Temat : Rozwiązania konstrukcyjne elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych oraz zasady ich stosowania.

Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe

Elektryczne urządzenie przeciwwybuchowe urządzenie elektryczne ,w którym przewidziano środki konstrukcyjne wykluczające lub utrudniające możliwość zapłonu mieszanin wybuchowych na zewnątrz urządzenia .

W zależności od przeznaczenia elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe dzieli się 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 ,

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.

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 powietrzną lub gazową z nadciśnieniem

6) z osłoną piaskową

OKREŚLENIA PODSTAWOWE ELEKTRYCZNYCH URZĄDZEŃ PRZCIWWYBUCHOWYCH

Maksymalna temperatura elektrycznego urządz. przeciwwybuchowego najwyższa temperatura dowolnej części urządzenia elektrycznego lub jego obudowy mającej bezpośrednią styczność z otaczającą mieszaniną wybuchową ,bezpieczna jednak w odniesieniu do temperatury samozapalenia mieszaniny wybuchowej, występująca w dopuszczalnych najtrudniejszych warunkach pracy urządzenia .Do najtrudniejszych warunków pracy należy zaliczyć przeciążenia i inne odchylenia od normalnych warunków pracy, które ustalają normy na poszczególne rodzaje budowy przeciwwybuchowej.

Blokada część urządzenia elektrycznego przeznaczona do zapobiegania lub ograniczania czynności albo położenia elementu urządzenia innym elementem w określonych stanach .Ma to na celu zapobieganie powstawaniu w urządzeniach niedopuszczalnych stanów oraz wykluczeniu dostępu do jego części znajdujących się pod napięciem

Obudowa zbiór ścian ,otaczających znajdujące się pod napięciem elementy wyposażenia urządzenia elektrycznego ,wraz z pokrywami ,wpustami kablowymi ,drzwiami ,sworzniami i wałami zapewniającymi ochronę urządzenia.

PARAMETRY PODSTAWOWE ELEKTRYCZNYCH URZĄDZEŃ PRZECIWWYBUCHOWYCH

Maksymalna temperatura powierzchni nie powinna przekraczać

1) 450^o C dla urządzeń elektrycznych grupy I ,w przypadku gdy wykluczona

jest obecność pyłu węglowego na urządzeniach ,np. za pomocą przewietrzania lub innych środków zabezpieczających przed pyłem

2) 150^o C dla urządzeń elektrycznych grupy I w przypadku możliwości tworzenia się warstw pyłu węglowego na urządzeniach ; dopuszczalne jest krótkotrwałe nagrzanie urządzenia do 450 C ,gdy wzrost temperatury powyżej 150 C ,a następnie ochłodzenie do temperatury 150 C, występuje nie dłużej niż 180 sekund .

3) wartości podanych w tabeli dla urządzeń elektrycznych grupy II .Dla elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych grupy II w zależności od maksymalnej temperatury powierzchni mającej styczność z mieszaniną wybuchową ustala się klasy temperaturowe podane w tabeli

Klasy temperaturowe	Maksymalna temperatura powierzchni
T1 T2 T3 T4 T5 T6	450 300 200 135 100 85

Maksymalny dopuszczalny przyrost temperatury urządzenia określa się w zależności od temperatury otoczenia 40 C. Jeżeli przyjęto inną temperaturę otoczenia należy ją podać w tabliczce znamionowej urządzenia .

Maksymalna dopuszczalna temperatura elementów których powierzchnia jest mniejsza niż 10 cm² ( np. tranzystorów lub rezystorów w obwodach elektrycznych urządzeń iskrobezpiecznych),może przekraczać temperaturę przewidzianą dla danej klasy temperaturowej oznaczonej na urządzeniu elektrycznym ,jeżeli nie występuje bezpośrednie lub pośrednie niebezpieczeństwo zapłonu mieszaniny wybuchowej od tych elementów

Rozwiązanie konstrukcyjne ,klasyfikacja i wymagania urządzenia hermetyzowanego masą izolacyjną

Rozróżnia się dwa stopnie ochrony przeciwwybuchowej urządzeń hermetyzowanych masą izolacyjną :

stopień 1

stopień 2

Stopień 1 ochrony przeciwwybuchowej zapewnia bezpieczne użytkowanie urządzeń elektrycznych hermetyzowanych masą izolacyjną zarówno w normalnym stanie ich pracy ,jak i przy zaistniałych możliwych uszkodzeniach Ochronę przed uszkodzeniem masy izolacyjnej stanowi dobór odpowiednich parametrów obwodu elektrycznego lub wbudowane zabezpieczenie elektryczne .

Stopień 2 ochrony przeciwwybuchowej zapewnia bezpieczne użytkowanie urządzeń elektrycznych hermetyzowanych masą izolacyjną w ich normalnym stanie pracy

Wymagania techniczne

Temperatura powierzchni hermetyzowanego masą izolacyjną urządzenia elektrycznego nie może przekraczać wartości dla danej klasy temperatur podanych w PN-83/E-08110. W normalnym stanie pracy we wnętrzu urządzenia zalanego masą izolacyjną temperatura nie może przekraczać wartości podanych w załączniku PN-83/E-08115.Wbudowane zabezpieczenie elektryczne powinno wyłączyć urządzenie przed wystąpieniem niebezpiecznego przegrzania masy izolacyjnej i jej mechanicznym uszkodzeniem. Urządzenie elektryczne powinno wytrzymać napięcie probiercze U_p w V między znajdującymi się pod napięciem elementami zalanymi masą izolacyjną a elementami uziemionymi lub metalowymi elektrodami doprowadzonymi z zewnątrz do masy izolacyjnej równe

U_p = 2 x U_N + 1000

Gdzie U_N - znamionowe napięcie urządzenia elektrycznego .

Urządzenia elektryczne zasilane napięciem poniżej 42 V bada się napięciem probierczym

U_P = 500V

Elementy zalane częściowo powinny mieć trwałe połączenie z masą izolacyjną w miejscu ich przechodzenia przez tę masę . Masa izolacyjna powinna być wytrzymała w niżej podanych przedziałach temperatur:

1. w urządzeniach stosowanych w otwartej przestrzeni od -25 C do temperatury wyższej o 20 C od maksymalnej temperatury powierzchni osłony .Jeżeli urządzenie przeznaczone jest do stosowania w niższej temperaturze otoczenia ,wówczas masa izolacyjna powinna być wytrzymała i na taką temperaturę

2. W urządzeniach stosowanych w instalacji znajdujących się w pomieszczeniach ; od -5 C do temperatury wyższej o 20 C od maksymalnej temperatury powierzchni osłony .W urządzeniach hermetyzowanych masą izolacyjną bez osłony zabezpieczającej maksymalna dopuszczalna temperatura masy izolacyjnej powinna być wyższa o co najmniej 20 C od temperatury powstającej w czasie eksploatacji .W urządzeniach maksymalna dopuszczalna temperatura masy izolacyjnej nie powinna być niższa od temperatury powstającej w czasie eksploatacji .

Wytrzymałość mechaniczna masy izolacyjnej powinna być dostosowana do warunków eksploatacji .Masa izolacyjna nie powinna zawierać gazów lub powietrza powodujących obniżenie bezpieczeństwa przeciwwybuchowego .Wytrzymałość dielektryczna masy izolacyjnej powinna wynosić nie mniej niż 1 kV/mm. Masa izolacyjna elektrycznego urządzenia przeciwwybuchowego grupy II bez osłony zabezpieczającej powinna być odporna na działanie substancji chemicznych .Grubość warstwy zalewy nad częściami urządzenia ,włączając w to elementy przyłączeniowe i stykowe powinna być taka ,aby przy normalnej pracy i w stanie awaryjnym nie nastąpiło obniżenia bezpieczeństwa przeciwwybuchowego urządzenia .W elektrycznych urządzeniach o stopniu 1 ochrony przeciwwybuchowej grubość warstwy masy izolacyjnej ze wszystkich stron nie powinna być mniejsza niż 10 mm. ,a o stopniu II nie mniejsza niż 5 mm. Jeśli zalane masą izolacyjną elektryczne urządzenie znajduje się w osłonie metalowej o grubości co najmniej 0,5 mm, wówczas dopuszcza się zmniejszenie grubości warstwy masy izolacyjnej odpowiednio do 5 i 3 mm.

W elektrycznych urządzeniach słaboprądowych (nadajniki piezoelektryczne czujniki pojemnościowe ,indukcyjne itp. ) jeśli wymagają tego warunki eksploatacji ,dopuszcza się zmniejszenie grubości warstwy masy izolacyjnej do 1,5 mm. Wówczas takie konstrukcje powinny wykluczać możliwość zewnętrznego ,mechanicznego oddziaływania na masę izolacyjną ,a spełnienie w nich warunków ochrony przeciwwybuchowej powinno być potwierdzone odpowiednimi badaniami .W urządzeniach elektrycznych hermetycznych hermetyzowanych masą izolacyjną z osłoną ochronną wykonaną z masy plastycznej w celu spełnienia wyżej opisanych wymagań można zsumować grubość ścianki osłony z grubością warstwy masy izolacyjnej.

Urządzenia zabezpieczające wbudowane w urządzenie elektryczne o stopniu 1 ochrony przeciwwybuchowej powinno go wyłączyć przy wzroście natężenia prądu do wartości powodującej uszkodzenie masy izolacyjnej .Przy użytkowaniu elektrycznego urządzenia o stopniu II ochrony przeciwwybuchowej powinny być stosowane zabezpieczenia elektryczne ogólnego przeznaczenia

Rozwiązania konstrukcyjne i wymagania opraw oświetleniowych

Oprawa oświetleniowa jest to urządzenie służące do rozsyłania ,filtrowania lub przekształcania strumienia świetlnego jednego lub więcej źródeł światła ,zawierające oprócz źródła światła ,wszystkie elementy niezbędne do

mocowania ,ochrony źródła światła i przyłączania go do sieci zasilającej oraz układ stabilizacyjno zapłonowy ,jeżeli jest potrzebny.

Oprawa przeciwwybuchowa jest to oprawa spełniająca wymagania odpowiednich norm i przepisów dotyczących elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych ,przeznaczona do pracy w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem.

Przeciwwybuchowe oprawy oświetleniowe powinny spełniać wymagania wg. PN -83/E-08110 i w zależności od rodzaju wykonania wymagania PN-84/E-08107, PN-85/E-08112 , PN-83/ E-08115 , PN-83/E -08116 .W zakresie postanowień nie związanych z bezpieczeństwem przeciwwybuchowym i nie objętych wyżej wymienionymi normami obowiązują normy przedmiotowe :

PN-73/G 42011 , PN-IEC 598 -1+ AI : 1994 ,PN -84/E - 06310 lub PN-84/E-06310 pub PN-79/E - 06309.W przeciwwybuchowych oprawach oświetleniowych nie dopuszcza się stosowania źródeł światła ,w których występuje wolny sód .Spośród wyładowczych źródeł światła należy przede wszystkim stosować lampy , w których elektrody nie są dodatkowo podgrzewane zarówno na czas zapłonu jak i świecenia ,np. wysokoprężne lampy rtęciowe lub sodowe .Dopuszcza się stosowanie źródeł światła z układem zapłonowym podgrzewającym elektrody na czas zapłonu ,jeżeli nie będą przekroczone dopuszczalne temperatury wg. PN -83/E-08110 .Źródła światła znajdujące się w oprawie powinno być osłonięte elementem przepuszczającym światło ( kloszem ) .Wyjątek od tej zasady stanowić mogą oprawy stosowane wyłącznie do stosowania w pomieszczeniach w których nie występuje niebezpieczeństwo mechanicznych uszkodzeń ,a po rozbiciu bańki lub rury szklanej źródło światła nie spowoduje zapłonu mieszaniny wybuchowej

Oprawy powinny być wykonane w taki sposób ,aby w normalnych warunkach roboczych przewidzianych dla danej oprawy ,po ustaleniu się temperatur nie nastąpiły uszkodzenia ,deformacje i widoczna zmiana barw materiałów konstrukcyjnych i elektroizolacyjnych .Temperatury elementów oprawy i źródła światła przewidzianego dla danej oprawy przy napięciu zasilania równym 1,1 napięcia znamionowego ,a zasilaniem akumulatorowym równym napięciu znamionowemu ,nie powinny przekraczać wartości

podanych w normie lub normach na poszczególne rodzaje budowy przeciwwybuchowej.

Oprawy powinny mieć blokadę ,która uniemożliwia otwarcie oprawy i wymianę źródeł światła pod napięciem ,jeżeli ich stopień ochrony nie jest niższy od IP 20 wg. PN-92 /E -08106 .Blokada nie jest wymagana jeżeli jest spełniony jeden z poniższych warunków

1. oprawka źródła światła ma styki odłączające źródło światła przy jego wymianie umieszczone w osłonie ognioszczelnej ,a elementy tej oprawki znajdujące się pod napięciem wykluczają możliwość przypadkowego ich dotknięcia

2. na oprawie znajduje się widoczny napis ostrzegawczy np. otwierać po wyłączeniu napięcia

3. obwód prądowy źródła światła jest w wykonaniu iskrobezpiecznym co najmniej kategorii i _c. Urządzenie blokujące powinno działać tak ,aby wyłączenie lub załączenie napięcia odbywało się w chwili gdy oprawa zapewnia jeszcze wszystkie właściwości przeciwwybuchowe wynikające z rodzaju zastosowanej budowy przeciwwybuchowej .

Klosze mogą być wykonane z materiału organicznego ,jeżeli jego wytrzymałość cieplna wg. Martensa jest co najmniej o 20 C wyższa od maksymalnej temperatury występującej na kloszu lub elementach bezpośrednio do niego przylegających podczas świecenia lampy .Powinien mieć takie wymiary aby odstęp między bańką ( kolbą) szklana źródła światła w oprawach zasilanych z sieci był nie mniejszy niż przyjęto w normach.. W przypadku elastycznego zamocowania oprawki odstęp między bańką źródła światła przy maksymalnym położeniu od położenia spoczynkowego a kloszem nie powinien być mniejszy niż 5 mm a w przypadku gdy klosz ma kształt rury, nie mniejszy niż 2 mm. .Klosze powinny być zabezpieczone przed uszkodzeniami mechanicznymi siatkami ochronnymi .Nie wymaga się stosowania siatek ochronnych ,jeżeli jest spełniony co najmniej jeden z niżej wymienionych warunków :

1. wytrzymałość mechaniczna klosza odpowiada wytrzymałości określonej w PN-83 /E-08110 załącznik 1dla elementu przeźroczystego bez siatki ochronnej

2. powierzchnia płaska klosza nie przekracza powierzchni 50 cm.² a wokół niego znajduje się wystająca krawędź ochronna o wysokości nie mniejszej niż 5 mm. ,przy czym klosz wytrzymuje energię udaru co najmniej 4 J

Oprawka gwintowa powinna być wykonana w taki sposób ,aby przy wykręcaniu źródła światła przerwanie obwodu prądu następowało w chwili ,gdy połączenie gwintowe trzonka źródła światła z tuleją oprawki jest nie mniejsze niż dwa pełne zwoje gwintu .

W oprawkach gwintowych ,w których element ognioszczelny tworzy gwint trzonka źródła światła i gwint tulei oprawki ,odchyłki tolerancyjne wykonania gwintów nie powinny przekraczać wartości podanych w PN -85/E-93401 .Tuleja oprawki powinna być wykonana z mosiądzu ( o zawartości miedzi nie mniejszej jak w stopie C_U Z_N 37 ) lub z miedzi , przy czym grubość ścianki nie może być mniejsza od 0,5 mm. Połączenia elementów oprawki pomiędzy którymi występują złącza ognioszczelne powinny być zgodne z wymaganiami PN -83/E -08116.Dopuszcza się mocowanie elementów oprawki za pomocą dwóch śrub lub innych równorzędnych elementów mocujących .Oprawki powinny być tak skonstruowane aby zabezpieczały źródło światła przed samoczynnym wykręceniem .Warunek ten uznaje się za spełniony ,jeżeli działający na źródło światła moment skręcający nie powoduje jego wykręcenia .Wymaganie to nie dotyczy oprawek gwintowych ,w których wyłączenie prądu ze źródła światła odbywa się za pomocą styku umieszczonego w specjalnie wyodrębnionej osłonie ognioszczelnej i jego zadziałanie następuje w chwili gdy połączenie gwintowe tulei oprawki i trzonka źródła światła jest nie mniejsze jak dwa pełne zwoje .Powierzchnie elementów metalowych oprawki które tworzą połączenie z trzonkiem źródła światła powinny być zabezpieczone przed korozją np. przez niklowanie lub srebrzenie zapewniające odporność na działanie chemiczne środowiska pracy oprawy oraz powinny mieć dobrą przewodność elektryczną .

SZKOŁA GŁÓWNA SŁUŻBY POŻARNICZEJ

W WARSZAWIE

TEMAT : Rozwiązania konstrukcyjne elektrycznych urządzeń przeciwwybuchowych oraz zasady ich stosowania.

Wykonał : mł. asp. Karol Leszczyński

Kamienna Góra 13.05.2002

---