Електросъоръжения EEx изпълнение

ЕлектроапаратурaСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 1, 2007

Електросъоръжения EEx изпълнениеЕлектросъоръжения EEx изпълнение
 

Европейски директиви и стандарти за взривобезопасност - част I

Наред с много други изисквания, които като членове на ЕС вече би следвало упорито да изпълняваме, е и европейската концепция за взривобезопасност. В настоящия материал оставяме настрана въпроса доколко производствените предприятия в страната вече изпълняват залегналите в общоевропейските директиви норми и стандарти в областта на взвривобезопасността. Първоначалната ни амбиция беше да систематизираме и ви представим в практически аспект ATEX изискванията по отношение на електрическите табла с индустриално приложение. Направеното от редакцията проучване показа, че поради сложността си, европейската концепция по осигуряване на взривобезопасност не е добре позната в страната, както и че около прилагането й има недостатъчно изяснени моменти. По тази причина решихме да започнем с алфата и бетата в областта на взривозащитите, а именно с принципите за защита от експлозия и съответстващите им европейски директиви и стандарти. Надяваме се, че въпреки сложността на материята, ще успеем да хвърлим светлина върху принципите, на основата на които се изгражда концепцията за взривобезопасност. Оставаме на ваше разположение за всякакви допълнителни коментари по темата, която с общи усилия ще продължим и в следващи броеве на сп. Инженеринг ревю.

Физични принципи и дефиниции

Експлозията е внезапна химична реакция на възпламеним материал с кислород, съпроводена с едновременно освобождаване на голямо количество енергия. Възпламенимите материали могат да присъстват под формата на газове, пари, аерозоли или прах. За да избухне пожар или експлозия, трябва да съществуват три условия - възпламеним материал (в запалими количества); кислород (от въздуха) и източник на запалване. За целите на безопасността е необходимо възпламенимият материал да притежава определени характерни свойства.

За целта се дефинира т.нар. точка на запалване на една възпламенима течност, която е минималната температура, при която течността отделя пари с концентрация, достатъчна за образуване на запалима смес с въздуха, който се намира близо до повърхността на течността (при нормално атмосферно налягане). Ако точката на запалване на възпламенимата течност е много над максималните температури, които могат да възникнат, експлозивна атмосфера не се образува. Точката на запалване на смес от различни течности може да бъде по-ниска от тази на отделните компоненти. Ако концентрацията е много ниска (бедна смес) или много висока (богата смес), не възниква експлозия, а по-скоро се наблюдава процес на бавно горене или въобще няма реакция. Само в диапазона между долната и горна граница на експлозивност сместа може да реагира с експлозия при запалване. Границите на експлозивност зависят от околното налягане и от съдържанието на кислород във въздуха.

Друга характеристика за оценка на риска от възникване на експлозия е т.нар. минимална енергия на запалване. Тя се дефинира като най-малкото възможно количество енергия, което се преобразува при разряд на кондензатор и е достатъчно да запали най-лесно запалимата концентрация на сместа. Минималната енергия на запалване е 10 джаула за водород и няколко джаула за определени видове прах.

Запалване може да се причини от различни източници, включително горещи повърхности, електрически дъги и искри, електростатичен разряд, атмосферен разряд (светкавица), механично триене или искри при удар, електромагнитно излъчване, ултразвук, йонизираща радиация, светлинно излъчване, химични реакции, открити пламъци и др.

Първична защита от експлозии

Терминът “първична защита от експлозии” се отнася за всички предпазни мерки, които предотвратяват създаването на опасна, експлозивна атмосфера. Това може да се постигне чрез избягване на възпламеними вещества (алтернативни технологии), деактивиране (добавяне на азот, въглероден диоксид и др.), ограничаване на концентрацията, естествена или принудителна вентилация.

Принципът на интегрирана защита от експлозии изисква мерките за защита от експлозии да се прилагат в определена последователност, включително:

l Избягване образуването на експлозивна атмосфера

l Предотвратяване запалването на експлозивна атмосфера

l Ограничаване на резултатите от експлозията до безопасно ниво.

Вторична защита от експлозии

Ако опасността от експлозии не може да бъде избегната изцяло или частично чрез мерките за първична защита, то трябва да бъдат взети мерки, които да предотвратят запалването на експлозивната атмосфера. Ето защо опасните места се разделят на зони в зависимост от вероятността да бъде създадена експлозивна атмосфера. Устройствата, одобрени за работа в така класифицираните зони, трябва да отговарят на определени изисквания.

Международни стандарти

Становището на Международната комисия по електротехника IEC в областта на защитата от експлозии на електрически апарати и съоръжения се разработват от Технически комитет TC31. Публикациите на IEC имат статут на препоръки, които се използват за ориентация при създаването на национални и регионални стандарти. IEC е въвела процедура – така наречената Ex схема – планирана да се превърне в глобално призната процедура за изпитване и сертифициране в областта на защитата на електрическите устройства от експлозии. Тази процедура все още не се прилага в целия свят.

Европейски директиви и стандарти

Още през 1976 г. Съветът на Европейската общност създава предпоставки за неограничена търговия със защитени от експлозии електрически съоръжения вътре в Европейския съюз, като ратифицира директивата за хармонизиране на законодателствата на страните членки относно електрическите съоръжения, предназначени за използване в потенциално експлозивни атмосфери (76/117/EEC). Оттогава тази директива е допълнена и от други директиви. Пълна хармонизация в тази област е постигната през 1994 г. с новата директива 94/9/EC. Разбира се, освен уеднаквени законови положения, са необходими и еднакви стандарти. CENELEC е европейският комитет за електротехническа стандартизация, в който си сътрудничат страните от Европейския съюз и западноевропейските страни от асоциацията за свободна търговия EFTA. Европейските стандарти (EN) се публикуват в три официални версии (френска, английска и немска). Членовете на CENELEC са задължени да приемат европейските стандарти като национални стандарти без промени.

Европейските стандарти от серията EN 50 014 и следващите ги, които третират защитата на електрически съоръжения от експлозии, са разработени от Технически комитет CENELEC TC31 и са приети от страните на Европейския съюз като идентични национални стандарти. Прието е, че страните-членки на Европейския съюз не могат да забраняват свободната търговия с електрически апарати, ако те съответстват на тези стандарти и имат международно признат сертификат за съответствие.

Европейска директива 94/9/EC (ATEX 100a)

Европейската директива 94/9/EC определя изискванията към защитени от експлозии съоръжения и защитни системи чрез определяне на съществените изисквания за осигуряване на безопасни и здравословни условия на труд в потенциално експлозивна среда. Също така, тя би следвало да гарантира свободната търговия в Европейската общност, както е записано в член 100a от Договора, приет от страните-членки на Европейската общност. Оттук идва и терминът ATEX 100a, използван широко от експертите.

Директивата се прилага към всички индустриални потенциално експлозивни области, включително и минната промишленост, и покрива и защитата от експлозии на смес от прах и въздух. Обхватът й покрива всички електрически и механични съоръжения и системи за защита. В допълнение към основните изисквания за осигуряване на безопасността и здравето е реорганизирана и класификацията на съоръженията и системите за защита по категории, както и сертифицирането и маркирането им.

Технически постановки

Класификация на зоните

Опасните места се класифицират по зони, за да се улесни изборът на подходящи електрически устройства, както и проектирането на подходящи електрически съоръжения. Информация и технически данни за класификацията по зони са включени в стандарт IEC 60 079-10 и в националните стандарти. Нещо повече, в момента се подготвя европейска директива (ATEX 118a), която третира монтажа и експлоатацията на електрически системи в опасни места и определя класификацията по зони в Европейския съюз.

Ако съществуват колебания относно класификацията на зоните, обхватът на защитните мерки в целия застрашен участък трябва да се базира на най-високата възможна степен на вероятност за възникване на опасна експлозивна атмосфера. В зони 0 и 1 могат да се използват само електрически устройства със сертификат за съответствие или европейски сертификат за одобрение на типа, но съоръженията за зона 0 трябва да бъдат изрично одобрени за тази цел. В зона 2 могат да бъдат използвани електрически устройства, които отговарят на основните изисквания за осигуряване на здравословни и безопасни условия на труд на директива 94/9/EC и които имат декларация за съответствие от производителя. Разбира се, съоръженията, сертифицирани за работа в зони 0 и 1, могат да бъдат използвани и в зона 2.

Групи съоръжения, предназначени за експлоатация в потенциално експлозивна атмосфера и температурни класове

Би било икономически неизгодно и понякога дори невъзможно всички защитени от експлозии електрически устройства да бъдат проектирани по такъв начин, че да отговарят винаги на максималните изисквания за безопасност, независимо от вида на приложението им. Поради това съоръженията се класифицират в групи и температурни класове в съответствие със свойствата на експлозивната атмосфера, за която са предназначени.

Преди всичко се прави разлика между две групи съоръжения:

Група I: Електрически устройства за минната промишленост.

Група II: Електрически устройства за всички останали потенциално експлозивни атмосфери.

При устройствата от І група (минна промишленост) се приема, че единственият възпламеним газ, който може да се появи, е метанът, но в комбинация с въглищен прах.

Групи на експлозивност

Характеристиките на запалимост и експлозивност на една експлозивна смес са свойства, характерни за материала. Газовете и парите се класифицират в групи по експлозивност. Критерии за класификацията са: максималното експериментално безопасно отстояние (MESG) и минимален ток на запалване (MIC). Стойностите на MESG и MIC се определят за различни газове и пари, съгласно утвърдена методика. Преглед на максималните експериментални безопасни отстояния и минималните токове на запалване за различните групи на експлозивност е даден в таблица 2.

Опасността на газовете се увеличава от група на експлозивност IIA към IIC. Изискванията за електрическите устройства се увеличават в съответствие с групите на експлозивност. Следователно маркировката на електрическото устройство трябва да показва за коя група на експлозивност е предназначено то. Електрически устройства, одобрени за група IIC, могат също и да бъдат използвани за всички останали групи на експлозивност.




Новият брой 8/2017

брой 8-2017

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

ЕКСКЛУЗИВНО

Top