。應(yīng)當(dāng)注意，允許的工作電壓不僅取決于隔離器件所用固體絕緣材料的電介質(zhì)強(qiáng)度，而且取決于設(shè)計(jì)特性，如電氣間隙和爬電距離等，以及外部影響，尤其是污染度（環(huán)境相關(guān)的可能污染）和過壓類別（疊加脈沖電壓值）。

污染度

污染度1

沒有污染或僅有干燥的非導(dǎo)電污染，例如在空調(diào)房或干凈、干燥的房間中。

污染度2

僅有非導(dǎo)電污染?？赡軙霈F(xiàn)因冷凝而引起的偶爾且短暫的導(dǎo)電，例如在實(shí)驗(yàn)室、精密機(jī)械車間、測試部門和銷售處。

污染度3

存在導(dǎo)電污染，或者干燥的非導(dǎo)電污染因?yàn)轭A(yù)期會出現(xiàn)的冷凝而變得導(dǎo)電，例如在工業(yè)廠房、農(nóng)業(yè)廠房、未供熱的倉庫和鍋爐房中。

污染度4

污染導(dǎo)致*導(dǎo)電，例如因?yàn)閷?dǎo)電粉塵、雨水或雪；在開放的房間中或室外。

過壓類別

過壓類別I

不會出現(xiàn)過壓，或通過電涌放電器或?yàn)V波器保護(hù)。

過壓類別II

含開關(guān)過程的系統(tǒng)，但無雷擊，例如在私人住戶內(nèi)。

過壓類別III

無雷擊的系統(tǒng)，設(shè)備連接與電源連接的距離比負(fù)載和/或設(shè)備的安全性和可用性的特殊要求更近。

過壓類別IV

有雷擊的工廠。

5.2 測試電壓

隔離器件所用絕緣材料的電介質(zhì)強(qiáng)度比器件的允許工作電壓高出很多倍。因此，對于電位隔 離器件，需要另外器件的測試電壓， 從而確保工作電壓的額定限值適用于各個(gè)器件。測試電壓偶爾也會代替工作電壓，用作電介質(zhì)強(qiáng)度的參數(shù)。根據(jù)具體應(yīng)用的要求，它需要比電路之間的zui大可能電位 差高出一定的倍數(shù)。Knick隔離器的測試電壓高達(dá)15 kV AC。

5.3 保護(hù)分隔

“保護(hù)分隔”這一術(shù)語定義于EN 61140中。該基本安全標(biāo)準(zhǔn)描述了針對電擊的保護(hù)措施，因而規(guī)定了電路之間的電氣隔離需要達(dá)到的要求。“保護(hù)分隔”是指一個(gè)提供基本保護(hù)和附加保護(hù)（附 加絕緣或保護(hù)性屏蔽），或提供同等保護(hù)（符合EN 61010-1標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)保護(hù)）的隔離系統(tǒng)。其目的是防止危險(xiǎn)電流通過人體。必須通過結(jié)構(gòu)手段（例如合適的電氣間隙和爬電距離）和內(nèi)部隔離器件的絕緣特性 兩方面來確保這種高水平的安全性。這意味著，基本安全標(biāo)準(zhǔn)的要求對隔離器設(shè)計(jì)有直接影響。

“保護(hù)分隔”規(guī)范要求指明“保護(hù)分隔”保證有效的zui高工作電壓。Knick開發(fā)的所有新型隔離器和變送器滿足EN 61140關(guān)于“保護(hù)分隔”的要求。

5.4 認(rèn)證

在范圍內(nèi)，常常要求US和加拿大UL認(rèn)證（保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室）、CSA（加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）認(rèn)證或其組合CUL認(rèn)證。在嚴(yán)格的認(rèn)證測試中，Knick的許多隔離器已被證明滿足相應(yīng)的電氣安全和消防要求。

GL認(rèn)證(Germanischer Lloyd)證實(shí)Knick的許多隔離器具有高負(fù)載能力， 可以用在船上和海上等應(yīng)用中。德國聯(lián)邦輻射保護(hù)辦公室的“Kerntechnische Ausschuss”（KTA – 核安全標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）發(fā)布用字母KTA表示的核安全標(biāo)準(zhǔn)。Knick提供通過KTA 3503 (3507)認(rèn)證的隔離器，適合用于核電站。

5.5 危險(xiǎn)區(qū)域分隔

在危險(xiǎn)區(qū)域中使用電氣設(shè)備（包括電氣和電子測量設(shè)備）時(shí)，必須確保這些設(shè)備即使在發(fā)生故障時(shí)也無法點(diǎn)燃任何爆炸性氣體-空氣混合物?？赡艿姆雷o(hù)類型包括“本質(zhì)安全”，它確保相應(yīng)設(shè)備的本質(zhì)安全電路即使在發(fā)生故障時(shí)也無法產(chǎn)生可燃性火花。

實(shí)踐中，采用本質(zhì)安全電路的隔離解決方案很難實(shí)現(xiàn)，也就是說，信號處理需要耦合非本質(zhì) 安全的電路。直接相連會使本質(zhì)安全失效，因而是不允許的。Knick提供合適的外部供電或環(huán)路供電隔離器來耦合相應(yīng)的電路，在本質(zhì)安全電路與非本質(zhì)安全電 路之間同時(shí)提供電氣隔離和分隔（見圖22）。

圖22：利用IsoTrans 36 A7無源隔離器耦合本質(zhì)安全和非本質(zhì)安全電路

Knick提供的具有“本質(zhì)安全”型防護(hù)的設(shè)備符合94/9/EC指令。該指令一般稱為ATEX。

實(shí)踐中，1類和2類設(shè)備用于危險(xiǎn)區(qū)域，相當(dāng)于歐洲的0區(qū)和1區(qū)設(shè)備。3類設(shè)備（用于2 區(qū)）越來越重要。2區(qū)是指這樣一個(gè)場所，它在正常工作中不大可能出現(xiàn)由空氣和危險(xiǎn)物質(zhì)（氣體、蒸汽或霧氣等形式）混合構(gòu)成的爆炸性大氣環(huán)境，即使出現(xiàn)，也 只會持續(xù)很短的時(shí)間。正常工作是指系統(tǒng)和設(shè)備在制造商的設(shè)計(jì)參數(shù)內(nèi)工作。這種系統(tǒng)和設(shè)備可提供所需的安全等級。

2區(qū)可能包括：

– 0區(qū)或1區(qū)周圍的區(qū)域

– 封閉空間內(nèi)管道中帶普通平墊片的法蘭連接周圍的區(qū)域

P32x00和A202x0系列變送器設(shè)計(jì)用于ATEX 防爆2區(qū) (EN 60079-15)或1類Div 2 / 2區(qū) (UL 1604) 環(huán)境。