ELEKTROENERGETYCZNE URZĄDZENIA

PRZECIWWYBUCHOWE

Wykonała:

Barbara Warelis

Mówiąc o elektrycznych urządzeniach przeciwwybuchowych należy zacząć od ochrony IP pojęcia które będzie się wielokrotni wymieniane w związku z tymi urządzeniami.

Ochrona przed porażeniem elektrycznym

Dotyczy to ryzyka tzw. pośredniego kontaktu, po-

wstałego w wyniku uszkodzenia izolacji pomiędzy

elementami będącymi pod napięciem a uziemie-

niem danego urządzenia.

Norma IEC 536 określa w tym zakresie cztery nastę-

pujące kategorie:

Kategoria 0 — Izolacja typu pojedynczego; brak

możliwości podłączenia części metalowych urzą-

dzenia normalnie nie będących pod napięciem

elektrycznym do przewodu ochronnego uziemienia

(wyposażenie elektryczne tego rodzaju zabronione

jest nawet w strefach bez niebezpieczeństwa wybu-

chu)

· Kategoria 1 — Izolacja typu pojedynczego;

obowiązkowa obecność zacisku uziemiającego do

którego winny być podłączone części metalowe

mogące znaleźć się pod napięciem w wyniku

uszkodzenia izolacji.

· Kategoria 2 —Izolacja typu podwójnego lub izo-

lacja wzmocniona oznakowana przez dwa współśrodkowe

kwadraty (symbol międzynarodowy).

Kategoria 3 — Dostarczone wyposażenie prze-

znaczone jest do pracy przy napięciu nie przekra-

czającym wartości granicznych bardzo niskiego na-

pięcia (VLV) i nie posiada żadnych obwodów we-

wnętrznych lub zewnętrznych pracujących przy na-

pięciu wyższym od tych wartości granicznych.

Ponadto artykuł 13 normy EN 50 014 określa, że

każde wyposażenie przeznaczone do pracy w at-

mosferach wybuchowych powinno mieć przynaj-

mniej jedną z możliwości tj. podłączenie do prze-

wodu uziemienia ochronnego lub do systemu uzie-

mienia ekwipotencjalnego.

Kategorie 2 i 3, jak wynika z przedstawionych po-

wyżej określeń, nie wprowadzają żadnych dodatko-

wych zabezpieczeń odnośnie ryzyka wybuchu.

Ochrona przed udarami mechanicznymi

Tabela poniżej przedstawia oddziaływanie udarów

mechanicznych (w dżulach) dla wyposażenia Grupy

II. Jest to wyciąg z normy EN 50 014 (wydanie 2-gie)

50 mm

Stopnie ochrony dla obudów wyposażenia

elektrycznego zgodnie z normamiIEC 529 i EN 60529.

1.Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe

Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe ze względu na rodzaj budowy dzieli się na urządzenia:

1) z osłoną ognioszczelną,

2) iskrobezpieczne,

3) o budowie wzmocnionej,

4) z osłoną cieczową,

5) z osłoną przewietrzną lub gazową z nadciśnie­niem,

6) z osłoną piaskową.

2. KLASYFIKACJA

Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe dzieli się w zależności

od przeznaczenia na dwie grupy:

grupa I — urządzenia górnicze przeznaczone do pod­ziemnych wyrobisk górniczych kopalń zagrożonych wy­buchem metanu i pyłu węglowego,

grupa II — urządzenia przeznaczone do instalowania w pomieszczeniach i przestrzeniach zewnętrznych.

Urządzenia grupy II w osłonach ognioszczelnych i w wykonaniu iskrobezpiecznym dzieli się na pod­grupy: II A, II B, II C.

Klasyfikację urządzeń elektrycznych na podgrupy po­dano w normach na poszczególne rodzaje budowy przeciwwybuchowej.

Podział na podgrupy przeprowadzono w zależności od granicznego eksperymentalnego prześwitu dla urzą­dzeń z osłoną ognioszczelną oraz minimalnego prądu zapalającego dla urządzeń w wykonaniu iskrobezpiecz­nym.

3 . Wybrane wymagania.

Elementy mocujące

Części obudowy zapewniające przeciwwybu-chowość lub zabezpieczające przed dostępem do niei-zolowanych części znajdujących się pod napięciem po­winny być w sposób konstrukcyjny tak rozwiązane aby ich demontaż był możliwy tylko za pomocą spe­cjalnych narzędzi.

Jeżeli w normach na poszczególne rodzaje bu­dowy przeciwwybuchowej wymagane jest stosowanie zamknięć specjalnych, których otwarcie jest możliwe przy użyciu specjalnych narzędzi, to zamknięcia te po­winny składać się:

1) ze śrub lub sworzni ze łbami i nakrętkami sześ­ciokątnymi, pięciokątnymi, trójkątnymi, sektorowymi lub innymi, bez nacięć,

2) z gniazd ochronnych lub wgłębień wokół każdego łba śruby lub nakrętki na całej wysokości i co najmniej 2/3 obwodu.

Jeżeli zamiast gniazd są stosowane pierścienie ochronne, to powinny one być częścią składową obu­dowy albo w sposób dostatecznie wytrzymały połączo­ne z obudową lub między sobą tak, aby nie można było ich usunąć.

Nie jest wymagane stosowanie gniazd ochron­nych lub wgłębień dla śrub i nakrętek o wymiarach powyżej. M 16 w urządzeniach elektrycznych grupy II i M24 w urządzeniach elektrycznych grupy I, a także śrub i nakrętek, do których nie ma swobodnego do­stępu.

W urządzeniach elektrycznych grupy I do mo­cowania elementów często demontowanych należy uży­wać śrub zabezpieczonych przed wypadaniem. Mini­ malna średnica śrub lub innych elementów mocujących w urządzeniach elektrycznych grupy I powinna wyno­sić co najmniej 6 mm, zaś w aparaturze kontrolno--pomiarowej i urządzeniach automatyki co najmniej 5 mm.

Wymaganie wg 4.2.4 nie dotyczy urządzeń elektrycznych, jeżeli elementy mocowane nie są demon­towane w warunkach eksploatacji lub jeżeli są one za­bezpieczone przez zalanie zalewą, plombowaniem itp.

Śruby, nakrętki i pozostałe elementy mocujące powinny być zabezpieczone przed samoodkręceniem się, za pomocą podkładek sprężystych, przeciwnakrę-tek lub innymi równoważnymi sposobami.

Zaciski przyłączowe

Urządzenie elektryczne powinno mieć zaciski przyłączowe znajdujące się w wydzielonej skrzynce za­ciskowej lub bezpośrednio w osłonie urządzenia prze­ciwwybuchowego, służące do połączenia urządzenia z siecią zewnętrzną.

Sposób umiejscowienia zacisków przyłączowych po­dają normy na poszczególne rodzaje budowy przeciw­wybuchowej.

Urządzenia elektryczne grupy II i ruchome urządzenia elektryczne grupy I można wykonać

z za­montowanym na stałe odcinkiem przewodu o odpo­wiedniej długości.

Skrzynki zaciskowe powinny zapewniać sto­pień ochrony IP54 wg PN-92/E-08106.

Inne stopnie ochrony dopuszcza się wówczas, jeżeli

podane są w normach na poszczególne rodzaje budo­wy urządzeń przeciwwybuchowych lub w normach przedmiotowych na urządzenia.

Zaciski przyłączowe powinny być oznaczone, jeżeli istnieje możliwość nieprawidłowego podłączenia doprowadzonych przewodów.

Podłączenie przewodów powinno być tak wy­konane, aby połączenie elektryczne w miejscu przy­łączenia nie ulegało pogorszeniu w czasie długotrwa­łej eksploatacji na skutek zużycia, zmian wymiarów izolatorów lub wibracji.

Przenoszenie nacisku styków aa pośrednic­twem materiału nieceramicznego jest niedopuszczalne. Gdy przenoszone są naciski połączenia stykowego za pośrednictwem ceramicznych materiałów izolacyjnych, należy uwzględnić różnicę rozszerzalności cieplnej ma­teriału izolacyjnego i elementów przewodzących prąd.

W urządzeniach elektrycznych grupy I mini­malna średnica śrub zaciskowych do podłączenia żył zewnętrznych przewodów lub kabli powinna wynosić co najmniej 6 mm.

W aparaturze kontrolno-pomiarowej, aparaturze ste­rowniczej, a także w urządzeniach rzadko przyłącza­nych dopuszcza się mniejsze wymiary śrub zacisko­wych.

Zaciski przyłączowe i sworznie przepustowe oraz ich izolatory powinny być tak mocowane, aby nie nastąpiło ich przekręcenie pod wpływem momentów skręcających

Wymagania dodatkowe dla maszyn elektrycznych wirujących

Wentylatory zewnętrzne maszyn elektrycznych-wirujących powinny być zabezpieczone osłonami o stop­niu ochrony wg PN-92/E-08106 nie niższym niż:

1) IP20 — od strony wejścia powietrza,

2) IP10 — od strony wyjścia powietrza. Maszyny elektryczne wirujące pracujące pionowo na­leży dodatkowo chronić przed wpadaniem obcych ciał. Dla maszyn grupy I stopień ochrony IP10 dopuszcza się tylko w przypadku, gdy otwory rozmieszczone są w ten sposób, że obce ciała o wymiarach większych niż 12 mm nie mogą wpadać na ruchome części ma­szyny, przy pionowym spadaniu lub przy wibracji.

Wentylatory oraz osłony zabezpieczające wen­tylatory powinny być wytrzymałe mechanicznie i umo­cowane w taki sposób, aby nie nastąpiła ich deforma­cja lub przemieszczenie, które mogłyby doprowadzić do uderzeń lub tarć części wirujących z częściami nie­ruchomymi.

W stanie normalnej pracy, szczelina między wentylatorem zewnętrznym, osłoną zabezpieczającą i elementami mocującymi powinna wynosić co najmniej '/ioo maksymalnej średnicy wentylatora, lecz nie mniej niż l mm.

Zewnętrzne wentylatory w maszynach elek­trycznych wirujących grupy II mogą być wykonane ze stopów lekkich, w których zawartość magnezu nie prze­kracza 6 % w stosunku wagowym.

Rezystancja powierzchniowa elektryczna ma­teriałów na zewnętrzne wentylatory wykonane z two­rzyw sztucznych (zmierzona metodą podaną w załącz­niku 4) nie powinna być większa niż l GH, z wyjąt­kiem wentylatorów elektrycznych urządzeń grupy II, których prędkość obwodowa nie przekracza 50 m/s. Wyższa wartość rezystancji jest dopuszczalna, jeżeli wentylatory spełniają wymagania

Wymagania dodatkowe dotyczące aparatów łącze­niowych i przełączników sterowniczych

Aparaty łączeniowe i przełączniki sterownicze powinny spełniać następujące wymagania:

1) powinny mieć wyraźnie oznaczone położenia „za­łączony, wyłączony".

2) nie dopuszcza się wyłączników mocy oraz odłącz­ników prądu stałego, których styki są zanurzone w ole­ju; stosowanie wyłączników mocy oraz odłączników dla prądu przemiennego w urządzeniach elektrycznych grupy I o napięciu do 1200 V, których styki znajdują się w oleju jest zabronione, z wyjątkiem urządzeń elek­trycznych na napięcie 1200 V, w których każdy bie­gun wykonany jest oddzielnie, zaś ilość oleju przypa­dająca na każdy biegun nie przekracza 5 dm³,

3) wyłączniki lub przyciski sterownicze stosowane w sieciach sygnalizacyjnych lub oświetleniowych na na­pięcie do 250 V i prądzie do 10 A mogą mieć budo­wę wzmocnioną, jeżeli części iskrzące chronione są osłoną ognioszczelną (np. styki łączeniowe znajdują się w osłonie ognioszczelnej), zaś materiały izolacyjne ma­ją odporność na prądy pełzające co najmniej 50 kro­pel przy napięciu 500 V,

4) zdejmowalne rękojeści nastawników należy tak wykonać, aby ich zdjęcie było możliwe tylko w stanie wyłączenia urządzenia,

5) odłącznik powinien zawsze jednocześnie wyłączyć wszystkie bieguny; stan położenia odłącznika powinien być widoczny z zewnątrz.

6) odłączniki powinny mieć blokadę z wyłącznikami lub konstrukcja napędu odłącznika powinna wykluczyć nieprawidłowe ich załączenie; za wystarczające uznaje się zastosowanie rygli zwalnianych za pomocą specjal­nych narzędzi (wymaganie to nie dotyczy odłączników przewidzianych do pracy, jako wyłączniki mocy lub wyłączników silnikowych).

4. Wybrane metody badań.

Badania pełne (próba typu) powinny określić czy spełnione są wymagania niniejszej normy i odpo­wiednich norm na poszczególne rodzaje budowy prze­ciwwybuchowej .

Dla wydania orzeczenia o przeciwwybucho-wości urządzenia elektrycznego wraz z dodatnim wyni­kiem jego badań sprawdzających przeciwwybucho-wość należy spełnić następujące warunki:

1) urządzenia elektryczne powinny być wykonane zgodnie z dokumentacją techniczną uzgodnioną ze sta­cją badawczą,

2) warunki produkcji i system kontroli producenta powinien zapewniać spełnienie wymagań przewidzia­nych w normach na elektryczne urządzenia przeciwwy­buchowe.

Badania pełne (próba typu)

Badania pełne należy przeprowadzić po zakoń­czeniu prac konstruktorskich na egzemplarzach wyko­nanych według przyjętej technologii.

Powtórne badania pełne należy przeprowadzić:

1) jeżeli dokonane zmiany w zatwierdzonej konstruk­cji lub zastosowanym materiale mają wpływ na bez­pieczeństwo przeciwwybuchowe urządzeń elektrycz­nych,

2) po upływie ustalonego terminu lub po wyprodu­kowaniu określonej liczby urządzeń.

Zakres powtórnych badań ustala upoważniona stacja badawcza.

Przy badaniach pełnych niezależnie od rodza­ju budowy należy w pierwszej kolejności przeprowa­dzić sprawdzenie dokumentacji technicznej a następnie sprawdzenie zgodności urządze­nia z dokumentacją techniczną.

Po zakończeniu tych badań z wynikiem dodatnim należy przeprowadzić dalsze badanie urządzenia zgod­nie z wymaganiami niniejszej normy oraz odpowied­nich norm na poszczególne rodzaje budowy przeciw­wybuchowej.

Przy sprawdzeniu dokumentacji technicznej upoważniona stacja badawcza określa, czy przeciwwy­buchowa konstrukcja urządzenia spełnia wszystkie wy­magania niniejszej normy i odpowiednich norm na poszczególne rodzaje budowy przeciwwybuchowej. Pro­ducent powinien przedstawić upoważnionej stacji ba­dawczej dokumentacj

Badania niepełne (próba wyrobu)

mają na celu sprawdzenie jakości wykonania urządzenia oraz stwier­dzenie, że dany wyrób odpowiada w zupełności jakości wyrobu, który otrzymał atest stacji badawczej w wy­niku przeprowadzonych badań pełnych.

Badania niepełne przeprowadza kontrola techniczna wytwórcy.

Badania kontrolne poremontowe.

Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe, które po naprawie ma­ją być eksploatowane w strefach zagrożonych wybu­chem, naprawa obejmowała części urządzenia zapew­niające jego przeciwwybuchowość, powinny być podda­ne badaniom kontrolnym poremontowym wg wyma­gań norm na poszczególne rodzaje budowy przeciw­wybuchowej. W przypadku dokonania w czasie remon­tu zmian naruszających postanowienia norm na po­szczególne rodzaje budowy przeciwwybuchowej, rodzaj i zakres badań należy ustalić ze stacją badaw­czą.

Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe z osłoną ognioszczelną

l. WYMAGANIA TECHNICZNE

Materiał

Części tworzące osłonę ognioszczelną powinny być wykonane z materiałów, zapewniających w czasie eksploatacji zachowanie wymiarów złączy ognioszczel-nych 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.

Materiały na spoiwa do łączenia i uszczelniania ele­mentów osłony ognioszczelnej powinny być chemicznie stabilne i obojętne oraz niewrażliwe na wpływy ze­wnętrzne, np. wodę, olej, rozpuszczalniki, lub powinny być skutecznie zabezpieczone przed tymi wpływami. Ponadto materiały te powinny być stabilne termicznie dla maksymalnych temperatur mogących wystąpić w eksploatacji. Za termicznie stabilny uważa się taki ma­teriał, którego dopuszczalna temperatura przekracza o 20°C maksymalną temperaturę, mogącą wystąpić w warunkach znamionowych.

Wytrzymałość mechaniczna osłony

Osłona ognioszczelna 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 ognioszczel-nych, w których występuje zjawisko spiętrzenia ciśnie­nia.

Grubość ścianek osłony

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

Grubość kołnierzy, średnice mocujących śrub oraz odległość między nimi należy przyjąć w zależności od wytrzymałości mechanicznej osłony.

Dla urządzeń elektrycznych grupy I, dla których wymagane jest badanie w stanie zwarcia, zaś napięcie ich wynosi od 220 do 1140 V przy wolnej przestrzeni osłoniętej mniejszej niż 10 000 cm³ lub napięcie jest większe niż 1140 V, grubość ścianek w zależności od warunków nagrzewania powinna wynosić:

1) dla osłon ze stali — nie mniej niż 4 mm (dla stali walcowanej należy przyjąć znamionową grubość arku­sza),

2) dla osłon z żeliwa — nie mniej niż 6 mm. Dla urządzeń elektrycznych na napięcie od 220 do 1140 V, których wolna przestrzeń osłonięta jest większa niż 10 000 cm³, grubość ścianek ze stali powinna wyno­sić nie mniej niż 3 mm (dla stali walcowanej należy przyjąć znamionową grubość arkusza).

Przykładowe elementy - wymagania

Złącza ognioszczelne gwintowe

W gwintowanym złączu ognioszczelnym należy sto­sować gwint metryczny średniodokładny Skok gwintu nie powinien być mniejszy niż 0,70 mm. Złącze gwintowe powinno zawie­rać co najmniej 5 pełnych zwojów gwintu, a długość złącza mierzona wzdłuż osi nie powinna być mniejsza od wartości podanych w tabl. 5.

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

Złącza gwintowe powinny być zabezpieczone przed-samoodkręceniem.

Dhigość złącza gwintowego

Wolna przestrzeń osłonięta V cm^3	Długość złącza gwintowego mm
do 100 ponad 100	5 8

l — wnętrze osłony, 2 — uszczelki, 3 — uszczelka metalowa lub w obramowaniu metalowym, L — długość szczeliny ognioszczelnej, F — sfazowanie krawędz

Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe iskrobezpieczne

WYMAGANIA TECHNICZNE

Wymagania ogólne

Obwody iskrobezpieczne dzieli się na trzy ka­tegorie.

Tablica

Nie osłonięte normalnie iskrzące styki	Liczba uszkodzeń w awaryjnych stanach pracy w zależności od kategorii iskrobezpieczeństwa
		a	•b	C
nie występują	dowolna kombinacja dwóch usz­kodzeń,	jedno uszko­dzenie
występują	dowolna licz­ba uszkodzeń	dowolna kombinacja dwóch usz­kodzeń

Iskrobezpieczne obwody urządzeń każdej z wymie­nionych w tabl. l kategorii

w normalnych i awaryj­nych stanach pracy powinny mieć współczynnik iskro­bezpieczeństwa nie mniejszy niż 1,5.

W normalnych i awaryjnych stanach pracy temperatura powierzchni elementów konstrukcyjnych obwodów iskrobezpiecznych umieszczonych w prze­strzeni zagrożonej wybuchem nie powinna przekraczać wartości wg PN-83/E-08110.

Do wykonywania połączeń wewnątrz urządzeń można stosować przewód linkowy, jeżeli prąd płynący w dowolnym stanie pracy nie spowoduje rozżarzenia jednego z przewodów linki lub nagrzanie i przepalenie jednego przewodu nie spowoduje zapalenia mieszaniny wybuchowej.

Bezpiecznik topikowy służący do zabezpiecze­nia elementów obwodów iskrobezpiecznych powinien być oznakowany przez podanie prądu znamionowego na bezpieczniku lub obok niego.

Przykładowe elementy - wymagania

Elementy zapewniające iskrobezpieczeństwo

Jako ograniczniki prądu lub napięcia należy stosować:

l) rezystory,

2) kondensatory hermetyczne lub zalewane (z wyjąt­kiem kondensatorów elektrolitycznych i tantalowych),

3) elementy półprzewodnikowe,

4) bariery ochronne wg 1.12,

5) dławiki.

Jako boczniki należy stosować:

1) kondensatory hermetyczne lub zalewane (z wyjąt­kiem kondensatorów elektrolitycznych i tantalowych),

2) nieliniowe rezystory i kondensatory,

3) elementy półprzewodnikowe,

4) zwarte uzwojenia lub zwoje,

5) rezystory.

Jako elementy zapewniające iskrobezpieczeń­stwo dopuszcza się wykorzystać elementy urządzenia, które spełniają wymagania wg rozdz. l.

Elementy zapewniające iskrobezpieczeństwo powinny stanowić jedną całość z elementem chronio­nym i przewodami łączącymi, np. powinny być: zalane utwardzalną zalewą, umieszczone w zaprasowanej, za-lutowanej lub zanitowanej obudowie albo tak podłą­czone, aby ich uszkodzenie powodowało odłączenie zabezpieczanego obwodu.

Elementy zapewniające iskrobezpieczeństwo oraz ele­menty chronione, w których mogą wystąpić prądy lub napięcie nieiskrobezpieczne, powinny mieć odpowiedni rodzaj budowy przeciwwybuchowej.

Półprzewodnikowe boczniki i ograniczniki (równoległe) powinny być podwojone, aby iskrobezpie­czeństwo obwodu nie zostało obniżone po odłączeniu jednego z nich lub powinny być podłączone tak, aby odłączenie jednej gałęzi spowodowało odłączenie całe­go obwodu zabezpieczanego. Diody włączone w ukła­dzie mostkowym należy uważać jako bocznik podwo­jony.

W urządzeniach zainstalowanych na zewnątrz przestrzeni zagrożonej wybuchem lub w urządzeniach innego rodzaju budowy przeciwwybuchowej wg PN-83/ E-08110, elementy zapewniające iskrobezpieczeństwo mogą być umieszczone oddzielnie od elementu lub ob­wodu chronionego, lecz w taki sposób, aby ich uszko­dzenie lub pominięcie było niemożliwe.Ponadto należy konstrukcyjnie zabezpieczyć przed uszkodzeniem przewody łączące elementy zapewniające iskrobezpieczeństwo z elementami lub obwodami chro­nionymi, np. wykluczyć możliwość połączenia obwodu iskrobezpiecznego, w któryrą nie ma elementów zapew­niających iskrobezpieczeństwo z metalową obudową urządzenia.

Miejsce połączeń elementów zapewniających iskro­bezpieczeństwo z elementami lub obwodami chronio­nymi powinno:

— wytrzymywać prąd zwarcia obwodu,

— wytrzymywać mogące wystąpić obciążenia mecha­niczne,

— być wykonane tak, aby przerwanie przewodu łą­czącego element zabezpieczający z obwodem chronio­nym powodowało przerwanie tego obwodu.

Przykładowe badania

METODY BADAŃ

Wymagania ogólne

Urządzenia elektryczne należy poddać bada­niom zgodnie z wymaganiami PN-83/E-08110.

Urządzenia iskrobezpieczne spełniające wyma­gania ogólne zawarte w PN-83/E-08110 należy pod­dać badaniom typu.

Badania typu obejmują:

— badanie wstępne,

— badanie iskrobezpieczeństwa,

— badanie wytrzymałości izolacji,

— badanie nagrzewania,

• sprawdzenie wykonania i konstrukcji.

Badania wstępne

. Badania wstępne obejmują sprawdzenie zgod­ności wykonania urządzenia z dokumentacją, analizę układów elektrycznych, określenie stanów awaryjnych oraz określenie warunków sprawdzenia iskrobezpieczeń­stwa na iskierniku

Podczas oględzin przedstawionego do badań urządzenia wykonuje się pomiary parametrów elek­trycznych i porównuje się je z wartościami podanymi w dokumentacji. W uzasadnionych przypadkach do dokumentacji wprowadza się konieczne zmiany.

Badania iskrobezpieczeństwa

Badania przeprowadza się za pomocą iskier-nika, który powoduje zwieranie i rozwieranie bada­nych obwodów w mieszaninie gazów wybuchowych.

Badanie wytrzymałości izolacji

Badanie przeprowadza się napięciem prze­miennym sinusoidalnym o częstotliwości 48 do 62 Hz z transformatora o mocy wyjściowej nie mniejszej niż 500 V • A. Napięcie probiercze należy równomiernie zwiększać do określonej wartości w czasie nie mniej­szym niż 10 s, a następnie utrzymywać na tym pozio­mie przez czas nie mniejszy

niż 60 s.

Po zakończeniu badania w celu uniknięcia przepięć należy napięcia stopniowo obniżać, a następ­nie odłączyć.

Badanie nagrzewania

Badanie to ma na celu sprawdzenie wymagań lub w przypadku ich niespełnienia należy doświadczalnie sprawdzić, że określone elementy urzą­dzenia nie są w stanie spowodować zapalenia miesza­niny wybuchowej.

Badaniom na nagrzewanie nie poddaje się elemen­tów urządzeń umieszczonych poza przestrzenią zagro­żoną wybuchem lub mających inne zabezpieczenie przeciwwybuchowe, np. elementy urządzenia umiesz­czone są w osłonie ognioszczelnej.

Transformatory zasilające obwody iskrobez-pieczne powinny być badane na odporność na zwar­cia. Przyrost temperatury dowolnego miejsca transfor­matora spowodowany zwarciem dowolnego uzwojenia lub wszystkich uzwojeń wtórnych nie powinien prze­kraczać wartości dopuszczalnej dla klasy zastosowanej izolacji. W czasie badań uzwojenia wtórne należy zew­rzeć zaś stronę pierwotną transformatora należy zasilić napięciem znamionowym. Uzwojenia wtórne transfor­matorów warunkowo odpornych na zwarcia należy przeciążyć tak, aby po stronie pierwotnej płynął prąd zadziałania zabezpieczenia wg 1.9.6. Badanie należy prowadzić przez 6 h lub do momentu uszkodzenia uzwojenia w zależności od tego, który czas jest krótszy. Dopuszcza się zwarcie uzwojenia pierwotnego lub wtór­

Sprawdzenie wykonania i konstrukcji

Należy sprawdzić zgodność wykonania i. kon­strukcji obudowy z dokumentacją, obecność zamknięć specjalnych komory (plomb), cechowania, oznaczenia uziemienia, tabliczki -znamionowej oraz wymaganych napisów.

W skrzynkach przyłączowych należy spraw­dzić:

— niezamienność złączy,

— obecność plomb, zamknięć specjalnych komory,

— wartość odstępów izolacyjnych między zaciskami obwodów iskrobezpiecznych i nieiskrobezpiecznych, między zaciskami obwodów iskrobezpiecznych i uzie­mieniem oraz obwodów iskrobezpiecznych nie połączo­nych galwanicznie między sobą,

— oznaczenie zacisków,

— jakość montażu.

W źródłach zasilania (elektrochemicznych) na­leży sprawdzić:

— typ,

— parametry znamionowe,

— zalanie zalewą elektroizolacyjną rezystora ogra­niczającego,

• obecność tabliczki zawierającej typ źródła, znak producenta, napięcie źródła i prąd zwarcia.

• W transformatorach należy sprawdzić:

— obecność zabezpieczenia prądowego w uzwojeniu pierwotnym,

— połączenie ekranu z zaciskiem uziemiającym,

— prawidłowość rozmieszczenia wyprowadzeń uzwo­jeń iskrobezpiecznych i nieiskrobezpiecznych,

— w przypadku występowania boczników i ogranicz­ników ich typ, parametry znamionowe, prawidłowości połączeń i zalewania,

— dane na tabliczce znamionowej transformatora

Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe o budowie wzmocnionej

Wybrane wymagania

Ochrona przed dotknięciem oraz przed wnikaniem obcych ciał i wody

. Izolowane części urządzenia elektrycznego znajdujące się pod napięciem powinny mieć obudowę o stopniu ochrony co najmniej IP44 wg PN-92/E-08106.

Nie izolowane części urządzenia elektrycznego znajdujące się pod napięciem powinny mieć obudowę o stopniu ochrony co najmniej IP54 wg PN-92/E-08106.

Niższy stopień ochrony dopuszcza się dla urządzeń dla których warunki eksploatacyjne nie stawiają tak wysokich wymagań, np. dla urządzeń pracujących w pomieszczeniach, gdzie nie występuje pył i zapewniony jest stały przegląd.

Przezroczyste elementy lamp oświetleniowych i okna wziernikowe o powierzchni do 20 cm² należy wykonać ze szkła organicznego o grubości co najmniej 3 mm lub ze szkła nieorganicznego o grubości co najmniej 5 mm. Wokół elementu przezroczystego powinna być krawędź ochronna o wysokości i szerokości co najmniej 4 mm. Jeżeli powierzchnia elementu przezroczystego jest więk­sza niż 20 cm², wówczas jego grubość należy dobrać tak, aby element przezroczysty wytrzymywał energię uderzenia.

Materiały izolacyjne

Na elementy wsporcze dla części nie izolowa­nych znajdujących się pod napięciem nie dopuszcza się stosowania materiałów higroskopijnych, np. drewna, fibry, preszpanu.

Wytrzymałość udarowa wg PN-83/E-08110 dla materiałów izolacyjnych ceramicznych i z tworzyw sztucznych nie powinna być mniejsza niż 2-10³ N-m/m².

. Wytrzymałość cieplna wg Martensa zgodnie z PN-90/C-89025 dla elementów izolacyjnych podlegają­cych obciążeniom mechanicznym powinna być większa od występującej temperatury na materiale izolacyjnym w czasie eksploatacji o co najmniej 20°C.

Jeżeli maksymalna dopuszczalna temperatura długo­trwałej pracy materiału izolacyjnego jest mniejsza od wytrzymałości cieplnej wg Martensa, za podstawę nale­ży przyjąć temperaturę długotrwałej pracy.

Wymagania dotyczące elektrycznych maszyn wi­rujących

Dla maszyn instalowanych w czystych nie narażonych na zapylenie pomieszczeniach z regularną kontrolą dopuszcza się stopień ochrony IP23 dla ma­szyn grupy I oraz IP20 dla maszyn grupy II. Ograni­czony zakres stosowania należy podać w cechowaniu.

Czas nagrzewania uzwojeń ta.

Czas nagrzewania te maszyn powinien być równy lub większy niż 5 s.

Wymagany czas nagrzewania ta nie dotyczy maszyn o ciężkim rozruchu, jeżeli w czasie rozruchu zapewniona jest specjalna obsługa, np. wymuszone chłodzenie na czas rozruchu. Rozruch ciężki ma miejsce wówczas, gdy czas rozruchu jest większy od 1,7-krotne-go czasu nagrzewania ta. Wówczas silnik, napędzaną

maszynę i zabezpieczenie należy rozpatrywać i ozna­czać jako części składowe jednej całości.

METODY BADAŃ

Rodzaj badań

Badania obejmują sprawdzenie dokumentacji techni­cznej i urządzenia

wg PN-83/E-08110, a także określenie temperatur tych części urządzenia elektrycznego, które stykają się z mieszaninami wybuchowymi i mogą się na­grzewać do temperatur niebezpiecznych.

Sprawdzenie stopnia ochrony — wg PN-92/ E-08106.

Sprawdzenie wytrzymałości udarowej — wg PN-83/E-08110.

Sprawdzenie odporności materiałów izola­cyjnych na prądy pełzające

Sprawdzenie temperatur

Pomiary temperatur należy przeprowadzać dla wszystkich części urządzenia elektrycznego, które mogą mieć styczność z mieszaninami wybuchowymi.

Szczegółowe zasady podano w PN-83/E-08110.

Badania elektrycznych maszyn wirujących

Temperaturę uzwojeń stojana i wirnika dla dowolnego rodzaju maszyny należy zmierzyć w stanie obciążenia znamionowego i przy zahamowanym wirniku (w stanie zwarcia). Wartości, których pomiar jest możliwy tylko po zakończeniu badań, należy ekstra-polować do czasu wyłączenia. Jeżeli pomiar temperatury przeprowadzono w warunkach odmiennych od znamio­nowych, to wartości zmierzone należy przeliczyć na wa­runki obciążenia znamionowego jako stosunek zależnoś­ci liniowej, zaś napięcie wg zależności kwadratowej.

Pomiar temperatur należy przeprowadzić dla uzwojeń stojana i wirnika metodą pomiaru zmiany rezystancji ich uzwojeń, zaś dla uzwojeń klatkowych bezpośrednim po­miarem lub innymi dostępnymi metodami, np. pomiar poślizgu. Pomiary pod obciążeniem należy wykonać dla każdego typu maszyny. Pomiary powinny być wykony­wane dla danego typu maszyny przy każdym napięciu, częstotliwości, mocy i przy każdej liczbie par biegunów.

W czasie pracy pod obciążeniem temperatury należy mierzyć przy mocy znamionowej lub prądzie znamionowym.

W maszynach o mocy znamionowej powyżej 10 kW różniących się od wcześniej zbadanych tylko napięciem znamionowym zamiast badania pod obciążeniem dopusz­cza się pomiar strat. Jeżeli zmierzone straty są równe lub mniejsze od strat w maszynie już zbadanej, wynik badania uznaje się za dodatni.

Pomiar temperatury w stanie zwarcia dla wy­znaczenia czasu nagrzewania te powinno się wykonywać wychodząc ze stanu zimnego maszyny. Zasilanie stojana przy tym pomiarze powinno odbywać się przy zachowa­niu znamionowego napięcia i częstotliwości. Czujniki temperatury należy wcześniej zainstalować w tych miejs­cach pierścieni zwierających i prętów wirnika, gdzie spo­dziewane jest największe ich nagrzewanie. Dla maszyn pierścieniowych wymaga się bezpośredniego zwarcia uzwojeń wirnika. Maszyny o mocy znamionowej prze­kraczającej 100 kW można badać przy obniżonym na­pięciu zasilania. Obniżone napięcie zasilania nie powinno jednak być niższe od 50% wartości napięcia znamio­nowego.

Dla maszyn o mocy większej niż 160 kW dopuszcza się metodę obliczeniową wyznaczania temperatury uzwo­jeń wirnika.

Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe z osłoną olejową,

WYMAGANIA

Wymagania wspólne dla wszystkich urzą­dzeń z osłoną olejową 3.1.1. Obudowa

Stopień ochrony. Obudowa powinna mieć stopień ochrony co najmniej IP 54 — wg PN-92/ E-08106 z wyjątkiem co najmniej jednego stale otwarte­go otworu w obudowie, umożliwiającego wydostawanie się na zewnątrz gazów powstających przy pracy urzą­dzenia elektrycznego zanurzonego w oleju.

Otwór powinien być wykonany tak, aby nie istniała możliwość przedostawania się do wnętrza obudowy pyłu, wody oraz innych zanieczyszczeń.

Otwór nie jest wymagany w obudowie łączni­ków o znamionowej mocy

Odłączalnej do l kVA.

Wytrzymałość mechaniczna. Obudowa urządzeń normalnie iskrzących podczas pracy (np. łączników) powinna wytrzymywać statyczne ciś­nienie próbne równe 1,5-krotnej wartości naj­większego ciśnienia, występującego przy wyłą­czeniu prądu równego 1,33-krotnej wartości zna­mionowego prądu odłączalnego.

Obudowa urządzeń normalnie nieiskrzących po­winna wytrzymać statyczne nadciśnienie 0,5 kG/cm².

Zamknięcia specjalne. Dostęp do części będących pod napięciem powinien być możliwy tylko po otwarciu zamknięć specjalnych wyko­nanych wg PN-83/E-08110.

Wymaganie to nie dotyczy transformatorów olejowych.

Wszystkie połączenia śrubowe powinny być za­bezpieczone przed samoczynnym odkręceniem się śrub.

Olej izolacyjny. Na powierzchni oleju na­grzanego do temperatury 115°C (mierzonej w pobliżu lustra oleju) nie powinny powstawać wyładowania elek­tryczne. Ponadto olej powinien odpowiadać wymaga­niom PN-90/C-96058.

Odstępy izolacyjne na powierzchni ma­teriałów izolacyjnych zanurzonych w oleju części urządzeń, w których w czasie normalnej pracy powstają iskry lub łuki elektryczne — z wyjąt­kiem wyłączników wysokiego napięcia — powin­ny odpowiadać wymaganiom stawianym, urządze­niom budowy wzmocnionej wg PN-83/E-08115 (kolumna „a").

Urządzenia znajdujące się nad lustrem oleju. Aparatura łączeniowa znajdująca się nad lustrem oleju powinna mieć osłonę ognioszczelną i powinna spełniać wymagania klasy bezpieczeń­stwa II C wg PN-83/E-08116.

Pozostałe urządzenia elektryczne lub ich części znajdujące się nad lustrem oleju powinny mieć budowę wzmocnioną wg PN-83/E-08115.

Wymagania dotyczące poszczególnych ro­dzajów urządzeń elektrycznych w osłonie olejo­wej'

Transformatory olejowe o mocy powy­żej 20 kVA powinny mieć konserwator oleju.

Wymaganie to nie dotyczy autotransformato­rów rozruchowych.

Transformatory o mocy znamionowej powyżej 50 kVA powinny posiadać przekaźnik gazowo--przepływowy.

Przekładniki prądowe i napięciowe. Tem­peratura oleju w przekładnikach prądowych nie powinna przekraczać, przy znamionowym prądzie pierwotnym i otwartym obwodzie wtórnym, war­tości podanych w tabl. l.

Przekładniki prądowe powinny trwale wytrzy­mać napięcie powstające przy otwarciu strony wtórnej i znamionowym prądzie w uzwojeniu pierwotnym.

Bezpieczniki w osłonie olejowej należy stosować tylko przy prądach znamionowych do 6 A i napięć znamionowych do 6 kV.

Wkładki bezpieczników powinny być zamknię­te.

Łączniki

Zakres stosowania osłony olejowej da łączników. W osłonie olejowej zaleca się umiesz­czać łączniki prądu przemiennego. Nie dopuszcza się stosowania osłony olejowej do wyłączników prądu stałego oraz wyłączników warstwowych (pakietowych).

Zanurzenie styków w oleju. W łączni­kach styki wyłączające powinny być zanurzone w oleju tak głęboko, aby łuk lub płomień powsta­jący na nich przy wyłączeniu prądu zwarcia nie mćgł dosięgnąć powierzchni oleju. Powstające

przy tym gazy powinny się tak ochłodzić, aby nie mogły spowodować zapalenia mieszaniny wy­buchowej gazów lub par, znajdujących się nad lu­strem oleju.

Znamionowa moc wyłączalna łączników powinna wynosić 75% mocy wyłączalnej nie po­wodującej jeszcze zapalenia mieszaniny wybucho­wej.

Wyłączniki automatyczne oraz prze­kaźniki przeciążeniowe przeznaczone do załączania silników o budowie wzmocnionej powinny we­wnątrz osłony mieć umieszczone charakterystyki wyzwalaczy termicznych tak, aby na ich podsta­wie można było stwierdzić, czy dla danego sil­nika czas wyłączania nie przekracza dopuszczal­nego czasu nagrzania tg. Charakterystyki te po­winny przedstawiać zależność czasu wyłączania od prądu równego 3- do 8-krotnego prądu zna­mionowego wyzwalacza. Tolerancja dla prądów wyzwalacza wynosi ±10%, a dla czasu wyzwa­lania ±20%.

Znamionowy prąd łączeniowy łączni­ków przeznaczonych do włączania silników powi­nien wynosić ^l/3 wielkości prądu zespawania sty­ków i powinien być równy prądowi zwarcia lub co najmniej 3-krotnemu prądowi znamionowemu największego silnika przyłączonego do łącznika.

Blokada — wg PN-83/E-08110. Ponad­to części łączników pozostające po otwarciu osło­ny pod napięciem powinny być zabezpieczone przed przypadkowym dotknięciem.

Łączniki automatyczne lub sterowane z odle­głości muszą mieć wskaźnik położenia.

Rozruszniki olejowe powinny mieć styk pomocniczy do zablokowania z wyłącznikiem i szczotkotrzymaczem silnika w ten sposób, aby za­łączenie silnika było możliwe tylko przy poło­żeniu rozrusznika odpowiadającemu pełnemu ope­rowi włączonego w obwód wirnika.

W rozrusznikach, opornikach i innych podob­nych urządzeniach zaleca się stosować do termo­metru metalową, zamkniętą korkiem tulejkę.

Pozostałe wymagania

dotyczącą:

— dokumentacji technicznej,

— zgodności wykonania z dokumentacją tech­niczną,

— zgodności z normami przedmiotowymi,

— cechowania należy stosować wg PN-83/E-08110.

Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe z osłoną piaskową

WYMAGANIA

Obudowa

Materiał. Obudowa powinna być w za­sadzie wykonana z metalu. Za zgodą stacji ba­dawczej dopuszcza się zastosowanie na obudowę innego materiału niż metal pod warunkiem sprawdzenia doświadczalnego charakterystyk wy­trzymałościowych tego materiału, a zwłaszcza od­porności na starzenie.

Wytrzymałość mechaniczna. Obudowa urządzenia elektrycznego, przeznaczona do wy­pełnienia piaskiem, powinna w ciągu l min wy­trzymać bez trwałych odkształceń ciśnienie sta­tyczne wody równe 0,5 kG/cm². Stopień ochrony. Obudowa w stanie gotowym do eksploatacji powinna mieć stopień ochrony IP54 wg PN-92/E-08106, a jej ścianki i spawy powinny mieć stopień ochrony IP67.

Zamknięcia specjalne — wg PN-83/E-08110.

Uszczelnianie miejsca połączenia części obu­dowy należy wykonać za pomocą nie wypadających podkładek ź materiału wytrzymałego, elastycznego oraz odpornego na działanie temperatury.

Zabezpieczenie przed korozją. Wewnętrzne i zewnętrzne powierzchnie obudowy powinny być po­kryte warstwą antykorozyjną.

Nagrzewanie się powierzchni obudowy. Tempe­ratury oraz przyrosty temperatur zewnętrznych po­wierzchni obudów nie powinny przekraczać wartości podanych w PN-83/E-08110

Ekran

Materiał. Ekran powinien być wykona­ny z materiału odpornego na korozję lub pokry­tego warstwą antykorozyjną

Przeciwwybuchowa warstwa piasku w urządze­nia przenośnym bez ekranu

Przeciwwybuchowa warstwa piasku w urządzeniu przenośnym z ekranem

Przeciwwybuchowa warstwa piasku. Gru­bość warstwy piasku dla urządzeń prądu stałego i prądu przemiennego na napięcie do 6 kV po­winna być co najmniej równa sumie minimalnej grubości warstwy, obliczonej na podstawie naj­większego prądu zwarcia jaki może występować w danym urządzeniu oraz zapasowej grubości warstwy. Grubość warstwy piasku przyjmuje się jednakowo dla urządzeń z częściami elektryczny­mi izolowanymi i nieizolowanymi.

Dla urządzeń przenośnych wymagana grubość warstwy piasku powinna być zachowana w każ­dym położeniu pracy urządzenia.

W urządzeniach stałych przeznaczonych do pracy w jednym tylko położeniu całkowita wy­magana warstwa wypełniacza powinna być za­chowana tylko nad zanurzonymi w piasku czę­ściami elektrycznymi w normalnym położeniu urządzeń. W pozostałych miejscach wypełnienia (przy ściankach bocznych oraz przy podstawie obudowy), warstwę piasku można ograniczyć do wymiaru minimalnego.

W urządzeniach częściowo ekranowych, odle­głość części elektrycznych do końca ekranu po­winna być co najmniej równa 1,5-krotnej mini­malnej grubości warstwy wypełniacza obliczonej jak dla urządzeń z ekranem.

Ponadto dla urządzeń o klasie bezpieczeństwa lic przeznaczonych do pracy w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem gazów i par o grupie zapłonowej T4, T5 i T6, minimalna grubość war­stwy wypełniacza nie powinna być mniejsza niż:

25 mm — dla urządzeń z ekranem ochronnym,

50 mm — dla urządzeń bez ekranu ochronnego

19

---