An toàn nội tại là gì?

An toàn nội tại là một kỹ thuật bảo vệ giới hạn năng lượng—cả điện và nhiệt—có sẵn trong một mạch dưới ngưỡng bắt lửa của môi trường xung quanh. Không giống như các vỏ chống cháy nổ, IS tập trung vào việc ngăn chặn sự bắt lửa tại nguồn, làm cho nó lý tưởng cho các thiết bị công suất thấp như cảm biến, bộ phát và thiết bị cầm tay.

Nguyên tắc thiết kế mạch của thiết bị IS

Thiết kế một mạch an toàn nội tại đòi hỏi sự kiểm soát tỉ mỉ về năng lượng, khả năng chịu lỗi và hành vi của linh kiện. Các nguyên tắc chính bao gồm:

1. Giới hạn năng lượng

• Điện áp và dòng điện bị giới hạn ở mức an toàn (thường là <30V và <100mA).
• Năng lượng được lưu trữ trong cuộn cảm và tụ điện phải được giảm thiểu để ngăn chặn hiện tượng phóng tia lửa.

2. Rào cản Zener và Cách ly Galvanic

• Rào cản Zener kẹp điện áp và chuyển hướng năng lượng dư thừa xuống đất.
• Bộ cách ly Galvanic sử dụng máy biến áp hoặc bộ ghép quang để tách các vùng an toàn và nguy hiểm.

3. Điện trở giới hạn dòng điện

• Điện trở nối tiếp hạn chế dòng điện lỗi và tản năng lượng một cách an toàn.

4. Lựa chọn linh kiện

• Chỉ sử dụng các linh kiện được chứng nhận với các chế độ hỏng hóc có thể dự đoán được.
• Tụ điện và cuộn cảm được chọn kích thước cẩn thận để tránh vượt quá năng lượng bắt lửa.

5. Dự phòng và Phân tích lỗi

• Các mạch được thiết kế để vẫn an toàn trong điều kiện lỗi đơn hoặc lỗi kép.
• FMEDA (Phân tích Chế độ hỏng hóc, Tác động và Chẩn đoán) thường được sử dụng để xác nhận tính an toàn.

IEC 60079: Tiêu chuẩn quản lý

Loạt IEC 60079 là tiêu chuẩn quốc tế cho thiết bị được sử dụng trong môi trường dễ nổ. Cụ thể:

IEC 60079-11: An toàn nội tại “i”

• Xác định các yêu cầu đối với thiết bị và hệ thống IS.
• Quy định năng lượng tối đa cho phép, khả năng chịu lỗi và quy trình thử nghiệm.

IEC 60079-25: Thiết kế hệ thống IS

• Bao gồm kết nối các thiết bị IS và thiết bị liên quan.
• Đảm bảo tuân thủ trên toàn hệ thống, không chỉ các thành phần riêng lẻ.

Chứng nhận và Đánh dấu

• Các thiết bị IS được chứng nhận mang các dấu hiệu như Ex ia IIC T4, cho biết:
• Loại bảo vệ: “ia” (khả năng chịu lỗi hai lỗi)
• Nhóm khí: IIC (hydro, axetylen)
• Cấp nhiệt độ: T4 (nhiệt độ bề mặt tối đa ≤135°C)

Tại sao nó quan trọng đối với xuất khẩu và tuân thủ

Đối với các nhà sản xuất và xuất khẩu thiết bị đo lường—đặc biệt trong các lĩnh vực như dầu khí, hóa chất và gốm sứ—tuân thủ IEC 60079 là điều cần thiết để tiếp cận thị trường toàn cầu. Thiết kế an toàn nội tại không chỉ đáp ứng các yêu cầu pháp lý mà còn giảm chi phí lắp đặt bằng cách loại bỏ các vỏ chống cháy nổ nặng nề.

An toàn như sự thanh lịch

Theo tinh thần thiết kế của Đạo gia, an toàn nội tại là về việc làm ít hơn để đạt được nhiều hơn—loại bỏ năng lượng dư thừa, đơn giản hóa mạch và tin tưởng vào sự kiềm chế hơn là vũ lực. Đó là một hình thức bảo vệ thầm lặng, nơi sự thanh lịch đáp ứng kỹ thuật.