NBR IEC 60079-27

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edição

ABNT NBRIEC

NORMABRASILEIRA

© IEC 2008 - © ABNT 2010

ICS ISBN 978-85-07-

Número de referência

10 páginas

60079-27

Segunda12.05.2010

12.06.2010

Atmosferas explosivasParte 27: Conceito de Fieldbus intrinsecamente

seguro (FISCO)Explosive atmospheres Part 27: Fieldbus intrinsically safe concept (FISCO)

29.260.20 02070-7

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mpresso por: PETROBRAS

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Sumário Página

Prefácio Nacional ............................................................................................................................... iv

1 Escopo ..................................................................................................................................12 Referências normativas ......................................................................................................1

3 Termos, defi nições e abreviações .....................................................................................2

3.1 Termos e definições ............................................................................................................2

3.2 Abreviações..........................................................................................................................2

4 Requisitos de equipamentos ..............................................................................................2

4.1 Geral ......................................................................................................................................2

4.2 Fontes de alimentação FISCO ............................................................................................2

4.2.1 Geral ......................................................................................................................................2

4.2.2 Requisitos adicionais para fontes de alimentação FISCO “ia” e “ib ...............................3

4.2.3 Requisitos adicionais para fontes de alimentação FISCO “ic”........................................3

4.3 Dispositivos de campo FISCO ............................................................................................3

4.3.1 Geral ......................................................................................................................................3

4.3.2 Requisitos adicionais para dispositivos de campo FISCO “ia” e “ib” ............................4

4.3.3 Requisito adicional para dispositivos de campo FISCO "ic" ..........................................4

4.4 Terminador ...........................................................................................................................4

4.5 Equipamentos sim ples ........................................................................................................5

4.6 Marcação ..............................................................................................................................5

4.7 Exemplos de marcação .......................................................................................................5

5 Requisitos de sistema .........................................................................................................7

5.1 Geral ......................................................................................................................................7

5.2 Requisitos adicionais para sistemas FISCO “ic” ..............................................................8

Anexo A (informativo) Sistema típico ..................................................................................................9

Bibliografia ........................................................................................................................................10

Figuras

Figura A.1 – Sistema típico.................................................................................................................9

Tabelas

Tabela 1 – Avaliação da máxima corrente de saída para utilização com fontes retangulares

FISCO “ia” e “ib .................................................................................................................3

Tabela 2 – Avaliação da máxima corrente de saída para utilização com fontes retangulares

FISCO “ic” ..........................................................................................................................3


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Prefácio Nacional

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As NormasBrasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismosde Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE),são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos,delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).

Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras das Diretivas ABNT, Parte 2.

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) chama atenção para a possibilidade de quealguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT não deve serconsiderada responsável pela identificação de quaisquer direitos de patentes.

A ABNT NBR IEC 60079-27 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), pela Comissãode Estudo de Equipamentos para atmosfera explosiva com tipo de proteção por intrínseca Ex “i”, SistemasEx “i”, “Fieldbus” Ex “i” (FISCO) e proteção de equipamentos e sistemas de transmissão utilizando radiaçãoóptica (CE-03:031.04). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 02, de 18.02.2010a 19.03.2010, com o número de Projeto ABNT NBR IEC 60079-27.

Esta Norma é uma adoção idêntica, em conteúdo técnico, estrutura e redação, à IEC 60079-27:2008(Edição 2.0), que foi elaborada pelo Technical Committee Equipment for Explosive Atmospheres (IEC/TC 31), conforme ISO/IEC Guide 21-1:2005.

Esta segunda edição cancela e substitui a edição anterior (ABNT NBR IEC 60079-27:2006), a qual foitecnicamente revisada.

A aplicação desta Norma não dispensa o respeito aos regulamentos de órgãos públicos que osequipamentos, os serviços e as instalações devem satisfazer. Podem ser citadas como exemplosde regulamentos de órgãos públicos as Normas Regulamentadoras do Ministério do Trabalho eEmprego e as Portarias Ministeriais elaboradas pelo Inmetro contendo o Regulamento de Avaliaçãoda Conformidade (RAC) para equipamentos elétricos para atmosferas explosivas, nas condições degases e vapores inflamáveis e poeiras combustíveis.

O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte:

Scope

This part of ABNT NBR IEC 60079 contains the details of apparatus, systems and installation practicefor use with the Fieldbus Intrinsically Safe Concept (FISCO). It is based on the concepts of Manchesterencoded, bus powered systems designed in accordance with IEC 61158-2 which is the physical layerstandard for Fieldbus installations.

The constructional and installation requirements of FISCO apparatus and systems are determinedby ABNT NBR IEC 60079-11, ABNT NBR IEC 60079-14, and ABNT NBR IEC 60079-25, exceptas modified by this standard. Part of a Fieldbus device may be protected by any of the methods ofexplosion protection listed in ABNT NBR IEC 60079-0, appropriate to the zone of intended use. In

these circumstances, the requirements of this standard apply only to that part of the apparatus directlyconnected to the intrinsically safe trunk or spurs.


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NOTE 1 Certification to the FISCO requirements does not prevent apparatus also being certified andmarked to ABNT NBR IEC 60079-11 in the conventional manner so that they may be used in other systems.Some apparatus certified before this standard was published but not necessarily complying with the electricalparameters of this standard may be marked “Suitable for FISCO systems”. This apparatus may be accepted

in a FISCO system, if the comparison of the electrical parameters U o, I o, P o, with U i, I i, P i, demonstratecompatibility with the remainder of the system, and all the other requirements of this standard are met.

NOTE 2 A typical system is illustrated in Annex A.

NOTE 3 Generally, “ic” FISCO systems are intended for use in zone 2 locations. FISCO systems arepredominantly intended for use in zone 1 and 2 locations, but may enter zone 0 locations if specificallypermitted to do so by the documentation.

NOTE 4 Edition 1 of this standard introduced the FNICO concept to cover the use of Fieldbus conceptsin zone 2 utilizing the energy-limited [nL] concept. This standard substitutes the “ic” concept for the energy- limited concept, but permits the continued use of FNICO and nL apparatus.


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NORMA BRASILEIRA ABNT NBR IEC 60079-27:2010

Atmosferas explosivasParte 27: Conceito de Fieldbus intrinsecamente seguro (FISCO)

1 Escopo

Esta parte da ABNT NBR IEC 60079 contém detalhes dos equipamentos, sistemas e práticasde instalação para utilização com o conceito de Fieldbus intrinsecamente seguro (FISCO). Esta Normaé baseada em conceitos da codificação Manchester e projetos de sistemas de barramentos alimentadosde acordo com a IEC 61158-2, que é a Norma de meio físico para instalações em Fieldbus.

Os requisitos de construção e instalação dos equipamentos e sistema FISCO são determinadospelas ABNT NBR IEC 60079-11, ABNT NBR IEC 60079-14 e ABNT NBR IEC 60079-25, excetoquando modificados por esta Norma. Parte do dispositivo Fieldbus pode ser protegida por qualquertipo de proteção listada na ABNT NBR IEC 60079-0, apropriado para a zona na qual o dispositivoé utilizado. Nestas circunstâncias, os requisitos desta Norma são aplicáveis somente para aquelaparte do dispositivo diretamente conectado ao tronco ou derivações intrinsecamente seguras.

NOTA 1 A certificação dos requisitos FISCO não elimina a necessidade do equipamento também ser cer tificadoe marcado na maneira convencional, de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-11, de forma que podem serutilizados em outros sistemas. Alguns equipamentos certificados antes desta Norma ser publicada, mas quenão necessariamente atendem aos parâmetros elétricos desta Norma podem ser marcados como ‘Apropriadospara sistema FISCO‘. Estes equipamentos podem ser aceitos em sistema FISCO, se a comparaçãodos parâmetros elétricos U o, I o, P o, com U i, I i, P i, demonstrar compatibilidade com o restante do sistema etodos os outros requisitos desta Norma forem atendidos.

NOTA 2 Um sistema típico é ilustrado no Anexo A

NOTA 3 Geralmente, sistema FISCO “ic” é previsto para uso em zona 2. Sistema FISCO é predominantementeprevisto para uso em zonas 1 e 2, mas pode ser utilizado em zona 0, se especificamente permitido pela documentação.

NOTA 4 A Edição 1 desta Norma introduziu o conceito FNICO para cobrir o uso de redes de campo em zona 2,utilizando o conceito de limitação de energia [nL]. Esta Norma substitui o conceito “ic” pelo conceito de limitaçãode energia, mas permite a continuação da utilização de equipamentos FNICO e nL.

2 Referências normativas

Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referênciasdatadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as ediçõesmais recentes do referido documento (incluindo emendas).

ABNT NBR IEC 60079-0, Atmosferas explosivas – Parte 0: Equipamentos – Requisitos gerais

ABNT NBR IEC 60079-11, Atmosferas explosivas – Parte 11: Proteção de equipamento por segurançaintrínseca “i”

ABNT NBR IEC 60079-14, Atmosferas explosivas – Parte 14: Projeto, seleção e montagem de instalaçõeselétricas

ABNT NBR IEC 60079-15, Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas – Parte 15: Construção,ensaio e marcação de equipamentos elétricos com tipo de proteção “n”


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ABNT NBR IEC 60079-25, Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas – Parte 25: SistemasIntrinsecamente Seguros

IEC 61158-2, Industrial communication networks - Fieldbus specifications – Part 2: Physical layerspecification and service definition

3 Termos, definições e abreviações

3.1 Termos e definições

Para os efeitos deste documento aplicam-se os termos e definições das ABNT NBR IEC 60079-0e ABNT NBR IEC 60079-11, e os seguintes:

NOTA Definições adicionais aplicáveis a atmosferas explosivas podem ser encontradas na

ABNT NBR IEC 60050-426.

3.2 Abreviações

FISCO conceito Fieldbus intrinsecamente seguro

FNICO conceito Fieldbus não-acendível

4 Requisitos de equipamentos

4.1 Geral

Equipamentos devem ser construídos em conformidade com ABNT NBR IEC 60079-11, exceto quandomodificado por esta Norma.

A documentação do equipamento deve confirmar que cada equipamento é apropriado para a utilizaçãoem um sistema FISCO de acordo com esta Norma.

4.2 Fontes de alimentação FISCO

4.2.1 Geral

A fonte de alimentação deve ser com limitação resistiva ou ter uma característica de saída trapezoidalou retangular. A máxima tensão de saída, U o, não deve ultrapassar 17,5 V nem ser menor que 14 Vsob condições especificadas na ABNT NBR IEC 60079-11 para o respectivo nível de proteção.

A máxima capacitância interna desprotegida C i e indutância Li, não deve ser maior que 5 nF e 10 µH,respectivamente.

A saída da fonte de alimentação pode ser conectada ao terra.

Nenhuma especificação dos parâmetros internos Li e C i ou máximos parâmetros externos Lo e C oé requerida no certificado e na marcação.

A determinação dos parâmetros de saída da fonte de alimentação deve levar em conta a possibilidadede abertura, curto-circuito e aterramento da fiação de campo conectada aos terminais de campo doequipamento.


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4.2.2 Requisitos adicionais para fontes de alimentação FISCO “ia” e “ib

A máxima corrente de saída I o para qualquer fonte de alimentação FISCO “ia” ou “ib” deve ser determinadaem conformidade com ABNT NBR IEC 60079-11, mas não deve exceder 380 mA. Para fontes retangulares

a Tabela 1 pode ser utilizada para avaliação.

Tabela 1 – Avaliação da máxima corrente de saída para utilização com fontes retangularesFISCO “ia” e “ib

U o

V

Corrente permitida, para IIC(incluindo fator de segurança 1,5)

mA

Corrente permitida, para IIB(incluindo fator de segurança 1,5)

mA

14 183 380

15 133 354

16 103 28817 81 240

17,5 75 213

NOTA Os dois primeiros valores para IIB são derivados de 5,32 W.

A potência máxima de saída P o não deve exceder 5,32 W.

4.2.3 Requisitos adicionais para fontes de alimentação FISCO “ic”

A máxima corrente de saída Io para uma fonte de alimentação FISCO “ic” deve ser determinada

em conformidade com a ABNT NBR IEC 60079-11. Para fontes retangulares FISCO “ic” a Tabela 2pode ser usada para avaliação.

Tabela 2 – Avaliação da máxima corrente de saída para utilização com fontes retangularesFISCO “ic”

U o

V

Corrente permitida, para IICmA

Corrente permitida, para IIBmA

14 274 570

15 199 53116 154 432

17 121 360

17,5 112 319

NOTA A máxima potência de saída P o das fontes de alimentação FISCO “ic” não é limitada a 5,32 W.

4.3 Dispositivos de campo FISCO

4.3.1 Geral

Estes requisitos se aplicam a outros equipamentos que não sejam fontes de alimentação, terminadorese equipamentos simples conectadas ao barramento intrinsecamente seguro, se instalados dentroou fora da área classificada.


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Adicionalmente às seções relevantes da ABNT NBR IEC 60079-11, terminais portáteis devem atenderaos requisitos de terminais de campo.

Os requisitos são os seguintes:

a) os dispositivos de campo devem ter um parâmetro de tensão de entrada mínimo de U i: 17,5 V;

b) a máxima capacitância interna não protegida C i de cada dispositivo de campo não deve exceder 5 nF;

c) os terminais de barramento devem ser isolados do terra de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-11;

d) os terminais de barramento dos dispositivos de campo com alimentação separada devem serisolados galvanicamente de outras fontes em conformidade com a ABNT NBR IEC 60079-11,de forma a assegurar que estes terminais permaneçam passivos, evitando-se múltiplosaterramentos do barramento;

e) sob condições normais ou de falha conforme especificado na ABNT NBR IEC 60079-11,os terminais do barramento devem permanecer passivos, ou seja, os terminais não devem serfonte de energia para o sistema, exceto para uma corrente de fuga máxima de 50 µA;

f) aos dispositivos de campo deve ser atribuído um nível de proteção e ser adequado ao grupo IICem conformidade com ABNT NBR IEC 60079-11.

g) dispositivos de campo a serem instalados em áreas classificadas devem ter classe de temperaturaem conformidade com a ABNT NBR IEC 60079-11.

4.3.2 Requisitos adicionais para dispositivos de campo FISCO “ia” e “ib”

Os requisitos adicionais para dispositivos de campo FISCO “ia” e “ib” são os seguintes:

a) os dispositivos de campo devem ter os parâmetros de entrada mínimos de I i = 380 mA e P i = 5,32 W

b) os dispositivos de campo devem ter uma indutância interna Li máxima de 10 µH.

4.3.3 Requisito adicional para dispositivos de campo FISCO "ic"

O requisito adicional para equipamento de campo FISCO "ic" é que eles devem ter uma indutânciainterna Li máxima de 20 µH.

4.4 Terminador

Os terminadores de linha necessários ao sistema devem ser compostos por uma combinação resistor-capacitor que apresente em seus terminais um circuito equivalente a um resistor de 90 em sériecom um capacitor de no máximo 2,2 µF (incluindo tolerâncias).

NOTA 1 IEC 61158-2 especifica os valores de componentes necessários por razões operacionais.

O terminador deve

a) ter atribuído um nível de proteção e ser adequado ao grupo IIC;

b) ter um parâmetro de tensão de entrada U i mínimo de 17,5 V;


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NOTA 2 Se os componentes capacitivos forem considerados passíveis de provocar um curto-circuito, entãoa potência nominal necessária dos resistores é 5,1 W e a classe de temperatura deve ser determinada com umadissipação de potência de 3,4 W.

c) ser isolado do terra em conformidade com a ABNT NBR IEC 60079-11;

d) ter uma indutância máxima interna não protegida Li menor que 10 µH;

e) terminadores a serem instalados em área classificada devem ter classe de temperaturaem conformidade com a ABNT NBR IEC 60079-11.

Os terminadores podem ser incorporados nos dispositivos de campo ou nas fontes de alimentação.

NOTA 3 Para fins de avaliação de segurança é considerado que a capacitância efetiva (C i) do terminadornão afeta a segurança intrínseca do sistema.

4.5 Equipamentos simples

Os requisitos dos equipamentos simples utilizados em um sistema intrinsecamente seguro devematender à ABNT NBR IEC60079-11. A capacitância e indutância de equipamentos simples devem serconhecidas de forma que o requisito de sistema em 5.1 possa ser avaliado. A indutância e capacitânciatotal de cada equipamento simples conectado a um sistema FISCO não devem ser maiores que 10 µHe 5 nF, respectivamente.

NOTA Recomenda-se tomar cuidado na classificação de temperatura de equipamentos simples nos sistemas “ia”ou “ib”, visto que a máxima potência disponível pode ser tão alta quanto 5,32 W. A classificação de temperaturade um sistema “ic” é realizada em operação normal.

4.6 Marcação

Cada equipamento, com exceção dos equipamentos simples, deve ser marcado com a palavra“FISCO”, seguido pela indicação de sua função, por exemplo: fonte de alimentação, dispositivode campo ou terminador. Adicionalmente, cada equipamento deve ser marcado de acordo com aABNT NBR IEC 60079-11, exceto quando modificado por esta Norma. Por exemplo, o nome e oendereço do fabricante podem também estar marcados.

Quando o equipamento possui dupla marcação, de modo que possa ser utilizado em ambosos casos, sistema FISCO e sistema intrinsecamente seguro convencional, cuidados devem sertomados para diferenciar a marcação do sistema FISCO da marcação do sistema intrinsecamente

seguro convencional.

Para fontes de alimentação FISCO, os parâmetros de saída U o, I o, C o, Lo, P o e Lo / R o não necessitamser marcados. Para dispositivos de campo ou terminadores FISCO, os parâmetros de entradas U i, I i,C i, Li, P i e Li / R i não necessitam ser marcados.

4.7 Exemplos de marcação

a) Fonte de alimentação

Fonte de alimentação FISCO

Um = 250 V

[Ex ia] IIC


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John Jones Ltd

SW99 2AJ UK

Tipo: DRG OOI

– 20 °C Ta + 50 °C

PTB Nr 01A 2341

Nº de Série: 014321

b) Dispositivo de campo

Dispositivo de campo FISCO

Ex ia IIC T4

Paul McGregor plc

GL 99 1JA UK

Tipo: RWS 001

– 20 °C Ta + 60 °C

c) Terminador

Terminador FISCO

Ex ia IIC T4

James Bond plc

MK45 6BY UK

Tipo MI5 007

BAS 01 A 4321


d) Dispositivo de campo com dupla marcação

A McTavish plc

GL 98 1BA UK

Tipo RWS 002

– 20 °C Ta + 60 °C

INERIS 02 A 2345



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- - - - - - - - - - - - - - -

Dispositivo de campo FISCO

Ex ia IIC T6

- - - - - - - - - - - - - - -

U i = 28 V

C i = 3 nF

I i = 200 mA

Li = 10 µH

P i = 1,2 W

5 Requisitos de sistema

5.1 Geral

Um sistema usual é ilustrado no Anexo A.

O cabo utilizado no sistema deve atender aos seguintes parâmetros:

a) resistência de “loop ” R c: de 15 /km a 150 /km;

b) indutância de “loop ” Lc: de 0,4 mH/km a 1 mH/ km;

c) capacitância do par C c: de 45 nF/km a 200 nF/km;

d) máximo comprimento do cabo de derivação (spur cable ): 60 m para IIC e IIB;

e) máximo comprimento do cabo tronco (trunk cable ), incluindo a soma de todos os cabos dederivação: 1 km para IIC e 5 km para IIB.

Quando o cabo utilizado atende a esta Norma, nenhum requisito adicional referente aos parâmetros

do cabo é necessário.

NOTA 1 Os requisitos de construção e instalação de cabos individuais e multicabos com mais de um circuitointrinsecamente seguro estão considerados na ABNT NBR IEC60079-14. O Anexo C desta Norma tambémapresenta orientações para determinação dos parâmetros do cabo.

Quando um sistema compreende

a) uma fonte de alimentação,

b) até 32 dispositivos de campo, e

c) até dois terminadores,todos atendendo aos requisitos desta Norma combinado com um cabo conforme as especificaçõesacima, então o sistema é considerado adequadamente seguro.


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A categoria de proteção (“ia”, “ib” ou “ic”) de um sistema é determinada pelo menor nível de proteçãodos equipamentos utilizados. A documentação do sistema deve registrar o nível de proteção adotado.

Subsistemas de um sistema podem ter diferentes níveis de proteção, sendo isto justificado pela avaliaçãoe registro na documentação. Por exemplo, uma derivação ”ia” pode ser criada a partir de um cabo-tronco“ib”, pela inserção de uma interface certificada.

O(s) terminador(es) deve(m) estar situado(s) na(s) extremidade(s) do cabo tronco. A fonte de alimentaçãodeve ser posicionada a menos de 60 m de uma das extremidades do cabo-tronco. Quando a fontede alimentação é conectada via uma derivação, então o comprimento da derivação é limitado a 60 m.

NOTA 2 O número de dispositivos de campo que pode ser conectado a uma derivação é restrito por condiçõesoperacionais e requisitos desta Norma, que restringe em 32 o número máximo de dispositivos em um sistema.

Caixas de conexões e/ou distribuidores podem ser adicionados ao sistema sem modificar a avaliação de

segurança. Outros tipos de equipamentos simples, compatíveis com a ABNT NBR IEC 60079-11, podemser conectados a uma sistema FISCO, desde que a indutância e capacitância de cada equipamentosimples sejam inferiores a 10 µH and 5 nF respectivamente, e o número total de equipamentos simplesmais os dispositivos de campo não exceda 32.

A documentação do sistema pode ser simplificada para uma lista de equipamentos junto com adocumentação relevante dos equipamentos utilizados. A documentação deve identificar claramenteo nível de proteção de cada parte do sistema.

O grupo da fonte de alimentação determina o grupo do sistema.

A classificação de temperatura de cada equipamento deve ser determinada e registrada na documentação

do sistema. É também necessário confirmar que a máxima temperatura ambiente permitida para cadaequipamento seja compatível com aquela da sua localização pretendida.

5.2 Requisitos adicionais para sistemas FISCO “ic”

Equipamentos projetados e aprovados para os requisitos FNICO da primeira edição desta Normapodem ser usados em um sistema FISCO “ic”.

Dispositivos de campo, terminadores e outros dispositivos auxiliares que atendam aos requisitos desegurança intrínseca, mesmo não sendo equipamentos FISCO de acordo com esta Norma, podemser utilizados com uma fonte de alimentação FISCO em um sistema FISCO “ic”, desde que eles

possuam o parâmetro de entrada Ui superior a 17,5 V e os parâmetros internos de Li e C i inferiores a20 µH e 5 nF, respectivamente.

Similarmente, equipamentos que não sejam aprovados como FISCO, mas construídos de acordo comos requisitos da ABNT NBR IEC 60079-15, como equipamentos de energia limitada “nL”, e possuindoparâmetros de entrada U i superior a 17,5 V e os parâmetros internos de Li e C i inferiores a 20 µHe 5 nF, respectivamente, podem ser utilizados em um sistema FISCO “ic”.

Quando um equipamento FNICO, ou de segurança intrínseca ou de energia limitada é utilizado em umsistema FISCO “ic”, recomenda-se indicá-lo no seu ponto de instalação. Uma etiqueta da planta comos dizeres “sistema FISCO “ic”” é um modo aceitável de satisfazer este requisito.


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Anexo A(informativo)

Sistema típico

A Figura A.1 mostra um sistema típico.

Legenda

1 Terminador 5 Dispositivo de campo

2 Fonte de alimentação 6 Tronco

3 Dados 7 Derivação

4 Terminal portátil

Figura A.1 – Sistema típico


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Bibliografia

IEC 60050-426, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 426: Electrical apparatus forexplosive atmospheres

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Documents

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