Неповреждаемые элементы, блоки элементов и соединения

4.1 Сетевые трансформаторы

Повреждения обмоток.

В неповреждаемых сетевых трансформаторах замыкание обмоток, питающих искробезопасные цепи, с любыми другими обмотками не рассматривают, однако могут иметь место короткие замыкания и размыкания обмоток трансформатора. Повреждения обмоток трансформатора, которые могут привести к увеличению выходного напряжения, не должны учитываться.

Конструкция трансформатора.

Трансформаторы по способу расположения обмоток могут разделяться на два типа.

Для конструкции первого типа обмотка, питающая искробезопасные и связанные с ней искроопасные цепи, намотанная на отдельной катушке, должна располагаться:

- на одном стержне сердечника с остальными обмотками;

- на разных стержнях сердечника.

Пути утечки и электрические зазоры между обмотками для питания искробезопасных и искроопасных цепей должны удовлетворять требованиям таблицы 4.

Для конструкции второго типа обмотка, питающая искробезопасные и связанные с ней искроопасные цепи, должна располагаться на одной катушке с остальными обмотками, при этом:

- либо указанная обмотка трансформатора отделена от остальных обмоток твердой изоляцией в соответствии с таблицей 4,

- либо указанная обмотка трансформатора отделена от сетевой обмотки заземленным экраном (из медной фольги) или эквивалентной проволочной обмоткой (проволочный экран).

Допуски изготовителя не должны снижать значения, приведенные в таблице 6, более чем на 10 % или 0,1 мм, в зависимости от того, какое из значений меньше.

Экран из фольги должен иметь два независимых проводника заземления, каждый из которых должен быть рассчитан на максимальный длительный ток, который может протекать до срабатываний токовой защиты, например 1,7I_n для предохранителя.

Сердечники всех сетевых трансформаторов должны быть заземлены, за исключением случаев, когда используются трансформаторы с изолированными сердечниками.

Обмотки трансформатора независимо от конструктивного исполнения должны пропитываться изоляционным лаком или заливаться компаундом.

Испытания трансформаторов.

Трансформаторы должны быть стойкими при коротком замыкании вторичной обмотки.

Соответствие стойкого к короткому замыканию трансформатора температурным требованиям для класса используемой изоляции проверяют следующим образом. Вторичные обмотки трансформатора поочередно закорачивают, при этом все остальные обмотки нагружают номинальным током. Токовую защиту при испытаниях отключают, но ее параметры учитывают. Если в трансформаторе используют токоограничительный резистор, залитый вместе с его обмотками, испытания трансформатора на устойчивость к коротким замыканиям следует проводить с учетом этого резистора. При этом токоограничительный резистор должен быть установлен так, чтобы обеспечивались длина пути утечки и зазоры в соответствии с таблицей 4, и между обмоткой трансформатора и резистором отсутствовали неизолированные токопроводящие части.

При испытаниях ток первичной обмотки трансформатора должен быть установлен равным 1,7I_n или максимальному значению тока прерывателя с допустимыми отклонениями от этих значений во время испытаний не более ±10 %. Значение тока устанавливают изменением напряжения первичной обмотки трансформатора от нуля до номинального напряжения (с учетом допустимых по документации на электрооборудование повышений напряжения). В случае невозможности обеспечить вышеуказанные значения тока за счет увеличения напряжения, испытания проводят при максимальном сетевом напряжении.

Продолжительность испытаний должна составлять не менее 6 ч или до срабатывания несамовосстанавливающегося теплового устройства. При использовании теплового устройства самовосстанавливающегося типа испытания следует проводить в течение 12 ч.

В процессе испытаний трансформатор не должен воспламеняться, но допускается замыкание первичной или вторичной обмоток с сердечником.

После испытаний трансформаторов на устойчивость к коротким замыканиям изоляция между искробезопасными и искроопасными обмотками должна выдерживать испытательное напряжение, равное (2 U_n + 1000) В, но не менее 1500 В, где U_n - максимальное напряжение любой испытуемой обмотки. Испытательное напряжение между любыми обмотками и сердечником или экраном должно быть 2 U_n, но не менее 1000 В.

4.2 Разделительные трансформаторы

Испытания разделительных трансформаторов должны быть выполнены так же как и сетевые трансформаторы, за исключением того, что такие трансформаторы должны быть испытаны при максимальной токовой нагрузке. Если трансформатор невозможно испытать в этих условиях, каждая обмотка при типовых испытаниях должна нагружаться постоянным током, равным 1,7I_n в.

При контрольных испытаниях изоляция между первичной и вторичными обмотками должна выдерживать испытательное напряжение, равное (2 U_n + 1000) В, но не менее 1500 В.

Разделительные трансформаторы, подключенные к искроопасным цепям с внешней силовой цепью, должны учитывать возможность попадания на них максимального напряжения питания, например сетевого напряжения. В таких разделительных трансформаторах должны быть приняты меры, исключающие перегрузку трансформатора вследствие попадания сетевого напряжения.

4.3 Короткозамкнутые обмотки и дроссели

Демпферные обмотки, выполненные в виде короткозамкнутых витков для снижения влияния индуктивности, должны рассматриваться как повреждаемые только на размыкание, если они имеют надежную механическую конструкцию, выполненную, например, в виде бесшовной металлической трубки и обмоток из неизолированного провода, соединенных замкнутой сваркой, пайкой или другими равноценными способами.

Дроссели, применяемые в искробезопасных цепях, должны рассматриваться как повреждаемые только размыкание, если их намотка выполнена рядовой, виток к витку, с изолирующими прокладками между слоями, с пропиткой обмоток изоляционным лаком и компаундом.

Между витковая изоляция обмоточного провода должна быть рассчитана на напряжение, равное утроенному падению напряжения на дросселе в нормальном и аварийном режимах.

4.4 Токоограничительные резисторы

Токоограничительные резисторы должны быть одного из следующих типов:

а) пленочного;

б) проволочного с защитой против разматывания проволоки в случае ее обрыва;

в) непечатного, используемого в гибридных и подобных цепях.

He повреждаемый токоограничительный резистор должен считаться повреждаемым только на размыкание цепи, что рассматривают как одно учитываемое повреждение.

4.5 Разделительные конденсаторы

В неповреждаемом узле необходимо использовать блок из двух последовательно подключенных конденсаторов, один из которых рассматривают как повреждаемый на замыкание или размыкание цепи. Для оценки искробезопасности следует выбирать конденсатор с максимальной емкостью, а коэффициент искробезопасности 1,5 должен использоваться применительно к блоку.

Разделительные конденсаторы должны изготовляться с использованием твердого диэлектрика и иметь высокую надежность. Применение электролитических или танталовых конденсаторов не допустимо.

Блок из разделительных конденсаторов должен рассматриваться как неповреждаемое гальваническое разделение для постоянного тока.

4.6 Блоки искрозащиты на полупроводниковых элементах.

Группа элементов может рассматриваться как блок искрозащиты, если он гарантирует искробезопасность цепи.

В неповреждаемом блоке искрозащиты шунтирующие элементы (диоды или стабилитроны) должны дублироваться. Допускается не дублировать шунтирующий элемент, если он подключен таким образом, что при обрыве любой из его цепей, кроме непроволочных соединительных выводов самого шунта, происходит отключение шунтируемого элемента. Диоды и стабилитроны должны быть рассчитаны на продолжительный ток, который может протекать в месте их установки при повреждении на замыкание.

При применении блока искрозащиты с шунтирующими элементами в качестве неповреждаемого узла необходимо учитывать следующее:

а) каждый из двух шунтирующих элементов рассматривают повреждаемым на размыкание цепи;

б) выходным напряжением блока искрозащиты считают наибольшее напряжение шунтирующего элемента;

в) повреждение каждого шунтирующего элемента на замыкание рассматривают как одно учитываемое повреждение;

г) коэффициент искробезопасности 1,5 должен применяться ко всем повреждениям;

4.7 Провода и соединения

Провода, включая их подсоединения, должны рассматриваться как неповреждаемые на размыкание в следующих случаях.

а) Для проводов:

1) если два проводника включены параллельно;

2) если одножильный провод имеет диаметр не менее 0,5 мм и свободную длину менее 50 мм или надежно закреплен в точке соединения;

3) если одиночный многожильный или гибкий провод ленточного типа имеет сечение не менее 0,125 мм² (диаметр 0,4 мм), не перегибается при работе и имеет длину менее 50 мм или надежно закреплен в точке соединения.

б) Для проводников печатных плат:

1) если два проводника шириной не менее 1 мм включены параллельно;

2) если один проводник имеет ширину не менее 2 мм или 1% от своей длины, в зависимости от того, какое значение больше;

3) если каждый проводник выполнен из меди номинальной толщиной не менее 35 мкм.

в) Для соединений (исключая штепсели, розетки и клеммы):

1) если два соединения параллельны;

2) если имеется одиночное паяное соединение, в котором провод проходит через плату (включая отверстия через нее) и он изогнут перед пайкой, а если не изогнут, то запаян посредством использования автомата, или имеет соединение скруткой, запаян твердым припоем или приварен;

3) если имеется одиночное болтовое соединение, которое соответствует 6.6.