Приборы безопасности грузоподъемных кранов и машин www.onk1860.narod.ru . Напряжения барьерРеле контроля напряжения Реле напряжения Барьер 60АЦифровое реле контроля напряжения Барьер 60АDIN-рейка усиленный клеммник.1. Назначение: БАРЬЕР микропроцессорный с цифровой настройкой (в дальнейшем - «Барьер») предназначен для защиты любых бытовых электроприборов (таких как телевизоры, компьютеры, холодильники и др.) при выходе сетевого напряжения за пределы допустимого. «Барьер» не вносит искажений в форму выходного напряжения. Наличие цифровой настройки основных параметров «Барьера».2. Технические параметры. Пределы работоспособности: 100 - 450 В* «Барьера» 45-65 Гц*. Верхний порог отключения нагрузки: 230-280 В (250 В**). Нижний порог отключения нагрузки: 150-210 В (170 В**). Максимальный ток нагрузки: 60А***. Время задержки подачи напряжения: 3-900 сек (10 сек**). Диапазон рабочих температур: от +10 °С до +50 °С. *Переменное напряжение синусоидальной формы. **Настройки по умолчанию ***Указано на корпусе «Барьера»3. Установка: Установите «Барьер» на DlN-рейку и подключите его согласно схеме. Сдвоенный автоматический выключатель должен быть с током отключения не более 75% от максимального тока «Барьера». Назначение клемм: Фвх - входной фазный провод; Фвых - выходной фазный провод; Овх - входной провод нейтрали; Овых - выходной провод нейтрали. Установите необходимые значения верхнего и нижнего порогов напряжений и времени задержки. Все установки осуществляются посредством двух клавиш «-» и «+». Переход из режимов установки в рабочий режим происходит автоматически через 5 с после последнего нажатия клавиш.Рабочий режим:2magnita.ru Цифровое реле контроля напряжения Барьер 40А DIN-рейка1. Назначение: БАРЬЕР микропроцессорный с цифровой настройкой (в дальнейшем - «Барьер») предназначен для защиты любых бытовых электроприборов (таких как телевизоры, компьютеры, холодильники и др.) при выходе сетевого напряжения за пределы допустимого. «Барьер» не вносит искажений в форму выходного напряжения. Наличие цифровой настройки основных параметров «Барьера».2. Технические параметры. Пределы работоспособности: 100 - 450 В* «Барьера» 45-65 Гц*. Верхний порог отключения нагрузки: 230-280 В (250 В**). Нижний порог отключения нагрузки: 150-210 В (170 В**). Максимальный ток нагрузки: 40А***. Время задержки подачи напряжения: 3-900 сек (10 сек**). Диапазон рабочих температур: от +10 °С до +50 °С. *Переменное напряжение синусоидальной формы. **Настройки по умолчанию ***Указано на корпусе «Барьера»3. Установка: Установите «Барьер» на DlN-рейку и подключите его согласно схеме. Сдвоенный автоматический выключатель должен быть с током отключения не более 75% от максимального тока «Барьера».4. Порядок эксплуатации: Установить «Барьер» на ВПМ - рейку в щитке возле входных предохранителей. Присоединить сетевые провода согласно схеме на корпусе «Барьера». Подать сетевое напряжение и если требуется, провести настройку параметров.5. Принцип действия: После включения в сеть «Барьер» проверяет напряжение в течение установленного времени на соответствие его заданным пределам и только после этого подключает нагрузку. Индикация напряжения и времени осуществляется 3-х разрядным индикатором. При выходе сетевого напряжения за установленные пределы «Барьер» автоматически отключает нагрузку - при этом контроль сетевого напряжения продолжается, отображаясь миганием индикатора. При входе сетевого напряжения в установленные пределы включается таймер обратного отсчета времени, по истечении которого подключается нагрузка. В течение обратного отсчета таймера времени контроль сетевого напряжения продолжается. Нагрузка будет подключена только в том случае, если за установленное время сетевое напряжение ни разу не выходило за установленные пределы.6. Гарантийные обязательства: Изготовитель гарантирует нормальную работу "Барьера" в течение одного года со дня продажи и предоставляет право бесплатного ремонта изделияпри отсутствии механических повреждений. Ремонт и обмен производится по месту приобретения. 2magnita.ru Устройство защиты "БАРЬЕР" 60ААвтомат защиты предназначен для автоматического выключения любой сетевой аппаратуры, суммарная мощность которой не * киловатта, если напряжение в электросети превышает верхний предел отключения, заданный в настройках прибора, или понижается ниже заданного нижнего предела отключения и автоматического включения, если напряжение восстанавливается и находится в разрешенном диапазоне. Автомат защиты предназначен также для индикации текущего средневыпрямленного значения напряжения электросети. Прибор представляет собой выключатель, управляемый микропроцессором, который анализирует напряжение в электросети и если оно превышает или меньше заданного, выдает сигнал на отключение нагрузки. Если напряжение приходит в норму (в заданные пределы), после задержки, величина которой задается при настройке прибора, выдается сигнал на включение нагрузки. Коммутация нагрузки осуществляется электромагнитным реле. Микропроцессор также управляет работой вольтметра. Область применения устройства: защита домов, квартир, мощного технологического оборудования. Технические характеристики:Допустимое долговременное напряжение на клеммнике прибора 0 - 400 Вольт Коммутируемый ток 60 А Мощность нагрузки не более 13000 Ватт Время выключения по верхнему пределу 0,2 секунды Время выключения по нижнему пределу * не более 1 секунды Рабочий диапазон напряжения устройства 120 - 400 Вольт Габаритные размеры 3 модуля типа S Монтаж на стандартную DIN-рейку 35 мм Реле напряжения Барьер имеет функцию предупреждения о плохом контакте проводов к клеммам ! Если во время эксплуатации прибора произойдет отключение защищаемых электроприборов и при этом на индикаторе высветится три квадрата, это означает, что из за плохого контакта в месте подсоединения проводов к клеммам произошел нагрев. * При кратковременном, не более 1 сек., понижении до 120 Вольт в независимости от заданного нижнего порога срабатывания отключения нагрузки не происходит. Таким образом, игнорируются пусковые токи (так называемая защита от сварки). Если напряжение ниже нижнего заданного более 1 сек., происходит отключение. Если напряжение опускается ниже 120 Вольт, отключение происходит за 0,2 секунды. Параметры, задаваемые пользователем Нижний предел отключения (разрешающая способность 1 Вольт) 120 - 190 Вольт Верхний предел отключения (разрешающая способность 1 Вольт) 210 - 270 Вольт Время задержки включения нагрузки (разрешающая способность 5 секунд) 10 - 390сек. Комплектность поставки: прибор - 1шт; инструкция по эксплуатации – 1шт; упаковка (картонная коробка) – 1шт. kilowatt-rostov.ru Реле напряжения Барьер 10А вилкаМикропроцессорный "Барьер" с цифровой настройкой 10А Реле напряжения. Барьер.
1. Назначение: БАРЬЕР микропроцессорный с цифровой настройкой (в дальнейшем - «Барьер») предназначен для защиты любых бытовых электроприборов (таких как телевизоры, компьютеры. холодильники и др.) при выходе сетевого напряжения за пределы допустимого. «Барьер» не вносит искажений в форму выходного напряжения. Наличие цифровой настройки основных параметров «Барьера».
2. Технические параметры: Пределы работоспособности «Барьера»: 100 + 450 В* 45 + 65 Гц*. Верхний порог отключения нагрузки: 230+280 В (250 В**). Нижний порог отключения нагрузки: 150+210 В (170 В**). Максимальный ток нагрузки: 10А. Время задержки подачи напряжения: 3-900 секунд (10 сек.). Диапазон рабочих температур: от +10 до +50°С. • Переменное напряжение синусоидальной формы. •• Настройки по умолчанию.
3. Принцип действия: После включения в сеть «Барьер» проверяет напряжение в течение установленного времени на соответствие его заданным пределам и только после этого подключает нагрузку. Индикация напряжения и времени осуществляется 3-х разрядным индикатором. При выходе сетевого напряжения за установленные пределы «Барьер» автоматически отключает нагрузку - при этом контроль сетевого напряжения продолжается, отображаясь миганием индикатора. При входе сетевого напряжения в установленные пределы включается таймер обратного отсчета времени, по истечении которого подключается нагрузка. В течение обратного отсчета таймера времени контроль сетевого напряжения продолжается. Нагрузка будет подключена только в том случае, если за установленное время сетевое напряжение ни разу не выходило за установленные пределы.
4. Установка параметров пользователя: Все установки осуществляются посредством двух клавши - «-» и «+» переход из режимов установки в рабочий режим происходит автоматически через 5 с после последнего нажатия клавиш. 2magnita.ru Устройство защиты Барьер-40а, Барьер-60а, Барьер-80а, Барьер-41а, Барьер-61а, Барьер-81аУстройство защиты измеряет напряжение в сети переменного тока 220В 50Гц и отключает электроприборы от данной сети в случаях когда напряжение становится выше или ниже значений заданных изготовителем или пользователем, и будет находится в отключенном от сети состоянии до восстановления напряжения в заданных пределах. Тем самым защищая электроприборы подключенные после него от выхода из строя. Через время заданное изготовителем или пользователем, при нормализации напряжения в сети, электроприборы будут подключены к сети повторно. В режиме когда защищаемые электроприборы отключены от сети, цифры на индикаторе устройства защиты мигают. Прибор управляется микроконтроллером, который измеряет, анализирует и отображает текущее действующее значение напряжения. Коммутация нагрузки осуществляется электромагнитным реле. Допустимые пределы отключения и задержка времени включения устанавливаются пользователем с помощью кнопок. Значения сохраняются в энергонезависимой памяти. Рабочий диапазон напряжений 120 - 400 вольт Максимальноя коммутируемая мощность Барьер-41A 8,5 кВт Барьер-61A 12 кВт Барьер-81A 17 кВт Диапазон регулировки: верхнего предела 210 - 270 вольт нижнего предела 120 - 190 вольт Время отключения: по верхнему пределу 0,2 сек по нижнему пределу 1 сек Время задержки подачи питания от 10 до 390 сек Габаритные размеры 90х53х67 мм Подключение: снизу - 3 провода (вход / выход / нулевой) В Барьере-40, 60, 80 используются пластиковые зажимы, в Барьерах 41, 61, 81 используются керамические зажимы К сожалению или к счатью, но Барьеры с пластиковыми зажимами уходят в прошлое, так как основная масса дефектов у них возникала из-за их разъемов: они перегревались и плавились, но складские запасы ещё остались и, пока, мы можем обеспечить всех желающих Классикой. riprnd.ru Как выбрать шунт-диодный барьер искрозащиты?
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 барьеровБарьер 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;
P0 = U0 · I0 / 4.
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 барьеровБарьеры 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 БИС-А-Ех (серия 100). 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 БИС-А-Ех (серия 200). 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 БИС-А-Ех (серия 300). 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 искробезопасностиДалее 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:
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:
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 БИС-А-110-Ех со следующими параметрами:
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: Uвх 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: Uвх 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: Rк = 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: Rк = 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: Uд = Uбп – (Rш + Rmax + 2 · Rк) · Iд mах, где Uбп — напряжение на выходе блока питания; Rш — сопротивление шунта измерительного прибора; Rmax — проходное сопротивление барьера; Rк — сопротивление кабеля; Iд max — максимально возможный ток, потребляемый датчиком, равный 22,5 мА. Подставив в формулу значения, получим Uд = 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:
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:
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 БИС-А-107-Ех, имеющий следующие характеристики:
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:
Рассчитаем какую емкость, сопротивление и индуктивность будет иметь данный кабель при длине 200 метров:
Делаем проверку на допустимые значения емкости и индуктивности линии связи для подгруппы IIC и для данного барьера:
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: Uг = Iизм · (2 · Rв max + 2 · Rк + Rtmax), где Iизм — ток через измеряемое сопротивление; Rв max — сопротивление одной ветви; Rк — сопротивление кабеля; Rtmax — максимальное сопротивление термопреобразователя. Подставив в формулу значения, получим Uг = 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» www.eni-bbmv.ru Приборы безопасности грузоподъемных кранов и машин www.onk1860.narod.ru
Приборы и устройства защиты крана от опасного напряжения.На этой странице идет речь о внешних устройствах защиты крана от ЛЭП. Ими следует оснащать краны, на которых НЕ установлен комплексный прибор с функцией защиты от ЛЭП. Если же на кране работает прибор типа ОНК-140, ОНК-160С, ОГМ 240, ПБК-1, РП-СК-2, включающий в себя модуль защиты от опасного напряжения, то устанавливать дополнительно устройства защиты от ЛЭП (типа Барьер) НЕ НУЖНО!! На многих кранах в России и СНГ установлены сигнализаторы УАС (АСОН), но, строго говоря, в России их нужно менять на приборы "Барьер" или УЗК. Несмотря на это, краны с антеннами УАСа на оголовке до сих пор не редкость. Как это работает?Современные приборы защиты от ЛЭП определяют приближение к линии электропередач не напрямую, а опосредованно - через увеличение напряженности электромагнитного поля, которую они и фиксируют своими антеннами. Это влечет за собой ряд особенностей. А именно - возможность срабатывания приборов от внешних источников электромагнитного поля - в частности, от электрогенератора на дизель-электрических кранах (из-за чего ОНК-140 для таких кранов не комплектуются модулями защиты от ЛЭП). Еще одна особенность - изменение чувствительности прибора в зависимости от изменений условий окружающей среды. И последнее во вводной части. Хотя современные приборы защиты от ЛЭП и обладают реле, останавливающим работу крана, использовать их в качестве штатных устройств останова недопустимо. Приборы защиты от ЛЭП используются для выставления координатной защиты крана и сигнализации при дальнейшей работе. Для экстренных случаев, обусловленных ошибкой персонала, в них предусмотрена функция блокировки движений крана. Теперь о каждом из приборов подробнее.
Прибор защиты крана от опасного напряжения "Барьер-1М"Иногда его также называют датчик Барьер 1М, или сигнализатор Барьер 1М. Этот прибор появился в 1990-х годах и быстро завоевал популярность благодаря умеренной стоимости, простоте установки и продуманной конструкции - а также уходу с рынка новых приборов УАС украинского производства. Сигнализатор Барьер 1М обеспечивает:
- сигнализацию при приближении стрелы крана к линии электропередач - блокировку цепи ограничителя грузоподъемности или концевого выключателя после срабатывания сигнализации. Прибор блокирует работу крана на несколько секунд трижды, после чего позволяет движение только в сторону удаления стрелы от ЛЭП вплоть до прекращения срабатывания сигнализации.
Режимы работы прибора Барьер-1МКнопкой-переключателем на блоке управления прибора "Барьер-1М" можно переключать режимы работы, соответствующие различным напряжениям ЛЭП. Также на блоке управления Барьера имеется кнопка блокировки, при нажатии которой возможна временная работа в зоне повышенного напряжения. Раньше много нареканий на Барьер было за то, что он мешал нормально работать. Т.е. крановщик устанавливал диапазон, потом поворачивал стрелу дальше от ЛЭП - и прибор перескакивал назад, на более низший диапазон. И при повороте назад блокировал кран. Приходилось заново переводить прибор в нужный диапазон. Теперь ситуация заметно улучшилась. После модернизации у Барьер-1М появилась возможность длительным нажатием фиксировать прибор в нужном диапазоне, без автоматического "перескакивания" вниз. Таким образом, теперь заметно снизилась необходимость в электронном ключе блокировки, которым комплектовались приборы Барьер по спецзаказу. Прибор Барьер-1М состоит из:- блока обработки сигнала (БОС, в нем же установлены реле отключения) - антенны в металлическом корпусе (это - датчик Барьера) - ключа, блокирующего прибор в режиме разрешения работы. Ключ входит в дополнительное оборудование и заказывается в случае, если кран регулярно работает вблизи ЛЭП. - два коротких кабеля для подключения к бортсети крана Масса комплекта - 1 кг. Установка прибора "Барьер 1М".Установка прибора Барьер 1М довольно проста. При установке антенна крепится на оголовке стрелы четырьмя болтами. Возможна поставка дополнительного крепежного комплекта в случае, если возникают трудности с установкой антенны. Электрически антенна соединяется с цепью ограничителя грузоподъемности или концевого выключателя. Это не требует прокладки дополнительного кабеля или установки нового токосъемного барабана, однако штатная проводка крана должна быть исправна. Блок обработки сигнала устанавливается в кабине крановщика и крепится 4-я гайками. Электрически блок подключается к монтажной коробке автокрана. Питание следует взять от ограничителя грузоподъемности - "Барьер" не снабжен собственным тумблером вкл/откл. Если у крана напряжение питания 12 В, то придется докупить преобразователь 12 В - 24 В - прибор работает только при напряжении 24 В. В паспорте прибора прибора приведена подробная инструкция по установке, которая включает в себя электрическую схему. Преимущества сигнализатора Барьер 1М.Сразу после появления его ругали, но теперь есть и немало положительных мнений. К преимуществам прибора следует отнести простоту и продуманность конструкции, умеренную стоимость как самого прибора, так и его установки на кран. После модернизации программы по удобству использования прибор является одним из лидеров средств для защиты от ЛЭП, наряду с Барьер-2000К. В чем-то превосходя и ОНК-140. Существенный плюс - отсутствие модификаций и высокая распространенность прибора. Плюс невысокая цена на запчасти для него. Например, в случае поломки антенны на оголовке (увы, сбиваются регулярно) вероятность найти ее в наличии значительно выше, чем модуль МЗОН ОНК-140. А стоимость запчасти будет ниже раза в два. Все это очень важно во избежание простоев крана. Недостатки сигнализатора Барьер-1М.Конструктивный недостаток - прибор реагирует только на приближение стрелы к ЛЭП, так что если крюк опущен низко, то вполне реально зацепить им за провода. Впрочем, этот недостаток присутствует и у УЗК-1-2А, и у ОНК-140. РП-СК-2 устроен по-другому, но уже снят с производства и тоже обладает своими недостатками. На ранних версиях сильно раздражал многих крановщиков автоматический переход в самый неподходящий момент на нижний диапазон. Исправлено в дальнейших сериях прибора. Имеет ли смысл?Устанавливать Барьер-1М имеет смысл в случае, если: - инспектор Госгортехнадзора обязывает установить на автокран прибор защиты от опасного напряжения - Вы хотите заменить УАС (АСОН), установленный на кране ранее Если на кране установлен ограничитель типа ОГБ-2, ОГБ-3 или ОНК-М, то установка "Барьера" оправданна - Вы еще долго сможете покупать запчасти к этим приборам или заменить их целиком. Если же у Вас есть деньги, которые не жалко потратить на повышение безопасности крана, а ограничитель - ОГБ-3П, ОНК МП-120 или АСУ-ОГП, то рациональнее решить все проблемы в комплексе, установив новый комплексный прибор безопасности крана типа ПБК-1. В него встроен и прибор защиты от ЛЭП, и регистратор параметров.
Прибор защиты от опасного напряжения Барьер-2000КОсновное отличие прибора Барьера 2000 К от прибора Барьер1М в том, что 2000К - "кодовый", а 1М - "частотный". "Частотный" - это значит, что при наведении на антенну напряжения от ЛЭП она изменяет частоту тока, отправляемого на блок обработки сигнала (БОС). При превышении предельного значения частоты БОС сначала сигнализирует об опасном приближении к ЛЭП, а при дальнейшем увеличении частоты блокирует механизмы крана, не позволяя приближаться к ЛЭП. Следует отметить, что "Барьер 1М" (частотный) выпускается уже не первый год, и такая конструкция зарекомендовала себя хорошо, является надежной и стабильной в работе. "Кодовый" Барьер работает аналогично, только антенна отправляет на БОС не ток изменяющейся частоты, а цифровой сигнал - в корпусе антенны установлен аналогово-цифровой преобразователь. Такая конструкция теоретически обеспечивает более высокую помехозащищенность. В остальном конструкция Барьер-2000К аналогична Барьер-1М, только электронный ключ входит в комплект уже в базовой комплектации. Барьер 2000К - относительно новый прибор, начал выпускаться с 2003 года (Частотный Барьер-1 в производстве с 1997).
Прибор защиты от опасного напряжения УЗК-1-2АВ целом прибор аналогичен "Барьеру" по конструкции, но имеет ряд отличий по исполнению. Блок управления - литой, из алюминия (у Барьер-1М - пластиковый). УЗК-1-2А имеет свою проводку - в отличии от "Барьера", который подключается к цепи концевого выключателя. Плюс подобного решения - не нужно ремонтировать проводку в случае, если она повреждена. Минус - нужно прокладывать дополнительный кабель на стрелу. У крана с решетчатой стрелой это относительно просто, а вот если стрела телескопическая, то придется устанавливать дополнительный кабельный барабан или прокладывать гибкий подвод внутри стрелы. В силу географического расположения предприятий-изготовителей Барьер 1М распространен в Европейской части России, а УЗК-1-2А - за Уралом. Имеет ли смысл?В целом этот пункт повторяет тот же для "Барьера", однако следует учитывать особенности установки на конкретный кран.
Модуль защиты от опасного напряжения МЗОН-1 ОНК-140Модуль защиты от опасного напряжения МЗОН - это составная часть прибора ОНК-140. Заказывать его имеет смысл в двух случаях: - антенна модуля МЗОН была повреждена при контакте с окружающей действительностью. В этом случае заказать ее для замены не представляет трудностей - учитывая востребованность запчасти, завод выпускает достаточно большое количество МЗОНов на рынок запчастей. - Ваш прибор не был оснащен им при покупке, а теперь нужно его добавить. Такая добавка возможна только в случае, если блок обработки данных включает в себя электронную часть МЗОНа. Если же установка МЗОН не была предусмотрена изначально, то установить его нельзя. Вообще, в последнее время такое встречается редко. Поступающие в запчасти МЗОН могут быть 2-х видов: МЗОН-1-01 (более старая версия) или МЗОН-1. Проверить, какой из вариантов подойдет для Вашего крана, можно так: В режиме настройки ОНК-140 нужно зайти в редактирование параметра Н15. Возможные варианты выбора: 0 - работа без МЗОН 1 - работа с МЗОН-1-01 (старого образца) 2 - работа с МЗОН-1 (нового образца). В случае, если Вашим прибором поддерживается модуль МЗОН-1, мы рекомендуем для замены именно его. Дело в том, что он "различает" несколько диапазонов напряжения ЛЭП (как и Барьер, например), что повышает гибкость настройки в конкретных условиях. Антенна модуля МЗОН 1 схожа по конструкции с антеннами приборов "Барьер 1М" или УЗК-1-2А, отличается от них более высоким корпусом (пластиковым или металлическим), внутри которого размещены чувствительные элементы.
Сигнализатор приближения к ЛЭП УАС (АСОН)УАС - это универсальный автоматический сигнализатор. Сигнализаторы УАС-1-х, УАС-1М-х, УАС-10 и УАС-11 устанавливались на подъемные краны до появления приборов ОНК-140, "Барьер" и УЗК. УАС обеспечивает сигнализацию при приближении к линии электропередач. Прибор состоит из: - блока сигнализации - антенных блоков (антенн) в количестве от 2 до 12
Эксплуатационникам на заметку - для прибора одной модели (например, УАС-1-х) все антенны и блоки одинаковы. Так что если вышла из строя одна антенна или блок, то их можно заменить другим, пусть даже и от другой модификации. Другое дело, что найти отдельно антенну или блок весьма проблематично. Например, у Вас УАС-1-2 с четырьмя антеннами, а Вам предлагают УАС-1-8 с двумя. Варианты - купить 2 комплекта УАС-1-8 или посмотреть - наверняка из 4-х антенн Вашего прибора хотя бы две исправны. Тогда можно ограничиться покупкой одного комплекта УАС-1-8 и присоединить к нему исправные антенны. Установка прибора Установки прибора подробно касаться мы здесь не будем - если появилась необходимость установить УАС, то это означает, что до этого на кране стоял он же. Если на кране не было УАСа, то имеет смысл установить Барьер 1М - он отвечает современным требованиям Госгортехнадзора и значительно более прост в установке. Отметим, что УАС использует собственную проводку коаксиальным кабелем. Преимущества Простота установки - в случае, если на кране уже стоял УАС, установить новый будет просто. Недостатки. Антенны прибора подключены последовательно, поэтому при отказе одной прибор перестает работать. УАС не запрещает работу крана при опасном приближении к ЛЭП, а только сигнализирует. Поэтому в один не очень прекрасный день инспектор Госгортехнадзора может попросить Вас заменить УАС на "Барьер" или УЗК. Наконец, главный недостаток - прибор снят с производства уже довольно давно. Неликвидных комплектов на складах все меньше, да и те, что есть, имеют выход годных в среднем от 50 до 75% - т.е. 2-3 из четырех. Имеет ли смысл? Особенности прибора изложены выше. Что предпочесть - решать Вам. Мы рекомендуем при финансовых возможностях переходить на Барьер-1М, Барьер-2000К или УЗК-1-2А Как заказать? На сегодняшний день мы можем предложить приборы УАС с консервации выпуска начала 1990-х. Обязательны хороший внешний вид и проверка перед отправкой. Т.е. Вы получите гарантированно рабочий прибор. Плюс на все приборы у нас действует гарантия. Оцените свои потребности в блоках и антеннах, учитывая их взаимозаменяемость. onk1860.narod.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Главная цель статьи — максимально облегчить непростой процесс выбора барьеров искробезопасности.
