Automatyzacja procesów produkcyjnych w przemyśle węglowym 1

Urządzenia i obwody iskrobezpieczne

Automatyzacja procesów produkcyjnych w przemyśle węglowym \ chemii, petrochemii powoduje stały rozwój szerokiego asortymentu urządzeń elektrycznych z dziedziny łączności, pomiarów sterowania _s automatyzacji itp. Ze względu na specyficzne warunki pracy urządzenia te muszą spełniać. oprócz stawianych im wymagań eksploatacyjnych l szereg innych wymagań dotyczących bezpieczeństwa. Zastosowanie urządzeń elektrycznych w pomieszczeniach gdzie istnieje możliwość powstania mieszanin wybuchowych, wymaga stworzenia odpowiednich warunków zapewniających maksymalne bezpieczeństwo pracy. Zależnie od stopnia zagrożenia pomieszczeń, stosuje się różne rodzaje urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym. Do jednych z najbardziej znanych i najczęściej stosowanych należą urządzenia i obwody iskrobezpieczne.

Definicje i określenia dotyczące iskrohezpieczeństwa,

Obwód elektryczny iskrobezpieczny - obwód elektryczny, w którym iskrzenie lub nagrzewanie nie może spowodować zapalenia mieszaniny wybuchowej, zarówno w stanie normalnej pracy, jak i w stanie awaryjnym.
Urządzenie iskrobezpieczne - urządzenie elektryczne, którego wewnętrzne i zewnętrzne obwody są iskrobezpieczne .
Urządzenie częściowo iskrobezpieczne - urządzenie elektryczne zawierające

V obwody iskrobezpieczne i nieiskrobezpieczne. ^

- System iskrobezpieczny - zespół połączonych ze sobą urządzeń \ które może ftfiii
równocześnie składać się z urządzeń iskrobezpiecznych i urządzeń związanych oraz kabli
łączących, w których obwody systemu, mogące znajdować się w atmosferze ^
wybuchowej, są obwodami iskrobezpiecznymi.

Wyjściowe obwody iskrobezpieczne powinny być między sobą separowane galwanicznie. W razie braku separacji należy zbadać na ich iskrobezpieczeństwo wzajemny wpływ j obwodów, w stanie normalnym i stanach awaryjnych.

Urządzenie związane ( stowarzyszone ) - urządzenie elektryczne, które zawiera zarówno obwody iskrobezpieczne jak i obwody nieiskrobezpieczne oraz jest skonstruowane tak, że obwody nieiskrobezpieczne nie mogą wpływać ujemnie na obwody iskrobezpieczne.
Zewnętrzny obwód iskrobezpieczny - jest to obwód elektryczny wychodzący na zewnątrz urządzenia.

Minimalny prąd zapalający - prąd wywołujący zapalenie mieszaniny wybuchowej^ ( probierczej ) na iskierniku z prawdopodobieństwem 10"³ ( Jza_P) !

Minimalne napięcie zapalające - napięcie wywołujące zapalenie mieszaniny wybuchowej ( probierczej ) na iskierniku w obwodzie pojemnościowym z prawdopodobieństwem 10" ( Uzap). Współczynnik iskrobezpieczeństwa -

J U

l£ zap. j£

J ^u U

^Ubez. ^Ubez.

jest to stosunek minimalnego prądu lub napięcia zapalającego do prądu lub napięcia bezpiecznego.

J max — J bezp ; U gg — U _bezp

Jmax - prąd maksymalny U™* - napięcie maksymalne

Jbezp - prąd bezpieczny Ubeą, - napięcie bezpieczne

Podział Urządzeń na Grupy i Kategorie Iskrobeznieczeństwa

^ Urządzenia elektryczne dla przestrzeni zagrożonych wybuchem dzieli się następująco: p

^ - grupa I - urządzenia elektryczne dla kopalń metanowych £

- grupa II — urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem \ innych niż w kopalniach metanowych.

^ Urządzenia iskrobezpieczne „P' grupy II podzielono na podgrupy II A', IIB, n C na podstawie minimalnych prądów zapalających ( MIC) do prądu zapalającego metan.

Granice wynoszą:

podgrupa A - stosunek MIC > 0,8

podgrupa B - stosunek MIC między 0,45 a 0₇8

podgrupa C - stosunek MIC < 0&5

V Urządzenia i obwody iskrobezpieczne podgrupy HB spełniają wymagania dla podgrupy JTA ₇a urządzenia podgrupy IIC spełniają wymagania dla podgrup HA i HB .

Zgodnie z normą PN - 84 / E -08107 obwody iskrobezpieczne dzielą się na trzy kategorie

»U - „Ib _; •

Różnice pomiędzy poszczególnymi kategoriami występują tylko w stanach pracy awaryjnej. Wymagania dla poszczególnych kategorii zestawiono w tablicy nr 1 .

Tablica 1

\| Nie osłonięte \| normalnie iskrzące styki	Liczba uszkodzeń w awaryjnych stanach pracy w zależności od kategorii iskrobezpieczeństwa
\| Nie osłonięte \| normalnie iskrzące styki		ib	ic
l' nie występują	dowolna kombinacja dwóch uszkodzeń	jedno uszkodzenie	bez uszkodzeń
występują 1	dowolna liczba uszkodzeń ,	dowolna kombinacja dwóch uszkodzeń	bez uszkodzeń

Uwaga :

■ Iskrobezpieczne obwody każdej kategorii tj. _sj_a" , . J_c" powinny mieć współczynnik iskrobezpieczeństwa nie mniejszy niż 1,5 .

Wg. normy europejskiej EN - 50020 obwody iskrobezpieczne dzieli się na dwie kategorie

Kategoria „L"- iest to kate goria gdzie obwody iskrobezpieczne urządzeń elektrycznych kategorii ij powinny być niezdolne do zapalenia mieszaniny wybuchowej :

1). w stanie normalnej pracy i przy wystąpieniu tych uszkodzeń

niezliczanych, które stwarzają najbardziej niekorzystne warunki przy współczynniku iskrobezpieczeństwa 1,5 ;

2). w stanie normalnej pracy i przy wystąpieniu jednego uszkodzenia zliczanego oraz tych uszkodzeń niezliczanych * które stwarzają najbardziej niekorzystne warunki przy współczynniku iskrobezpieczeństwa 1,5 ;

3). w stanie normalnej pracy i przy wystąpieniu dwóch uszkodzeń zliczanych oraz tych uszkodzeń niezliczanych, które stwarzają najbardziej niekorzystne warunki przy współczynniku iskrobezpieczeństwa 1,0.

Kategoria «Jh^w- jest to kategoria gdzie obwody urządzeń elektrycznych kategorii ib _ powhyy być niezdolne do wywołania zapłonu:

¹ ■""•~~--4)rW*'st3rr!e" Ito^^n^^tpt^l^sTayieM tyfch uszkoaze^

niezliczanych , które stwarzają najbardziej niekorzystne warunki przy wsr^czynniku iskrobezpieczeństwa 1,5; 2). w stanie normalnym i przy wystąpieniu jednego uszkodzenia zliczanego oraz tych uszkodzeń niezliczanych, które stwarzają najbardziej niekorzystne warunki przy współczynniku iskrobezpieczeństwa 1,5;

Bawili

^jkgjjjwizeilie zliczane — iest to uszkodzenie występujące w częściach urządzenia
— fl| elektrycznego 1 odpowiadające wymaganiom normy.

||_c-ykndzenie niezliczane — iest to uszkodzenie występujące w części urządzenia

elektrycznego, nie odpowiadającego wymaganiom konstrukcyjnym normy.

Jakkolwiek norma PN - 84 / E - 08107 nie przewiduje zakresu stosowania dla urządzeń i obwodów iskrobezpiecznych poszczególnych kategorii wykonania i to można przyjąć że urządzenia i obwody kategorii „i_a" powinny być stosowane w pomieszczeniach i strefach zagrożonych wybuchem ZO, urządzenia i obwody kategorii J*T w pomieszczeniach i strefach zagrożonych wybuchem Zl, zaś urządzenia i obwody kategorii „ic" w pomieszczeniach i strefach zagrożonych wybuchem 72 .

Urządzenia i obwody iskrobezpieczne posiadają stosunkowo niewielką moc (przez ograniczenie I i U ). W związku z powyższym będą to urządzenia i obwody kontrolno — pomiarowe, urządzenia i obwody łączności, sygnalizacji i sterowania.

Zasadnicze wymagania dla urządzeń i obwodów
Si iskrobczpiecznych .

obudowy przeznaczone dla urządzeń iskrobezpiecznych powinny zapewniać odpowiedni dla warunków eksploatacji, stopień ochrony przed wnikaniem ciał stałych i wody, minimum JP20 wg. PN - 92/E - 08106. Materiał stosowany na obudowy powinien mieć dostateczną wytrzymałość mechaniczną a materiały ze stopów lekkich ( < 6 % Mg) powinny być ognioodporne i odporne na wpływy atmosferyczne i chemiczne otaczającego środowiska. Ponadto powinny mieć ochronę przed niebezpiecznym działaniem ładunków elektrostatycznych. Powinna być również wykonana próba na spadanie swobodne przez 4 - krotny spadek z wysokości 1 metra na poziomą powierzchnię betonową. Należy także przeprowadzić badania mechaniczne masy wypełniającej przegród izolacyjnych i wyciągania kabla. Pokrywy obudów urządzeń powinny mieć zamknięcie przystosowane do otwierania specjalnym narzędziem lub powinny być plombowane . Jeżeli pokrywy są mocowane śrubami, to co najmniej dwie z tych śrub powinny być wykonane w postaci zamknięcia specjalnego . Śruby powinny być zabezpieczone przed samoodkręcaniem. Części zewnętrzne obudowy powinny być koloru niebieskiego.

Zaciski przyłączowe obwodów iskrobezpiecznych i nieiskrobezpiecznych
powinny być umieszczone w oddzielnych skrzynkach zaciskowych.
. Dopuszcza sie umieszczanie zacisków w jednej wspólnej skrzynce zaciskowej,
jeżeli napięcie zasilania nie przekracza 1200 V dla urządzeń grupy I łub 1000V
_ dla urządzeń prujiy - ~ ¹ ' "

Jeżeli iskrobezpieczeństwo zależy od oddzielenia izolacyjnego, to oddzielenie części przewodzących pomiędzy: obwodami iskrobezpiecznymi a nieiskrobezpiecznymi, różnymi obwodami iskrobezpiecznymi, obwodem a uziemionymi lub izolowanymi częściami metalowymi muszą być zgodne z poniższą tablicą nr 2.

Maksymalna temperatura powierzchni

Dla urządzeń elektrycznych grupy Imaksymalna temperatura powierzchni nie potkana przekraczać:

l 50°C_- na dowolnej powierzchni na której może osadzić się warstwa pyłu węglowego ;
450 C- tam, gdzie osadzenie się warstwy pyłu węglowego jest wykluczone . Urządzenia elektryczne grupy II powinny być zaszeregowane do jednej z klas temperaturowych. ~~~

K/ Normalnie urządzenie elektryczne powinno być zaprojektowane w zakresie temperatur otoczenia od -20°C do -K0°Ć -

W urządzeniu i obwodzie iskrobezpiecznym należy sprawdzić temperatury:

obwodów płytek drukowanych;
małych elementów;
oprzewodowania wewnętrznego;
elementów mających wpływ na iskrobezpieczeństwo - klasa temperaturowa.

Poniższa tablica podaje klasyfikację temperaturową oprzewodowania płytek drukowanych. Podane w niej wartości maksymalnego dopuszczalnego prądu są wartością skuteczną prądy przemiennego lub wartością prądu stałego .

Podane w niej parametry mają zastosowanie do płytek obwodu drukowanego o grubości 1,6 mm lub większych z pojedynczą warstwą miedzi o grubości 35 um.. Dla płytek obwodu drukowanego o grubościach od 0,5 mm do 1,6 mm należy podany prąd maksymalny podzielić przez 1,2 .

Dla płytek obwodu drukowanego przewodzących na obu stronach. podany prąd maksymalny należy podzielić przez 1,5 .

Dla płytek wielowarstwowych, dla rozpatrywanej warstwy ścieżek, należy podany prąd maksymalny podzielić przez 2.

Dla warstwy miedzi o grubości 18 um należy podany prąd maksymalny podzielić przez 1,5 .

Minimalna szerokość ścieżki	Maksymalny dopuszczalny prąd dla celów klasyfikacji temperaturowej
Minimalna szerokość ścieżki	T1+T4	T5	T6
mm	A	A	A
0,15	U	1,0	0,9
0,2	1,8	1,45	1,3
0,3	2,8	2,25	1,95
0,4	3,6	2,9	2,5
0,5	4,4	3,5	3,0
0,7	5,7	4,6	4,1
1,0	7,5	6,05	5,4
1,5	9,8	8,1	6,9
2,0	72,0	9,7	8,4
2,5	13,5	11,5	9,6
3	16,1	13,1	11,5
4	19,5	16,1	14,3
5	22,7	18,9	16,6
6	25,8	21,8	18,9

Czynniki decydujące o iskrobezpieczeństwie

1/ O iskrobezpieczeństwie z definicji obwodu iskrobezpiecznego wynika, że decydują dwa czynniki:

zjawiska cieplne, czyli maksymalna temperatura, którą mogą w stanie normalnej pracy jak i w stanach awaryjnych osiągnąć elementy konstrukcyjne obwodu łub urządzenia iskrobezpiecznego, umieszczone w przestrzeni zagrożonej wybuchem .Najniższa temperatura samozapłonu atmosfery wybuchowej powinna być wyższa od maksymalnej temperatury powierzchni elementów,
iskrzenie_; czyli maksymalna energia iskry elektrycznej która może powstać w obwodzie Tub urządzeniu w stanie normalnej pracy jak i w stanach awaryjnych.

Energia ta 3 będąca pochodną minimalnego prądu zapalającego i minimalnego napięcia zapalającego musi być mniejsza od energii samozapalenia mieszaniny wybuchowej i nie powinna przekraczać niżej podanych wartości.

Grupa zapłonowa:

I;JIA>0,20mJ IIJB > 0,06 mJ IIC > 0,02 mJ

Elementy i podzespoły od których zależy iskrobezpieczeństwo .

1) Wartości znamionowe.

Zarówno w stanach normalnej eksploatacji ( pracy ) jak również w stanach awaryjnych wszystkie elementy i podzespoły, od których zależy iskrobezpieczeństwo, za wyjątkiem transformatorów, bezpieczników topikowych, wyzwalaczy termicznych, przekaźników i wyłączników powinny być eksploatowane przy nie większych niż 2/3 wartościach znamionowych ich napięć ( U ), prądów ( J ) i mocy ( P ) .

2) Półprzewodniki.

Mogą one być stosowane jako szeregowe ograniczniki prądu — w obwodach kategorii iskrobezpieczeństwa „ia" mogą być stosowane tylko 3 - szeregowe diody zaporowe. Inne półprzewodniki i sterowane przyrządy półprzewodnikowe mogą być stosowane tylko w obwodach iskrobezpiecznych kategorii 'Ęf. ■

3) Bezpieczniki topikowe.

W pomieszczeniach i strefach zagrożonych wybuchem należy stosować wyłącznie bezpieczniki posiadające budowę przeciwwybuchową z cechą Ex, względnie hermetyzowane.

Prawdopodobieństwo zapalenia przy dużej ilości wykonanych iskier (badań ) dąży do

wartości stałej ; p - — dla n—«o \ p —i constans, n

m = ilość zapaleń mieszaniny wybuchowej n t= ilość iskier ( badań )

Przebieg prawdopodobieństwa w układzie współrzędnych logarytmicznych jest linią prostą. (Rysnr2).

Dla oceny iskrobezpieczeństwa ważna jest wielkość prawdopodobieństwa p = 10" . Wielkości prądu w obwodach indukcyjnych i bezindukcyjnych oraz wielkości napięcia w obwodach pojemnościowych, zapalające mieszaninę wybuchową z takim prawdopodobieństwem nazywane są wartościami zapalającymi.

Określenie prądu zapalającego i napięcia zapalającego odbywa się drogą eksperymentalną. Wyznacza się przebieg prawdopodobieństwa w funkcji np.: prądu ( p = f (I) ); sporządza się wykres a następnie odczytuje się wartość prądu zapalającego z wykresu. Jako prąd i napięcie iskrobezpieczne przyjmuje się wartość prądu i napięcia zapalającego (p — 10~³) podzielone przez współczynnik iskrobezpieczeństwa wynoszący 1,5 . Odpowiada to prawdopodobieństwu zapalenia mieszaniny wybuchowej p = 10 (rys. 2 ) . Wg normy PN-84/E-08107 minimalnemu prądowi ( napięciu ) zapalającemu odpowiada prawdopodobieństwo zapalenia p 8 10"³.

Prawdopodobieństwo takie występuje jeżeli w badaniach na iskierniku .16000 iskier nie

spowoduje więcej niż 16 zapaleń.

W badaniach wg normy europejskiej EN - 50020 :

dla obwodów prądu stałego wykonujemy 400 obrotów tj. równe 3200 iskier;
dla obwodów prądu przemiennego wykonujemy 1000 obrotów tj. 8000 iskier. Wymagane jest aby nie wystąpiło ani jedno zapalenie mieszaniny wybuchowej .

Należy stosować następujące wybuchowe mieszaniny probiercze, zgodne z określoną podgrupą badanego urządzenia:

Grupa I - 8,3 %± 0,3 % metanu w powietrzu Grupa HA- 5,25 % ± 0,25 % propanu w powietrzu Grupa IIB-7,8 %± 0,5 % etylenu w powietrzu Grupa IIC — 21 %± 2% wodoru w powietrzu

Składy mieszanin wybuchowych probierczych równoważnych ze względu na współczynnik

iskrobezpieczeństwa 1,5 .

Grupa gazów	Składy objętościowe ( % ) wybuchowych mieszanin probierczych
	Mieszanina tlenowo-wodorowo-powietrzna				Mieszanina tlenowo-wodorowa
	wodór	powietrze	tlen	wodór		tlen
I	52	48	-	85		15
HA	48	52	-	81		19
HB	38	62	-	75		25
nc	30	53	17	60		40

Oceny iskrobezpieczeństwa urządzeń i obwodów iskrobezpiecznych można dokonać bez użycia specjalnej aparatury (iskiernika ) i mieszanin wybuchowych, a tylko w oparciu o pomiary takich wielkości jak: prąd, napięcie , pojemność i indukcyjność . Obwody iskrobezpieczne zależne od rodzaju znajdujących się w nich elementów, można podzielić na trzy grupy:

obwody o charakterze indukcyjnym ( L ); obwody o charakterze pojemnościowym ( C );
obwody o charakterze bezindukcyjnym i bezpojemnościowym ( obwody o charakterze rezystancyjnym).

Norma PN-84/E-08107 podaje krzywe eksperymentalne, określające zależności: Iz^>— f ( U ) ; Ujap- f(C);I_Zap⁼=f(L). Dla tych obwodów wystarczy aby wartości otrzymane z krzywych podzielić przez współczynnik iskrobezpieczeństwa wynoszący 1,5 . Podane w normie zależności prądów zapalających od indukcyjności są słusznie tylko dla elementów indukcyjnych bez żelaza.

Oznaczanie urządzenia .

Część główna urządzenia elektrycznego powinna być oznakowana w widocznym miejscu . Oznaczenie powinno być czytelne J trwałe i zabezpieczone przed korozją. Oznaczenie powinno zawierać:

nazwę producenta lub zarejestrowany jego znak handlowy,
określenie typu,
cechę składającą się z :

symbolu EEx ₇
symbolu określającego iskrobezpieczną budowę i_a, ib ,
symbolu grupy urządzenia elektrycznego -1 dla kopalń metanowych, II; HA; IIB ; IIC dla urządzeń elektrycznych do użytkowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, innych niż kopalnie metanowe,
klasę temperaturową,

d) nazwa łub znak stacji badawczej oraz numer certyfikatu .

Na bardzo małych urządzeniach elektrycznych i na częściach i podzespołach Ex, gdzie miejsce jest ograniczone, stacja badawcza może zgodzić się na skrócone oznakowanie jj lecz powinna wymagać co najmniej :

nazwy producenta lub jego zarejestrowanego znaku handlowego ₉
symbolu EEx i symbolu rodzaju budowy przeciwwybuchowej, nazwy lub znaku stacji badawczej,
oznaczenia certyfikatu,

1 urządzenia elektrycznego symbolu „X" jeżeli jest potrzebny, łub części i podzespołów Ex - symbolu „U".

Oprawy oświetleniowe

Wstęp.

Elektryczne urządzenia oświetleniowe zwane oprawami lub lampami elektrycznymi służą rozsyłania, filtrowania lub przekształcania strumienia świetlnego jednego łub więcej źródeł światła, zawierające oprócz światła, wszystkie elementy niezbędne do mocowania, ochrony światła i przyłączania go do sieci zasilającej oraz układy stabilizacyjno - zapłonowe, jeżeli są potrzebne.

Ma względu na różnorodność wykonań, tak ze względu na bezpieczeństwo wobec metanu ( rodzaj wykonania przeciwwybuchowego ) jak i też z innych względów charakteryzują się:

rodzajem zabezpieczenia przeciwpożarowego; sposobem zasilania, sposobem użytkowania,

rodzajem źródła światła,
stopniem ochrony „JP" .

problemy konstrukcyjne i eksploatacyjne opraw (lamp ) wynikają głównie z następujących względów:

konieczność stosowania przeźroczystej części osłony źródła światła, która powinna się charakteryzować określonymi parametrami i właściwościami,
w lampach żarowych i wyładowczych wydziela się stosunkowo duża ilość ciepła,. osłona lampy powinna być dostosowana do stosunkowo częstego otwierania ,

w górnictwie jest koniecznym stosowanie lamp w każdych warunkach zagrożenia metanowego.

Oprawy oświetleniowe (lampy ) przeciwwybuchowe muszą spełniać wymagania normy PN-EN50014 czerwiec 1997, norm na poszczególne rodzaje budowy przeciwwybuchowej ( w zależności od rodzaju budowy przeciwwybuchowej) oraz normy PN-90/E-081A -oprawy oświetleniowe, wymagania i badania. W/w norma obejmuje swoim zakresem oprawy oświetleniowe stałe jak i lampy przenośne \ ręczne, zasilane tak z sieci jak i z akumulatorów.

W przeciwwybuchowych oprawach oświetleniowych (lampach ) nie dopuszcza się stosowania źródeł światła w których występuje wolny sód . należy przede wszystkim stosować źródła w których elektrody nie są podgrzewane w czasie zapłonu i świecenia np.: wysokoprężne lampy sodowe lub rtęciowe.

Źródła światła z układem podgrzewającym elektrody są dopuszczalne wyłącznie wtedy, gdy w czasie zapłonu nie zostaną przekroczone temperatury dopuszczalne określone w normach . Źródła światła powinny być osłonięte kloszem, chyba, że oprawa jest przeznaczona do pracy w pomieszczeniach gdzie nie występuje niebezpieczeństwo uszkodzeń mechanicznych a po rozbiciu bańki łub rury szklanej źródło światła nie powoduje zapalenia mieszaniny wybuchowej.

Wytrzymałość termiczna opraw

Oprawy oświetleniowe (lampy ) muszą być tak skonstruowane, aby przy zasilaniu napięciem równym 1,1 U_Q ( w przypadku opraw sieciowych lub napięciem równym znamionowemu ( w przypadku opraw akumulatorowych ) , podczas pracy oprawy w maksymalnej dopuszczalnej dla niej temperaturze otoczenia nie nastąpiło przekroczenie temperatur dopuszczalnych w normach dla urządzeń przeciwwybuchowych oraz do uszkodzenia , zmiany barwy lub zdeformowanie zastosowanych materiałów.

Ochrona kloszy.

Źródło światła w oprawie oświetleniowej powinno być chronione osłoną przeźroczystą, która może być dodatkowo zabezpieczona siatką o wymiarze oczek nie większym niż 50 cm² , Jeżeli wymiar oczek przekracza 50 cm , to osłonę przezroczystą należy uznać za niezabezpieczoną. Osłona przezroczysta, ewentualnie siatka ochronna powinna wytrzymać stosowne próby wg p. 23.4.3.1. normy PN-EN-500I4 .

Stopień ochrony

Minimalny stopień ochrony przed wnikaniem wody i pyłu powinien być nie mniejszy niż jp 54

Oprawki źródeł światła,

Oprawki w wykonaniu normalnym mogą być stosowane :

w lampach ręcznych z własnym źródłem zasilania w których obwód źródła światła spełnia wymagania iskrobezpieczeństwa,
w oprawach z osłoną gazową z nadciśnieniem,
w oprawach z osłoną ognioszczelną mających pośrednie wprowadzenie przewodu przez skrzynkę przyłączową.

W pozostałych przypadkach należy stosować oprawki specjalne , które nie mogą spowodować zapalenia mieszaniny wybuchowej wewnątrz oprawy w czasie jej pracy . Wymagania dotyczące tych oprawek są określone w normie PN-90/E-08117 . PN-EN 50014

Klosze _e

Klosze mogą być wykonane ze szkła lub materiału organicznego pod warunkiem" że jego wytrzymałość cieplna wg Martensa jest przynajmniej o 20°C wyższy od maksymalnej temperatury klosza (lub elementów bezpośrednio do niego przylegających ) w czasie pracy .

Oprawy oświetleniowe z osłona ognioszczelna - ,.tP

Oprawy oświetleniowe nie powinny być mocowane tylko jedną śrubą. Pojedyncze oczko można stosować tylko wtedy _s gdy stanowi ono integralną część oprawy oświetleniowej np. gdy jest odlane lub przyspawane do obudowy albo, jeżeli jest gwintowane, będzie zabezpieczone dodatkowo przed poluzowaniem po dokręceniu j|

, Klosz może być mocowany do oprawy :

a) pośrednio,, kiedy jest osadzony w pierścieniu metalowym za pomocą żywic

chemoutwardzalnych odpornych na działanie wysokich temperatur. a następnie pierścień jest mocowany w korpusie oprawy tak i że pomiędzy nimi powstaje złącze ognioszczelne, feLbfizp.ogped.niQ do korpusu oprawy przy zastosowaniu uszczelki z klingerytu (azbestu itp.)

pokrytej dwustronnie metalową folią. Minimalna długość przylegania uszczelki do klosza i oprawy nie może być mniejsza od wymaganej długości złącza ognio szczelnego, c) bezpośrednio do korpusu oprawy przy zastosowaniu uszczelki z elastomerów pod warunkiem że:

materiał uszczelki będzie odporny na działanie temperatur występujących w czasie pracy oprawy,
uszczelka będzie umieszczona w sposób gwarantujący _? że nie zostanie wypchnięta podczas wybuchu,
długość drogi styku uszczelki z kloszem i korpusem oprawy nie będzie mniejsza od wymaganej długości złącza ognioszczelnego .

Wprowadzenie przewodów elektrycznych powinno być zgodne z normą PN-83/E-08116. Dla przewodów o średnicy zewnętrznej większej od 10 mm i nie przekraczającej 30 mm dopuszcza się pierścień z elastomerów o grubości ścianki co najmniej 6 mm oraz długości co najmniej 20 mm.

Dopuszcza się bezpośrednie wprowadzenie przewodów do wnętrza oprawy ( bez skrzynki zaciskowej ), pod warunkiem że oprawa jest wyposażona w oprawkę i inne elementy które w normalnych warunkach pracy nie spowodują zapalenia mieszaniny wybuchowej.

Oprawy oświetleniowe budowy wzmocnionej »e"

Elementy wbudowane do wnętrza oprawy oświetleniowej budowy wzmocnionej „e" mogące spowodować zapłon ( elementy iskrzące ) powinny mieć osłonę ognioszczelna | lub posiadać inny rodzaj budowy przeciwwybuchowej. Elementy nieiskrzące powinny spełniać wymagania budowy wzmocnionej wg normy PN83/E-08115.

Temperatury poszczególnych elementów opraw budowy wzmocnionej nie powinny przekraczać wartości podanych w poniższej tablicy nr 1 zgodnie z normą PN-83/E-08115.

Gospodarka urządzeniami elektrycznymi budowy przeciwwybuchowej.

I. Wstęp.

Z pojęciem gospodarki urządzeniami elektrycznymi budowy przeciwwybuchowej wiąże się szereg takich zagadnień, jak:

ewidencja urządzeń,
ewidencja urządzeń w technice komputerowej,
eksploatacja urządzeń,
przeglądy i konserwacja urządzeń,
naprawy i remonty urządzeń,
warsztaty remontowe,
dokumentowanie procesu remontowego,
badania poremontowej
dokumenty przekazywane użytkownikowi,
kontrole okresowe urządzeń,
eksploatacja urządzeń elektrycznych w trakcie robót inwestycyjnych,
wycofanie urządzeń budowy przeciwwybuchowej z eksploatacji,
znajomość obowiązujących zarządzeń, przypisów i wytycznych z zakresu gospodarki urządzeniami elektrycznymi budowy przeciwwybuchowej.

1) Przeglądy i konserwacja urządzeń.

Przeglądy urządzeń są to działania obejmujące staranne zbadanie elementu instalacji, urządzenia, dokonane bez demontażu albo z potrzebnym częściowym demontażem, uzupełnione pomiarami w celu wiarygodnego określenia stanu tego elementu. Rozróżnia się:

przegląd sondażowy pewnej części urządzeń elektrycznych, systemów i instalacji;
przegfeyri okresowy wszystkich urządzeń elektrycznych, instalacji i systemów;

przegląd odbiorczy to przegląd wszystkich urządzeń elektrycznych, systemów i

instalacji przed ich oddaniem do eksploatacji;

- przegląd szczegółowy to przegląd, który obejmuje aspekty ujęte podczas oględzin z

bliska a ponadto wykrywa te nieprawidłowości np. poluzowanie się zacisków przyłączowych, które stają się widoczne tylko przy otwarciu obudowy lub przy użyciu narzędzi i aparatury badawczej;

- oględziny 7. hliska są to przeglądy \ które obejmują aspekty ujęte w oględzinach takie, jak

poluzowane śruby, które mogą być uwidocznione tylko przy użyciu sprzętu udostępniającego, narzędzi lub drabin ( w razie potrzeby ) . Oględziny z bliska nie wymagają normalnie otwierania obudowy, ani wyłączenia urządzeń spod napięcia.

- oględziny sa to przeglądy. które pozwalają na wykrycie bez użycia sprzętu

udostępniającego ( np. drabin ) łub narzędzi uszkodzeń widocznych gołym okiem, takich jak brakujące śruby itp.

Przeglądy urządzeń elektrycznych budowy przeciwwybuchowej w zasadzie powinny być

wykonywane wg zaleceń producenta w/w urządzeń zawartych w dokumentacji techniczno -

ruchowej.

W interesie użytkownika jest aby fakt dokonania przeglądu był odnotowany w książce ewidencyjnej urządzeń lub innym odpowiednim dokumencie prowadzonym przez osobę nadzorującą. Przeglądom należy również poddać miejsca pracy urządzeń — każda zmiana kwalifikacji obszaru zagrożenia wybuchem musi być odnotowana w dokumentach urządzenia Przeglądy mogą być również wykonywane doraźne na podstawie decyzji osoby odpowiedzialnej za nadzór nad prawidłową eksploatacją. Osoby wykonujące przeglądy powinny mieć kwalifikacje zdobyte, potwierdzone i aktualizowane na odpowiednim kursie specjalistycznym, który w swej tematyce powinien obejmować podstawowe zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa przeciwwybuchowego i metod jego oceny .

Konserwacja urządzeń.

Konserwacją urządzeń są czynności wykonywane w celu utrzymania lub przywrócenia takiego stanu elementu instalacji, urządzenia, aby spełniały one wymagania techniczne i prawidłowo funkcjonowały. Podobnie jak w przypadku przeglądów zakres oraz częstotliwość wykonywania czynności konserwacyjnych najlepiej oceni producent urządzenia. W przypadka silników może to być np. usuwanie z powierzchni zewnętrznej zanieczyszczeń lub pyłu, smarowanie łożysk. Dokonanie konserwacji nie wymaga odnotowanie w dokumentacji identyfikacyjnej urządzenia.

Jeżeli producent nie określił czynności konserwacyjnych i ich częstotliwości wykonywania wskazane jest opracowanie indywidualnej lub ogólnej instrukcji stosowania. Konserwacje powinny być wykonywane przez osoby posiadające odpowiednie kwalifikacje. Wystarczająca jest znajomość zasad funkcjonowania i zabezpieczenia przeciwwybuchowego zastosowanego urządzenia.

2) Naprawy urządzeń.

Działania mające na celu przywrócenie wadliwego urządzenia do stanu zgodności z odnośną normą określa się jako naprawa. Odnośna norma to norma według której urządzenie było zaprojektowane. Najprostszą naprawą jest wymiana elementu wadliwego na element sprawny dostarczony przez producenta. W dokumentacji techniczno - ruchowej powinien być podany wykaz części zamiennych oferowanych przez producenta . Producenci silników oferująjako część zamienną uzwojony stojan . Wymiana uzwojonego stojana (wyciśnięcie i wprasowanie) może być wykonana przez dowolnego wykonawcę, jednakże czynności centrujące ( planowanie wirnika względem stojana ) wymaga już czynności regeneracji, a to już nie jest naprawa lecz remont. Również wymiana uzwojenia, wymaga wysoce specjalistycznej wiedzy, nie może być wykonywana we własnym zakresie oraz dowolny zakład naprawczy. Bardzo duża odpowiedzialność ciąży na osobach decydujących ( dozoru ) czy dana czynność jest naprawą ₇ czy może remontem. Osoby te powinny posiadać wiedzę zdobytą i potwierdzoną na kursach obejmujących swym zakresem specjalistyczne zagadnienia bezpieczeństwa przeciwwybuchowego związane z konstrukcją urządzeń, zabezpieczeń przeciwwybuchowych, metod oceny stanu technicznego jak i eksploatacji.

3). Remonty urządzeń

Remonty urządzeń, jako że ze swej istoty ingerują w sposób znaczący w konstrukcję urządzenia muszą być wykonane przez specjalistyczny zakłady remontowe . Kierując urządzenie do remontu należy mieć pewność, że dany warsztat posiada odpowiednie kwalifikacje ( uprawnienia ) i potencjalne zdolności do remontu . Bardzo często bywa ■ że remont który również może wpłynąć negatywnie na bezpieczeństwo przeciwwybuchowe [ powinien zakończyć się wykonaniem odpowiednich prób , których wyniki należy odnotować w dokumentacji poremontowej . Stąd ogromna odpowiedzialność spoczywa na osobach ( dozoru ) , decydujących o skierowaniu urządzenia do remontu . Należy wybrać odpowiedni zakład . ocenić jego możliwości, sprawdzić uprawnienia ( kompetencje ) oraz nadzorować przebieg remontu . Po zakończeniu remontu należy ocenić wyniki i zakres prób jakim poddano urządzenia oraz podjąć decyzję o dalszym eksploatowaniu urządzenia . Niejednokrotnie zachodzi potrzeba przekwahfikowania - zmiany poziomu bezpieczeństwa remontowanego urządzenia.

Przekazując urządzenie do remontu należy również brać pod uwagę możliwość obniżenia poziomu bezpieczeństwa urządzenia do poziomu urządzenia budowy zwykłej . W takim przypadku warsztat remontowy lub komisja zakładowa dokonuje kasacji cechy dopuszczenia usuwając jąw sposób trwały z tabliczki urządzenia oraz dokonując odpowiedniej adnotacji w zaświadczeniu fabrycznym . Takie postępowanie nie neguje dalszego stosowania urządzenia w pomieszczeniach i strefach nie zagrożonych wybuchem pod warunkiem spełnienia ogólnych warunków bezpieczeństwa.

4), Zalecenia dla użytkownika urządzeń przeciwYiifflmchowych .

Dokonując zakupu urządzenia należy dokonać starań aby urządzenie dostarczone było wraz z niezbędną dokumentacją techniczno - ruchową zawierającą informacje dotyczące przeglądów, konserwacji, wykazem części i podzespołów zamiennych, kopią certyfikatu stacji badawczej, zaświadczeniem fabrycznym.

Przyjęcie urządzenia do eksploatacji powinno nastąpić po dokonaniu odbioru polegającym między innymi na sprawdzeniu typu _s danych znamionowych, kompletności dokumentacji. Poprawne zainstalowanie urządzenia musi znaleźć odzwierciedlenie w dokumentacji indywidualnej urządzenia.

Historię urządzenia należy wpisać do karty ewidencyjnej urządzenia budowy przeciwwybuchowej .

Wskazane jest nawiązanie współpracy z wiarygodnymi warsztatami remontowymi w celu łatwiejszego ustalania procedury remontowej.

5\. Warsztaty remontowe.

Warsztat remontowy powinien dysponować odpowiednią bazą sprzętową umożliwiającą wykonanie remontu oraz przeprowadzenie niezbędnych prób poremontowych. Powinien mieć możliwość zakupu części zamiennych i podzespołów u producenta remontowanych urządzeń, W tym zakresie wskazana jest ścisła współpraca z producentem .

Dzięki poprawnej współpracy producent może udostępnić warsztatowi dokumentacją konstrukcyjną urządzenia. W przeciwnym wypadku należy przygotować własną dokumentację, wykonywania napraw oraz metodykę przeprowadzania prób . Pracownicy warsztatu powinni posiadać odpowiednią wiedzę do wykonywania oraz dozorowania prac remontowych. Wiedza ta powinna obejmować między innymi:

ogólną znajomość rodzaju budowy urządzeń przeciwwybuchowych i ich oznakowań;
aspekty konstrukcji urządzeń, które mają wpływ na bezpieczeństwo przeciwwybuchowe;
przebieg procesu atestacyjnego ;
znajomość technik stosowanych w naprawach;
znajomość wymagań odpowiednich norm;
sposób identyfikacji części zamiennych dostarczonych przez producenta. możliwości utraty cechy dopuszczenia ( przeciwwybuchowości) .

6). Dokumentowanie prac remontowych .

Proces remontu począwszy od przyjęcia urządzenia do naprawy, kwalifikację ₉ poszczególne czynności naprawcze i odpowiednie próby aż do momentu przekazania urządzenia użytkownikowi powinien być szczegółowo dokumentowany. W przypadku dokonania regeneracji powinna ona być odpowiednio udokumentowana a zapisy przechowywane. Zapisy takie powinny obejmować między innymi wyszczególnienie wszystkich wymiarów różniących się od podanych w dokumentach ( rysunkach ) atestacyjnych lub od wymiarów oryginalnych.

Remontowane urządzenie powinno być oznakowane w celu identyfikacji remontu oraz tożsamości wykonawcy.

Oznakowanie może być na oddzielnej tabliczce, jak również może zaistnieć konieczność usunięcia lub uzupełnienia oryginalnej tabliczki.

7ł. Badania poremontowe.

Badania poremontowe powinny być wykonywane w celu potwierdzenia zachowania przez urządzenia własności przeciwwybuchowych lub w celu określenia ewentualnych ograniczeń stosowania urządzenia lub zmiany cechy dopuszczenia urządzenia ( po wystąpieniu do stacji badawczej ) . Polska Norma PN-EN 50014 + AC precyzuje podstawowe badania, jakie powinny być wykonane przy naprawie urządzeń określonego rodzaju budowy przeciwwybuchowej.

8). Dokumenty przekazywane użytkownikowi ■

Wydanie użytkownikowi urządzenia po naprawie może nastąpić po stwierdzeniu przez rzeczoznawcę lub inspektora do spraw urządzeń budowy przeciwwybuchowej, że odpowiada ono warunkom dopuszczenia i dokonaniu przez niego adnotacji na karcie ewidencyjnej i zaświadczeniu fabrycznym lub po wystawieniu nowego zaświadczenia fabrycznego .

Zakład naprawczy obowiązany jest zwrócić użytkownikowi naprawione urządzenie wraz z uzupełnionym zaświadczeniem febrycznym i karta ewidencyjną. Ponadto powinien dostarczyć: opis uszkodzenia ( usterki);

szczegóły prac;
listę części wymienionych oraz regenerowanych z przedstawieniem metody regeneracji; szczegółowe wyniki kontroli i badań;
informację o ograniczeniach stosowania urządzenia.

9). Rola osób Dozoru zajmujących sie eksploatacja urządzeń elektrycznych budowy przeciwwybuchowej.

W przypadku jeżeli zawęży się zakres obowiązków dla zapewnienia bezpieczeństwa przeciwwybuchowego, to należałyby do nich następujące wymagania:

częste uświadomienia personelowi obsługującemu urządzenia i instalacje, zagrożeń

wywołanych nieprawidłową eksploatacją;

ciągłe kierowanie prawidłową eksploatacją urządzeń i instalacji;

okresowe szkolenia personelu obsługującego urządzenia i zatrudnionego w pomieszczeniach i strefach zagrożonych wybuchem;
wstępna ocena możliwości kontynuowania bezpiecznej eksploatacji urządzeń i instalacji elektrycznych na podstawie kontroli bieżących .

W związku z wymienionymi wymaganiami osoby dozoru ruchu elektrycznego y przewidzianjrdo pracy w pomieszczeniach i strefach zagrożonych wybuchem muszą posiadać odpowiednie wykształcenie zawodowe oraz doświadczenie zawodowe.

Urządzenia elektryczne w osłonie gazowej z nadciśnieniem .

Urządzenie elektryczne w wykonaniu przeciwwybuchowym w osłonie gazowej z nadciśnieniem polega na wytworzeniu w osłonie nadciśnienia gazu ochronnego zapobiegającego powstaniu mieszaniny wybuchowej we wnętrzu osłony.

Nadciśnienie gazu ochronnego może być utrzymywane statycznie łub dynamicznie ( stałe przepłukiwanie osłony gazem ) . Maksymalna temperatura powierzchni zewnętrznej osłony musi odpowiadać wymaganiom normy PN-EN-50014+AC . Dla urządzeń elektrycznych grupy I nie powinna przekraczać:

! - 150°C na dowolnej powierzchni, na której może osadzić się warstwa pyłu węglowego , - 450 C tam gdzie osadzanie się warstwy pyłu węglowego jest wykluczone pod warunkiem,

że:

rzeczywista maksymalna temperatura powierzchni będzie zaznaczona na urządzenia lub
symbol _rTX" będzie zamieszczony po numerze certyfikatu w celu zaznaczenia warunków specjalnych bezpiecznego użytkowania.

Gaz ochronny może pełnić również rolę czynnika chłodzącego urządzenie elektryczne. Jako gaz ochronny do wypełnienia lub przedmuchiwania osłony z nadciśnieniem należy stosować powietrze atmosferyczne o składzie normalnym, azot lub inny gaz obojętny. Kie dopuszcza się stosowania powietrza atmosferycznego z kompresorów ogólnego stosowania bez wstępnego oczyszczenia. gaz ochronny nie powinien zawierać gazów palnych, par i pyłów, a także agresywnych chemicznie domieszek wpływających ujemnie na pracę urządzenia. Temperatura gazu ochronnego nie powinna przekraczać 40 C na wejściu do urządzenia elektrycznego.

Urządzenia doprowadzające gaz ochronny.

Urządzenia doprowadzające gaz ochronny powinny być wykonane tak, aby wykluczały przedostawanie się otaczającego powietrza do systemu doprowadzania gazu ochronnego i powinny zapewniać:

utrzymanie założonych wartości nadciśnienia i zużycia gazu ochronnego w osłonie i rurociągach w celu zagwarantowania ochrony przeciwwybuchowej i jeżeli to jest wymagane, także chłodzenia urządzenia elektrycznego,
przedmuchiwanie osłony i wszystkich rurociągów przed włączeniem,
uzupełnianie ubytków gazu ochronnego przez nieszczelność osłony i rurociągów przy normalnej pracy urządzenia elektrycznego .

Urządzenia do kontroli i blokady.

Urządzenia elektryczne powinny mieć następujące blokady:

1) umożliwiające włączenie urządzenia pod napięcie tylko po przedmuchaniu osłony i rurociągów gazem ochronnym w ilości wystarczającej do usunięcia w nich atmosfery pierwotnej, lecz nie mniej niż 5 - krotna objętość osłony i wszystkich rurociągów ;

2) włączające sygnał łub wyłączające urządzenie elektryczne spod napięcia przy spadku
nadciśnienia w osłonie i rurociągach poniżej dopuszczalnej wartości.

Działanie blokady na sygnał lub wyłączającej urządzenie elektryczne spod napięcia należy uzgodnić z użytkownikiem urządzenia w zależności od stopnia zagrożenia przeciwwybuchowego.

3) pokrywy, wzierniki, zawory, zasuwy i inne zamknięcia otworów w urządzeniach
elektrycznych i rurociągach przeznaczone do otwierania przez obsługę podczas
eksploatacji powinny być wyposażone w odpowiednią blokadę uniemożliwiającą ich
otwarcie, gdy urządzenie jest pod napięciem lub załączenie urządzenia pod napięciem,
gdy są one otwarte.

Przyrządy służące do kontroli zabezpieczeń sterowania i blokady montowane wewnątrz osłony lub rurociągach włączone w sieć elektryczną, w przypadku gdy w osłonie lub rurociągach może powstać mieszanina wybuchowa, jak również przyrządy i aparaty montowane w strefie niebezpiecznej pod względem wybuchowym, powinny mieć budowę przeciwwybuchową zgodną z normą PE-EN50014

Cechowanie

Cechowanie zabezpieczenia przeciwwybuchowego urządzenia powinno odpowiadać normie PN-EN 50014

ty metryce urządzenia lub na dodatkowych tablicach urządzeń elektrycznych należy podać :

minimalne dopuszczalne wartości zużycia i nadciśnienia gazu ochronnego na wejściu do osłony,
minimalne dopuszczalne wartości nadciśnienia przy którym powinny zadziałać czujniki kontroli zadziałań oraz miejsce instalacji tych czujników.
minimalna ilość gazu ochronnego lub minimalny czas konieczny do wstępnego przewietrzenia osłony urządzenia,
wolną przestrzeń osłony urządzenia,
maksymalną i minimalną temperaturę gazu ochronnego.

Urządzenie z osłona oleiowa.

Urządzenie elektryczne z osłoną olejową jest to urządzenie którego elementy zanurzone są w oleju .

Osłony olejowej nie należy stosować do elektrycznych urządzeń przenośnych oraz do urządzeń dźwigowych i trakcyjnych zasilanych z szyn lub przewodów ślizgowych .

Powierzchnia każdego z okienek nie powinna być większa od 10 cm² . Poziom wypełniacza wyznaczają górne obrzeża okienek w normalnym roboczym położeniu urządzenia. W obwodach nierozbieralnych stosowanie okienek nie jest konieczne . Na wypełniacz osłony należy stosować piasek kwarcowy hydrofobowany w granulacji 0,25 -r 16 mm, przy czym co najmniej 75% ziaren powinno zawierać się w granicach 0,5-5-1,2 mm. Grubość warstwy piasku zależy od konstrukcji i rodzaju urządzenia. Grubość ta zależy od rodzaju i wartości napięcia, rodzaju urządzenia i obecności ekranu . Ekran jest to „dodatkowy pojemnik⁹' zamontowany pomiędzy zewnętrzną obudową a urządzeniem elektrycznym.

Części urządzenia elektrycznego znajdujące się poza piaskiem powinny również posiadać budowę przeciwwybuchową. Rodzaj budowy jest uzależniony od przeznaczenia urządzenia.

Urządzenie powinno być tak wykonane, aby załączenie go do sieci a także przełączenie jego układów można było wykonać bez usunięcia piasku .

Urządzenia elektryczne hermetyzowane masą izolacyjną.

Urządzenie hermetyzowane masą izolacyjną jest to ochrona w której układ elektryczny z wszystkimi elementami przewodzącymi prąd jest zalany masą izolacyjną, zaś w niezbędnych przypadkach jest zastosowane dodatkowe zabezpieczenie wyłączające urządzenie i które uniemożliwia zapalenie znajdującej się na zewnątrz osłony mieszaniny wybuchowej, zarówno w normalnym stanie pracy, jak i w przypadku uszkodzeń wewnątrz urządzenia. Rozróżnia się dwa stopnie ochrony przeciwwybuchowej urządzeń hermetyzowanych masą izolacyjną.

Stopień 1 zapewnia bezpieczne użytkowanie urządzeń elektrycznych zarówno w normalnych stanach pracy jak i w stanach awaryjnych. Ochronę przed uszkodzeniem masy izolacyjnej stanowi dobór odpowiednich parametrów obwodu elektrycznego lub wbudowane zabezpieczenie elektryczne.

Stopień 2 zapewnia bezpieczne użytkowanie urządzenia elektrycznego hermetyzowanego masą izolacyjną w ich normalnym stanie pracy. Maksymalna temperatura powierzchni zewnętrznych obudowy nie powinna przekraczać wartości podanych w normie PN-EN50014+AC p.5.1; 5.1.2. Maksymalny dopuszczalny przyrost temperatury określa się w odniesieniu do temperatury otoczenia 40°C .

Masa izolacyjna powinna wytrzymać temperatury zgodnie z wymaganiami podanymi w normie PN-S7/E-08111 ,

W budowie zabezpieczenie elektryczne powinno wyłączyć urządzenie przed wystąpieniem niebezpiecznego przegrzania masy izolacyjnej i jej mechanicznym uszkodzeniem . Wytrzymałość mechaniczna elektrycznego urządzenia hermetyzowanego masą izolacyjną powinna odpowiadać wymaganiom normy PN-EN50014+AC i być zapewniona przez samą masę izolacyjną bądź przez masę izolacyjna wraz z osłoną zabezpieczającą. Masa izolacyjna nie powinna zawierać gazów lub powietrza powodujących obniżenie bezpieczeństwa przeciwwybuchowego, wytrzymałość dielektryczna masy powinna wynieść co najmniej 1 kV/mm .

Urządzenie zabezpieczające wbudowane urządzenie elektryczne o stopniu 1 ochrony przeciwwybuchowej powinno go wyłączyć przy wzroście natężenia prądu do wartości powodującej uszkodzenie masy izolacyjnej.

Przy użytkowaniu urządzenia elektrycznego o stopniu 2 ochrony przeciwwybuchowej powinny być stosowane zabezpieczenia elektryczne ogólnego przeznaczenia.

Dyrektywa nr 94/9/CE (ATEX 100 ^

Przepisy Unii Europejskiej dotyczące ochrony zdrowia i bezpieczeństwa pracobiorców zawarte są w dyrektywach uchwalanych przez Parlament Europejski i Radę Unii Europejskiej. Dyrektywa 94/9/CE ( ATEX100 ) integruje problematykę z zakresu zabezpieczeń przeciwwybuchowych zarówno w przemysłach wydobywczych jak i w innych przemysłach, w których występują przestrzenie zagrożone wybuchem gazów, par i pyłów i jest jedną z dyrektyw tzw. Nowego Podejścia. Celem dyrektyw jest zharmonizowanie krajowych przepisów prawnych dla likwidacji przeszkód w swobodnej wymianie towarów, osób, usług, a także zapewnienie pracobiorców, że we wszystkich krajach członkowskich obowiązują te same minimalne wymagania dla ochrony ich zdrowia i bezpieczeństwa. Producent który zapewnia i deklaruje zgodność z wymaganiami odpowiedniej dyrektywy, powinien umieścić znak CE na każdym wyprodukowanym egzemplarzu i wystawić pisemną deklarację zgodności . Wyroby przeznaczone do eksploatacji w przestrzeniach zagrożonych wybuchem muszą być urządzeniami przeciwwybuchowymi i powinny być oznakowane symbolem

Dyrektywa wyróżnia dwie grupy urządzeń :

- grupa I - wyroby elektryczne i nieelektryczne przeznaczone do stosowania w podziemnych wyrobiskach oraz na powierzchni zakładów górniczych zagrożonych wybuchem metanu i pyłu węglowego , grupa U — urządzenia przeznaczone do stosowania w innych przemysłach! narażone na zagrożenie wybuchem czynnika palnego „G" ( gazy, pary, mgły ) i/lub JD" (pyły > włókna).

Każda z tych grup dzieli się na kategorie.

Zasady klasyfikacji urządzeń na grupy i kategorie przedstawiono w poniższej tablicy.

Grupa urządzeń	Kategoria	Substancje palne	Poziom ochrony	Zabezpieczenie w stanie awaryjnym	Porównanie zJEC
I podziemia kopalń	Ml	metan, pył węglowy	bardzo wysoki	1 rodzaje budowy Ex lub 2 niezależne uszkodzenia	Grupa I
I podziemia kopalń	M2	metan, pył węglowy	wysoki	1 rodzaj budowy Ex normalna praca	Grupa I
n powierzchnia inne przemysły	1	gazy,pary.mgły - „G" pyły, włókna - JD"	bardzo wysoki	2 rodzaje budowy Ex lub 2 niezależne uszkodzenia	ZO Z20
	2		wysoki	1 rodzaj budowy Ex uszkodzenia spodziewane	Zl Z21
	3		normalny	wymagany poziom zabezpieczenia	Z2 722

Dvrektvwa nr 94/9/CE < ATEX 100)

Przepisy Unii Europejskiej dotyczące ochrony zdrowia i bezpieczeństwa pracobiorców zawarte są w dyrektywach uchwalanych przez Parlament Europejski i Radę Unii Europejskiej. Dyrektywa 94/9/CE ( ATEX100 ) integruje problematykę z zakresu zabezpieczeń przeciwwybuchowych zarówno w przemysłach wydobywczych jak i w innych przemysłach, w których występują przestrzenie zagrożone wybuchem gazów, par i pyłów i jest jedną z dyrektyw tzw. Nowego Podejścia. Celem dyrektyw jest zharmonizowanie krajowych przepisów prawnych dla likwidacji przeszkód w swobodnej wymianie towarów, osób, usług, a także zapewnienie pracobiorców, że we wszystkich krajach członkowskich obowiązują te same minimalne wymagania dla ochrony ich zdrowia i bezpieczeństwa. Producent który zapewnia i deklaruje zgodność z wymaganiami odpowiedniej dyrektywy, powinien umieścić znak CE na każdym wyprodukowanym egzemplarzu i wystawić pisemną deklarację zgodności. Wyroby przeznaczone do eksploatacji w przestrzeniach zagrożonych wybuchem muszą być urządzeniami przeciwwybuchowymi i powinny być oznakowane symbolem ^eT^

Dyrektywa wyróżnia dwie grupy urządzeń:

- grupa I — wyroby elektryczne i nieelektryczne przeznaczone do stosowania w

podziemnych wyrobiskach oraz na powierzchni zakładów górniczych zagrożonych wybuchem metanu i pyłu węglowego ,

- grupa II — urządzenia przeznaczone do stosowania w innych przemysłach, narażone na

zagrożenie wybuchem czynnika palnego „G" ( gazy, pary' mgły ) i/lub ₉JD" ( pyły, włókna ).

Każda z tych grup dzieli się na kategorie.

Zasady klasyfikacji urządzeń na grupy i kategorie przedstawiono w poniższej tablicy.

Grupa urządzeń	Kategoria	Substancje palne	Poziom ochrony	Zabezpieczenie w stanie awaryjnym	Porównanie zJEC
I podziemia kopalń	Ml	metan, pył węgłowy	bardzo wysoki	2 rodzaje budowy Ex łub 2 niezależne uszkodzenia	Grupa I
I podziemia kopalń	M2	metan, pył węgłowy	wysoki	1 rodzaj budowy Ex normalna praca	Grupa I
n powierzchnia inne przemysły	1	gazy,pary,mgły - „G" pyły, włókna - JD"	bardzo wysoki	2 rodzaje budowy Ex lub 2 niezależne uszkodzenia	ZO Z20
	2		wysoki	1 rodzaj budowy Ex uszkodzenia spodziewane	Zl Z21
	3		normalny	wymagany poziom zabezpieczenia	Z2 Z22

Urządzenia kategorii 1 i Ml powinny pozostać bezpieczne nawet w przypadku rzadko występujących uszkodzeń w obecności mieszaniny wybuchowej występującej stale j często lub w długich okresach czasu .

Urządzenia kategorii 2 są urządzeniami zaprojektowanymi tak, aby mogły funkcjonować zgodnie z parametrami ruchowymi ustalonymi przez producenta i zapewnić wyrobom stopień ochrony wobec mieszanin wybuchowych których pojawienie się jest prawdopodobne.

Urządzenia kategorii M2 powinny być wyłączone przy pojawieniu się atmosfery wybuchowej a przez ich normalną pracę rozumie się także niekorzystne warunki użytkowania .

Urządzenie kategorii 3 powinno być tak zaprojektowane, aby mogło działać zgodnie z parametrami ruchowymi ustalonymi przez producenta i zapewniać normalny poziom ochrony, wówczas gdy prawdopodobieństwo pojawienia się mieszaniny wybuchowej jest małe lub może ona występować jedynie krótko .

Z tablicy wynika jednoznacznie przyporządkowanie urządzeń określonej kategorii grupy II do określonej strefy zagrożenia.

Znakowanie -

Wyroby spełniające wymagania dyrektywy 9/94/EC powinny być oznakowane w następujący sposób :

CE	_<i>	I	Ml G lub D
Znak zgodności	do użycia w atmosferze zagrożonej wybuchem	Grupa	kategoria gaz pył urządzenia

Znakowanie będzie kompletne i bardziej czytelne poprzez umieszczenie w tabliczce znamionowej wyrobu cechy jednostkowej rodzaju budowy przeciwwybuchowej zgodnie z zasadami cechowania zawartymi w normie PN - EN 50014 np. dla wyrobu w osłonie ogni o szczelnej:

EExdHCT6

EEx deH CT4 w osłonie ognioszczelnej i budowy wzmocnionej.

Każdemu urządzeniu i systemowi ochronnemu muszą towarzyszyć instrukcje podające co najmniej następujące informacje:

- zwięzłe zestawienie danych, którymi urządzenie lub system ochronny jest oznakowany, z wyjątkiem numeru serii, łącznie z odpowiednimi informacjami dodatkowymi pozwalającymi na ułatwienie konserwacji (np. adres zakładu naprawczego, importera itp.)

instrukcje bezpieczeństwa:

uruchomienia,
użytkowania,
montażu i demontażu I
utrzymania ( obsługiwania i napraw awaryjnych ) _?
instalowania,
regulacji,

w razie potrzeby, wskazanie obszarów niebezpiecznych usytuowanych naprzeciw urządzeń dekompresyjnych,
w razie potrzeby, instrukcje szkoleń,

szczegóły umożliwiające określenie bez wątpliwości, czy sztuka urządzenia określonej kategorii lub system ochronny może być użytkowany bezpiecznie w przewidywanych warunkach pracy,

parametry elektryczne i ciśnieniowe, maksymalne temperatury powierzchni lub inne wartości graniczne,

w razie potrzeby specjalne warunki użytkowania, w tym informacje o możliwym niewłaściwym użyciu które mogłoby się zdarzyć 8

w razie potrzeby, zasadnicze charakterystyki narzędzi w jakie może być wyposażone

urządzenie lub system ochronny. Instrukcje muszą być zredagowane przez producenta łub jego autoryzowanego pełnomocnika w jednym z języków Wspólnoty. Każde urządzenie lub każdy system ochronny przy oddawaniu do użytkowania musi być wyposażony w tłumaczenie instrukcji na język kraju użytkownika.

Wvkay, norm zharmonizowanych i ich odpowiedników

CENELEC	Polska	IEC 1 -	Rodzaj zabezpieczenia	Symbol
EN 50014	PN-EN50014	79-0	wymagania ogólne	Ex
EN 50015	PN-72/E-08114	76-6	osłona olejowa	0
EN 50016	PN-85/E-08112	79-2	gazowa z nadciśnieniem	P
EN 50017	PN-72/E-08113	79-5	osłona piaskowa	fl
EN 50018	PN-83/E-08116	79-1	osłona ognioszczełna	d
EN 50019	FN-84/E-08115	79-7	budowa wzmocniona	e
EN 50020	PN-84/E-08107	79-11	wykonanie iskrobezpieczne	i
EN 50021	-	79-15	zabezpieczenie rodzaju „n"	n
EN 50028	PN-87/E-08111	79-18	hermetyzacja	m
EN 50039	-	-	system iskrobezpieczny	syst
EN 50050		-	wyposażenie natryskowe elektrostatyczne ręczne	-
EN 50053	-i*	-	ręczne elektrostatyczne pistolety natryskowe	-
EN 50033	PN-90/E- 08117	79-22	Lampy nahełmne dla kopalń	-

OSŁONY OGNIOSZCZELNE

l.Osłona ognioszczelna — rodzaj zabezpieczenia, w którym elementy mogące zainicjować zapłon mieszaniny wybuchowej są umieszczone w specjalnej osłonie wytrzymującej ciśnienie wybuchu oraz uniemożliwiającej przeniesienie się wybuchu do otaczającej atmosfery wybuchowej.

2. Wolna przestrzeń osłonięta - objętość powietrza zamkniętego we wnętrzu
osłony ognioszczelnej , zawierającej wszystkie części niezbędne do pracy
urządzenia w normalnych warunkach.

Objętość źródeł światła lub analogicznych elementów , które mogą ulec uszkodzeniu w czasie eksploatacji wlicza się do wolnej przestrzeni osłoniętej.

Złącze ognioszczelne - połączenie dwóch części osłony urządzenia , wykonane w sposób zabezpieczający przed przeniesieniem się wybuchu przez szczelinę z wnętrza osłony do otaczającej atmosfery wybuchowej.
Powierzchnia zapewniająca przeciwwybuchowość — powierzchnia części osłony , która wspólnie z odpowiednią powierzchnią innej części osłony tworzy szczelinę zapewniającą złącze ognioszczelne.

Rodzaje złącz ognioszczelnych:

złącze kołnierzowe ( płaskie ) — szczelina występuje między płaskimi powierzchniami zapewniającymi przeciwwybuchowość
złącze cylindryczne - szczelina występuje między cylindrycznymi powierzchniami zapewniającymi przeciwwybuchowość
złącze cvlindrvczno - kołnierzowe - szczelina występuje częściowo na złączu cylindrycznym a częściowo na złączu kołnierzowym
złącze labiryntowe — kierunek szczeliny ulega co najmniej dwukrotnemu załamaniu pod kątem prostym i występuje na przemian między cylindrycznymi i płaskimi powierzchniami złącza zapewniającymi przeciwwybuchowość
złącze gwintowe - szczelina występuje między zwojami gwintu obydwu części złącza.

Długość szczeliny ognioszczelnej - najkrótsza odległość od wnętrza osłony do przestrzeni otaczającej , mierzona wzdłuż przylegających powierzchni lub najkrótsza odległość z jednej komory do drugiej , na której występuje dopuszczalny prześwit szczeliny.
Prześwit szczeliny w ,,- odstęp między przylegającymi do siebie powierzchmami osłony ognioszczelnej , tworzącymi szczelinę ognioszczelną.

7. Maksymalny eksperymentalny bezpieczny prześwit ( MESG Y- ustalony eksperymentalnie największy prześwit szczeliny , przy którym nie następuje jeszcze przeniesienie się wybuchu z naczynia probierczego do zewnętrznej atmosfery.

Dopuszczalny prześwit szczeliny — największy prześwit szczeliny dla danej grupy lub podgrupy urządzeń elektrycznych.
Ciśnienie odniesienia - maksymalne ciśnienie uzyskane w osłonie podczas wybuchu rnieszaniny probierczej.

WYMAGANIA TECHNICZNE dla osłon ognioszczełnych

1.1 Materiał

Części tworzące osłonę ognioszczelną powinny być wykonane z materiałów zapewniających w czasie eksploatacji zachowanie wymiarów złączy ognioszczełnych i wytrzymałości mechanicznej osłony. Przy zastosowaniu materiałów ulegających korozji należy stosować środki ochrony antykorozyjnej.

Osłona lub jej części wykonane z tworzyw termoutwardzalnych powinny być odporne na działanie płomienia wybuchu i nie powinny zmieniać wymiarów' i właściwości w czasie.

Części przezroczyste osłony ognioszczelnej powinny być wykonane ze szkła nieorganicznego lub z materiałów organicznych.

1.2 Wytrzymałość mechaniczna osłony

Osłona ognioszczelną powinna wytrzymywać ciśnienie probiercze wynoszące 1,5 — krotną wartość ciśnienia odniesienia, ale nie mniej niż 0,35 MPa. Wymaganie to nie dotyczy osłon z urządzeniami do rozładowania ciśnienia, np. skrzyń baterii akumulatorowych.

Należy unikać takiej konstrukcji osłon ognioszczełnych, w których występuje zjawisko spiętrzenia ciśnienia.

1.3 Grubość ścianek osłony

Minimalną grubość ścian osłony należy ustalić w zależności od materiału , warunków eksploatacji , badań osłony na wytrzymałość mechaniczną i nagrzewania.

Dla urządzeń elektrycznych grupy I , dla których wymagane jest badanie w stanie zwarcia zaś napięcie ich wynosi od 220 do 1140V przy wolnej przestrzeni osłoniętej < 10000 cm³ lub U > 1140V grubość ścianek w zależności od warunków nagrzewania powinna wynosić : a) dla osłon ze stali — nie mniej niż 4 mm b ) dla osłon z żeliwa — nie mniej niż 6 mm

Dla urządzeń elektrycznych na napięcie > 220V < 1140V których wolna przestrzeń osłonięta >10000cm3 grubość ścianek ze stali powinna wynosić nie mniej niż 3 mm.

Osłony urządzeń elektrycznych grupy I powinny wytrzymywać próbę udarową podczas swobodnego spadku na podłoże betonowe :

z wysokości 1 m dla urządzeń elektrycznych przenośnych ( jeśli normy przedmiotowe nie mówią inaczej ).
z wysokości podanej w normach przedmiotowych na urządzenia elektryczne przyjmując następujący szereg wysokości : 25 ,50 ,100 ,250 ,500 ,1000mm. Powyższe

wymaganie nie dotyczy urządzeń elektrycznych których masa jest > 500 kg.

1.4Dopuszczalne temperatury —

powierzchni osłony ognioszczelnej nie powinny przekraczać wartości podanych w normie PN — EN 50014.

1.5 Zabezpieczenie przed skutkami zwarć wewnętrznych

Urządzenia elektryczne grupy I powinny mieć zabezpieczenia przed skutkami zwarć wewnętrznych z uwzględnieniem zwarć łukowych na elementach wiodących prąd wewnątrz osłony.

1.6 Złącza ognioszczelne niegwintowane

Chropowatość powierzchni dla złączy stałych powinna wynosić nie więcej niż 16 jaa a dla połączeń ruchomych 6,3/aa.

Powierzchnie złącza powinny być zabezpieczone przed korozją np. przez natłuszczenie.

Pokrywanie powierzchni złączy farbą lub lakierem jest niedopuszczalne. Najmniejsze dopuszczalne długości szczelin L oraz największe dopuszczalne prześwity „w" zależnie od wolnej przestrzeni osłoniętej V dla osłon ognioszczelnych urządzeń grupy I podaje tablica 1.

Dopuszcza się inne wartości niż podane w tablicy 1. w osłonach o wolnej przestrzeni osłoniętej do 2 cm . .

1
.7 Złącza ognioszczelne gwintowe

W złączu ognioszczelnym gwintowym należy stosować gwint metryczny średniodokładny. Skok gwintu nie mniejszy niż 0,70 mm. Złącze powinno zawierać co najmniej 5 pełnych zwojów gwintu , a długość złącza mierzona wzdłuż osi nie powinna być mniejsza niż podana w tablicy 2.

Tablica 2

Wolna przestrzeń osłonięta V ( cm³)	Długość złącza gwintowego (mm)
do 100	5
ponad 100	8

Wymagania te nie dotyczą złączy gwintowych wykonanych z tworzyw sztucznych i wprowadzeń kablowych.

Złącza gwintowe powinny być zabezpieczone przed samoodkreceniem,

1.8 Uszczelnienie złączy ognioszczelnych

Jeżeli zastosowanie elastycznych uszczelek jest niezbędne ze względu na zachowanie hermetyczności osłony przed wilgocią , pyłem lub zapobieżenie przed wyciekiem cieczy z wewnątrz , to uszczelek tych nie należy wliczać do złącza ognioszczelnego.

Wymaganie to nie dotyczy wprowadzeń kabli lub przewodów.

1.9 Drążki sterujące

Dla drążków sterujących długości szczelin powinny być zgodne z podanymi w tablicy 1.

1.10 Wały i łożyska maszyn elektrycznych wirujących

Długości i prześwity szczelin między wałem i osłoną powinny odpowiadać wartościom podanym w tablicy l.W przypadku stosowania rowków smarujących, długość szczeliny należy Uczyć na części gładkiej.

1.11 Okienka kontrolne. elementy przeźroczyste i izolatory przepustowe

Części przezroczyste i izolatory przepustowe mogą nie spełniać wymagań 1.6 i 1.7 , jeżeli umocowane są bezpośrednio w ściance osłony tak , aby tworzyły z nią jedną całość lub umocowane są w metalowych oprawach w taki sposób aby wymiana oprawy była możliwa bez uszkodzenia osadzonego w niej elementu. Dla opraw oświetleniowych dopuszcza się bezpośrednie zamocowanie elementu przeźroczystego w ścianę osłony.

1.12 Urządzenia do odwadniania , wentylacji i rozładowania ciśnień

Połączenia takie nie muszą spełniać wymagań podanych*w tablicy l.pod warunkiem , że badanie zabezpieczenia przed przeniesieniem się wybuchu dało wynik dodatni.

1.13 Zamknięcia i śruby mocujące

Zamknięcia dostępne z zewnątrz powinny spełniać wymagania dotyczące zamknięć specjalnych zgodnie z PN - EN 50014.

Należy stosować śruby o klasach własności mechanicznych: a) ze łbem sześciokątnym klasy co najmniej 4.6 b ) wieńcowe ze łbem trójkątnym klasy co najmniej 5.6 c ) imbusowe klasy co najmniej 8.8

Do mocowania części osłon ogriioszczełnych należy stosować śruby co najmniej M8 . a dla śrub zabezpieczonych przed wypadaniem co najmniej M10.

Dla przyrządów kontrolno - pomiarowych oraz urządzeń automatyki - co najmniej M5 , a dla śrub zabezpieczonych przed wypadaniem co najmniej M6.

Wymagania te nie muszą być spełnione jeżeli elementy mocujące są zalakowane i zaplombowane.

Otwory na śruby nie powinny przechodzić na wylot przez ściankę osłony ognioszczelnej. Grubość dna ślepego otworu nie powinna być mniejsza niż 3 mm.

Śruby powinny być wkręcone co najmniej na głębokość równą ich średnicy. Długość wolnego gwintu w ślepym otworze powinna wynosić co najmniej 2 grubości podkładki.

Śruby lub nakrętki powinny być zabezpieczone przed samoczynnym odkręceniem za pomocą podkładek sprężystych , przeciwnakrętek lub w inny równorzędny sposób.

Należy stosować nie mniej niż 3 śruby . W osłonach o wolnej przestrzeni osłoniętej < 2 cm³ i we wpustach kablowych należy stosować co najmniej 2 śruby.

1.14 Wprowadzenie kabli i przewodów

Osłony ognioszczelne powinny mieć wprowadzenie pośrednie kabli i przewodów poprzez skrzynkę zaciskową z izolatorami przepustowymi. przy czym skrzynka zaciskowa powinna być ognioszczelna lub mieć inny rodzaj budowy przeciwwybuchowej.

Uszczelnienie kabli i przewodów powinno zapewniać przeciwwybuchowość osłony , np. za pomocą żywic chemoutwardzalnych , wkładki ołowianej lub za pomocą pierścieni uszczelniających wykonanych z elastomerów. Długość pierścienia przed ściśnięciem powinna wynosić co najmniej:

a )10 mm dla kabli i przewodów o średnicy zewnętrznej do 10 mm

b )20 mm dla kabli i przewodów o średnicy zewnętrznej powyżej 10 mm do 20 mm

c ) 25 mm dla kabli i przewodów o średnicy zewnętrznej powyżej 20 mm

przy czym długość pierścienia nie powinna być mniejsza od długości

szczeliny podanej w tablicy 1. :.jajy&u|

Grubość ścianek pierścienia powinna wynosić co najmniej :

a ) 4 mm dla kabli i przewodów o średnicy zewnętrznej do 10 mm

b ) 6 mm dla kabli i przewodów o średnicy zewnętrznej powyżej 10 mm do 20 mm

c ) 10 mm dla kabli i przewodów o średnicy zewnętrznej powyżej 20 mm.

Maksymalny luz średnicowy pierścienia w gnieździe nie powinien być większy niż 2 mm.

Na każdym pierścieniu z elastomeru powinna być trwale oznaczona minimalna i maksymalna średnica kabla lub przewodu , do którego przeznaczony jest dany pierścień.

1.15 Przepusty izolacyjne

Prześwity i długości szczelin w "przepustach izolacyjnych przechodzących przez ściankę osłony ognioszczelnej powinny odpowiadać wartościom podanym w tablicy 1.

1.16 Zaślepienie nie wykorzystanych otworów

Jeżeli otwory w osłonie ognioszczelnej nie są wykorzystane . powinny być zamknięte w sposób ognioszczelny zgodnie z tablicą 1.

Metody badań

Zakres badań pełnych (typu) obejmuje :

Sprawdzenie dokumentacji technicznej .
Sprawdzenie zgodności wykonania z dokumentacją techniczną
Sprawdzenie wytrzymałości mechanicznej osłony
Sprawdzenie zabezpieczenia przed przeniesieniem się wybuchu
Sprawdzenie zabezpieczenia przed skutkami zwarć wewnętrznych
Sprawdzenie szczelności i wytrzymałości mechanicznej wprowadzeń kabli lub przewodów.

Zakres badań niepełnych (wyrobu ) obejmuje :

1. Sprawdzenie zgodności wykonania z dokumentacją techniczną

Materiały w przestrzeniach zagrożonych wybuchem

Wstęp.

Oprócz czynnych urządzeń elektrycznych istnieją w pomieszczeniach dołowych i strefach także inne potencjalne źródła zdolne do wytwarzania iskrzeń lub warunków termo - dynamicznych zapoczątkowania wybuchu .

Zainicjowanie wybuchu metanu może powstać od iskier mechanicznych wywołanych udarami mechanicznymi, wyładowaniami ładunków elektrostatycznych _? prądami błądzącymi, stosowaniem nieodpowiednich przyrządów pomiarowych itp. Dodatkowym potencjalnym źródłem zainicjowania wybuchu nie tylko metanu ale także stworzenia warunków, a następnie zainicjowania wybuchu pyłu węglowego mogą być stany awaryjne w kablach i przewodach oponowych ■ które jak wiadomo nie posiadają budowy. Dlatego kompleksowa profilaktyka przeciwwybuchowa powinna obejmować również te wymienione wyżej zagadnienia.

Iskry mechaniczne.

Iskry nazywane mechanicznymi mogą powstać w wyniku udarów lub tarcia ruchomych części maszyn, wykonywania prac związanych z kuciem, wbijaniem, upadkiem narzędzi itp. Skłonność do wytwarzania iskier mechanicznych występuje zarówno przy udarach metal - metal, lub metal - niektóre rodzaje skał.

Źródłem pierwotnym do powstania iskier mechanicznych jest energia kinetyczna elementu będącego w ruchu, która wytrącona podczas udaru, w sprzyjających warunkach może wytworzyć iskry lub wzrost temperatury \ zdolne do zainicjowania wybuchu mieszaniny wybuchowej metanu . Niektóre zestawy materiałów są zdolne wytworzyć iskry przy mniejszych, a inne przy większych energiach udaru i minimalnych prędkościach względnych uderzających o siebie ciał. Do metali i stopów nieiskrzących lub o słabej skłonności do iskrzeń mechanicznych należy miedz, cyna, ołów, niektóre stopy brązu, mosiądzu, stali kwaso odpornych itp. Jako metal i jego stopy, stwarzający duże prawdopodobieństwo powstania iskier mechanicznych już przy stosunkowo niewielkich energiach i prędkościach udaru jest aluminium.

Skłonność do powstawania iskrzeń przy udarach w miejscu istnienia rozmazu aluminium jest szczególnie wysoka, gdy aluminium zawiera dodatki stopowe w postaci magnezu i tytanu. Tą wysoką skłonność do powstawania iskier mechanicznych przy udarach w miejscu rozmazów na skorodowanej stali należy tłumaczyć tym j że przy udarze w drobne cząstki aluminium, znajdujące się na powierzchni skorodowanej stali, występują sprzyjające warunki do gwałtownego ich utleniania, przy czym proces utleniania cząstek aluminium ma charakter reakcji egzotermicznej , w wyniku której odrywane od podłoża cząstki aluminium zachowują się jak żagwie wyrzucone do otaczającej przestrzeni. Z zapisanych powyżej powodów nie dopuszcza się do stosowania w wyrobiskach kopalnianych zagrożonych wybuchem metanu żadnych części i elementów wykonanych z aluminium lub jego stopów które podczas eksploatacji mogą być narażone na bezpośrednie udary mechaniczne lub też mogą tworzyć na powierzchniach innych metalowych przedmiotów rozmazy aluminiowe.

Należy zwrócić uwagę; że rozmazy aluminium mogą. być także przenoszone do miejsc zagrożonych wybuchem na nieodpowiednio oczyszczonych narzędziach Jak młotki, klucze itp. 3 które wcześniej posiadały styczność z przedmiotem aluminiowym. Innym przykładem zagrożenia są krótkotrwałe stany towarzyszące używaniu w przestrzeniach zagrożonych wybuchem narzędzi oraz mechaniczny transport międzyoperacyjny. W związku z tym narzędzia powinny być wykonane z materiałów nieiskrzących a wózki transportowe muszą mieć potwierdzoną budowę przeciwwybuchową.

Iskry elektrostatyczne ■

Zjawisko elektryzowania się różnego rodzaju materiałów, a szczególnie tworzyw sztucznych może być źródłem zakłóceń zarówno w czasie realizowania procesów technologicznych, towarzyszących ich realizacji oraz źródłem zagrożeń na skutek eksploatacji wyrobów z nich wykonanych. Konieczność użytkowania wyrobów niemetalowych lub wyposażonych w materiały niemetalowe których parametry rezystancyjne przekraczają wartość 1,0 * 10⁹ O jest możliwe wówczas, kiedy mają one ograniczone wymiary gabarytowe. Wymagania te stosuje się tylko do wykonanych z tworzyw sztucznych obudów, części obudów i innych odkrytych części urządzeń elektrycznych, takich jak:

- ręczne, przenośne i ruchome,

stacjonarne których części wykonane z tworzyw sztucznych mogą być poddane tarciu lub czyszczeniu w miejscu zainstalowania .

Obudowy urządzeń elektrycznych grupy I wykonane z tworzyw sztucznych, których pole rzutu powierzchni w jakimkolwiek kierunku przekracza 100 cm powinny być zaprojektowane tak. aby w normalnych warunkach użytkowania oraz podczas konserwacji nie występowało zapalenie mieszaniny wybuchowej przez ładunki elektrostatyczne. Wymaganie to powinno być spełnione przez odpowiedni dobór materiału tak aby opór powierzchniowy nie przekraczał 1 GO w temperaturze otoczenia 23 ± 2 C. Przy wyborze materiałów elektroizolacyjnych należy zwrócić uwagę na utrzymanie minimalnego oporu skrośnego, aby uniknąć problemów wynikających z dotknięcia odsłoniętych części z tworzywa sztucznego mających styczność z częściami pod napięciem.

Obudowy urządzeń elektrycznych grupy II powinny być tak wykonane żeby w normalnych warunkach użytkowania, konserwacji i czyszczenia uniknąć zapalenia mieszaniny wybuchowej przez ładunki elektrostatyczne. Wymagania te powinny być spełnione poprzez:

dla grupy wybuchowości HA i HB wyroby niemetalowe, pole rzutu powierzchni mniejsze lub równe 100 cm , a wyjątkowo do 400 cm Jeżeli odkryte powierzchnie są otoczone przewodzącymi, uziemionymi ramkami-
dla grupy wybuchowości IIC wyroby niemetalowe z elementami przezroczystymi włącznie do 20 cm² a wyjątkowo do 100 cm² jeżeli części z tworzyw sztucznych zabezpieczono przed osiąganiem niebezpiecznego stanu naelektryzowania, których pole powierzchni jest mniejsze lub równe 100 cm² .

Dobierając materiały elektroizolacyjne należy zwrócić uwagę na utrzymanie minimalnego oporu skrośnego.

Dodatkowe ograniczenia mogą dotyczyć obudów z tworzyw sztucznych przeznaczonych do użytku w miejscach, gdzie ciągle lub przez długie okresy istnieje atmosfera wybuchowa -strefa ZO.

Dopuszczalne wartości potencjału powierzchniowego bezpieczne w atmosferze wybuchowej są ujęte w poniższej tablicy .

Grupa wybuchowości	Potencjał
HA	1000
IIB	700
nc	300

Pomiar oporu powierzchniowego części obudów z tworzyw sztucznych metodą woltomierzowo - amperomierzową

1 Galwanometr z bocznikiem

W tym przypadku prąd mierzy się bezpośrednio za pomocą mikroamperomierza lub gałwanometru.

Właściwości elektrostatyczne materiałów niemetalowych ;

- Rs R_v < 1,0 x 10⁶ O - materiał niezdolny do osiągnięcia stanu naelektryzowania przy

zapewnieniu dokładnego uziemienia.

- Rs R_v G ( 1,0 x 10⁶ ; 1,0 x 10⁹ ) Cl - materiał który może być stosowany bez ograniczeń w

przestrzeniach zagrożonych wybuchem pod warunkiem I że badania wykluczą możliwość gromadzenia się na nim niebezpiecznego ładunku elektrostatycznego ;

- Re R_v > 1,0 x 10⁹ Cl - materiał praktycznie nie przewodzący, zdolny do osiągnięcia stanu

naelektryzowania. Rs - rezystancja powierzchniowa, R_v — rezystancja skrośna.

Prądy błądzące.

Prądy błądzące mogą być źródłem występowania różnicy potencjałów między maszynami i urządzeniami dołowymi nie posiadającymi wzajemnych bezpośrednich połączeń galwanicznych . Ta różnica potencjałów w sprzyjających okolicznościach może spowodować iskrzenie, stwarzające możliwość zapalenia mieszaniny wybuchowej. Szczególną uwagę należy zwrócić w tym przypadku na potencjały od prądu przemiennego . Potencjały elektryczne na korpusach maszyn, urządzeń i obudowach urządzeń elektrycznych pojawiają się w wyniku połączenia ich z przewodem ochronnym sieci elektrycznej niskiego napięcia stanowiącej czwartą żyłę kabli i przewodów oponowych . Konstrukcja stosowanych niej ednokrotnie kabli i przewodów oponowych niskiego napięcia jest taka że żyły fazowe i żyła ochronna tworzą niesymetryczny układ przestrzenny co powoduje że geometryczna suma sił elektromotorycznych indukowanych w żyle ochronnej przez prądy pełzające w żyłach fazowych nie jest równa zeru . W wyniku tego zjawiska między początkiem żyły ochronnej ( przyłączonej do ogólnokopalnianego systemu przewodów ochronnych, a często także uziomu lokalnego ) a jej końcem ( stanowiącym odbiornik energii w przodku ) utrzymuje się przy pracy odbiorników odpowiednie napięcie, będące źródłem prądów błądzących i możliwości wystąpienia iskrzeń.

Jako środek eliminujący te niekorzystne zjawiska różnic potencjałów między korpusami a masami metalowymi różnych urządzeń ₉ zapobiegający przypadkowemu iskrzeniu można stosować aktualnie jedynie przez wykonanie dodatkowych połączeń wyrównawczych .

Zasady konstrukcji urządzeń budowy wzmocnionej oraz metody badań urządzeń budowy wzmocnionej.

1. Wiadomości wstępne.

Budowa wzmocniona ( e) jest jednym z uznanych przez normy krajowe i normy europejskie rodzajów budowy przeciwwybuchowej urządzeń elektrycznych przeznaczonych do pracy w przestrzeniach ( pomieszczeniach ) zagrożonych wybuchem. Wymagania w zakresie konstrukcji badań tych urządzeń są zawarte w normach PN-EN 5014; PN-EN 50019.

Urządzenie budowy wzmocnionej jest to wykonanie, przy którym zastosowano dodatkowe, w porównaniu z elektrycznymi urządzeniami ogólnego stosowania, środki konstrukcyjne takie aby przy normalnej eksploatacji wykluczyć powstanie iskier i łuków elektrycznych oraz nagrzewania się elementów powyżej temperatur dopuszczalnych w czasie normalnej pracy i którego solidna i pewna konstrukcja ogranicza do minimum możliwość powstania stanów awaryjnych.

Budowę wzmocnioną można realizować dla całego urządzenia łub dla części urządzenia lub dla części urządzenia pod warunkiem, że nie występują w nich iskrzenia, łuki elektryczne, przyrosty temperatur, zdolne zapalić mieszaninę wybuchową określonej klasy temperaturowej (grupy zapłonowej ) w normalnych, nieawaryjnych warunkach pracy . Środki konstrukcyjne dla „budowy wzmocnionej" mają w maksymalny sposób ograniczyć możliwość powstania stanów awaryjnych urządzenia lub części urządzenia, przy których mogłoby nastąpić zapalenie mieszaniny wybuchowej.

Budowa wzmocniona jest stosowana w praktyce do takich urządzeń łab części urządzeń jak:

skrzynki zaciskowe ( rozgałęźne, przyłączowe, szynowe) ;
silniki elektryczne krótkozwarte ;
transformatory;
stojany i wirniki silników pierścieniowych ( z wyłączeniem pierścieni ślizgowych, które muszą mieć inny rodzaj budowy przeciwwybuchowej );

. - oprawy oświetleniowe ( z wyłączeniem samych oprawek ) które muszą mieć budowę ognioszczełną;

akumulatory;
elektrozawory;
przyrządy pomiarowe.

Urządzenia budowy wzmocnionej w podziemiach kopalń metanowych wolno stosować tylko w pomieszczeniach „a" i „b" . W przypadku jeżeli stwierdzono stężenie metanu ( CHt) powyżej 1% urządzenia te należy wyłączyć spod napięcia

Dla innych przypadków zagrożenia wybuchem, oprócz podziemi kopalń metanowych, urządzenia te wolno stosować w pomieszczeniach i strefach zaliczonych do strefy Zl; Z2. Urządzenia tej budowy znajdują również zastosowanie do pomieszczeń i przestrzeni zaliczonych do strefy Z10 ; Zl 1 po dodatkowym spełnieniu warunków w zakresie stopnia ochrony osłony „BP".

2. Wymagania.

2.1. Materiały izolacyjne.

Podstawowe znaczenie dla bezpieczeństwa pracy urządzenia elektrycznego ma układ izolacyjny, w związku z czym materiałom izolacyjnym stawia się szereg wymagań w zakresie parametrów mechanicznych, elektrycznych, cieplnych oraz w zakresie technologii wykonania.

Materiały izolacyjne stosowane w urządzeniach budowy wzmocnionej muszą się charakteryzować następującymi własnościami:

niehigroskopijnością;
wytrzymałością udarową nie mniejszą jak 2xl0³Nm/m² ;
wytrzymałością cieplną wg Martensa >020K od maksymalnej temperatury pracy elementu wykonanego z danego materiału ( w przypadku gdy w/w element jest poddawany naprężeniom mechanicznym ), lub co najmniej równa temperaturze pracy ( o ile w/w element nie jest poddawany obciążeniom ).

Materiały izolacyjne powinny charakteryzować się określoną odpornością na prądy pełzające. W zależności od odporności na prądy .pełzające, materiały izolacyjne są podzielone na trzy grupy materiałowe:

I — materiały o najwyższej odporności jak porcelana, szkło ; II, Ula-materiały o najniższej odporności jak tworzywa sztuczne z organicznym wypełnieniem.

W zależności Dd zaliczenia danego elementu izolacyjnego do odpowiedniej grupy odporności na prądy pełzające, obowiązują określone odstępy izolacyjne po powierzchni materiału izolacyjnego oraz odstępy izolacyjne w powietrzu.

W tablicy nr 1 przedstawiono minimalne odstępy izolacyjne powierzchniowe i powietrzne. Wymagane wartości odstępów izolacyjnych powierzchniowych zależą od napięcia roboczego, odporności na prądy pełzające materiału izolacyjnego i kształtu powierzchni. Odstępy izolacyjne powierzchniowe dla gołych części przewodzących o różnych potencjałach powinny być takie jak w tablicy 1, lecz nie mniejsze niż 3mm dla połączeń zewnętrznych i powinny być określone w funkcji napięcia roboczego wskazanego przez producenta urządzeń.

Zasady konstrukcji urządzeń budowy wzmocnionej oraz metody badań urządzeń budowy wzmocnionej.

1. Wiadomości wstępne.

Budowa wzmocniona ( e) jest jednym z uznanych przez normy krajowe i normy europejskie rodzajów budowy przeciwwybuchowej urządzeń elektrycznych przeznaczonych do pracy w przestrzeniach (pomieszczeniach ) zagrożonych wybuchem. Wymagania w zakresie konstrukcji badań tych urządzeń są zawarte w normach PN-EN 5014; PN-EN 50019.

Budowę wzmocnioną można realizować dla całego urządzenia lub dla części urządzenia lub dla części urządzenia pod warunkiem, że nie występują w nich iskrzenia, łuki elektryczne, przyrosty temperatur, zdolne zapalić mieszaninę wybuchową określonej klasy temperaturowej ( grupy zapłonowej ) w normalnych, nieawaryjnych warunkach pracy . Środki konstrukcyjne dla „budowy wzmocnionej" mają w maksymalny sposób ograniczyć możliwość powstania stanów awaryjnych urządzenia lub części urządzenia, przy których mogłoby nastąpić zapalenie mieszaniny wybuchowej.

Budowa wzmocniona jest stosowana w praktyce do takich urządzeń lub części urządzeń jak:

skrzynki zaciskowe ( rozgałęźne, przyłączowe, szynowe) ;
silniki elektryczne krótkozwarte ;
transformatory;

stojany i wirniki silników pierścieniowych ( z wyłączeniem pierścieni ślizgowych, które muszą mieć inny rodzaj budowy przeciwwybuchowej );

. - oprawy oświetieniowe ( z wyłączeniem samych oprawek ) które muszą mieć budowę ognioszczelną;

akumulatory;
elektrozawory;
przyrządy pomiarowe.

Urządzenia budowy wzmocnionej w podziemiach kopalń metanowych wolno stosować tylko w pomieszczeniach „a" i „b" . W przypadku jeżeli stwierdzono stężenie metanu ( CH4 ) powyżej 1% urządzenia te należy wyłączyć spod napięcia.

Dla innych przypadków zagrożenia wybuchem, oprócz podziemi kopalń metanowych urządzenia te wolno stosować w pomieszczeniach i strefach zaliczonych do strefy Zl; Z2. Urządzenia tej budowy znajdują również zastosowanie do pomieszczeń i przestrzeni zaliczonych do strefy Z10 ; Zl 1 po dodatkowym spełnieniu warunków w zakresie stopnia ochrony osłony „IP".

Tablica 1 : Odstępy izolacyjne powierzchniowe i powietrzne.

Napięcie	Minimalny odstęp izolacyjny powierzchniowy			1 Minimalny odstęp
robocze U	Grupa materiałowa			izolacyjny
	I	n	ma	powietrzny
V	uiiil			rran
Z7<15	1,6	1,6 i	1,6	1,6
15<[/<30	1,8	1,8	1,8	1,8
3CK{7<60	2,1	2,6	3,4	2,1
60<£/<110	2,5	3,2	4	2,5
110<r/<175	3,2	4	5	3,2
175<f/<275	5	6,3	8	5
275<f/<420	8	10	12,5	6
420<f/<550	10	12,5	16	8
550<jy<750	12	16	20	10
750<J7<1100	20	25	32	14
1100<J/<2200	32	36	40	30
2200<£/<3300	40	45	50	36
3300<£/<4200	50	56	63	44
4200<£/<5500	63	71	80	50
5500<j[/6600	80	90	100	60
6600<f/8300	100	110	125	80
8300<£/<11000	125	140	160	100

Tablica 2 : Odporność materiałów izolacyjnych na prądy pełzające.

Grapa materiałowa	Porównawczy wskaźnik odporności na prądy pełzające
I	600<CTJ
U	400<CTJ<600
ma	175<CTJ<400

Grupy podane w tablicy 2 mają zastosowanie do części izolowanych bez żeber i rowków. Jeżeli występują żebra i rowki minimalne dopuszczalne odstępy izolacyjne powierzchniowe dla napięć roboczych do 1100V powinny być oparte na następnej wyższej grupie np. : na grupie I zamiast grupie II.

Zebra i rowki na powierzchni materiału izolacyjnego uwzględnia się przy określeniu odstępów izolacyjnych ( po powierzchni materiału izolacyjnego ) o ile ich wysokość ( głębokość ) i szerokość są większe od 3mm.

Uskoki na powierzchrńniateriału izolacyjnego mogą być uwzględnione, jeżeli każdy z odcinków uskoka jespKrótszy od 3mm.

Szczegółowe wymagania dla odstępów izolacyjnych określa norma PN-EN 50019 p 4.3 2.2. Skrzynki przyłączowe \ zaciski, łączenie przewodów ■

Skrzynki przyłączowe ( zaciskowe ) powinny być na tyle duże aby umożliwić łatwy dostęp i podłączanie przewodów elektrycznych.

We wnętrzu skrzynek przyłączowych, gdzie przewody elektryczne są przyłączane w miejscu eksploatacji dopuszcza się wyłącznie połączenia śrubowe (zaciski). Powinny one mieć pewną konstrukcję, uniemożliwiającą poluzowanie przewodu w czasie pracy. Niedopuszczalne są zaciski w których śruba wywiera nacisk bezpośrednio na żyłę przewodu elektrycznego.

Powyższe wymagania dotyczą również zacisków przewodów ochronnych.

W urządzeniach budowy wzmocnionej ( e ) dopuszcza się wyłącznie następujące sposoby

łączenia przewodów elektrycznych:

połączenia spawane,
połączenia lutowane spoiwem twardym,
połączenia gwintowe, karbowane lub klinowe,
połączenia lutowane spoiwem miękkim ( dla przewodów o przekroju do 2,5 mm², nieruchomych w czasie pracy, a w pozostałych przypadkach, gdy połączenie jest dodatkowo zabezpieczone przez zaciśnięcie żyły przewodu w tulejce lub wstępne owinięcie połączenia cienkim drutem miedzianym.

Wszystkie urządzenia z przyłączonymi na stałe przewodami ( kablami ) bez zakończeń powinny być oznakowane symbolem „X", aby wskazać potrzebę właściwego przyłączenia wolnego końca przewodu (kabla).

2.3.Temperatary dopuszczalne i przyrosty temperatur.

W czasie normalnej pracy urządzeń budowy wzmocnionej żaden z ich elementów nie może się nagrzewać do temperatur wynikających z klasy temperaturowej urządzenia, (np.dla temperatury T-2 urządzeń grupy II powyżej 300⁰ C).

Dla urządzeń grupy I maksymalna temperatura powierzchni powinna być wyszczególniona w jego dokumentacji zgodnie z p.23.2. normy PN-EN 50014 + AC.

2.4. Uzwojenia kołowane - czas nagrzewania uzwojeń [ tg 1.

Uzwojenia w urządzeniach elektrycznych budowy wzmocnionej powinny być poddawane impregnacji metodą kroplową, próżniową lub zanurzeniową. Nie dopuszcza się impregnacji przez natrysk lub malowanie. W przypadku stosowania środków do impregnacji rozpuszczalmkowych, proces impregnacji należy wykonać dwukrotnie. Uzwojenia z izolacją z zalew izolacyjnych lub żywic syntetycznych możemy uznać jako zainpregnowane. Materiały stosowane do Minowania uzwojeń i wykonania izolacji żłobkowej powinny być zabezpieczone przed pęcznieniem. Uzwojenia powinny być wyposażone w takie zabezpieczenia, aby w przypadku maksymalnego prądu, który może płynąć przez nie w czasie eksploatacji ( np. prąd rozruchowy silnika, prąd elektromagnesu przy zawieszonej zworze ) ,wyłączyły uzwojenie wcześniej niż osiągnie temperaturę niebezpieczną, tzn. taką która może spowodować samozapłon mieszaniny wybuchowej w otoczeniu łub uszkodzenie izolacji.

Wobec powyższego dla uzwojeń urządzeń elektrycznych budowy wzmocnionej ważny jest czas nagrzewania uzwojeń t_E .Główną grupę stanowią tutaj silniki asynchroniczne. W ich przypadku czas t& jest to czas który upływa od momentu kiedy zahamuje się wirnik silnika ( nagrzanego do maksymalnej temperatury mogącej wystąpić w czasie jego normalnej pracy), do chwili kiedy uzwojenie osiągnie temperaturę niebezpieczną, mogącą wywołać samozapłon lub uszkodzić izolację maszyny. Czas t_E jest określany dla każdego silnika elektrycznego budowy wzmocnionej i podawany na jego tabliczce znamionowej.

Zabezpieczenia silników budowy wzmocnionej muszą być tak dobrane, aby wyłączały silnik spod napięcia w czasie krótszym od czasu tg przy prądzie równym prądowi rozruchowemu silnika.

2.5. Wytrzymałość zwarciowa.

Części wiodące prąd muszą wytrzymać skutki termicznego i dynamicznego działania prądów zwarcia, jakie przez nie mogą płynąć.

2.6. Wprowadzenie kabla.

Wpusty kablowe nie powinny mieć ostrych krawędzi zdolnych do uszkodzenia kabla. Wpusty kablowe wraz z obudową do której są przymocowane, powinny zapewnić taki sam stopień ochrony, jaki jest wymagany dla obudowy.

W przypadku kabli giętkich punkt wejścia powinien mieć krawędź zaokrągloną w granicach kąta co najrjmiej 75 promieniem R, równym co najmniej jednej czwartej maksymalnej średnicy kabla dopuszczonego do wpustu.

Wpusty kablowe powinny być zaprojektowane w ten sposób aby po zainstalowaniu nie mogły być poluzowane ani zdemontowane bez pomocy narzędzia.

Minimalna średnica kabla, do którego nadaje się wpust kablowy Ex jest podana przez producenta.

Użylkownik powinien zapewnić , biorąc pod uwagę tolerancje, że minimalne wymiary kabla wybranego do użycia w uszczelnieniu kablowym są co najmniej równe podanym wartościom.

Monitorowanie atmosfery dla bezpieczeństwa pracowników

Pracownicy wielu zakładów przemysłowych narażeni sana różne rodzaje niebezpiecznych atmosfer. Wśród tych zagrożeń są : wybuchowe stężenia gazów lub par , gazy toksyczne, opary, pyły oraz atmosfery zbyt ubogie lub zbyt bogate w tlen.

Opiszemy niektóre techniki mierzenia tych zagrożeń oraz wymienimy zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa. Uznajemy że żadne poszczególne urządzenie łub technika nié mogą być doskonałym rozwiązaniem wszystkich tych problemów.

Głównym tematem tego opracowania będą gazy wybuchowe i przyrządy do ich wykrywania. Najwięcej katastrof i nieszczęść ludzkich spowodował metan CU*. Pierwszą zanotowaną katastrofą spowodowaną wybuchem metanu w roku 1812 w kopami Pełłings ( Anglia ) w której zginęło stu górników.

Charakterystyki gazów wybuchowych.

Metan jest gazem lżejszym od powietrza, nie ma smaku, zapachu ani barwy. Przy braku tlenu ma działanie duszące na organizm ludzki. Metan występuje w górotworze w postaci swobodnej i związanej z węglem .

Przez zapłon metanu rozumie się wybuch lub zapalenie się metanu .

Metan wybucha tylko w przedziale 4,9 do 15,4%, przy czym w powietrzu kopalnianym musi być wystarczająca ilość tlenu O2 co najmniej 12% . Poza tymi granicami jako gaz palny spala się niewybuchowo.

Najsilniejszy wybuch występuje w mieszaninie stechiometrycznej metanu tj. 9,5 % . Temperatura zapłonu wynosi 650 °C, temperatura początkowa wybuchu wynosi 1500 C , a temperatura maksymalna ( przy wyouchu stechiometrycznym ) 2650 C . Maksymalne ciśnienie wybuchu wynosi 650 N/m .

Prędkość czoła płomienia wynosi od 400m/s do 600m/s, a jeżeli wyrobisko jest zdeformowane, zatarasowane maszynami utrudniającymi przejście i tym podobne powoduje bardzo duże zwiększenie prędkości wybuchu, nawet powyżej 800m/s . Ogólnie biorąc wyrobiska duże dobrze utrzymywane bardzo poważnie zmniejszają zasięg i skutki ewentualnego wybuchu metanu.

Zapłon metanu może nastąpić przez :

ogrzanie mieszaniny do temperatury zapłonu 650 °C przy której powstaje reakcja łańcuchowa ;
przeniknięcia grupy rodnikowej do mieszaniny wybuchowej i wywołanie reakcji łańcuchowej.

Przy zapłonie metanu oprócz temperatury istotny jest czas trwania bodźca termicznego :

Temperatura °C lir Zapłon w sek
700 WÊ 1,4

750 3

825 0,67

925 0,5

1170 0,002

Granice wybuchowości metanu mogą przesunąć się w przypadku występowania pyłu węglowego. W praktyce kopalnianej przyjmuje się że występowanie metanu w zapylonym wyrobisku zawsze w bardzo istotny sposób podwyższa niebezpieczeństwo wybuchu g

Inicjały zapłonu metanu.

Wadliwie prowadzone roboty strzałowe,
Wady urządzeń elektrycznych,
Iskry elektryczne,
Iskry mechaniczne,
Zapłon metanu spowodowany elektrycznością statyczną. Zwalczanie zagrożenia wybuchami metanu sprowadza się do:

stosowania środków wentylacyjnych, polegających na niedopuszczaniu do występowania niebezpiecznych koncentracji metanu,
stosowania kontroli metanu umożliwiającej w przypadku wystąpienia zagrożenia wycofanie ludzi i wyłączenia urządzeń elektrycznych,
stosowanie odmetanowania złoża,
stosowanie cementacji skał w celu zamknięcia dopływu metanu,
klasyfikacji pomieszczeń i odpowiedniego dysponowania sprzętem elektrycznym w polach metanowych,
zwalczanie stropowych nagromadzeń metanu ,
rozeznanie i prognoza zagrożeń metanowych,
całkowity zakaz stosowania w kopalniach metanowych stopu aluminium oraz zwalczania zagrożeń iskrami od piaskowca poprzez zraszanie miejsca skrawania nożami urabiającymi kombajnów.

Czynniki wybuchu metanu

Na przebieg, zasięg i intensywność wybuchu metanu wpływają następujące czynniki:

skład mieszaniny wybuchowej i rozkład metanu w przekroju wyrobiska,
proporcjonalność między powierzchnią płomienia i ilością spalonego gazu,
ruch środowiska zapalczego i charakter tego ruchu,
rozprężenie spalonej mieszaniny gazowej i warunku tego rozprężenia,
miejsce zapalenia mieszaniny wybuchowej,
inicjału wybuchu,
obecność oporów w strefie wybuchowej,
wielkość przekroju i długości wyrobiska objętego mieszaniną wybuchową metanu,
możliwy rezonans kolumny gazowej .

Wodór H? - jest gazem bez zapachu ₃ bez smaku i barwy . W atmosferze korjałnianej powstaje tylko w trakcie aktywnego gaszenia pożarów wodą (podsadzka hydrauliczna ) jest gazem bardzo niebezpiecznym, wybucha w granicach 4% - 75%.

Tlenek węgla CO jest gazem bezbarwnym l bez zapachu i smaku . Jest nieco lżejszy od powietrza. Jest produktem niecałkowitego spalania. Tworzy się w kopalniach węgla w

normalnych warunkach w bardzo małych stężeniach. W większych ilościach powstaje wszędzie tam gdzie zachodzi proces palenia przy utrudnionym dostępie tlenu. Tlenek węgla jest najniebezpieczniejszym gazem dla górników, spowodował wiele katastrof górniczych \

Należy pamiętać o acetylenie który jest zwożony na dół kopalni i z powietrzem tworzy mieszaniny wybuchowe.

Granica wybuchowości dla acetylenu wynosi 2,3 % - 82 %.

Granice wybuchowości gazów dla kopalni i powierzchni,

Są to zakresy stężeń danej substancji w roztworze gazowym w którym pod wpływem bodźca zewnętrznego następuje wybuch.

Granice wybuchowości zależą od temperatury gazów i ciśnienia.

Iskra, ciepło łub płomień

Należy pamiętać, że gdy stężenia gazu lub par rośnie powyżej górnej granicy wybuchowości dla dowolnego gazu wybuchowego , atmosfera nie może być używana za bezpieczną. Wynika to z faktu § iż w niektórych miejscach bogata atmosfera może być szybko rozproszona i stężenie gazu spadnie do przedziału między DGW i GGW dla danego gazu .

Płvnv eksploatacyjne stosowane na dole kopalni

takie jak olej pędny ( kolejki Sharff), nafta, toluen i inne płyny wystawione na powietrze parują. Hość uwolnionych par rośnie wraz z temperaturą płynu . Punktem zapłonu płynu łatwopalnego jest minimalna temperatura, przy której wytwarza się wystarczająca ilość par,. która nad powierzchnią płynu tworzy z powietrzem mieszaninę zapalną. Punkty zapłonu są bardzo zmienne g tak samo jak potencjalne zagrożenia.

Uwaga: Granice wybuchowości poszczególnych gazów różne źródła ( różni badacze ) określają je w różny sposób, nie wskazując jakich warunków one dotyczą.

Dla przemysłu polskiego zobowiązującym jest Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych z dnia 3 listopada 1992 roku w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków i innych obiektów budowlanych i terenów. W tabeli nr 2 wyżej wymienionego Rozporządzenia podano obowiązujące granice wybuchowości dla palnych gazów, par i cieczy. Dla przykładu podamy wybrane z tabeli nr 2 gazy:

Acetylen-2,3 %- 82%

Metan-4,9%- 15,4% Tlenek węgla - 12,5 % J 75 % Siarkowodór - 4,3 % - 45,5 %

Wodór - 4,0 % - 75,0 %

Przyrządy pomiarowe do pomiaru metanu yinar .gazów wybuchowych ^li^m

Przyrządy interferencyjne
Katalitycznego spalania metanu ( CAT )
Promieni podczerwieni (JR)

Wyżej wymienione systemy pomiarów gazów wybuchowych i palnych zabudowane są w przyrządach t.z. indywidualnych.

Podstawą zabezpieczenia pomieszczeń dołowych kopami jest metanometria automatyczna. Jest ona wyposażona w metanomierze wielofunkcyjne typu MW - 1 . Są to przyrządy przeznaczone do kontroli stężenia metanu w atmosferze kopalnianej. Działa na zasadzie katalitycznego spalania metanu. Przystosowany jest do pracy samodzielnej oraz współpracującej z centralami metanometrii łub rejestratorami. Zakres pomiaru 0,3 % - 5 % CH4 - praca ciągła.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Automatyzacja procesów produkcyjnych i Technologia maszyn
Automatyzacja procesów produkcyjnych i Technologia maszyn
sprawko-badanie silnika(1), Semestr 5, Automatyzacja i robotyzacja procesu produkcji
Sieć Modbus- podstawowe parametry, ►Studia, Semestr 8, Automatyzacja procesów przemysłowych
Sprawozdanie Badanie elementów przełączających i czujników przesunięć(1), Semestr 5, Automatyzacja i
pytania na egzamin- automaty, Semestr 5, Automatyzacja i robotyzacja procesu produkcji
automatyka egzam, Semestr 5, Automatyzacja i robotyzacja procesu produkcji
Form 012pres fil wyw CV-A, Walidacja przemysł, Kwalifikacja i walidacja urzadzen procesow produkcyjn
Zagadnieniana kolokwium, Automatyka i robotyka air pwr, VI SEMESTR, Automatyzacja procesów przemysło
sprawko arduino(1), Semestr 5, Automatyzacja i robotyzacja procesu produkcji
Odchyłka 1, Walidacja przemysł, Kwalifikacja i walidacja urzadzen procesow produkcyjnych, IQ, Wentyl
IQ Wentylacja Lista odchyłek, Walidacja przemysł, Kwalifikacja i walidacja urzadzen procesow produkc
Protokół PQ, Walidacja przemysł, Kwalifikacja i walidacja urzadzen procesow produkcyjnych, Wykład 2
Rozwiazanie, Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych
Sprawozdanie Badanie silnika indukcyjnego trójfazowego – klatkowego(1), Semestr 5, Automatyzacja i r
strony inter, ZiIP Politechnika Poznańska, Automatyzacja i Robotyzacja Procesów Produkcyjnych - BULA
sciaga roboty, Automatyka i Robotyka, Semestr II, Podstawy Robotyzacji Procesów Produkcji
Form 011-16d, Walidacja przemysł, Kwalifikacja i walidacja urzadzen procesow produkcyjnych, IQ, Went
Form 012czuj temp powr CV-A, Walidacja przemysł, Kwalifikacja i walidacja urzadzen procesow produkcy

więcej podobnych podstron