Villanyszerelők Lapja

Biztonságtechnika

Robbanásbiztonság-technika III.

2004. május 1. | Veress Árpád |  3026 | |

Az alábbi tartalom archív, 14 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Robbanásbiztonság-technika III. Robbanásveszélyességi főcsoportok A gyújtóképesség és a gyújtásátterjedési sebesség a robbanásveszélyes elegy anyagspecifikus tulajdonsága. A robbanásbiztos villamos készülékek gyártása során a lehetséges felhasználási...

Robbanásbiztonság-technika III. 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 csoportra 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 az 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 távol tartani.
Túlnyomásos védelem (Ex p).

4. Robbanást behatárolni.

Nyomásálló tokozat (Ex d), kvarchomok védelem (Ex q).
A leggyakrabban alkalmazott védelmi módok elvi működéséről vázlatosan a következők mondhatók. 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.

Robbanás egy nyomásálló tokozatban
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: 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. Az "ia" osztályú villamos gyártmányok ne legyenek képesek gyulladást okozni rendeltetésszerű működésük során, továbbá egyetlen hiba vagy két hiba bármilyen kombinációja esetén. Az "ib" osztályú villamos gyártmányok ne legyenek képesek gyulladást okozni rendeltetésszerű működésük során, továbbá egyetlen hiba esetén sem.
Az "ia" kategória 0-s, 1-es és 2-es Zónában való alkalmazásokhoz tartozik, az "ib" kategória 1-s és 2-es Zónában való alkalmazásokhoz.

Túlnyomásos Védelem
Alapelv: 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 a következők: 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, hogy 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 5ször) 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).

Megjegyzés (néhány adat értelmezése):
- II 2 G Ex eds IIC T4 - Védelmi mód jelölése, ahol az alkalmazott védelmi - eds - mellett IIC és T4 kerül megadásra (értelmezés ld. följebb) - PTB 97 ATEX 2119 - Tanúsítvány száma (amennyiben a tanúsítványban X illetve U szerepel az a következőket jelenti /// Az "X" jelölés arra ad utalást, hogy annak szerelésénél ill. alkalmazásba vételénél különleges feltételeknek kell megfelelnie. Például: egy mikrokapcsoló az előírt ütőmunkát nem tudja és ezért egy tokozásba szerelve alkalmazható. A Tanúsítvány külön fejezetben részletezi a különleges alkalmazás feltételeit az adott készülékre vonatkozóan. /// Az "U" jelölés értelmében az adott tanúsított készülék nem alkalmazható önmagában robbanásveszélyes környezetben, egy az adott környezetnek megfelelő védelmi módú tokozatba szerelve már azonban használható. Például: egy nyomásálló tokozású kapcsolóelem egy sínre pattintva robbanásbiztonsági szempontból egy nem teljes értékű gyártmánynak felel meg. Ez az elem egy fokozott biztonságú "e" jelölésű tokozatban azonban már megfelel a követelményeknek. A cikksorozat következő részében azokkal az alkalmazási technikákkal fogunk megismerkedni, amelyek a már említésre került védelmi módok megfelelő alkalmazását mutatják be életszerű példákon keresztül.

Robbanásbiztonság-technika