Protección contra explosión Equipamiento eléctrico en Areas Clasificadas Zonas Clasificadas • Un ambiente con presencia de gases, vapores o polvos potencialmente inflamables: • Zona Clasificada = Hazardous Location 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Historia • Siglo XIX: Inicio del uso de equipos eléctricos en la industria. • Se descubre el peligro del uso de estos equipos en minas de carbón (presencia de “firedump”). • Diseño de las primeras lámparas de seguridad 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras En Europa compiten dos criterios: Barreras basadas en diodos 1960 - 1970 zener (BAASEFA) 10 años Barreras basadas en aislación galvánica (PTB) Historia 1992 - 2015 23 años Desarrollo de las normativas IECEx de carcater global PTB publica PTB Mitteilungen 2/69, primera normativa alemana sobre barreras de S.I. 1965 La NFPA unifica criterios con la CENELEC y con IEC 1975 NEC 504, normalización de las directivas de S.I. en Norteamérica 1990 ISA publica RP 12.2: “Intrinsically Safe and NonIncendive Electrical Instruments” 1952 Explosión en mina de carbón en Senghenydd, Gran Bretaña: La causa: una sirena de emergencia con alimentación eléctrica: bobina de actuación almacena energía = fuente de ignición 1913 20/9/2022 1907 1921 Se publica el estandar NEC 505 1996 Publicación inicial sobre seguridad intrínseca por parte de Se publica la directiva Atex 100 U.L. 1999 1965 Primer certificado IECEx NFPA publica el primer Proyecto de estándares sobre S.I. en 2000 America IECEX 60079 1967 2009 Directiva 76/117/EEC: Directiva para el uso de equipos eléctricos en atmósferas explosivas ATEX 2014 1976 2014 Concurso en Gran Bretaña con premio al mejor diseño de lámpara de seguridad: CEAG es el ganador 1911 1893 Se publica la Directiva ATEX 1994 Se publican los estándares BS 229 y BS 1259, donde se define el término seguridad intrínseca 1952 Lámpara Sussmann: primera lámpara eléctrica de seguridad de uso amplio 1893 1893 Concepto TC31 para normativas IECEx: IECEx 01 1992 1935 1949 Mirko Torrez Contreras 1963 1977 1991 2018 2005 Hoy Estado actual de normas Ex •NEC obligatorio •CENELEC obligatorio •IEC, CENELEC, NEC y otros •CEC obligatorio 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Triangulo de Explosión Combustible: Fuente de Ignición: •Gas •Arcos •Polvo •Superficies calientes •Vapor •Gases calientes Oxidante: •Aire (oxígeno) •H2S2 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Clasificación de los líquidos inflamables Designación Temperaturas criticas en °C Altamente inflamable Punto de flash < 0°C y punto de ebullición < 35°C Facilmente inflamable Punto de Flash < 21 °C y punto de ebullición > 35°C Inflamable 21°C < Punto de flash < 55°C Si el punto de flash de un líquido inflamable es muy superior a las máximas temperaturas que puedan ocurrir, no se puede formar una atmósfera explosiva 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Punto de Flash La temperatura mas baja en la que un líquido puede generar suficiente vapor para sostener una explosión 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Límites de Explosión 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Límites de Explosión 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Ejemplos de límites de explosión de gases y vapores Nombre de la substancia Limite inferior de explosión % Limite superior de explosión en Vol. % en Vol Acetileno 2,3 100 Etileno 2,4 32,6 Gasolina ~0,6 Benzol Diesel ~8 1,2 ~0,6 8 ~6,5 Metano 4,4 17 Propano 1,7 10,8 Disulfuro de carbono 0,6 60 4 77 Hidrógeno 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Mínima Energía de Ignición Energía de Ignición (milliJoules) Propano-aire (1 atm) 1.0 Ethyleno-aire (1 atm) Hidrogeno-aire (1 atm) 0.1 Mínima Energía de Ignición (MIE) 0.01 Rango inflamable 0 10 (LEL) Limite Inferior de Explosión 20 30 40 50 60 70 Concentración en Volumen (%) 80 90 100 (UEL) Superior de Explosión Mezcla mas fácilmente inflamable La mínima cantidad de energía requerida para causar la ignición de una nube de vapor, polvo o gas. 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Mínima Energía de Ignición 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Mínima Energía de Ignición de Gases y Vapores Material Mínima energía de Ignición, mJ Disulfuro de carbono Metanol Hidrógeno Xileno Tolueno Propano Etil acetato Zirconio Resina epóxica Aluminio Azúcar Harina de trigo 20/9/2022 0,009 0,14 0,02 0,2 0,24 0,25 0,46 5 9 10 30 50 Mirko Torrez Contreras Fuentes de Ignición • Superficies calientes • Ondas electromagnéticas de alta frecuencia • Llamas y gases calientes • Chispas de origen mecánico • Radiación ionizante • Instalaciones eléctricas • Corrientes de ecualización, equipos de protección contra corrosión catódica • Electricidad estática • Ultrasonidos • Compresión adiabática y ondas de choque • Reacciones exotérmicas • Descargas atmosféricas 20/9/2022 • Radiación óptica Mirko Torrez Contreras Principios para prevención de explosiones 1 Prevenir la creación de una atmósfera explosiva 2 Evitar la ignición de una atmósfera explosiva 3 Mitigar los efectos de una explosión a un nivel tolerable 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Evitar el uso de substancias inflamables Inertizar (evita la presencia de oxidantes) Limitar la concentración (ventilación) Métodos de Protección contra explosión Elegidos en función del peligro potencial Requiere la clasificación de áreas Carcasas a prueba de explosión Dispositivos de alivio de explosión Supresión de la explosión (extinguidores) Requerimientos para clasificar una planta Clasificación del gas La naturaleza de la atmósfera explosiva Temperatura de ignición Criterios de clasificación La probabilidad de presencia de la atmósfera explosiva 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Clasificación de área Clasificación de los gases Gas representativo (testeado) Acetileno Hidrogeno Etileno Propano Metano Polvo metálico Polvo de carbón Harina Cascara de cereal Granos Fibras & sólidos en suspensión 20/9/2022 IEC NEC (USA & Canadá) Grupo IIC Grupo IIC Grupo IIB Grupo IIA Clase I, Grupo A Clase I, Grupo B Clase I, Grupo C Clase I, Grupo D Grupo I (Minería) (Sin clasificación) (IEC 1241) Clase II, Grupo E Clase II, Grupo F Clase II, Grupo G (Sin clasificación) Clase III Mirko Torrez Contreras Ignitabilidad Ignición mas facil Clasificación de Temperaturas (IECEx/ATEX) Temperatura de ignición de gases y vapores en °C Clase de temperatura Máxima temperatura superficial del equipo en°C >450 T1 450 >300 hasta 450 T2 300 >200 hasta 300 T3 200 >135 hasta 200 T4 135 > 100 hasta 135 T5 100 >85 hasta 100 T6 85 Tamb = 40oC (salvo que se indique lo contrario) La operación a temperaturas superiores a Tamb puede producir un de rating de la clase T del dispositivo 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Clasificación de Temperaturas (NEC) Temperatura de ignición de gases y vapores en °C Clase de temperatura Máxima temperatura superficial del equipo en°C >450 T1 450 >300 hasta 450 T2 300 >280 hasta 300 T2A 280 >260 hasta280 T2B 260 >230 hasta 260 T2C 230 > 215 hasta 230 T2D 215 >200 hasta 300 T3 200 >180 hasta 200 T3A 180 >165 hasta 180 T3B 165 >160 hasta 165 T3C 160 >135 hasta 200 T4 135 >120 hasta 135 T4A 120 > 100 hasta 135 T5 100 >85 hasta 100 T6 85 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras El dispositivo puede estar marcado con rango T o la temperatura correspondiente Es responsabilidad del asegurarse que el rango T sea inferior a la Temperatura de Ignición Espontánea ( SIT ) Tamb = 40oC Métodos de clasificación de área De acuerdo a criterio ATEX/IECEx Modelo de Zonas: IEC 60079/ATEX 94/9/EC Clasificación de Area Modelo de Clases y De acuerdo a criterio NEC Divisiones: NEC 500 Modelo de Clases y Zonas: NEC 505 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Clasificación según el modelo de Zonas Venteos Zona 0 Ejemplo de clasificación de área: Tanque con presencia de vapor mas denso que el aire Zona 1 Superficie del liquido Pared de contención 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Zona 2 Clasificación según el modelo de Zonas Ejemplo de clasificación de área: Termocupla en zona clasificada Zona 2 Zona 1 Exterior del caño o recipiente 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Zona 0 Interior de caño o recipiente Clasificación según el modelo de Zonas Para gases y vapores Definición Valores típicos de presencia de una atmósfera explosiva Zona 0 Presencia de atmósfera explosiva de manera continua, por largos periodos o frecuentemente Mas de 1000 h/año Zona 1 Presencia de atmósfera explosiva posible en condiciones normales de operación Mas de 10, pero menos que 1000 h/año Zona 2 Presencia de atmósfera explosiva poco posible en condiciones normales de operación y si ocurre es por periodos cortos de tiempo Menos que 10 h/año 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Clasificación según el modelo de Zonas Para polvos Definición Valores típicos de presencia de una atmósfera explosiva Zona 20 Presencia de atmósfera explosiva de manera continua, por largos periodos o frecuentemente Mas de 1000 h/año Zona 21 Presencia de atmósfera explosiva posible en condiciones normales de operación Mas de 10, pero menos que 1000 h/año Zona 22 Presencia de atmósfera explosiva poco posible en condiciones normales de operación y si ocurre es por periodos cortos de tiempo Menos que 10 h/año 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Según el modelo de Clases y Divisiones Venteos Clase I División 1 Ejemplo de clasificación de área: Tanque con presencia de vapor mas denso que el aire Superficie del liquido Pared de contención 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Clase I División 2 Según el modelo de Clases y Divisiones Ejemplo de clasificación de área: Termocupla en zona clasificada Clase I División 2 Exterior del caño o recipiente 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Clase I División 1 Interior de caño o recipiente Según el modelo de Clases y Divisiones Tipo (NEC 500) Material inflamable Clase I Gases, vapores y nieblas División 1 División 2 Presencia de atmósfera explosiva: Presencia de atmósfera explosiva: • • En condiciones normales Durante reparaciones, mantenimiento o por fallas eléctricas Ante rotura o falla de operación de los equipos instalados Solo cuando los contenedores de las sustancias inflamables sufren rupturas o ante condiciones anormales de operación En condiciones normales Por falla mecánica u operación anormal de los equipos instalados Por presencia de polvos combustibles del Grupo E Solo ante condiciones anormales de operación • Clase II Polvos • • • Clase III 20/9/2022 Fibras y solidos en suspensión Ambientes de producción en los que se fabrican, usan o manipulan fibras y solidos en suspensión de carácter inflamable Mirko Torrez Contreras Ambientes sin producción en los que se almacenan o manipulan fibras y solidos en suspensión de carácter inflamable Clasificación según NEC 505 (desde 1996) Para gases y vapores Definición Zona 0 Presencia de atmósfera explosiva Mas de 1000 h/año de manera continua, por largos periodos o frecuentemente Zona 1 Presencia de atmósfera explosiva posible en condiciones normales de operación Zona 2 Presencia de atmósfera explosiva Menos que 10 h/año poco posible en condiciones normales de operación y si ocurre es por periodos cortos de tiempo Clase I 20/9/2022 Valores típicos de presencia de una atmósfera explosiva Mirko Torrez Contreras Mas de 10, pero menos que 1000 h/año Clasificación según NEC 505 (desde 2005) Para polvos Valores típicos de presencia de una atmósfera explosiva Zona 20 Presencia de atmósfera explosiva Mas de 1000 h/año de manera continua, por largos periodos o frecuentemente Zona 21 Presencia de atmósfera explosiva Mas de 10, pero menos posible en condiciones normales que 1000 h/año de operación Zona 22 Presencia de atmósfera explosiva Menos que 10 h/año poco posible en condiciones normales de operación y si ocurre es por periodos cortos de tiempo Clase II 20/9/2022 Definición Mirko Torrez Contreras Selección de equipamiento 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Categorías de equipamiento, Grupo I (IECEx) Para uso en minas con “firedump” Duración de la Nivel de presencia de la Protección de atmósfera Explosión (EPL) explosiva M1 Durante raros malfuncionami entos Ma M2 Hasta la desenergizació n de los equipos Mb Grupo I 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Categorías de equipamiento, Grupo II (IECEx) Grupo II Gases, vapores y nieblas Polvos 20/9/2022 Zona Duración de la presencia de la atmósfera explosiva Categoría de Nivel de Protección Equipo de Explosión (EPL) 0 Continuo, por largos periodos de tiempo, frecuentemente 1G Ga 1 Ocasionalmente 2G Gb 2 Raramente y por cortos periodos de tiempo 3G Gc 20 Continuo, por largos periodos de tiempo, frecuentemente 1D Da 21 Ocasionalmente 2D Db 22 Raramente y por cortos periodos de tiempo 3D Dc Mirko Torrez Contreras Categorías de equipamiento, Grupo III (IECEx) Grupos Grupo IIIA Grupo IIIB Grupo IIIC 20/9/2022 Zona Nivel de Protección contra Explosión(EPL) 20 Da 21 Db y Dc 22 Da, Db y Dc Descripción Fibras Polvos no conductivos Polvos conductivos Mirko Torrez Contreras Nivel de Protección del Equipamiento (EPL) EPL es un criterio nuevo para la selección del equipamiento a ser instalado en una zona clasificada Antes de ATEX94/9/EC el énfasis estaba puesto en la clasificación de área por zona. Despues de ATEX94/9/C el foco se puso en las caracte’risticas técnicas que el equipamiento debe tener para poder ofrecer el grado de protección adecuado IEC 60079-14 introduce el concepto de EPL para este fin 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Relación entre las categorías y el Nivel de Protección Categoría ATEX Substancia Nivel de Protección Requerido Zona 1G Gas Muy alto 0 2G Gas Alto 1 3G Gas Normal 2 1D Polvos Muy alto 20 2D Polvos Alto 21 3D Polvos Normal 22 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Relación entre las Categorías y el Método de Protección Zona Categoría ATEX Método de protección adecuado Zona 0 1G Ex ia – Ex ma Zona 1 1G y 2G Ex d – Ex e – Exi – Ex m - Ex p – Ex o – Ex q Zona 2 1G, 2G y 3G Ex d – Ex e – Exi – Ex m - Ex p – Ex o – Ex q – Ex n Zona 20 1D pD – mD – tD – iaD - ibD Zona 21 1D y 2D pD – mD – tD – iaD - ibD Zona 22 1D, 2D y 3D pD – mD – tD – iaD - ibD 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Relación entre Zonas, Categorías, Metodo de protección y EPL Zona Categoría ATEX Método de protección adecuado EPL Zona 0 1G Ex ia – Ex ma Ga Zona 1 2G Ex d – Ex e – Exi – Ex m Ex p – Ex o – Ex q Gb Zona 2 3G Ex d – Ex e – Exi – Ex m Ex p – Ex o – Ex q – Ex n Gc Zona 20 1D pD – mD – tD – iaD - ibD Da Zona 21 2D pD – mD – tD – iaD - ibD Db Zona 22 3D pD – mD – tD – iaD - ibD Dc 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Nivel de Protección del Equipamiento (EPL) El método tradicional de selección por Zonas se basaba en el uso de datos estadísticos: frecuencia de presencia de una atmósfera explosiva El EPL indica el riesgo inherente de ignición de un equipo, sin importar el método de protección empleado Este método es una opción alternativa al método tradicional 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Métodos de protección contra Explosión 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Gabinetes a prueba de explosión Carcasas hechas de metal capaces de soportar/contener los efectos de una explosión interna. Las juntas de estas carcasas están diseñadas de modo tal que permiten el escape de los gases producidos por la explosión mientras los enfrían al punto que no puedan ser una fuente de ignición de la atmósfera explosiva externa IECEx/ATEX: Flameproof (Ex d) 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras NEC: Explosión Proof Gabinetes a prueba de explosión 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Explosion proof ( ANSI/UL1203): método OPCIONES DISPONIBLES: • Eliminar la atmosfera explosiva? (Ex p) 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras OPCIONES DISPONIBLES: • Aislar el equipo de la atmosfera explosiva? (Ex m, Ex o) 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras OPCIONES DISPONIBLES: o • Eliminar la fuente de ignición ? 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras L R L C R V Directiva ATEX 95 para equipos 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Consideraciones importantes 1 - La probabilidad de formación de una atmósfera Ex Según la IEC, ATEX 95 Directiva 94/9 EC: Dispositivos Categoria 1 Dispositivos Categoria 1 o 2 Dispositivos Categoria 1, 2 o 3 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Determinación Zonas Tomando en cuenta todos de los parámetros relevantes, se detrminan los siguientes valores: d a = 1 m horizontal desde la zona de emisión c a a c d b b = 1 m vertical sobre la zona de emisión e c = 1 m horizontal; d = 2 m horizontal; Fuga subterranea Zona 0 e = 1 m sobre la tierra 20/9/2022 Zona 1 Mirko Torrez Contreras Zona 2 Liquido de proceso Consideraciones importantes LEL y UEL f (concentración y energía) 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Consideraciones importantes 2 – Los Grupos de Gases II A – Acetona, etano, etilacetato, amoniaco, benzoil, acido acético, anhidrido acético, tolueno, iamil acetato, n-butano, alcohol n-butil, benzinas, n-hexano, diesel, aldeido acético, fenol II B – Eter etílico, etileno, óxido de etileno, alcohol etílico, sulfuro de hidrogeno, gas natural II C – Acetileno, sulfuro de carbono, hidrógeno 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Consideraciones importantes 3 – Las clases de temperatura T1 T2 T3 T4 T5 T6 20/9/2022 <= <= <= <= <= <= 450 C 300 C 200 C 135 C 100 C 85 C Mirko Torrez Contreras Tipos de protección de instrumentos Non-incendive (DIN EN 50021 – VDE 0170/0171) Pg. 69 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Tipos de protección de instrumentos 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Tipos de protección de instrumentos Tipo: seg. aumentada “e” Zona : 1,2 Tipo: Inmerso en aceite “o” Zona : 1,2 Equip.: conexiones de equipos eléctricos (ej.:motores) Equip.: conmutadores y transformadores Tipo: presurizado “p” Zona : 1,2 Equip.: máquinas, motores con colector, paneles HMI Tipo: encapsulado “m” Zona : 1,2 Equip.: bobinas y bobinados de motores Seguridad Intrínseca L R R,L,C Tipo: Seg. intrínseca “i” Tipo: Inmerso en arena “s” V C Zona : 1,2 Equip.: capacitores, balastos p/ lámparas Zona : 0,1,2 Tipo: a prueba de explosión “d” Zona : 1,2 Equip.: instrumentación Equip.: equip. y de control alta potencia, conmutadores. Pg. 63-71 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras El circuito Circuito Intrínsecamente Seguro IIA, IIB, IIC Ex-i Ex-d 20/9/2022 L L C R R V Flamabilidad Mínima Corriente de Ignición (MIC) Max. GAP experimental (MESG) Mirko Torrez Contreras Circuito con energía limitada ! No causa chispas con energía suficiente para iniciar una explosión ! Circuitos básicos + RV R Circuito Resistivo U + RV L U + U RV Circuito Capacitivo Al cerrarse el circuito la energía acumulada en la capacitancia (W = 1/2 CU2) se descarga al medio C 20/9/2022 Circuito Inductivo Al abrirse el circuito la energía acumulada en la inductancia (W = 1/2 LI2) se descarga al medio Mirko Torrez Contreras Dispositivo de pruebas de descarga Soporte de cable (hasta 4 cables de contacto de wolfram) Placa de cadmio con 2 ranuras paralelas 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Curvas límites para fuentes de corriente 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Características de Tensión y Corriente Cualquier diseño de Seguridad Intrínseca debe tener en cuenta en sus cálculos las curvas caracteristicas de Ignición Corriente de Cortocircuito Hay posibilidad de ignición No existe ignición Tensión de Circuito Abierto 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Límites Prácticos de un circuito IS Potencia 1.3W for T4 Curva resistiva para hidrógeno Corriente de cortocircuito 1A 500mA 500µH (260mA) Restricción Inductiva 200mA n Area utilizable 100mA 50mA Restricción por capacidad 20mA 0.1µF 10mA 1 20/9/2022 2 5 10 Mirko Torrez Contreras 20 50 Tensión de circuito abierto Componentes de un lazo intrínsecamente seguro Seguridad Intrínseca: Se refiere a un circuito Intrínsecamente Seguro y no solamente a un dispositivo de campo ! Circuito Intrínsecamente Seguro 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras L, C, R, U, I Ex-i Componentes de un lazo intrínsecamente seguro Deberán ser conocidos los valores C, L e R Cable de 3 Conexión Posee un circuito intrínsecamente Convierte una señal no intrínsecamente segura en una señal intrínsecamente segura 2 Dispositivo Eléctrico Asociado seguro y puede operar en una atmósfera explosiva DispositivoDispositivo simples: U Intrínsecamente < 1,5V Seguro I < 0.1 Ao Dispositivo Eléctricos Simples o P < 25mW 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras 1 Dispositivos Eléctricos Simples Puentes Resistivos LEDs RTDs Termocuplas Contactos secos 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Dispositivo eléctrico asociado En el dispositivo asociado no solamente existen los circuitos que poseen elementos intrínsecamente seguros EX-n EX-i No Ex 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Debe disponer por lo menos un circuito intrínsecamente seguro para el área clasificada Verificación según concepto de entidad + - EEx-i Lc + Cc PARAMETROS DE ENTIDAD Parámetros Eléctricos Dispositivo Asociado Uo Io Po Lo Co 20/9/2022 Cables < < < > > Lc Cc Mirko Torrez Contreras Dispositivo intrínsecamente Seguro + + Ui Ii Pi Li Ci Verificación del concepto de entidad Sistema de Control 20/9/2022 Dispositivo Asociado Uo= 25,2V <= Io=93mA <= Ui = 29,7V Ii = 103mA Pi = 700mW Po= 587mW <= Lo=4,18mH >= Li+Lc = 3,6mH >= Co=0,14µF Mirko Torrez Contreras Ci+Cc = 0,09µF Dispositivo intrínsecament e seguro Dispositivo asociado Lado Intrínsecamente Seguro Resistor Diodo Zener - Fusíble Corriente + - Lado No Intrínsecamente Seguro Resistor para limitar la corriente de corto-circuito Diodo Zener para limitar la tensión del circuito sin carga Fusible para proteger el diodo zener de sobrecargas 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Dispositivos intrínsecamente seguros Sensores de Nivel, Caudal, Presión, Temperatura Sensores Inductivos, Fotoeléctricos, Ultrasónicos HMI, Remotas, Dispositivos Profibus PA, FF 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Consideraciones importantes Categorías de dispositivos I.S. según la probabilidad de falla de sus componentes • “ia”: • “ib”: • 1 o 2 fallas sin ignición • Aplicable a las Zonas 0, 1 y 2 • 1 falla sin ignición • Aplicable a las Zonas 1 y 2 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Consideraciones importantes Evitar la transferencia de niveles peligrosos de energía a la área clasificada El cableado I.S. debe ser separado del cableado no I.S. por lo menos 50mm El cableado I.S. y el no I.S. no deben estar dentro de la misma bandeja, cablecanal o eletroducto, excepto si: Están separados por una distancia >= 50 mm en una bandeja puesta a tierra El cableado I.S. tiene una malla puesta a tierra Están separados por una pared metálica puesta a tierra El cableado I.S. debe estar separado del no I.S. por barreras físicas 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras La integridad del Circuito Intrínsecamente Consideraciones Seguro deberáimportantes ser mantenida evitándose interferencias de campos magnéticos, por medio de cables con malla o separándolos a una distancia adecuada Los conductores intrínsecamente seguros y no intrínsecamente seguros no deberán utilizarse en el mismo cable (en el caso de multipares) El circuito intrínsecamente seguro deberá ser protegido contra la entrada de energía de otras fuentes eléctricas 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Consideraciones importantes Multicables con mas de un circuito intrínsecamente seguro: Mínimo diametro de 0,2 mm 500 V aplicados entre todas las pantallas agregadas y todos los hilos del multicable agregados 1000 V aplicados entre una mitad y la otra mitad de los hilos del multicable 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Separación de 50mm entre circuitos I.S y no I.S. 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Aislación entre circuitos I.S y no I.S. Separación de circuitos Intrinsecamente Seguros y no Intrinsecamente Seguros en la misma bandeja o ducto, deben estar separados por una capa intermedia de material aislante o por un separador metálico puesto a tierra Identificación (e.x.: azul celeste) de los cables de los circuitos intrinscamente seguros 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Consideraciones importantes La distancia de 50mm debe ser respetada ! 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Consideraciones importantes La distancia de 50mm y la separación deben ser respetadas ! 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras SEGURANÇA INTRÍNSECA 20/9/2022 SEGURIDAD INTRINSECA Bornes EX- EJEMPLOS DE INSTALACION i Bornes NO EX-i CABLE CANAL EX-i Barreras de Aislación Galvánica Mirko Torrez Contreras SEGURANÇA INTRÍNSECA 20/9/2022 SEGURIDAD INTRINSECA EJEMPLOS DE INSTALACION Cable Mallado Cable canal Ex-i Mirko Torrez Contreras Riel de puesta a tierra para soporte de las pantallas SEGURIDAD INTRINSECA EJEMPLOS DE INSTALACION Aisladores Galvânicos Cablecanal No Ex Cablecanal Ex-i 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras SEGURIDAD INTRÍNSECA EJEMPLOS DE INSTALACIÓN PERFIL KF Cables Ex-i Aisladores Peine pasacables Cables No Ex-i Perfil-KF 20/9/2022 Cables Ex-i Mirko Torrez Contreras Consideraciones importantes: Identificación 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Identificación II (1) G [EEx ia] IIC II 1 G EEx ia IIC T4 Ex-i 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Identificación 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Ventajas 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras ¿Por que utilizar S.I.? L R L R C Amplia línea de productos Medición, cambio y calibración de equipos sin necesidad de desenergización o remoción de los mismos Tecnología con mantenimiento y ampliación simples Los dispositivos simples no necesitan ser certificados Solución mas económica: No necesita cajas pesadas, aisladores, cables armados y conexiones especiales. 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras V Barreras Zener 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras BARRERAS ZENER Drena las corrientes provenientes de una falla a tierra Dispone de diodos zener múltiples para ofrecer redundancia Limita la tensión de entrada en caso de fallas por sobre-tensión en la fuente de alimentación Categoria “ia” 3 Diodos Zener en paralelo Categoria “ib” 2 Diodos Zener en paralelo 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Area Clasificada R VZ Area Segura Fusible BARRERAS ZENER Necesitan de una puesta a tierra Intrínsecamente Segura Conexión de baja resistencia para la corriente del diodo zener Debe permitir el retorno de la corriente a la fuente (distribución de energía) Debe estar aislada de la tierra de la fuente de alimentación Resistencia < 1W Conexión: mín. 1,5 mm2 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras Area Clasificada R VZ Area Segura Fusível BARRERAS ZENER Características • Caída de tensión en la barrera • Después de una condición de • Barrera pasiva • Conexión directa al instrumento de campo • El circuito I.S. de mas bajo del mercado 20/9/2022 Limitaciones Mirko Torrez Contreras falla la barrera debe ser reemplazada • Necesita de una puesta a tierra exclusiva para seguridad intrínseca • Necesita de una fuente de alimentación estabilizada BARRERAS ZENER Sin puesta a tierra POTENCIAL PELIGROSO ! 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras BARRERAS ZENER Con puesta a tierra 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras BARRERAS ZENER 1 Canal – Tierra I.S. 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras BARRERAS ZENER 2 Canales - Casi-Flotante 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras BARRERAS ZENER Puesta a tierra individual 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras BARRERAS ZENER Corriente de fuga 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras BARRERAS ZENER I Corriente de Fuga 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras 20/9/2022 Mirko Torrez Contreras
