Зачем нужен обновленный взрывозащищенный нормирующий преобразователь НПТ-3-Ех, и чем он лучше предшественника?
В 2023 году компания ОВЕН выпустила обновленный искробезопасный нормирующий преобразователь сигналов от датчиков температуры в унифицированный сигнал 4…20 мА НПТ-3-Ех [М03]. Сегодня расскажем, чем он отличается от предыдущей версии, и что в нем было улучшено.
Внимание! В статье «Пример выбора оборудования на взрывоопасный объект согласно ГОСТ IEC 60079-14-2013 и ГОСТ 31610.25-2022» мы подробно рассмотрели, как спроектировать искробезопасную систему по ГОСТ 31610.25-2022. Все параметры искрозащиты системы, в том числе необходимые соотношения между сенсором, НПТ-3-Ех и барьером искрозащиты, указаны там. Рекомендуемознакомиться с ней перед чтением этой статьи. Сейчас подробно на этом останавливаться не будем.
Назначение НПТ-3-Ех – преобразование сигналов «сопротивление» от термометров сопротивления и милливольт от термопар в унифицированный токовый сигнал 4…20 мА. Но в отличие от своего общепромышленного «брата» НПТ-3, НПТ-3-Ех является искробезопасным оборудованием, которое может применяться во взрывоопасных зонах. Преобразователь предназначен для монтажа непосредственно в головки датчиков температуры, поэтому имеет форму «таблетки». Взрывобезопасные датчики с установленными внутрь них НПТ применяются в нефтяной и газовой промышленностях, в нефтехимии и многочисленных газовых и топливных хозяйствах различных предприятий.
Схема применения НПТ-3-Ех
Схема подключения. ИП – источник питания, AI – аналоговый вход вторичного прибора
Датчик температуры установлен на объект измерения – например, трубопровод или резервуар – во взрывоопасной зоне, в его головке установлен НПТ-3-Ех. Он преобразует сигнал от сенсора в ток от 4 до 20 мА, далее ток по линии связи «идет» в шкаф автоматики во взрывобезопасную зону. Между вторичным прибором и датчиком установлен барьер искрозащиты – вданном случае это ИСКРА-АТ.03 для сигналов 4…20 мА. Он контролирует параметры линии связи, ограничивая ток и напряжение в ней.
Применяемость взрывозащищенного оборудования определяется соотношениями электрических параметров этого оборудования между собой. Ниже поясним подробнее. В общем случае, они должны быть такими, как показано в таблице.
| Условия искробезопасности цепи | ||
| Искробезопасное оборудование Соединительный кабель | Условие искробезопасности цепи | Связанное электрооборудование |
| Ui | ≥ | Uo |
| Li | ≥ | lo |
| Li + Lc | ≤ | Lo |
| Ci + Cc | ≤ | Co |
Для любого оборудования в связке «сенсор – НПТ-3-Ех – ИСКРА» должны выполняться эти соотношения. Причем НПТ-3-Ех со стороны подключения к сенсору находится в правой части таблицы (напряжение Uo, ток Io и т.д.), а со стороны подключения к верхнему уровню по «токовой петле»– слева (Ui, Ii и т.д.). Lc и Cc – это индуктивность и емкость соединительного кабеля.
Но вернемся к НПТ-3-Ех. Изменения обновленной модификации по отношению к предыдущей представлены в таблице, они касаются входных и выходных параметров искробезопасных цепей.
Отличительные параметры обновленной и прежней модификаций
| Параметры | НПТ-3.00.1.2-ЕХ[М02] Прежняя модификация | НПТ-3.00.1.2-ЕХ[М03] Обновленная модификация |
| Максимальные значения для подключения по токовой цепи (клеммы 1 и 6) | Ui = 35 В Ii = 73,8 мА Pi = 800 мВт Ci = 0,04 мкФ Li = 1,5 мГн | Ui = 35 В Ii = 100 мА Pi = 800 мВт Ci = 0,011 мкФ Li = 0,15 мГн |
| Максимальные значения для подключения по цепи датчика (клеммы 2-5) | Uo = 5,5 В Io = 26 мА Po = 35 мВт Co = 3,9 мкФ Lo = 40 мкГн | Uo = 6 В Io = 34 мА Po = 51 мВт Co = 3,2 мкФ Lo = 28 мкГн |
Зеленым цветом выделены параметры, которые лучше, красным – хуже.
В целом модернизацию можно описать так: немного пожертвовав параметрами искробезопасности со стороны сенсора, наши разработчики сильно улучшили параметры искробезопасной цепи со стороны «токовой петли».В обновленной модификации увеличен максимальный входной ток Ii и серьезно уменьшены емкость Ci и индуктивность Li. Это позволяет клиенту или проектировщику применить оборудование ОВЕН при гораздо большем расстоянии между точкой измерения температуры и вторичным прибором, находящимся во взрывобезопасной зоне.
Ухудшение параметров искрозащиты со стороны датчика минимально, и не несет в себе серьезных последствий – обычно индуктивность и емкость сенсоров термодатчиков сама по себе мизерна (например, для ДТС 2,75 нФ << 3200 нф, допустимых для подключения к НПТ-3-Ех), и длина линии связи от сенсора до НПТ-3-Ех никогда не превышает нескольких десятков метров. В то же время заметное увеличение емкости и индуктивности привносит именно кабель или соединительные провода от датчика до вторичного прибора. Это расстояние может составлять сотни метров. А поскольку НПТ-3-Ех предназначен для установки в головки датчиков, то априори расстояние до сенсора не может быть настолько большим.
Применение НПТ-3-Ех для нормирования сигнала от датчика температуры позволяет разместить датчики на удаленных от шкафа автоматики объектах без ухудшения параметров взрывозащиты зоны и не беспокоиться о помехах – сигнал 4…20 мА гораздо более устойчив к помехам, чем другие аналоговые сигналы, распространенные в АСУ ТП.
