Električni ureñaji zaštićeni nadpritiskom , vrsta zaštite “ p “ , … tribina...

Božidar Milekić dipl. inž. el.

Električni ureñaji zaštićeni nadpritiskom , vrsta zaštite “ p “ , namenjeni za upotrebu

u eksplozivno ugroženim prostorima

godina 2005

www.izp.rs - Institut za preventivu, Novi Sad - Ex Tribina 4 ©® 2005www.izp.rs - Institut za preventivu, Novi Sad - Ex Tribina 4 ©® 2005


http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

1. Električni uredjaji u protiveksplozijskoj zaštiti povećani pritisak

″ p ″ ( nadpritisak )

Zaštita povećanim pritiskom je tehnologija koja sprečava ulazak okolne atmosfere u štićeni prostor . Zaštita štićenog prostora se vrši pomoću zaštitnog gasa, koji se drži na pritisku većem od pritiska okolne atmosfere.

Zaštitni gas predstavlja sredstvo za održavanje povećanog pritiska ili za razblaživanje zapaljivih i eksplozivnih gasova i para u meri da njihova koncentracija bude znatno niža od donje granice eksplozivnosti . To može biti bilo koji inertni gas ili čist vazduh. Kod sprovoñenja ove vrste protivekslpozione zaštite električnih ureñaja za rad u eksplozivnoj atmosferi, kućište ureñaja, spojni cevovodi za dovod gasa i delovi, moraju da budu tako izvedeni da izdrže ispitni pritisak od 2 mbar, tj. da izdrže ispitni pritisak koji je 1,5 vrednosti pritiska koji može da nastane u samom kućištu ureñaja.

Na taj način se sprečava prodor eksplozivne atmosfere u električni ureñaj normalne industrijske izrade. Zaštitni gas može da izlazi u okolnu atmosferu kroz otvore ili mesta koja su slabo zaptivena, ali i danje se ne dozvoljava ulazak eksplozivne atmosfere u štićeni prostor kuñišta.

OOpprreemmaa ssaa nnaattpprriittiisskkoomm Ex p

Osnovni princip: Ulazak okolne atmosfere u kućište sa električnom opremom se sprečava održavanjem višeg pritiska zaštitnog gasa, unutar kućišta, nego što je pritisak okolne atmosfere. Natpritisak se može održavati sa stalnim protokom ili bez stalnog protoka

zaštitog gasa.

Primena: Kontrolni paneli za instalaciju velike (ne Ex) opreme, cele prostorije sa natpritiskom za električne instalacije, opremu za dijagnostiku, PC-je.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Kućište ureñaja se izvodi na takav način da je onemogućeno nastajanje iskri ili užarenih čestica. Stepen mehaničke zaštite ovakvih ureñaja ne može da bude manji od IP 40 . Samo kućište se izvodi od nezapaljivog materijala, otpornog na zaštitni gas koji ne sme da bude zapaljiv. Maksimalna temperatura ulaznog zaštitnog gasa ograničena je na 40ً C.

Ako postoji mogućnost pojave nadpritiska koji može da prouzrokuje nedozvoljene deformacije kućišta, cevovoda i spojnih mesta, tada se na kućište samog ureñaja obavezno ugrañuju odgovarajući bezbednosni ureñaji.

Svi delovi električnog ureñaja u kućištu koji ostaju pod naponom posle prestanka dovoda zaštitnog gasa moraju da budu izvedeni u nekom od oblika protiveksplozione zaštite električnih ureñaja za rad u eksplozivnoj atmosferi, izuzimajući način zaštite povećanim pritiskom ً p ً .

Na svim mestima unutrašnjih zidova kućišta i cevovoda, na kojima može da doñe do gubitaka zaštitnog gasa, mora da se održi povećani unutrašnji pritisak od 0.5 mbar .

Ovakvim načinom zaštite može se štititi pojedinačan ureñaj, grupa ureñaja kao na primer, na komandnom pultu ili pak sama prostorija u procesnoj industriji ( primer : voñenje postupka ekstrakcij ulja primenom heksana ). Pri tome se naročita pažnja mora obratiti na mesto uzimanja zaštitnog gasa, ako je to vazduh ( mora se uzeti izvan granica opasnog prostora ).

IInntteerrnnaacciioonnaallnnii ssttaannddaarrddii EExx pp

• EN 50016 („p“) zona 1

• EN 50021 („np“) zona 2

• NFPA 496 („x“) od class I div. 1 do sigurne zone („y“) od class I div. 1 do class I div. 2 („z“) od class I div. 2 do sigurne zone

• IEC31D/25/CD („px“) zona 1 („py“) od zone 1 do zone 2 („pz“) zona 2

napomena: prema NEC art. 505 NFPA i IEC je dozvoljen



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

NNeekkee ddeeffiinniicciijjee iizz ssttaannddaarrddaa

• Zapremina kućišta Zapremina praznog kućišta bez unutrašnje opreme. • Unutrašnji izvor zapaljivih materija Tačka ili lokacija iz koje se zapaljiva materija može

ispustiti u Ex p kućište. • Rutinski test Testiranje svakog ureñaja tokom ili posle

proizvodnje u cilju dokazivanja da ureñaj ispunjava postavljane zahteve.

• Alarm Deo opreme koji generiše vizuelni ili audio signal koji

privlači pažnju. • Zapaljive materije Gasovi, isparenja, tečnosti ili njihove mešavine koje

se mogu zapaliti. • Sistem za zadržavanje Deo opreme koji sadrži zapaljivu materiju koja može

predstavljati unutrašnji izvor zapaljivih materija.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

• Tipski test Test jednog ili više ureñaja urañenih po odreñenom

kriterijumu u cilju dokazivanja da ureñaj zadovoljava zahteve odreñenih standarda.

• Natpritisak Povećani pritisak u kućištu prema pritisku okolnog

ambijenta. • Sistem za natpritisak Komponente koje se koriste za čuvanje i kontrolu

natpritiska u kućištu.

• Provetravanje Postupak provoñenja zaštitnog gasa kroz kućišta i

cevovode pre uključenja električnog ureñaja na napon u cilju smanjenja koncentracije zapaljivih materija ispod najviše dozvoljene granice.

• Razblaživanje Neprekidan dotok zaštitnog gasa, posle

provetravanja, takvom brzinom da se koncentracija zapaljivih materija unutar kućišta sa natpritiskom održava na vrednosti ispod najviše dozvoljene granice na svim potencijalnim izvorima paljenja.

• Ureñaj sa mogućnošću paljena Ureñaj koji u normalnom radu predstavlja izvor

paljenja za odreñene eksplozivne gasove. Unutrašnji vreli delovi zahtevaju period hlañenja pre otvaranja kućišta.

• Zaštitni gas Vazduh ili inertni gas koji se koriste za provetravanje

i održavanje natpritiska i, po potrebi, za razblaživanje.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

SSppeecciiffiikkaacciijjaa kkaatteeggoorriijjaa uu ssiisstteemmuu „„pp““ uu

sskkllaadduu ssaa DDIINN IIEECC 3311 DD//2255//CCDD EE

* = ako nema ispuštanja u normalnom radu ( ako je zapaljiva materija tečnost, ispuštanje u normalnom radu nije nikad dopušteno )

Tipovi u

sistemu "p" Zona

Kućište

sadrži ureñaj

sa

mogućnošću

paljenja

mogućnost

unutrašnjeg izvora

zapaljivih materija zaštitni gas

1 da nema vazduh / inertni gas

1 da gas / isparenje vazduh / inertni gas

2 da gas / isparenje vazduh / inertni gas

1 da tečnost * inertni gas

1 ne nema vazduh / inertni gas

1 ne gas / isparenje vazduh / inertni gas

2 ne gas / isparenje * vazduh / inertni gas

1 ne tečnost * inertni gas

2 da nema vazduh / inertni gas

2 da tečnost * inertni gas

px

py

pz

UUrreeññaajjii ssaa nnaattpprriittiisskkoomm uu sskkllaadduu ssaa DDIINN

IIEECC 3311DD//2255//CCDD EE

Kriterijum Tip px Tip pyTip pz sa

indikatorom

Tip pz sa

alarmom

Stepen zaštite kućišta sa min. IP4X min. IP4X min. IP4X min. IP3X

em & R. STAHL IP65 IP65 IP65 IP65

Proveravanje vremena

provetravanja

Zahteva ureñaj za

merenje vremena &

nadgledanje pritiska

& protoka

Vreme & protok

naznačeni na

opremi

Vreme & protok

naznačeni na

opremi

Vreme & protok

naznačeni na

opremi

Sprečavanje užarenih

čestica od izlaska kroz

normalno zatvoreni

pomoćni otvor u zonu 1

Potrebne su barijere

za varnice i čestice,

osim ako se užarene

čestice ne proizvode

u normolnom radu

Nema zahteva Nema zahteva Nema zahteva



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

UUrreeññaajjii ssaa nnaattpprriittiisskkoomm uu sskkllaadduu

ssaa DDIINN IIEECC 3311DD//2255//CCDD EE

*= isključivanje svih električnih komponenti


indikatorom

Tip pz sa

alarmom

Potreban alat za otvaranje

vrata / poklopcaUpozorenje * * Upozorenje * * Upozorenje * * Upozorenje * *

Nije potreban alat za

otvaranje vrata / poklopca

Blokiranje * (Nema

unutrašnjih vrelih

delova)

Upozorenje * *

(Nema unutrašnjih

vrelih delova)

Upozorenje * * Upozorenje * *

Unutrašnji vreli delovi koji

zahtevaju period hlañenja

pre otvaranja kućišta

Uskladiti sa * * * Uskladiti sa * * * Nema zahteva Nema zahteva

UUrreeññaajjii ssaa nnaattpprriittiisskkoomm uu sskkllaadduu ssaa DDIINN

IIEECC 3311DD//2255//CCDD EE


indikatorom

Tip pz sa

alarmom



otvoreni pomoćni otvor

u zonu 1

Potrebne su

barijere za

varnice i

čestice

Potrebne su

barijere za

varnice i

čestice

Nema zahteva Nema zahteva



otvoreni pomoćni otvor

u zonu 2 u normalnom

radu

Potrebne su

barijere za

varnice i

čestice, osim

ako se užarene

čestice ne

proizvode u

normolnom

radu

Potrebne su

barijere za

varnice i

čestice, osim

ako se užarene

čestice ne

proizvode u

normolnom

radu

Nema zahteva Nema zahteva

***= obrati pažnju na temperaturnu klasu

**= upozoravajuća pločica sa vremenom hlañenja i održavanjem nadpritiska za to vreme



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Kućišta u natpritisku Ex „pz“

glavni prekidač

sistem za natpritisak tip „pz“

ploča za ulaz kablova

Sigurnosni ventil (ispust zaštitnog gasa)



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Radna faza

Alarm

ne

da

da

FFuunnkkcciioonnaallnnii ooppiiss ttiippaa „„ppzz““

Otvori ventil za ručno ispuštanje

da

da

Isteklo vreme provetravanja da Zatvori ventil za

ručno ispuštanje da Pritisak =

25 Pa

da

Uključi glavni prekidač

da

Vreme provetravanja ručno

Pritisak = 25 Pa

Oslobañanje zaštitnog gasa od ... bar

Pritisak = 25 Pa

Početna faza



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

FFuunnkkcciioonnaallnnii ooppiiss ttiippaa „pz“

Kućišta u natpritisku Ex „pz“

• Zatvoriti vrata od kućišta • Otvoriti ventil spoljašnjeg zaštitnog gasa • Podešavanje reducir ventila na potrebnu vrednost.

Očitavanje se vrši na manometru „2“

• Otvoriti ispusni ventil „1“ - pritisak ≥ 50 Pa. Očitavanje se vrši na manometru „3“

• Sada vreme provetravanja koje je odredio proizvoñač treba da istekne. ( 5 puta zapremina kućišta )

• Izlazak zaštitnog gasa se ostvaruje kroz sigurnosni ventil „5“ tokom vremena provetravanja.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

• Proizvoñač treba da postavi uputstvo za upotrebu i znake sa obaveštenjem na kućište. 5 puta za zapreminu provetravanja mora da se uzme u obzir. Operater je odgovoran za očuvanje ispravnosti opreme. Uputstvo za upotrebu: • Otvoriti ventil spoljašnjeg zaštitnog gasa • Reducir ventil treba podesiti na … bar. Očitati na manometru.

• Otvoriti ispusni ventil - pritisak ≥ 50 Pa • Za podešeni pritisak vreme provetravanja je … min.

• Posle isteka vremena provetravanja – zatvoriti ispusni ventil

• Unutrašnji pritisak mora da bude veći od 25 Pa. Ako to nije slučaj, to mora se podesiti finim upravljanjem ( kompenzacija curenja )

• Sada se može uključiti glavni prekidač • Kad unutrašnji pritisak opadne kontrola pritiska

uključuje alarm ZZnnaaccii ssaa oobbaavveešštteennjjeemm

OObbaavveešštteennjjee 11::

Pre otvaranja kućišta važno je uveriti se da nema

eksplozivne atmosfere, da je sva oprema isključena

sa napajanja i da je površinska temperatura opreme

niža od temperature paljenja.

OObbaavveešštteennjjee 22::

Napajanje uključiti samo nakon prethodnog provetravanja kućištaod najmanje … min., sa pritiskom dolaznog vazduha od … bar unutrašnjim pritiskom od 25 Pa.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Kućišta u natpritisku Ex „px“

Kontaktor za isključenje

Ploča sa otvorom

Elektronika za nadzor

Jedinica za dovod vazduha sa

elektromagnetnim ventilom i reducirom

pritiska



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Pripremna faza : Inertni gas dotiče u kućište, unutrašnji pritisak u kućištu raste.

Radna faza : ureñaja u natpritisku. Pozitivni pritisak u kućištu sprečava ulazak eksplozivne atmosfere.

Faza provetravanja : Zbog povećanog pritiska u kućištu ploča sa otvorom se otvara. Inertni gas provetrava kućište.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

FFuunnkkcciioonnaallnnii ooppiiss ttiippaa „„ppxx““

Oslobañanje kontrolne jedinice i zaštitnog gasa

da

ne Bez efekta

(nema oslobañanja)

Kontrola pritiska reaguje

Kontrola protoka reaguje

Isključivanje i početak procesa provetravanja

Pritisak ≥ 50 Pa

Pritisak

≥70 Pa

da

ne Bez efekta

(nema oslobañanja)

Kontrolna jedinica je osloboñena

da

Siguran rad kontrolne jedinice

Početna faza Radna faza

ne

Protok O.K.

ne

Bez efekta (nema oslobañanja)

da

Počinje vreme provetravanja

Teče vreme provetravanja

da

da Uključen ispusni ventil

da da



ne ne

Završeno provetravanje

Oslobañanje kontrolne jedinice

da



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

FFuunnkkcciioonnaallnnii ooppiiss ttiippaa „„ppxx““

Ploča sa otvorom A = protok B + C = min. i max. pritisak u kućištu

Elektronika za nadzor sa displejem : pritisak, vreme provetravanja i oslobañanje releja

Jedinica za dovod vazduha sa elektromagnetnim ventilom, fina kontrola i reducir pritiska

• Tipski test : se sprovodi u priznatoj instituciji za testiranje

(ovlašćeno telo) (PTB, DMT ili KEMA)

• Maksimalni natpritisak - specificirani pritisak za provetravanje x 1.5 - pritisak ne sme da preñe 2.5 kPa - vreme testiranja 2 min.

• Test curenja : posle sklapanja brzina protoka ne sme biti veća od maksimalnih gubitaka curenja koje je odredio proizvoñač.

• Odreñivanje vremena provetravanja



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

TTiippsskkii tteesstt

A = vazduh kao zaštitni glas 2 merenja su potrebna 1x sa helijumom 1x sa agon ili karbon dioksidom

• Kućište se napuni sa približno 70% kalibracionog gasa. Sada se gasne analaize sprovode u nekoliko tačaka i provetravanje je završeno kada kalibracioni gas opadne na odreñenu vrednost. Mora se primeniti najduže vreme provetravanja.

TTiippsskkii tteesstt

B = zaštitni gas „inertni“ (nitrogen) Vreme provetravanja se završava kada je koncentracija

kiseonika ≥ 2%. Izmereno vreme razblaživanja se primenjuje kao vreme provetravanja.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

KKuuććiiššttee uu nnaattpprriittiisskkuu

Specijalni zahtevi :

• Svi kontrolni elementi i displeji kao i revizioni otvori moraju biti testirani na udarce u skladu sa standardom: EN 50014 / EN 50019 / EN 50021

• Pokazivanje unutrašnje temperature u kućištu : Unutrašnja temperatura ne može biti veća od default ambijentalne temperature komponenata. Mora se uračunati spoljašnja temperatura od 40

oC.

• Pre otvaranja kućišta moramo se uveriti da su sve tople površine ispod default temperature paljenja. Hlañenje se vrši sa natpritiskom u kućištu.

• Za sve Ex „p“ kontrolne jedinice mora se napraviti sertifikat.

» Kontrolne jedinice za zonu 1 moraju biti opremljene sa barijerama za iskre i čestice. Izuzetak : u slučaju kada se ne stvaraju užarene čestice i nema izlaska zaštitnog gasa za vreme rada.

• Električne komponente, u kućištu sa natpritiskom, koje se dovode pod napon, kada eksplozivna zaštita „px“ ili „pz“ ne funkcioniše moraju biti zaštićena sa dodatnom eksplozivnom zaštitom.

- za „px“ d, e, i, m, o ili q - za „pz“ d, e, i, m, o, q, nA ili nC

• Ako su gasovi ili isparenja lakši od vazduha, ulaz za zaštitni gas mora da bude sa donje strane a izlaz sa gornje strane kućišta, a ako su teži obrnuto.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

• Nadpritisak u kućištu treba da je veći od okolne atmosfere za :

px ≥ Pa [ 0,5 mbar ] pz ≥ Pa [ 0,25 mbar ]



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Kućište sa natpritiskom tip „pz“

Pogled spreda Pogled sa strane

Pogled spreda Pogled sa strane



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

• EN 50021 i IEC 31D/25/CD („ pz ’’je jednako: - Ručno provetravanje 5 puta zapremina kućišta - Natpritisak min. 25 Pa - Uključenje napajanja - Alarm ako je pritisak ispod 25 Pa

Sumarno Ex p rešenja za zonu 2

Sumarno Ex p rešenja za zonu 1 + 2

• EN 50016 i IEC 31D/25/CD („ px “) je jednako: - Automatsko provetravanje 5 puta zapremina kućišta - Natpritisak min. 50 Pa - Uključenje napajanja - Isključenje napajanja (alarm) ako je pritisak ispod

50 Pa



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Sumarno Ex p rešenja za class I , div. 1

• Američki standard NFPA 496 tip „ z ’’ - Provetravanje 4 puta zapremina kućišta - Natpritisak min. 25 Pa ( 0.1 inč w.c.) - Uključenje napajanja - Alarm ako je pritisak ispod 25 Pa

Sumarno Ex p rešenja za class I , div. 2

• Američki standard NFPA 496 tip „ z ’’ - Verifikacija da je unutrašnja atmosfera bezbedna ili

provetravanje 4 puta zapremina kućišta - Natpritisak min. 25 Pa (0.1 inč w.c.) - Uključenje napajanja - Alarm ako je pritisak ispod 25 Pa



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Električni ureñaji zaštićeni nadpritiskom , vrsta zaštite “ p “ , … tribina...

Documents

Transcript of Električni ureñaji zaštićeni nadpritiskom , vrsta zaštite “ p “ , … tribina...