Блог

Mar 10, 2023

Нормативы требуют защиты от перенапряжения для цепей безопасности

Брент Перди, PE, менеджер по продукции, AutomationDirect

Брент Парди, PE, менеджер по продукту, AutomationDirect

Обеспечение безопасности является фундаментальным требованием при проектировании промышленного оборудования. Безопасные методы и системы являются результатом тщательного планирования, основанного на подробных нормах и спецификациях, которые постоянно обновляются по мере совершенствования технологий. За последние годы эта планка поднималась много раз, обеспечивая повышенную безопасность оператора и защиту оборудования. Недавний пример касается дополнительных требований к защите от перенапряжений для цепей защитной блокировки и контроллеров пожарных насосов для обеспечения безопасности персонала.

Цепи аварийной остановки (аварийной остановки) и защитной блокировки уже давно являются частью применимых норм и правил. Для промышленного оборудования и связанных с ним систем эти устройства безопасности представляют собой кнопки аварийной остановки, концевые выключатели дверей, концевые выключатели защитных устройств, световые завесы и другие компоненты — все они подключаются непосредственно к реле или контроллеру с повышенным уровнем безопасности для отключения питания. машину в случае возникновения проблемы. Таким образом, машиностроители хорошо знакомы с этими мерами безопасности и необходимостью интеграции этих важнейших функций безопасности в конструкции оборудования.

В последние годы во всей промышленности повышенное внимание уделяется качеству электроэнергии и защите от перенапряжений, особенно в связи с тем, что электронные устройства все чаще используются даже в критических технологических процессах и приложениях безопасности. Если цепь защитной блокировки любого типа выходит из строя из-за скачка напряжения, это подвергает операторов большому риску. В новых нормах признается, что цепи защитной блокировки должны получать дополнительную защиту, обеспечиваемую устройствами подавления перенапряжения. В этой статье рассматривается предыстория этого требования и способы соблюдения обновленных кодексов.

Некоторые кодексы могут повлиять на машиностроителей. В США производители оборудования (OEM) лучше всего знакомы со стандартом Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) 70, также известным как Национальный электротехнический кодекс (NEC). Местные муниципалитеты обычно принимают версии NEC в течение нескольких лет после публикации, поэтому OEM-производители должны соответствовать этому времени. Существует также NFPA 79 со специальными рекомендациями для промышленного оборудования и другие стандарты Американского национального института стандартов (ANSI), Международной электротехнической комиссии (IEC) и Международной организации по стандартизации (ISO).

Основной пункт, представляющий интерес, добавленный в версию NEC 670.6 2017 года, гласит: «Промышленное оборудование с цепями защитной блокировки должно быть оборудовано защитой от перенапряжения». NFPA 79 2018 принял те же требования в соответствии с NEC.

Причиной этого является то, что более четверти руководителей объектов, опрошенных в 2013–2014 годах, указали, что на их объектах были повреждены цепи защитной блокировки, связанные с перенапряжением. Поскольку подавление перенапряжений является хорошо изученной и экономически эффективной технологией, ее имеет смысл применять только в критически важных приложениях.

Помимо требований кодекса, рекомендуется и разумное вложение средств включать подавление перенапряжений для любого приложения, использующего твердотельные электронные компоненты или микропроцессоры (рис. 1). Это особенно важно для систем, установленных в любой сложной промышленной среде, но факт заключается в том, что любое место может быть подвержено скачкам напряжения.

Рисунок 1: Этот обычный удлинитель показывает результаты скачков напряжения, но любые устройства, использующие полупроводниковую электронику, даже надежные промышленные устройства, такие как датчики и контроллеры, подвержены повреждению из-за скачков напряжения.

Любое электрическое устройство может выйти из строя, если подвергнется достаточно сильному скачку напряжения, также известному как переходное перенапряжение или всплеск. Но многие твердотельные электронные компоненты и микропроцессоры имеют небольшие соединения и электрические дорожки, что делает их более хрупкими и чувствительными к скачкам напряжения, чем простые электромеханические устройства, такие как концевые выключатели и реле.

В настоящее время доступно множество вариантов устройств защитной блокировки, таких как кодированные бесконтактные выключатели и световые завесы, в состав которых входят электронные элементы. Эти усовершенствованные компоненты могут обеспечить повышенную безопасность, поскольку их трудно вывести из строя и они определяют присутствие оператора до того, как человек приблизится к опасной зоне.