inż. Michał Świerżewski
Stowarzyszenie Elektryków Polskich
Sekcja Instalacji i Urządzeń Elektrycznych
Wybrane zagadnienia dotyczące urządzeń elektrycznych
w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
Wprowadzenie
W przestrzeniach, w których produkuje się, użytkuje lub przechowuje ciecze łatwo
zapalne, np. benzynę alkohole, eter, toluen, ksylen, rozcieńczalniki organiczne, gazy palne,
np. propan-butan, wodór, acetylen jest zupełnie oczywiste, że istnieje możliwość przenikania
par tych cieczy do otaczajÄ…cej przestrzeni i tworzenia z powietrzem (z tlenem z powietrza)
mieszanin. Podobnie w czasie obróbki ciał stałych lub produkcji i transportu materiałów
sypkich mogą do otaczającego powietrza przedostawać się ich pyły i tworzyć z nim
mieszaniny.
Gdy w mieszaninie z powietrzem zawarta jest dostateczna ilość czynnika palnego
(pary cieczy palnej, gazu palnego lub pyłu) o stężeniu powyżej dolnej granicy wybuchowości,
powstaje tzw. mieszanina wybuchowa. Mieszanina wybuchowa pod wpływem dostarczonej
energii cieplnej zapala siÄ™. Proces spalania tej mieszaniny przebiega bardzo szybko i
towarzyszy mu gwałtowny wzrost ciśnienia.
Tego rodzaju szybki proces spalania nazywa siÄ™ wybuchem.
Mieszanina wybuchowa może być zapalona  pobudzona do wybuchu,
najrozmaitszymi czynnikami zewnętrznymi, które dostarczą dostateczną ilość energii do
zapoczątkowania reakcji. Czynników tych może być wiele działających pojedynczo lub
współdziałających, można do nich zaliczyć:
* nagrzane powierzchnie,
* iskry w obwodach elektrycznych,
* wyładowania atmosferyczne,
* wyładowania elektryczności statycznej,
* otwarty płomień,
* iskry mechaniczne.
* różnego rodzaju promieniowanie
 2
Każda iskra wywołana zarówno czynnikami elektrycznymi, jak i mechanicznymi jest
nośnikiem energii cieplnej. Największą zdolność zapalenia mieszanin wybuchowych mają
jednak iskry elektryczne bowiem towarzyszy im szereg dodatkowych zjawisk ułatwiających
zapalenie mieszaniny, np. jonizacja.
Wiele substancji chemicznych w mieszaninie z powietrzem zapalanych przez iskry
elektryczne w ogóle nie reaguje na iskry mechaniczne.
Również nie każda iskra elektryczna jest zdolna do zapalenia mieszaniny
wybuchowej. Aby mogło nastąpić zapalenie mieszaniny wybuchowej, iskra elektryczna musi
mieć pewną minimalną energię, poniżej której zapalenie mieszaniny nie jest możliwe.
Energia wydzielona w iskrze elektrycznej zależy od szeregu parametrów obwodu
elektrycznego, w którym powstaje  od napięcia, natężenia prądu, indukcyjności, pojemności,
szybkości przerywania obwodu, materiału elektrod. Znajomość minimalnej energii iskier
elektrycznych potrzebnej do zapalenia określonej mieszaniny wybuchowej oraz czynników
zwiększających i zmniejszających jej zdolność zapalającą pozwala na konstruowanie
urządzeń i obwodów z bezpieczną iskrą (iskrobezpiecznych). W tablicy 1. Podano
przykładowo energię zapalającą iskier elektrycznych kilku wybranych mieszanin
wybuchowych
Tablica 1. Przykłady minimalnej wartości energii iskier elektrycznych niezbędnej do
zapalenia mieszanin niektórych gazów i par z powietrzem
Nazwa substancji Minimalna energia
iskier mJ
Wodór 0,019
Acetylen 0,19
Benzen 0,20
Propan 0,26
Metan 0,28
Aceton 0,6
Alkohol etylowy 0,65
Zapalenie mieszaniny wybuchowej może również nastąpić pod wpływem
podwyższonej temperatury powierzchni bez udziału płomienia lub iskry, jeżeli ta temperatura
przekroczy tzw. temperaturę samozapalenia (samozapłonu) charakterystyczną dla każdej
substancji.
 3
Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem
Podstawowymi warunkami bezpieczeństwa w przestrzeniach potencjalnie
zagrożonych wybuchem jest zastosowanie środków przeciwdziałających powstawaniu
mieszanin wybuchowych. Może to być osiągnięte przez zastosowanie podstawowych
środków ochrony:
" eliminacjÄ™ substancji palnych  zmianÄ™ technologii,
" zobojętnienie  dodanie gazu niepalnego  azotu, tlenku węgla,
" ograniczenie stężenia substancji palnej,
" wentylacjÄ™ naturalnÄ… lub sztucznÄ….
Jeżeli tych środków nie można zastosować lub użyte nie dają oczekiwanych
rezultatów i zagrożenie wybuchem może nadal wystąpić trzeba zastosować środki wtórne
polegające na użyciu urządzeń, które mogą bezpiecznie pracować w obecności mieszanin
wybuchowych.
Byłoby nieekonomiczne, a czasami wręcz niemożliwe instalowanie we wszystkich
przestrzeniach zagrożonych wybuchem urządzeń o najwyższym stopniu zabezpieczenia. Dlatego,
w celu umożliwienia doboru urządzeń elektrycznych o konstrukcji  stopniu zabezpieczenia,
adekwatnej do stopnia zagrożenia wybuchem wszystkie pomieszczenia i przestrzenie zewnętrzne
potencjalnie zagrożone wybuchem dzieli się na strefy zagrożenia, w zależności od warunków
występowania i czasu utrzymywania się mieszanin wybuchowych.
Dotychczas klasyfikację przestrzeni zagrożonych wybuchem przeprowadzało się
w oparciu o postanowienia rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych z dnia 3 listopada
1992r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych
i terenów. W ostatnim czasie, w ramach przystosowywania naszego prawa do przepisów Unii
Europejskiej, nastąpiła zmiana podstawy prawnej klasyfikacji przestrzeni zagrożonych
wybuchem. W nowym rozporządzeniu Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia
16 czerwca 2003 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów
budowlanych i terenów stwierdza się, że  klasyfikację stref zagrożenia wybuchem określa
Polska Norma dotyczÄ…ca zapobiegania wybuchowi i ochrony przed wybuchem . NormÄ… tÄ…
jest ustanowiona w roku 2002 norma PN-EN 60079-10:2002 UrzÄ…dzenia elektryczne
w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Część 10: Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych
wybuchem.
Norma ta jest tłumaczeniem normy europejskiej EN 60079-10 i jest zharmonizowana
z dyrektywÄ… Unii Europejskiej 94/9/EC, nazywanÄ… dyrektywÄ… ATEX 100. Dyrektywa ta nie
 4
jest jeszcze wprowadzona do polskiego prawa odpowiednim rozporzÄ…dzeniem ministra.
Należy się spodziewać tego w najbliższym czasie.
Odnośnie do urządzeń elektrycznych norma stanowi podstawę właściwego doboru
i instalowania urządzeń przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
Podstawą uznania przestrzeni za potencjalnie zagrożoną wybuchem jest stopień emisji
czynników tworzących z powietrzem mieszaniny wybuchowe i wentylacja.
Przestrzenie zagrożone wybuchem mieszanin gazów palnych i par cieczy palnych z
powietrzem klasyfikuje się na strefy według częstości i czasu występowania gazowej
atmosfery wybuchowej w następujący sposób:
- strefa 0  jest to przestrzeń, w której gazowa atmosfera wybuchowa
występuje ciągle lub w dłuższych okresach czasu,
- strefa 1  jest to przestrzeń, w której pojawienie się gazowej atmosfery wybuchowej
jest prawdopodobne w warunkach normalnej pracy (urządzeń technologicznych),
- strefa 2  jest to przestrzeń, w której w warunkach normalnej pracy
pojawienie się gazowej atmosfery wybuchowej jest bardzo mało prawdopodobne.
Jeżeli jednak gazowa atmosfera wybuchowa pojawi się rzeczywiście, to tylko na
krótki okres czasu.
Nowe oznakowanie stref zagrożonych wybuchem w stosunku do oznakowania
dotychczasowego przedstawia się następująco:
strefa Z0 strefa 0
strefa Z1 strefa 1
strefa Z2 strefa 2
Nie są jeszcze opublikowane zasady klasyfikacji przestrzeni zagrożonych wybuchem
mieszanin pyłów z powietrzem. Muszą one jednak odpowiadać ściśle zasadom wynikającym
z dyrektywy Unii Europejskiej 94/9/EC. Według tej dyrektywy dotychczasowe strefy
zagrożenia wybuchem mieszanin pyłów z powietrzem oraz wg rozporządzenia Ministra
Infrastruktury (porównanie dotychczasowego i nowego oznakowania stref zagrożonych
wybuchem) powinny być oznaczone: strefa 20, strefa 21 i strefa 22, co w porównaniu
z oznaczeniami dotychczasowymi przedstawia się następująco:
strefa Z10 strefa 20
strefa Z11 strefa 21
- strefa 22
Definicje stopnia zagrożenia poszczególnych stref są identyczne, jak w
przypadku zagrożenia wybuchem mieszanin gazów i par z powietrzem.
 5
Przeniesienie zasad klasyfikacji zagrożenia wybuchem z rozporządzenia Ministra
Spraw Wewnętrznych i Administracji do Polskiej Normy w zasadzie nie zmienia procedur
określania i definicji poszczególnych stref zagrożenia wybuchem.
Zasady doboru urządzeń elektrycznych oraz zasady projektowania i wykonania
instalacji elektrycznych wynikajÄ… z norm:
- PN-EN 50014U Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych
wybuchem. Wymagania ogólne i metody badań,
- PN-EN 60079  14U Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych
wybuchem. Elektryczne instalacje w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
innych niż w kopalniach.
Normy te zostały przyjęte przez Polski Komitet Normalizacyjny w drodze uznania
(oznacza to, że uznano daną normę EN za normę polską) i są, do czasu przetłumaczenia,
dostępne tylko w języku angielskim.
Przy klasyfikacji przestrzeni do odpowiedniej strefy zagrożenia wybuchem oraz przy
doborze urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym trzeba brać pod uwagę:
*właściwości fizyko-chemiczne czynników palnych występujących w danej
przestrzeni;
*charakter procesu technologicznego;
*możliwości przedostawania się czynników palnych do otaczającej przestrzeni;
*wentylacjÄ™ danej przestrzeni;
*przewidywany czas utrzymywania siÄ™ mieszaniny wybuchowej.
Pomieszczenia i przestrzenie zewnętrzne określa się jako zagrożone wybuchem, jeżeli
może się w nich utworzyć mieszanina wybuchowa powstała z wydzielającej się takiej ilości:
gazów palnych, par, mgieł, aerozoli lub pyłów, której wybuch mógłby spowodować przyrost
ciśnienia przekraczający 5 kPa.
W pomieszczeniach o dużych powierzchniach i na zewnątrz budynków należy
wyznaczać strefy zagrożenia wybuchem, jeżeli mogą wystąpić mieszaniny wybuchowe o
objętości co najmniej 0,01 m3 w wolnej przestrzeni.
Istnieje szereg prac, przy których a priori zakłada się wystąpienie zagrożenia
wybuchem, np. przy malowaniu, lakierowaniu, klejeniu, myciu, suszeniu przy użyciu
materiałów, których pary mogą tworzyć z powietrzem mieszaniny wybuchowe.
 6
Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 czerwca
2003 r. wchodzi w życie z dniem 11 stycznia 2004 r. Do tego czasu formalnie obowiązuje
poprzednie rozporzÄ…dzenie. Po dniu 11 stycznia 2004r. i po wprowadzeniu do polskiego
prawa dyrektywy ATEX 100A klasyfikację przestrzeni zagrożonych wybuchem będzie się
przeprowadzać zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 60079 10: 2002U.
W przestrzeniach zaliczonych do poszczególnych stref zagrożenia wybuchem mogą
być instalowane tylko urządzenia elektryczne w odpowiednim wykonaniu
przeciwwybuchowym dostosowane do pracy w obecności mieszanin wybuchowych
występujących w tych przestrzeniach.
Adaptacja do polskiego systemu normalizacyjnego norm europejskich
zharmonizowanych z dyrektywÄ… ATEX 100A
Jedną z dyrektyw nowego podejścia i najważniejszą w zakresie urządzeń i instalacji
elektrycznych w przestrzeniach zagrożonych wybuchem mieszanin gazów palnych, par cieczy
łatwo zapalnych, aerozoli, mgieł oraz pyłów i włókien z powietrzem jest dyrektywa Wspólnot
Europejskich 94/9/EC z dnia 23 marca 1994r. nazywana dyrektywÄ… ATEX 100A.
W Polsce dyrektywa ATEX 100A zacznie obowiązywać po wprowadzeniu jej do
polskiego prawa w drodze wydania rozporzÄ…dzenia przez odpowiedniego ministra, podobnie
jak inne dyrektywy Wspólnot Europejskich, np.  dyrektywa niskonapięciowa
W dyrektywie ATEX 100A sformułowane są zasady integralnego bezpieczeństwa
przeciwwybuchowego i dotyczy ona ujednolicenia (harmonizacji) przepisów prawnych
państw członkowskich Unii Europejskiej w zakresie urządzeń i systemów ochronnych
przeznaczonych do stosowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem w górnictwie i poza
górnictwem. Dyrektywa ta dotyczy zarówno urządzeń elektrycznych, jak i mechanicznych i
była opublikowana w OJEC nr L 100/1 z dnia 19 kwietnia 1994r ( w Dzienniku Urzędowym
Wspólnoty Europejskiej - the Officjal Journal of the European Communities).
Dyrektywa ATEX 100A, podobnie jak każda dyrektywa nowego podejścia zawiera
podstawowe elementy:
- określenie wyrobów, których dotyczy,
- wyszczególnienie wyrobów wyłączonych z jej zakresu działania,
- podział urządzeń na grupy i kategorie,
- podstawowe wymagania bezpieczeństwa i ochrony zdrowia,
- określenie procedur oceny zgodności,
- określenie roli norm zharmonizowanych oraz jednostek notyfikowanych w
procesie oceny zgodności,
 7
- wprowadzenie wymagania oznakowania wyrobów symbolem zgodności CE
- terminy obowiązywania dyrektywy i okresu przejściowego.
Dyrektywa ATEX 100A podaje wymagania bezpieczeństwa i ochrony zdrowia w
stosunku do:
- urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach
zagrożonych wybuchem,
- urządzeń zabezpieczających, sterujących i regulacyjnych przeznaczonych do
stosowania na zewnątrz przestrzeni zagrożonych wybuchem, które współpracują z
urządzeniami i systemami wewnątrz stref zagrożonych lub przyczyniają się do ich
bezpiecznej pracy,
- części i podzespołów bez samodzielnych funkcji ale istotnych z punktu widzenia
bezpiecznego funkcjonowania urządzeń i systemów ochronnych,
- urządzeń nieelektrycznych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach
potencjalnie zagrożonych wybuchem.
Wymagania dyrektywy nie dotyczÄ…:
- aparatury elektromedycznej użytkowanej w środowisku medycznym,
- urządzeń i systemów ochronnych w przestrzeniach, w których zagrożenie
wybuchem spowodowane jest przez materiały wybuchowe lub substancje
chemicznie niestabilne,
- urządzeń gospodarstwa domowego, gdy mieszanina wybuchowa może powstać w
wyniku przypadkowego wypływu gazu,
- statków pełnomorskich i ruchomych platform wraz z wyposażeniem pokładowym .
Stałe platformy wraz z wyposażeniem oraz statki nie przeznaczone do żeglugi
dalekomorskiej (poniżej 500T) lecz do żeglugi śródlądowej wchodzą w zakres tej
dyrektywy,
- pojazdów i ich przyczep przeznaczonych do przewozu pasażerów lub towarów
drogą lądową, powietrzną lub wodną z wyjątkiem pojazdów przeznaczonych do
użytkowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem,
- sprzętu zaprojektowanego l wykonanego specjalnie na potrzeby wojska i policji.
 8
Certyfikacja, akredytacja, notyfikacja
Zgodnie z dyrektywÄ… ATEX 100A i ustawÄ… z dnia 30 sierpnia 2002r. o systemie oceny
zgodności certyfikację urządzeń przeznaczonych do stosowania w przestrzeniach
zagrożonych wybuchem przeprowadzają jednostki notyfikowane (o których oficjalnie
zawiadomiono inne państwo lub grupę państw), które są przez poszczególne państwa
członkowskie zgłaszane do Komisji Europejskiej. Organom tym Komisja Europejska nadaje
numery identyfikacyjne i publikuje ich listy w dzienniku urzędowym. Organ notyfikowany
musi spełniać wymagania określone w normie EN 45011 (PN-EN 45011:1993)  Ogólne
kryteria dotyczÄ…ce jednostek certyfikujÄ…cych wyroby .
Stan harmonizacji polskich norm w zakresie elektrycznych urządzeń
przeciwwybuchowych
AdaptacjÄ… zharmonizowanych norm europejskich zajmuje siÄ™ Normalizacyjna
Komisja Problemowa nr 64 PKN ds. urządzeń w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.
Wynikiem jej prac jest stan adaptacji norm europejskich przedstawiony w tablicy 2.
Tablica 2.
Stan adaptacji norm europejskich w Polsce w zakresie elektrycznych urządzeń
przeciwwybuchowych
Nr normy EN Nr normy PN Przedmiot normy: Stan
UrzÄ…dzenia elektryczne w przestrzeniach adaptacji
CENELEC
zagrożonych wybuchem
EN 50014 PN-EN 50014: Wymagania ogólne i metody badań uznana
2002U
EN 50015 PN-EN 50015: Osłona olejowa  o uznana
2002U
EN 50016 PN-EN 50016: Osłona gazowa z nadciśnieniem  p uznana
2002U
EN 50017 PN-EN 50017: Osłona piaskowa  q uznana
2002U
EN 50018 PN-EN 50018: Osłona ognioszczelna  d uznana
2002U
EN 50019 PN-EN 50019: Budowa wzmocniona  e uznana
2002U
EN 50020 PN-EN 50020: Budowa iskrobezpieczna  i w przygoto-
waniu
EN 50021 PN-EN 50021: Zabezpieczenia typu n  n uznana
2002U
EN 50028 PN-EN 50028 UrzÄ…dzenia hermetyzowane masÄ… w przygoto-
izolacyjnÄ…  m waniu
EN 50033 PN-EN 50033: Lampy nahełmne stosowane w uznana
2002U kopalniach metanowych
 9
EN 50039 PN-EN 50039: Systemy iskrobezpieczne  i uznana
2002U
EN 50284 PN-EN 50284: Wymagania szczegółowe do budowy, uznana
2002U badań i oznaczania urządzeń grupy II1) ,
kategorii 1G2)
EN 60079-10 PN-EN 60079 Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych ustanowiona
-10: 2002U wybuchem
EN 61779-1 PN-EN 61779-1: Elektryczne przyrzÄ…dy do wykrywania uznana
2002U i pomiaru gazów palnych. Wymagania
i badania
EN 61779-2 PN-EN 61779-2: Elektryczne przyrzÄ…dy do wykrywania uznana
2002U i pomiaru gazów palnych. Wymagania
dla przyrządów grupy I3) o zakresie
pomiarowym do 5% (V/V)metanu
w powietrzu
EN 61779-3 PN-EN 61779-3: Elektryczne przyrzÄ…dy do wykrywania uznana
2002U i pomiaru gazów palnych. Wymagania
dla przyrządów grupy I o zakresie
pomiarowym do 100% metanu
EN 61779-4 PN-EN 61779-4 Elektryczne przyrzÄ…dy do wykrywania uznana
i pomiaru gazów palnych. Wymagania
dla przyrządów grupy II o zakresie
pomiarowym do 100% (V/V) dolnej
granicy wybuchowości
EN 61779-5 PN-EN 61779-5: Elektryczne przyrzÄ…dy do wykrywania i uznana
2002U pomiaru gazów palnych. Wymagania dla
przyrządów grupy II o zakresie
pomiarowym do 100% gazu
EN 50104 PN-EN 50104: Elektryczne przyrzÄ…dy do wykrywania i uznana
2002U pomiaru tlenu. Wymagania i metody
badań
EN 60079-14 PN-EN 60079 Elektryczne instalacje w przestrzeniach uznana
-14: 2002U zagrożonych wybuchem innych niż w
kopalniach
EN 60079-17 PN-EN 60079 PrzeglÄ…dy i konserwacja instalacji w przygoto-
-17: elektrycznych w przestrzeniach waniu
zagrożonych wybuchem innych niż w
kopalniach
EN 50284 PL-EN 50284: Wymagania szczegółowe dla budowy, uznana
2002U badań i oznaczania urządzeń grupy II,
kategorii 1G
1) Przyrządy (urządzenia) elektryczne grupy II są przeznaczone do przestrzeni zagrożonych
wybuchem innych niż kopalnie metanowe.
2) Urządzenia kategorii 1G powinny być zdolne do pracy zgodnie ze swym przeznaczeniem
w przestrzeniach, w których mieszanina wybuchowa gazów i par z powietrzem występuje
stale, długotrwale lub często zapewniając bardzo wysoki stopień bezpieczeństwa.
3) Przyrządy (urządzenia) grupy I są przeznaczone do pracy w podziemiach kopalń
metanowych.
 10
W ostatnim czasie prace adaptacyjne zharmonizowanych norm europejskich do
polskiego systemu normalizacji rzeczywiście nabrały tempa. Niepokojące jest jednak
adoptowanie norm europejskich głównie metodą uznania to znaczy przyjmowanie ich za
własne ale wydawanie w języku oryginału  angielskim. Może to w znacznym stopniu
utrudnić, a niekiedy uniemożliwić wprowadzenie ich do codziennej praktyki.
Mimo przyspieszenia tempa adaptacji norm do polskiego systemu normalizacji zostaje
jeszcze moc pracy. Od chwili, kiedy dyrektywa ATEX 100A zacznie obowiązywać w Polsce
będzie potrzeba adaptacji wielu nowych norm nieustannie edytowanych przez CENELEC
bowiem proces adaptacyjny tak naprawdÄ™ dopiero siÄ™ zaczyna.
Obok prac prowadzonych przez europejskie organy normalizacyjne (CEN i
CENELEC) związanych z harmonizacją norm dotyczących elektrycznych urządzeń
przeciwwybuchowych, klasyfikacji przestrzeni zagrożonych wybuchem, wykonania instalacji
elektrycznych i ich eksploatacji prowadzone są prace związane z opracowaniem zaleceń
dotyczących urządzeń laserowych i światłowodowych przeznaczonych do przestrzeni
zagrożonych wybuchem.
Konstrukcje urządzeń elektrycznych w wykonaniu przeciwwybuchowym
Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe są to urządzenia elektryczne, w których
budowie zastosowano środki (rozwiązania konstrukcyjne) zapobiegające zapaleniu
otaczajÄ…cej je mieszaniny wybuchowej.
Urządzenia elektryczne przeznaczone do stosowania w przestrzeniach zagrożonych
wybuchem mieszanin gazów, par lub mgieł z powietrzem powinny być konstruowane, badane
i oznakowane zgodnie z normÄ… PN-EN 50014 "UrzÄ…dzenia elektryczne w przestrzeniach
zagrożonych wybuchem - wymagania ogólne" oraz z normami szczegółowymi dotyczącymi
poszczególnych rodzajów budowy przeciwwybuchowej (patrz tablica 3).
Tablica 3. Charakterystyka znormalizowanych rodzajów budowy elektrycznych urządzeń
przeciwwybuchowych
Rodzaj wykonania i Ogólna charakterystyka Przykłady zastosowań
oznaczenie rodzaju wykonania
wg PN i EN
Osłona olejowa  o Części urządzeń, które mogą Transformatory, rozruszniki
PN-EN 50015: 2002U iskrzyć lub nagrzewać się są oporowe, łączniki
zanurzone w oleju. Pozostałe
części mają budowę
ognioszczelnÄ… lub
wzmocnionÄ….
 11
Osłona gazowa z Przedostawaniu się mieszaniny Aparatura łączeniowa,
nadciśnieniem wybuchowej do wnętrz analizatory, duże silniki, szafy
PN-EN 50016: 2002U  p obudowy rozdzielcze
zapobiega stałe nadciśnienie
gazu ochronnego w stosunku
do otaczajÄ…cej atmosfery.
Może to być przewietrzanie lub
ciśnienie statyczne.
Osłona piaskowa  q Części iskrzące i nagrzewające Transformatory, kondensatory,
PN-EN 50017:2002U siÄ™ urzÄ…dzenia elektrycznego grzejniki, skrzynki zaciskowe
umieszczone są w obudowie przewodów grzejnych.
wypełnionej piaskiem.
W normalnych warunkach
eksploatacji uniemożliwia to
zapalenie mieszaniny
wybuchowej otaczajÄ…cej to
urzÄ…dzenie
Osłona ognioszczelna  d Części mogące zainicjować Aparatura łączeniowa, skrzynki
wybuch mieszaniny wybucho- rozdzielcze, silniki, transforma-
PN -EN 50018: 2002U
wej umieszczone są w osłonie tory oprawy oświetleniowe
ognioszczelnej zapobiegajÄ…cej
przeniesieniu siÄ™ wybuchu
powstałego wewnątrz osłony
do otaczajÄ…cej atmosfery
Budowa wzmocniona  e Zastosowane są środki Silniki zwarte, oprawy
PN-EN 50019: 2002U bezpieczeństwa zapobiegające oświetleniowe, skrzynki
min. podniesieniu się przyłączeniowe i łączeniowe,
temperatury, powstaniu iskier i skrzynki do instalowania
łuku elektrycznego. elementów Ex mających inny
rodzaj zabezpieczeń.
Budowa iskrobezpieczna  i Urządzenia te zawierają Urządzenia pomiarów i
PN-EN 50020: 2002U wyłącznie obwody automatyki, czujniki,
iskrobezpieczne. UrzÄ…dzenie urzÄ…dzenia teletechniczne,
(obwód) jest iskrobezpieczny, oscyloskopy.
jeżeli nie powstają w nim iskry
i efekty termiczne podczas
normalnej eksploatacji i w
czasie prawdopodobnych
uszkodzeń.
Zabezpieczenia typu n  n Urządzenia elektryczne Wszystkie rodzaje urządzeń
PN-EN 50021: 2002U niezdolne do zapalenia przeznaczonych do pracy w
mieszaniny wybuchowej w strefie Z2. Mało przydatne do
normalnych warunkach pracy i skrzynek automatyki i
w zdefiniowanych aparatury Å‚Ä…czeniowej
nienormalnych warunkach
pracy
Hermetyzowane masą Części, które mogą zapalić Urządzenia automatyki,
izolacyjnÄ… mieszaninÄ™ wybuchowÄ… zalane
czujniki.
PN-EN 50028  m są masą izolacyjną w sposób
uniemożliwiający zapalenie
mieszaniny.
 12
Podział urządzeń na grypy i podgrupy
UrzÄ…dzenia elektryczne w wykonaniu przeciwwybuchowym przeznaczone do
stosowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem podzielone są na grupy:
* grupa I - urzÄ…dzenia przeznaczone do instalowania w podziemnych wyrobiskach
kopalń zagrożonych wybuchem mieszanin metanu z powietrzem i pyłem węglowym;
* grupa II - urzÄ…dzenia przeznaczone do instalowania w pomieszczeniach i
przestrzeniach zewnętrznych zagrożonych wybuchem mieszanin gazów palnych lub
par cieczy łatwo zapalnych innych niż kopalnie metanowe.
Urządzenia elektryczne grupy II, w osłonach ognioszczelnych i w wykonaniu
iskrobezpiecznym, są podzielone na podgrupy A, B i C w zależności od właściwości gazów
i par występujących w przestrzeni, do której są przeznaczone (IIA, IIB i IIC).
Podział na podgrupy urządzeń w osłonach ognioszczelnych przeprowadzany jest na
podstawie maksymalnych doświadczalnych bezpiecznych prześwitów szczelin
ognioszczelnych - MESG* określonych za pomocą pojemnika doświadczalnego ze szczeliną
o długości 25mm.
Graniczne prześwity szczelin ognioszczelnych wynoszą:
podgrupa A - MESG powyżej 0,9 mm;
podgrupa B - MESG pomiędzy 0,5 mm i 0,9 mm;
podgrupa C - MESG poniżej 0,5 mm.
W przypadku urządzeń elektrycznych w wykonaniu iskrobezpiecznym gazy i pary
(a zatem i urządzenia elektryczne) podzielone są wg stosunku ich minimalnych prądów
zapalajÄ…cych MIC* do prÄ…du zapalajÄ…cego metan laboratoryjny.
Graniczne stosunki wynoszÄ…:
podgrupa II A - stosunek MIC powyżej 0,8,
podgrupa IIB - stosunek MIC pomiędzy 0,45 i 0,8,
podgrupa II C - stosunek MIC poniżej 0,45.
*MESG i MIC są to skróty zaczerpnięte z oryginalnego tekstu normy w języku angielskim.
Aby zaliczyć gaz lub parę do odpowiedniej podgrupy wystarczy, w większości
przypadków, wyznaczenie jednej z tych wielkości - albo MESG, albo MIC
Urządzenia podgrupy IIB spełniają wymagania stawiane urządzeniom podgrupy IIA,
a urządzenia podgrupy IIC spełniają wymagania stawiane urządzeniom podgrupy IIA i IIB.
W tablicy 4 przedstawione są wzajemne zależności klasyfikacji urządzeń
przeciwwybuchowych ognioszczelnych i iskrobezpiecznych wg. MESG i MIC
 13
Tablica 4. Wzajemne zależności klasyfikacji urządzeń przeciwwybuchowych
Klasa wybuchowości Maksymalny, bezpieczny Minimalny prąd zapalający w
prześwit szczeliny gaszącej stosunku do metanu
laboratoryjnego.
IIA > 0,9 mm > 0,8
IIB 0,5 mm do o,9 mm 0,45 do 0,8
IIC < 0,5 mm < 0,45
Temperatury
Maksymalne temperatury powierzchni
W dokumentacji technicznej urządzeń grupy I powinna być podana maksymalna
dopuszczalna temperatura ich powierzchni. Maksymalna dopuszczalna temperatura urządzeń
grupy I nie może przekraczać:
*150 ºC dowolnej powierzchni, na której może osadzać siÄ™ pyÅ‚ wÄ™glowy;
*450 ºC tam, gdzie osadzanie siÄ™ pyÅ‚u wÄ™glowego jest wykluczone, pod warunkiem, że:
rzeczywista maksymalna temperatura powierzchni będzie podana na urządzeniu lub
po numerze certyfikatu będzie umieszczony symbol "X" w celu zaznaczenia
warunków specjalnych bezpiecznego użytkowania.
Przy doborze urządzeń grupy I należy brać pod uwagę wpływ pyłu węglowego i jego
temperaturę tlenia, jeżeli prawdopodobne jest jego osiadanie na powierzchniach o temperaturze
wyższej od 150 ºC.
Urządzenia elektryczne grupy II powinny być zaliczone do jednej z klas
temperaturowych podanych w tablicy 4, mogą one mieć również określoną rzeczywistą
maksymalnÄ… temperaturÄ™ powierzchni lub ograniczenie stosowania do jednego konkretnego gazu
albo pary.
Tablica. 5. Podział mieszanin wybuchowych na klasy temperaturowe
Klasa temperaturowa Temperatura samozapalenia Maksymalna temperatura
mieszanin wybuchowych powierzchni urządzeń
o
C elektrycznych
o
C
T1 >450 450
T2 300 d" 450 300
T3 >200 d" 300 200
T4 >135 d" 200 135
T5 >100 d" 135 100
T6 >85 d" 100 85
 14
Najniższa temperatura samozapłonu (samozapalenia) mieszaniny wybuchowej
powinna być wyższa od maksymalnej dopuszczalnej temperatury powierzchni urządzeń
elektrycznych.
W tablicy 6. podane są przykłady klasyfikacji mieszanin wybuchowych par cieczy
palnych i gazów z powietrzem do grup wybuchowości i klas temperaturowych.
Tablica 5. Przykłady klasyfikacji mieszanin wybuchowych do grup wybuchowości i klas
temperaturowych
T1 T2 T3 T4 T5 T6
I Metan
IIA Aceton Etanol Benzyna Aldehyd
Etan Octan Olej octowy
Etyl i-amylowy napędowy Eter
Amoniak n-Butan Olej etylowy
Benzen Alkohol opałowy
Tlenek n-butylowy n-Hexan
węgla Paliwo
Metan lotnicze
Metanol
Propan
Toluen
IIB Gaz Etylen
świetlny
IIC Wodór Acetylen Dwusiarczek
węgla
Oznaczenia elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych zgodnie
z normami PN-EN 50014 i PN-83/E-08110
Obecnie produkowane w kraju urzÄ…dzenia elektryczne przeciwwybuchowe oraz
importowane z krajów Unii Europejskiej oznaczane są zgodnie z wymaganiami normy
PN-EN 50014. Urządzenia znajdujące się w eksploatacji, wyprodukowane przed jej wejściem
w życie są oznaczone zgodnie z już unieważnioną normą PN-83/E- 08110. Oznaczenia te
różnią się od siebie tylko tym, że oznaczenia wg obowiązującej normy zaczynają się od
symbolu EEx, zaÅ› wg normy poprzedniej od symbolu Ex.
Norma PN-EN 50014 podaje system oznakowania elektrycznych urządzeń
przeciwwybuchowych zgodny z normami europejskimi. Ważne jest, aby w celu zachowania
bezpieczeństwa, podany przez normę system oznaczania był stosowany tylko w przypadku
urządzeń elektrycznych, które spełniają wymagania norm europejskich określonego rodzaju
budowy przeciwwybuchowej.
 15
Oznaczenie urządzenia elektrycznego przeciwwybuchowego powinno być
umieszczone w miejscu widocznym, na jego głównej części. Oznaczenie to powinno być
czytelne, trwałe i zabezpieczone przed korozją.
Oznaczenie powinno zawierać koleino:
*nazwÄ™ producenta lub zarejestrowany jego znak handlowy;
*określenie typu, nadane przez producenta;
*symbol EEx wskazujący, że urządzenie elektryczne odpowiada jednemu lub kilku
rodzajom budowy przeciwwybuchowej, spełniając wymagania norm europejskich;
* symbol każdego użytego rodzaju budowy przeciwwybuchowej (tablica)
*symbol grupy urzÄ…dzenia elektrycznego przeciwwybuchowego:
I - urządzenia elektrycznego przeznaczonego do kopalń metanowych;
II, IIA, IIB lub IIC urzÄ…dzenia elektrycznego przeznaczonego do przestrzeni innych
niż kopalnie metanowe.
*w przypadku urządzeń elektrycznych grupy II symbol klasy temperaturowej ,
*numer fabryczny;
*nazwÄ™ lub znak stacji badawczej oraz numer certyfikatu,
*jeżeli stacja badawcza uzna za potrzebne wskazanie specjalnych warunków
bezpiecznego użytkowania, to za numerem certyfikatu umieszcza się literę X
*wszelkie dodatkowe oznakowanie, opisane w normach europejskich dotyczÄ…cych
poszczególnych rodzajów budowy przeciwwybuchowej;
*oznakowanie wymagane przez normy dotyczące urządzeń elektrycznych w
wykonaniu normalnym (oznakowanie to nie jest sprawdzane przez stacjÄ™ badawczÄ…).
W podobny sposób oznaczane są części i podzespoły Ex.
Przykłady oznaczania urządzeń elektrycznych przeciwwybuchowych
Do czasu ustanowienia normy PN-EN 50014 elektryczne urzÄ…dzenia
przeciwwybuchowe były konstruowane i znakowane zgodnie z wymaganiami normy PN-
83/E-08110 - unieważnionej. Poważne ilości tych urządzeń będą eksploatowane jeszcze
przez bardzo wiele lat, aż do ich technicznego zużycia. Dla tego niezbędna jest znajomość ich
cech charakterystycznych i oznaczeń.
Dotychczasowe oznaczenia elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych
zawierają dane wg kolejności przyjętej w normie PN  EN 50014. Wynika to stąd, że
obydwie normy były oparte o rekomendacje IEC..
Podział gazów palnych i par cieczy łatwo zapalnych na klasy temperaturowe wg
normy PN-83/E-08110 i wg normy PN-EN 50014 jest jednakowy.
 16
Przykład oznaczenia elektrycznego urządzenia przeciwwybuchowego w osłonie
ognioszczelnej, podgrupy IIB, klasy temperaturowej T4 wyprodukowanego w okresie
obowiÄ…zywania normy PN-83/E  08110:
Ex d IIB T3
i normy PN-EN 50014:
EEx d IIB T4
Wymagania dotyczące wszystkich rodzajów urządzeń elektrycznych w wykonaniu
przeciwwybuchowym
Elementy mocujÄ…ce
Elementy służące do osiągnięcia znormalizowanego rodzaju ochrony
przeciwwybuchowej lub uniemożliwiające dostęp do nieizolowanych części będących pod
napięciem powinny być tak umocowane aby ich poluzowanie lub usunięcie było możliwe
tylko przy użyciu narzędzia.
Wkręty mocujące części obudów zawierających metale lekkie mogą być wykonywane
z metali lekkich lub z tworzyw sztucznych, jeżeli materiał wkrętu jest dostosowany do
materiału obudowy.
Jeżeli któraś z norm europejskich wymaga do określonego rodzaju budowy
przeciwwybuchowej zamknięć specjalnych, to powinny one odpowiadać warunkom
określonym w normie PN-EN 50014 i w normach ISO.
W przypadku urządzeń grupy I łby śrub zamknięć specjalnych, narażonych w czasie
pracy na uszkodzenia mechaniczne, które mogłyby pozbawić urządzenie właściwości
przeciwwybuchowych, powinny być umieszczone w gniazdach ochronnych lub w otworach
wgłębionych.
Blokady stosowane w celu zapewnienia właściwości przeciwwybuchowych
charakterystyczne dla określonego rodzaju budowy powinny być tak skonstruowane, aby nie
można było ich zdemontować lub uszkodzić za pomocą prostych czynności, np. śrubokrętem
lub kleszczami.
Zaciski przyłączeniowe i skrzynki zaciskowe
Urządzenia elektryczne, które mają być przyłączane do obwodów zewnętrznych mogą
być wyposażone w zaciski przyłączeniowe lub w fabrycznie zamontowane na stałe odcinki
kabli. Zaciski przyłączeniowe powinny być chronione skrzynkami zaciskowymi w wykonaniu
przeciwwybuchowym zgodnie z odpowiedniÄ… normÄ… europejskÄ….
 17
Zacisk do przyłączania przewodu ochronnego lub wyrównawczego powinien być
umieszczony wewnątrz skrzynki zaciskowej w pobliżu innych zacisków przyłączeniowych.
Jeżeli urządzenie elektryczne ma obudowę metalową, to powinno mieć dodatkowy
zewnętrzny zacisk ochronny połączony elektrycznie z zaciskiem w skrzynce
przyłączeniowej. Zaciski zewnętrzne nie są wymagane w urządzeniach elektrycznych
przeznaczonych do przemieszczania pod napięciem, zasilanych kablem zawierającym
przewód ochronny.
Zaciski ochronne wewnętrzne i zewnętrzne nie są wymagane w urządzeniach
elektrycznych II klasy ochronności oraz w urządzeniach w obudowach przewodzących w
systemach instalacji z metalowymi rurami kablowymi.
Zaciski ochronne powinny umożliwiać skuteczne przyłączenie co najmniej jednego
przewodu o przekroju podanym w tablicy 6, a zacisk ochronny zewnętrzny przyłączenie
przewodu o przekroju co najmniej 4 mm2.
Tablica 6 Minimalne przekroje przewodów ochronnych
Przekrój przewodów Minimalny przekrój
fazowych instalacji przewodu ochronnego
S mm2 S mm2
S d" 16 S
16 < S d" 35 16
S > 35 0,5 S
Zaciski przyłączeniowe powinny być, tak skonstruowane, aby:
*były skutecznie chronione przed korozją;
*przewody były zabezpieczone przed obluzowaniem i skręceniem;
Podstawowe wymagania w stosunku do wykonania instalacji elektrycznej
(oprzewodowania)
Znane są trzy sposoby wprowadzania przewodów do obudów urządzeń
przeciwwybuchowych i osprzętu: bezpośredni przez uszczelniony dławik, pośredni przez
skrzynkę przyłączeniową poprzedzającą właściwe urządzenie, przez uszczelniony metalowy
przepust (po angielsku ten sposób nazywa się conduit system). System ten polega na tym, że
przez przepust przeprowadzane są przewody pozbawione zewnętrznych powłok ochronnych.
Uszczelniane są one przez specjalne zaślepiane otwory, w korpusie przepustu, masą
uszczelniającą. Sposób ten jest szczególnie przydatny w sytuacji, w której powstaje
niebezpieczeństwo penetracji pary lub gazu wewnątrz kabla i przedostanie się tą drogą
czynnika palnego do wnętrza urządzenia.
 18
Stosuje się jeszcze prowadzenie przewodów w rurach stalowych, ale ten sposób jest
w Europie rzadko spotykany.
Przy wykonywaniu instalacji elektrycznych muszą być stosowane co najmniej
następujące zasady:
- połączenia i rozgałęzienia przewodów mogą być wykonywane tylko wewnątrz
obudów urządzeń przeciwwybuchowych i w przeciwwybuchowym osprzęcie instalacyjnym,
- trzeba stosować przewody i kable z zewnętrznymi powłokami z materiałów nie
przenoszących płomienia i bezhalogenowych
- trzeba tak dobrać przewody i osprzęt aby w czasie eksploatacji nie dopuścić do
przekroczenia maksymalnych dopuszczalnych temperatur,
- instalacje powinny być zabezpieczone przed skutkami zwarć i przepięciami.
Eksploatacja elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych
Eksploatacja elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych powinna być prowadzona
zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 60079-17 PrzeglÄ…dy i konserwacja instalacji
elektrycznych w przestrzeniach zagrożonych wybuchem innych niż w kopalniach
Literatura
- PN-EN 50014 + AC Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
Wymagania ogólne,
- PN-83/E-08110 Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe Wspólne wymagania i badania.
Norma zastÄ…piona normÄ… PN-EN-- 50014,
- Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych z dnia 16 czerwca 2003 r. w sprawie
ochrony -przeciwpożarowej budynków i innych obiektów budowlanych i terenów /Dz. U.
nr 121, poz. 1138 /
Świerżewski M. Instalacje elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
WNT Warszawa 1978,
Świerżewski M. Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe w pytaniach i odpowiedziach
WNT Warszawa 1982
Świerżewski M. Wiadomości techniczne, dwutygodnik, cykl artykułów pt. Urządzenia
elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem Warszawa 1999
Świerżewski M. Elektrosystemy, cykl artykułów na temat elektrycznych urządzeń
przeciwwybuchowych w latach 2001  2002 - 2003
=========================