4-20 mA transmitter otomatik olarak kendinden emniyetli midir?

Hayır. "4-20 mA" yalnızca ölçümün nasıl iletildiğini söyler: iki telli bir çevrimde 4 ile 20 mA arasında bir doğru akım. Bir transmitter ancak bir kendinden emniyet seviyesine (Ex ia, Ex ib veya Ex ic) göre sertifikalıysa ve bariyer veya izolatör gibi uygun bir ilişkili cihaz üzerinden, çevrim parametreleri kontrol edilerek beslenirse kendinden emniyetlidir.

Kısa cevap

• Sinyal tipi ile koruma tipi birbirinden bağımsızdır. 4-20 mA transmitterler kendinden emniyetli, alev sızdırmaz (Ex db), artırılmış emniyetli veya kıvılcımsız (Ex ec, Ex nA) ya da sıradan endüstriyel cihaz olarak üretilir.
• Kararı Ex işareti ve sertifika verir. Kendinden emniyetli bir transmitter Ex ia IIC T4 Ga gibi bir işaret ve Ui, Ii, Pi, Ci ve Li giriş parametrelerini taşır.
• Sertifikalı bir Ex ia transmitter bile ancak, örneğin [Ex ia Ga] IIC olarak işaretlenmiş ve çıkış parametrelerini kabul edebildiği bir ilişkili cihazdan beslendiğinde kendinden emniyetli bir devre oluşturur.
• Beslemenin Uo, Io ve Po değerleri transmitterin Ui, Ii ve Pi değerlerini aşmamalı, kablo da geriye kalan kapasitans ve endüktans içinde kalmalıdır. Sonuç bir tanımlayıcı sistem dokümanına kaydedilir (IEC 60079-25).
• Düşük bir çalışma gerilimi ve küçük bir sinyal akımı bir devreyi kendinden emniyetli yapmaz: önemli olan, arıza koşullarında kullanılabilir olan enerjidir.

24 V, 20 mA bir çevrim neden kendi başına emniyetli değildir

Normal çalışmada bir 4-20 mA çevrim, genellikle 24 V olan bir beslemeden en fazla yaklaşık 20 mA taşır (bazı alarm durumlarında biraz daha fazla). Bu zararsız görünür, ancak kendinden emniyet çalışma akımına göre değerlendirilmez. Değerlendirme, bir şey ters gittiğinde devrenin ne verebileceğine göre yapılır: kablonun kesilmesi, kısa devre olması veya toprağa temas etmesi ya da transmitterin içindeki bir bileşenin arızalanması.

Sıradan bir 24 V DC besleme veya PLC giriş kartı bir kısa devreye 20 mA'dan çok daha fazlasını basabilir ve bir kıvılcımın bu enerjiyi çekmesini hiçbir şey engellemez. Kablo ile transmitterin iç kapasitörleri ve endüktörleri de enerji depolar ve bu enerjiyi aynı kıvılcıma boşaltır. Kendinden emniyetli bir çevrimde ilişkili cihaz, arızalanmaz dirençler ve yedekli gerilim sınırlayıcı bileşenlerle tehlikeli bölgeye ulaşabilecek gerilimi ve akımı her durumda sınırlar; transmitter ise kendi depoladığı enerji ve yüzey sıcaklıkları koruma seviyesinin sınırları içinde kalacak şekilde tasarlanır ve sertifikalandırılır.

Bu tür doğru akım analog sinyaller, patlamadan korunmayı değil sinyalin kendisini ele alan bir proses kontrol standardı olan IEC 60381-1'in konusudur.

Elinizdekinin ne olduğunu nasıl anlarsınız

Veri sayfasındaki "tehlikeli bölgeler için uygundur" ifadesi yeterli değildir. Etiket plakasındaki işareti ve sertifikayı okuyun:

Bazı transmitterler birden fazla koruma yöntemine göre sertifikalıdır, örneğin hem Ex ia hem Ex db. Tesisatçı bunlardan birini seçer ve tesisatın tamamı o yöntemin kurallarına uyar. Bir çevrimin seviyesi de en zayıf parçası kadardır: ib bariyere bağlı bir ia transmitter ib devre oluşturur, IIB çıkış parametrelerine sahip bir kaynağa bağlı bir IIC transmitter ise IIB devre oluşturur.

Çözümlü örnek: bir transmitter çevriminin kontrolü

IEC 60079-25'teki (2010 baskısı) bilgilendirici örnek, bir sıcaklık transmitterini kendinden emniyetli bir arayüzle karşılaştırır. Örnekteki değerlerle:

Kablo verileri bilinmiyorsa IEC 60079-25 (2010 baskısı), geleneksel iki veya üç damarlı bir kablo için 200 pF/m ve 1 µH/m gibi ihtiyatlı değerlere izin verir. Burada Ci, Co'nun %1'inden fazla, Li ise Lo'nun %1'inden azdır; bu nedenle her iki toplu değer de %1'i aştığında Co ve Lo'yu yarıya indiren kural uygulanmaz. 80 nF'nin 200 pF/m'ye bölünmesi, kapasitansa göre yaklaşık 400 m kablo verir; endüktans sınırı daha fazlasına izin verdiğinden belirleyici olan kapasitanstır.

Aynı transmitteri doğrudan kontrol odasındaki 24 V'luk bir PLC kartına bağlarsanız bunların hiçbiri geçerli olmaz: karşılaştırılacak bir Uo veya Io yoktur, dolayısıyla transmitter sertifikalı olsa bile devre kendinden emniyetli değildir. Yalnızca Ex ia olan bir cihaz için Bölge 0'da veya Bölge 1'de bu tesisat düpedüz kabul edilemez. Kontrollerin kendisi Kendinden emniyetli çevrim doğrulaması yazısında açıklanmıştır.

Sık yapılan hatalar

• Sertifikaya değil sinyale bakarak satın almak. "4-20 mA, HART, iki telli" koruma tipini değil elektroniği tanımlar.
• Kendinden emniyetli bir transmitteri kendinden emniyetli olmayan bir beslemeyle kullanmak, "sadece 24 V" diye. İlişkili cihaz olmadan arıza enerjisini hiçbir şey sınırlamaz.
• Çevrimdeki diğer cihazları unutmak. Tehlikeli bölgede bağlanan göstergeler, aşırı gerilim koruyucuları veya el tipi konfigüratörler sistemin parçasıdır; uygun olmaları ve değerlendirmeye dahil edilmeleri gerekir.
• Çift sertifikalı bir cihazda yöntemleri karıştırmak, örneğin cihazı Ex d olarak bağlayıp Ex i kablo kurallarını uygulamak veya tersi.

excodex'te ilgili yazılar

• Kendinden emniyetli (Ex i): ia, ib ve ic ile enerji sınırlama ilkesi
• Zener bariyerler ve galvanik izolatörler: kendinden emniyetli arayüz seçimi
• Bölge 1'de 24 V'luk bir devrenin kendinden emniyetli olması gerekir mi?
• [[Ex ia] ne anlama gelir ve ilişkili cihaz Bölge 1'e monte edilebilir mi?](/article/1295)
• Ex işaret kontrolü: /tools/ex; standart sayfaları IEC 60079-11 ve IEC 60079-25

Standartlar ve ek kaynaklar

• IEC 60079-11, kendinden emniyet "i" ile ekipman koruması (ia, ib, ic seviyeleri; cihaz ve ilişkili cihaz).
• IEC 60079-25, kendinden emniyetli elektrik sistemleri (tanımlayıcı sistem dokümanı, parametre karşılaştırması, kablo parametreleri); güncel baskı 3.0 (2020), Tadil 1 (2025) ile: webstore.iec.ch
• IEC 60079-14, patlayıcı ortamlardaki elektrik tesisatlarının tasarımı, seçimi ve kurulumu.
• IEC 60381-1, proses kontrol sistemleri için analog sinyaller, doğru akım sinyalleri: scc-ccn.ca
• Transmitter çevrimi örneğini içeren IEC 60079-25:2010 metni (Ek A): law.resource.org
• İrlanda İş Sağlığı ve Güvenliği Otoritesi (HSA), kendinden emniyet konulu enstrümantasyon kılavuzu: hsa.ie

Bu yazı excodex editör ekibinin hazırladığı genel teknik bilgidir. Geçerli standartların, ekipman sertifikalarının ve talimatlarının, ulusal mevzuatın veya yetkin bir kişinin değerlendirmesinin yerini tutmaz.