Villanyszerelők Lapja

Biztonságtechnika

Robbanásbiztonság-technika alapfokon II.

Szabványok, védelmi módok, kialakítások

2004. április 1. | netadmin |  5462 | |

Az alábbi tartalom archív, 15 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Cikksorozatunkban behatóan kívánunk foglalkozni a robbanásbiztonság-technika területével, az itt alkalmazott technikákkal, eszközökkel és rendszerekkel.

Természetesen ehhez fontos azoknak az információknak a birtokában lenni, amelyek egy ilyen berendezés, illetve rendszer megértését és megismerését segítik. A következőkben az alábbi pontok szerint fogunk haladni: robbanáselleni védelem alapelvei; zónabesorolás; hőmérsékletosztályok/robbanásveszélyesség szempontjából vett főcsoportok; alkalmazási főcs.; védelmi módok; jelölések.
 


Robbanáselleni védelem alapjai

Az éghető anyag, a gyújtó forrás és a levegő (oxigén) együttes megléte esetén feltételezzük, hogy minden villamos készüléket lehetséges gyújtóforrásként kell kezelni robbanásveszélyes környezetben, azaz kiindulásnak az alábbi definíciót vesszük:
Robbanásveszélyes atmoszféra, a levegő és éghető gázok, gőzök, ködök vagy porok keveréke atmoszférikus nyomáson, amelyben a szikra megléte után a gyulladás az egészre átterjedhet.
Fontos tisztázni, mit és miként értünk a gyújtóforrás alatt - ld. alább:

  • Lángok és forró gázok
  • Forró felületek
  • Mechanikus szikrák
  • Elektromos készülékek
  • Elektromos kiegyenlítő áram
  • Statikus elektromosság
  • Villám
  • Elektromágneses hullámok
  • Ionizációs sugárzás
  • Ultrahangok

   Természetesen nagyon egyszerűnek tűnik a megoldás, ha robbanásveszélyes térségben szeretnénk villamos készüléket működtetni, akkor robbanásbiztos kivitelűnek kell lennie. Itt azonban életvédelmi és anyagi szempontokat is figyelembe kell venni. Különösen egy új üzemegység tervezésénél, de ez igaz régiek átalakításánál is, a következő biztonsági intézkedéseket és rendeleteket fontolóra kell venni.

  • Az első szempont: robbanásveszélyes környezet elkerülése, azaz olyan lehetőleg zárt technológiák alkalmazása kívánatos, ahol a robbanásveszély jól körülhatárolható vagy kizárható.
  • Amennyiben ez nem lehetséges, a második szempont: a gyújtást elkerülni, azaz olyanos villamos berendezéseket kell alkalmazni, amelyek robbanásbiztos kivitelűek.
  • Ha ez szintén nem működik, akkor a lehetséges robbanás hatásait kell egy biztonságos szinten belül tartani, azaz a releváns élet- és vagyonvédelmi szempontoknak megfelelően kell elhelyezni az üzemegységet.

   Az elkövetkező információk birtokában egyre inkább közelítünk azokhoz az adatokhoz, amelyek munkánkat segítik a robbanásbiztonság és alkalmazott eszközök és védelmi módok specifikálásában.
Mind gazdaságilag, mind sok esetben műszakilag sem megoldható, hogy minden esetben a lehető legnagyobb biztonságtechnikai elvárásoknak megfelelően tervezzük meg villamos készülékeinket és megoldásainkat - ezért fontos a fenti szempontok fokozott betartása és betartatása. A készülékeket ezért főcsoportokba és hőmérséklet osztályokba osztották be. Az Európai Normák - mint ahogy az IEC ajánlások is - két csoportba osztják az elektromos készülékeket:

I. főcsoport: sújtólégbiztos villamos gyártmányok sújtólégveszélyes bányák számára
II. főcsoport: robbanásbiztos villamos gyártmányok (sújtólégveszélyes bányák kivételével)

A II-es főcsoport alatt főleg a vegyipari alkalmazásokat értjük, és Magyarországi alkalmazások tekintetében ezek is vannak nagyobb számban.
Az említett főcsoport ismeretében további besorolás, ún. zóna besorolás szükséges, hogy a megfelelő feladathoz a megfelelő eszközt tudjuk kiválasztani.
 



Zóna besorolás

Az 1. kategóriába azok a berendezések tartoznak, amelyeket úgy terveztek, hogy a gyártó által megállapított működési paraméterek mellett nagyon magas védelmi szintet biztosítsanak. Az ebbe a kategóriába tartozó berendezéseket olyan terekben való alkalmazásra szánták, ahol folyamatosan, hosszú ideig vagy gyakran alakul ki robbanásveszélyes környezet, melyet a levegő gázokkal, gőzökkel, ködökkel vagy lebegő porokkal való keveréke okoz." Megjegyzés: A veszélyt okozó anyag jelenléte állandó (éves szinten több mint 1000 óra / év), és akkor is nagy mennyiségben. Ilyen pl. egy tartálykocsi belseje.

A 2. kategóriába azok a berendezések tartoznak, amelyeket úgy terveztek, hogy a gyártó által megállapított működési paraméterek mellett magas védelmi szintet biztosítsanak." Megjegyzés: meghibásodás esetén nagy mennyiségben kerül veszélyt okozó anyag a levegőbe és akkor is hosszabb ideig (éves szinten a veszélyt okozó anyag jelenléte 10 és 1000 óra / év között).

Az 3. kategóriába azok a berendezések tartoznak, amelyeket úgy terveztek, hogy a gyártó által megállapított működési paraméterek mellett normál védelmi szintet biztosítsanak." Megjegyzés: meghibásodás esetén kis mennyiségben és akkor is csak rövid ideig (éves szinten a veszélyt okozó anyag jelenléte kevesebb mint 10 óra / év).
 

Robbanásveszélyességi főcsoportok:

A gyújtóképesség és a gyújtásátterjedési sebesség a robbanásveszélyes elegy anyagspecifikus tulajdonsága. A robbanásbiztos villamos készülékek gyártása során a lehetséges felhasználási területen előforduló gázok és gőzök szerint kerülnek besorolásra a készülékek:

  • a nyomásálló tokozások résvastagsága,
  • a gyújtószikramentes áramkörök max. megengedett áram- és feszültségértékei a gázelegyek fajtái szerint.

   A gázok és gőzök jellemzői szerint több robbanásbiztonsági alcsoport került meghatározásra. Besorolási kritériumok: maximális résvastagság és minimális gyújtási energia, amelyek előre meghatározott vizsgálati körülmények között kerülnek meghatározásra. A vizsgálatnak megfelelően a készüléken feltüntetik, melyik robbanásbiztonsági alcsoportnak megfelelően használható fel.

A gázok veszélyessége a robbanásbiztonsági alcsoportban IIA, IIB, és IIC jelentősen megnő. Ezzel együtt az ezekben az alcsoportokban alkalmazott villamos készülékekkel szemben támasztott követelmények is megnőnek. Természetesen, azok a készülékek, amelyek a IIC alcsoportban alkalmazhatóak bármely más csoportban is felhasználhatóak.
 

 

A főcsoportok mellett ún. reprezentáns gázokat találunk, amelyek a legjobban szemléltetik az arra csoporra jellemző gázok tulajdonságait.

Hőmérsékleti osztályok

A fellépő gázok és gőzök milyenségétől is függ a gyújtási hőmérséklet, (pl. villamos készülék felületi hőmérséklete). Egy villamos készülék max. felületi hőmérsékletének alacsonyabbnak kell lennie, mint a veszélyt okozó gáz vagy gőz öngyulladási hőmérséklete.
Több hőmérsékleti osztály is meghatározásra került, hogy a villamos készülékek a max. felületi hőmérsékletüknek megfelelően minél pontosabban besorolhatóak legyenek. Ennek megfelelően besorolhatjuk a gázokat a öngyulladási gyújtási hőmérsékletük szerint, illetve a gyártmányokat max. felületi hőmérsékletük szerint.

Gázok és gőzök besorolása robbanásbiztonsági főcsoportokba és hőmérsékleti osztályokba

A robbanásbiztonsági fő- és alcsoportok éppúgy, mint a gázok és gőzök hőmérsékleti osztálya közötti kapcsolatot mutatja be ez a táblázat. Ezzel természetesen megfelelő követelményeket is támasztunk a villamos eszközeink felé.
Az alkalmazott védelmi módok tekintetében az alábbi felsorolás ad teljes információt:
 

Olaj alatti védelem
Ex o
Túlnyomásos védelem
Ex p
Kvarchomok
Ex q
Nyomásálló tokozat
Ex d
Fokozott biztonság
Ex e
Gyújtószikramentes
Ex i
Kiöntés
Ex m
"n" védelmi mód (2-es Zóna)
Ex n

  Elsődleges tennivalók a robbanásveszély elkerülése érdekében:

  • éghető anyagok elkerülése
  • oxigén / levegő elzárása - távoltartása ("inertizáció")
  • gyújtószikra-forrás elkerülése ("villamos eszköz nem alkalmazható Robbanásveszélyes térségben")

Amennyiben ezek az elsődleges intézkedések nem vihetők 100%-ban végbe, akkor a másodlagos intézkedések lépnek életerőre.

  1. A potenciális gyújtóforrást elkerülni vagy gyújtóképtelenné tenni.
    gyújtószikramentesség (Ex i) és fokozott biztonság (Ex e)
  2. Gyújtóforrást elzárni (gyújtás nem lehetséges)
    kiöntés (Ex m), olaj alatti védelem (Ex o),
  3. Robbanásveszélyes atmoszférát távoltartani
    Túlnyomásos védelem (Ex p)
  4. Robbanást behatárolni
    Nyomásálló tokozat (Ex d), kvarchomok védelem (Ex q)

A leggyakrabban alkalmazott védelmi módok elvi működéséről vázlatosan:

Nyomásálló tokozat:
Alapelv:
Azok a gyártmányrészek, amelyek a robbanóképes környezet gyulladását okozhatják, olyan tokozásban vannak elhelyezve, amely ellenáll a robbanóelegy belső robbanása során keletkező nyomásnak és megakadályozza a gyújtás átterjedését a tokozást körülvevő robbanóképes környezetre, továbbá teljesíti azt a feltételt is, hogy a tokozás külső felülete nem melegedhet gyújtóképes hőmérsékletűre.

Fokozott Biztonság
Alapelv:
Konstrukciós megoldásokkal kizárja veszélyes mértékű hőmérsékletek, ill. szikrák vagy ívek keletkezésének lehetőségét az azon villamos gyártmányok részein, amelyek rendeltetésszerű üzemben nem hoznak létre veszélyes mértékű túlmelegedést, szikrákat vagy íveket.

Gyújtószikramentesség
Alapelv:
A gyújtószikramentesség olyan áramköri védelem, amely sem normál üzemben, sem valószínűsíthető meghibásodások bekövetkezésekor nem képes sem szikrahatás, sem elemeinek melegedése révén az adott gáz-levegő keverék gyújtását kiváltani.
 

 

  A gyújtószikramentes villamos készülékeket és áramköröket két kategóriába oszthatjuk. Az "ia" kategória az "ib"-vel szemben egy magasabb biztonsági fokot jelent. "ia" osztály
Az "ia" osztályú villamos gyártmányok ne legyenek képesek gyulladást okozni rendeltetésszerű működésük során, továbbá egyetlen hiba vagy két hiba bármilyen kombinációja esetén. "ib" osztály
Az "ib" osztályú villamos gyártmányok ne legyenek képesek gyulladást okozni rendeltetésszerű működésük során, továbbá egyetlen hiba esetén.
Az "ia" kategória 0-s, 1-es és 2-es Zónában való alkalmazásokhoz.
Az "ib" kategória 1-s és 2-es Zónában való alkalmazásokhoz.

Túlnyomásos Védelem

Alapelv:
A túlnyomásos védelem olyan védelmi mód, amely a villamos gyártmányt körülvevő közeg behatolását a tokozásba oly módon akadályozza meg, hogy a tokozás belsejében lévő védőgáz nyomása nagyobb, mint a környezet nyomása. A túlnyomás fenntartható a védőgáz folyamatos áramoltatásával vagy anélkül.

A védőgáz műszaki megvalósításának lehetőségei:

  • Robbanásveszélyes környezetben a védőgáz odavezetése nélkül
    (statikus túlnyomásos tokozat)
  • A veszteség kiegyenlítésével.
  • Folyamatos áramoltatással

A túlnyomásos tokozat alkalmazása esetén a következő feltételeknek kell teljesülnie:
Csak semleges védőgáz kerülhet alkalmazásra (oxigénnel nem léphet reakcióba). Éghető anyagok (gázok, gőzök) bevezetése nem megengedett. A tokozat a robbanásveszélyes övezeten belül minden esetben semleges gázzal kell legyen feltöltve. Két egymástól függetlenül biztonsági gát alkalmazása szükséges - nyomáscsökkenéskor azonnal old és bekapcsolása csak szerszámmal lehetséges.

Készülékek, ahol a veszteség folyamatos áramoltatással kerül pótlásra:
A villamos készülék bekapcsolásakor éghető gáz jelenléte nem megengedett (átöblítés, min ötször) és nyomásesésnél automatikusan kell a kikapcsolást végezni. A kivezető nyílás a robbanásveszélyes övezeten kívül kell lennie, ami egyben a szikra megjelenését is gátolja.
Mivel egy ilyen védelmi mód kialakítása nagyobb helyet igényel, így ez nagyobb helyigényű berendezések esetében célszerű alkalmazni (pl. Vezérlő szekrények, motorok).

IP védelem   A minimális IP védelem robbanásbiztos készüléke esetében: IP 54 (kivételt képez a gyújtószikramentes védelmi módú készülék, ahol IP 20-30 is megengedett)
Nagyon fontos, hogy az alkalmazott készülékeink a szabványnak megfelelően legyen jelölve (ld. alábbi példa). A felirati tábla mind az alkalmazott típusra és védelmi módra egyaránt utalást ad (a készülékre jellemző névleges adatok is szerepelnek az adattáblán)

Robbanásbiztonság-technika


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem