Instalacje elektryczne
w przestrzeniach zagrożonych wybuchem (1)

Przestrzenie, w których stosuje się, produkuje lub przetwarza substancje mogące wytworzyć z powietrzem lub innymi utleniaczami mieszaniny wybuchowe, uważa się za zagrożone wybuchem. Gdy stężenie substancji niebezpiecznych w powietrzu osiągnie wartość dolnej granicy wybuchowości, mieszanina staje się wybuchowa.

Zapewnienie bezpieczeństwa pracy i pewności ruchu w obiektach zagrożonych wybuchem wymaga kompleksowej oceny zagrożenia i zastosowania odpowiednich rozwiązań technologicznych i konstrukcyjnych oraz niezbędnej profilaktyki. Zagrożenie takie powinno być każdorazowo rozpatrywane indywidualnie, z uwzględnieniem wszystkich czynników (przyczyn, zjawisk i specyficznych sytuacji) występujących w miejscu pracy. Mogą one bowiem powodować powstawanie mieszaniny wybuchowej lub inicjatorów wybuchu. Zdarza się często, że inicjatorami wybuchu są iskry powstałe podczas pracy urządzeń i instalacji elektrycznych, elementy urządzeń nagrzane do niebezpiecznie wysokiej temperatury, wyładowania atmosferyczne i elektrostatyczne, fale elektromagnetyczne, prądy błądzące, promieniowanie jonizujące, a w niektórych sytuacjach również iskry krzesane przy tarciu lub uderzeniu metalu o metal, czy metalu o twardy materiał, np. o posadzkę, konstrukcję.

Zasady i kryteria oceny zagrożenia wybuchem oraz ustalania stref i ich wymiarów są podane w rozporządzeniu ministra spraw wewnętrznych z 3 listopada 1992 r. [7] oraz w normach PN-EN 60079-10: 2002 [23] i PN-EN 1127-1: 2001 [26]. Podstawowymi postanowieniami tych aktów prawnych są:
- zasady i kryteria oraz tok postępowania przy ustalaniu stref Z zagrożenia wybuchem w przestrzeniach i pomieszczeniach:
a) strefy Z0, Z1, Z2, gdy występują gazy i pary cieczy palnych,
b) strefy Z20, Z21, Z22, gdy występują pyły i włókna unoszące się lub zalegające,
- ustalenia, kto może określać strefy zagrożenia wybuchem i wymiary tych stref,
- wymagania dotyczące wentylacji i jej wpływ na zmniejszenie zagrożenia,
- wymagania przejściowe określające powiązania między strefami Z a kategoriami W (obowiązującymi przed 3 listopada 1992 r.); jest to ważne w przypadku obiektów eksploatowanych od dawna,
- przykłady klasyfikacji.

Strefy zagrożenia wybuchem

Strefy takie i ich wymiary powinny być określane w pierwszej kolejności, ponieważ decydują one o tym, które środki prewencji należy stosować, tj. jakie powinny być instalacje i urządzenia elektryczne, ochrona przed elektryzacją statyczną, ochrona katodowa, ochrona odgromowa, wentylacja, wielkości powierzchni odciążających itp., mające wpływ na bezpieczeństwo, funkcjonalność obiektu oraz koszt inwestycji i eksploatacji instalacji lub urządzeń elektrycznych [7, 8].

Ocena zagrożenia wybuchem powinna być dokonana przez inwestora lub biuro projektowe, ewentualnie przez użytkownika, lub wspólnie, tj. przez te osoby, które decydują o procesie technologicznym [7].

W ocenie zagrożenia wybuchem należy uwzględnić wszystko to, co może mieć wpływ na powstanie mieszaniny wybuchowej (rodzaj źródła emisji, rodzaj i czas wydzielania substancji palnych, rodzaj wentylacji, ciśnienie, temperatura itp.), np. przy występowaniu cieczy ważną funkcję pełni temperatura jej zapłonu i pracy. Atmosfera (mieszanina) wybuchowa nie wystąpi, jeżeli temperatura zapłonu cieczy jest wyższa od jej temperatury pracy; nie dotyczy to cieczy, które nie mają ściśle określonej temperatury zapłonu, np. węglowodory halogenowe. W niektórych przypadkach ciecze w postaci aerozoli również mogą tworzyć mieszaniny wybuchowe poniżej ich temperatury zapłonu [23, 49-52].

Do strefy Z0 zalicza się przestrzenie, w których mieszanina wybuchowa występuje ciągle lub w dłuższym okresie (ponad 1000 h/rok), np. w zbiornikach i aparaturze technologicznej oraz w miejscach, gdzie może się ona pojawić (w kanałach, studzienkach, pod stropami).

Do strefy Z1 zalicza się przestrzenie, w których powstanie lub pojawienie się mieszaniny wybuchowej jest prawdopodobne w normalnych warunkach pracy (w czasie od 10 do 1000 h/rok), np.:
- wokół nieszczelnych urządzeń i elementów instalacji technologicznych, takich jak dławice pomp i kompresorów, połączenia kołnierzowe itp.,
- wykorzystywanych przy dystrybucji paliw i gazu płynnego (LPG),
- przy zaworach spustowych, zrzutowych, oddechowych,
- służące do produkcji lub stosowania cieczy palnych, np. przy malowaniu, myciu, czyszczeniu, klejeniu,
- wykorzystywane do magazynowania substancji palnych w nieszczelnych opakowaniach lub mogących ulec uszkodzeniu,
- wykorzystywane do przelewania, mieszania i wykonywania czynności mogących doprowadzić do wydzielenia się substancji palnych (gazu, pary cieczy lub aerozoli) w ilościach, które mogą w sprzyjających warunkach doprowadzić do powstania mieszaniny wybuchowej.

Do strefy Z2 zalicza się przestrzenie, w których podczas normalnych warunków pracy powstanie lub pojawienie się mieszaniny wybuchowej jest mało prawdopodobne, a jeżeli do tego dojdzie, to w niedużej objętości w krótkim okresie (ok. 10 h/rok).

Do strefy Z20 zalicza się przestrzenie (obszary), w których mieszanina wybuchowa w postaci obłoku pyłu palnego w powietrzu występuje stale, długo lub często, np. wewnątrz urządzeń technologicznych (np. w sortownikach, młynach, rozdrabniaczach, mieszalnikach, komorach kurzowych, filtrach rękawowych i workowych, cyklonach, urządzeniach aspiracyjnych, przenośnikach kubełkowych) stosowanych w przemyśle spożywczym, obróbki drewna lub tworzyw sztucznych, farmaceutycznym, zbożowym itp.

Do strefy Z21 zalicza się przestrzenie (obszary), w których mieszanina wybuchowa w postaci obłoku pyłu palnego w powietrzu może wystąpić w wyniku rozszczelnienia urządzeń produkcyjnych i aspiracyjnych (służących do odsysania i transportu pyłów oraz związanych z dotyczącymi ich operacjami technologicznymi) oraz przy magazynowaniu, suszeniu, prażeniu, brykietowaniu itp. czynnościach i sytuacjach wymienionych w przypadku strefy Z20.

Do strefy Z22 zalicza się przestrzenie (obszary), w których mieszanina wybuchowa w postaci obłoku pyłu palnego w powietrzu nie występuje podczas normalnego stanu pracy, a w przypadku wystąpienia trwa krótko, np. gdy podniesie się pył osiadły wskutek podmuchu, tlenia się lub wchłaniania tlenu z powietrza.

Strefy wyznacza się we wszystkich kierunkach od źródeł emisji substancji niebezpiecznych. Ich wymiary są zróżnicowane w zależności od rodzaju źródła emisji, parametrów wybuchowych substancji, rodzaju wykonywanych czynności, rodzaju wentylacji i jej skuteczności, ciśnienia, temperatury oraz warunków lokalnych.

Kolejność wyznaczania stref zagrożenia wybuchem jest następująca:
- po strefie Z0 może być wyznaczona strefa Z1, np. przy odpowietrzeniach, kominkach oddechowych i wentylacyjnych oraz przy otwartych zbiornikach;
- po strefie Z1 może być wyznaczona strefa Z2 w przypadku braku skutecznej wentylacji i/lub występujących substancji podgrzanych lub pod ciśnieniem;
- po strefie Z2 można wyznaczyć w razie potrzeby przestrzeń zagrożoną pożarem; wielkość tej przestrzeni zależy od palności występujących materiałów;
- po strefie Z20 może być wyznaczona nieduża strefa Z21, np. od nieszczelnych rękawów, połączeń rurociągów;
- po strefach Z21 i Z22 można wyznaczyć, w razie potrzeby, przestrzeń zagrożoną pożarem.

Strefy mogą być wyznaczane na podstawie wymienionych zasad lub uregulowań zawartych w wymaganiach branżowych, np. dla baz i stacji paliw według rozporządzenia ministra gospodarki z 2000 r. Podane w nich wymiary stref są minimalne; mogą one być zwiększone w miarę potrzeby przez osoby podejmujące decyzje w tym zakresie [8, 9, 23, 26, 52].

Przeciwwybuchowe urządzenia elektryczne Ex

Urządzenia Ex [13-22] są to urządzenia elektryczne, w których konstrukcji lub sposobie działania zastosowano odpowiednie zabezpieczenia wykluczające lub znacznie ograniczające możliwość zainicjowania wybuchu przez iskry lub temperaturę, powstające w czasie pracy lub awarii. Zasady budowy i badań urządzeń Ex produkowanych w Polsce określają normy PN, zastępowane normami europejskimi EN i oznaczane PN-EN. Normy EN i normy PN-EN są nieobligatoryjne.
W zależności od przeznaczenia, urządzenia elektryczne przeciwwybuchowe dzieli się na dwie grupy:
I - urządzenia przeznaczone dla górnictwa, kategorii M1 lub M2, według dyrektywy UE [46],
II - urządzenia przeznaczone dla przemysłu (podgrupy: IIA, IIB, IIC oraz sześć klas temperaturowych od T1 do T6), kategorii 1 lub 2, lub 3 według dyrektywy UE [46].

Urządzenia elektryczne, elektroniczne, mechaniczne, technologiczne itp. przeznaczone do stosowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem powinny spełniać wymagania Dyrektywy UE 891392EEC i 94/9/EC oraz norm przedmiotowych [13-22, 26]. Powinny one mieć odpowiednie zabezpieczenie przed wybuchem określone w certyfikacie i/lub deklaracji zgodności. Urządzenia przeciwwybuchowe w zależności od zastosowanego zabezpieczenia przed wybuchem zalicza się do kategorii 1 lub 2, lub 3, a w przypadku urządzeń elektrycznych i elektronicznych dodatkowo do odpowiedniego rodzaju budowy przeciwwybuchowej - Ex.

Do kategorii 1 zalicza się urządzenia, w których zastosowane zabezpieczenie przed wybuchem zapewnia bezpieczeństwo nawet w razie wystąpienia dwóch niezależnych od siebie uszkodzeń. Urządzenia tej kategorii mogą być stosowane w strefach zagrożonych wybuchem Z0 i Z20, jeżeli inne uwarunkowania nie decydują inaczej.
Do kategorii 2 zalicza się urządzenia, w których zastosowane zabezpieczenie przed wybuchem zapewnia bezpieczeństwo w przypadku wystąpienia częstych zakłóceń lub uszkodzeń.

Urządzenia tej kategorii mogą być stosowane w strefach zagrożonych wybuchem Z1 i Z21, jeżeli inne uwarunkowania nie decydują inaczej.

Do kategorii 3 zalicza się urządzenia, w których zastosowane zabezpieczenie przed wybuchem zapewnia bezpieczeństwo podczas normalnego działania (pracy). Urządzenia tej kategorii mogą być stosowane w strefach zagrożonych wybuchem Z2
i Z22, jeżeli inne uwarunkowania nie decydują inaczej.
Zależnie od zastosowanego sposobu ochrony przeciwwybuchowej rozróżnia się następujące rodzaje budowy (oznaczone cechą przeciwwybuchowości Ex z odpowiednią literą określającą rodzaj zabezpieczenia przed wybuchem):
- z osłoną ognioszczelną - Exd [17]
- wzmocniona - Exe [18],
- iskrobezpieczna - Exia i Exib [19],
- z osłoną cieczową (olejową) - Exo [14],
- z osłoną gazową z nadciśnieniem - Exp [15],
- hermetyzowana masą izolacyjną - Exm [21],
- z osłoną piaskową - Exq [16],
- przeznaczona do strefy Z2 - typu Exn [20],
- specjalną - Exs (inne indywidualne zabezpieczenie niż ww.).

Przykłady oznaczeń:
1) Exd IIB T3 - urządzenie ognioszczelne, grupa wybuchowości IIB, klasa temperaturowa T3;
2) Exde IIB T3 - jw., lecz z elementem budowy wzmocnionej, np. skrzynką przyłączową;
3) Exd II(NH3) - urządzenie tylko do stosowania przy występowaniu amoniaku;
4) Exd[ia] IIB T6 - urządzenie iskrobezpieczne w osłonie ognioszczelnej,
5) Exed IIC T3 - urządzenie budowy wzmocnionej z elementem budowy ognioszczelnej, np. pierścienie lub komutator silnika w osłonie ognioszczelnej.

Wymienione oznaczenia, zgodnie z Dyrektywą 94/9/EC Unii Europejskiej [46], są poprzedzone znakiem zabezpieczenia przeciwwybuchowego , a po nim występuje symbol grupy urządzeń i numer kategorii oraz litera G (urządzenia przeznaczone dla gazów i par cieczy) lub litera D (urządzenia przeznaczone dla pyłów). Na przykład urządzenie przeznaczone do stosowania w strefie Z2 o parametrach według normy EN 50021:1999 [20] powinno być oznaczone II 3 G EEx nA II T4.

Urządzenia nie mające elementów elektrycznych lub elektronicznych są oznakowane znakiem zabezpieczenia przeciwwybuchowego , symbolem grupy urządzeń II, numerem kategorii 1, 2 lub 3 oraz literą G (przy urządzeniach przeznaczonych dla gazów i par cieczy) lub literą D (przy urządzeniach przeznaczonych dla pyłów).

Według Dyrektywy Unii Europejskiej 94/9/EC z 1994 r. urządzenie w wykonaniu przeciwwybuchowym powinno mieć wydany certyfikat przez stację badawczą, notyfikowaną przez UE. Certyfikat powinien zawierać m.in.:
- nazwę notyfikowanej stacji badawczej, np. KEMA, DEMKO,
- numer certyfikatu, np. KEMA 02ATEX 0132 (przy czym KEMA - nazwa stacji badawczej notyfikowanej przez UE, 02 - rok wydania certyfikatu, ATEX - oznacza zgodność z Dyrektywą UE, 0132 - numer kolejny certyfikatu),
- nazwę i typ urządzenia,
- nazwę i adres producenta,
- numer stacji badawczej notyfikowanej, nadany przez UE na podstawie artykułu 9 Dyrektywy UE 94/9/EC z 1994 r.,
- numer raportu z badań stacji badawczej,
- numery norm według których urządzenie zostało wyprodukowane i certyfikowane (zawsze jest podana norma podstawowa EN 50014 oraz norma szczegółowa dotycząca danego rodzaju budowy przeciwwybuchowej, np. EN 50018:2000),
- informację dotyczącą znaku X, który umieszczony po numerze certyfikatu oznacza, że stosując urządzenie należy uwzględnić dodatkowe wymagania, przeważnie podane w załączniku do certyfikatu,
- oznaczenie przeciwwybuchowego urządzenia nadane przez stację badawczą,
- znak stacji badawczej, podpis osoby odpowiedzialnej za certyfikację, adres stacji badawczej oraz datę wydania certyfi-katu.
Do certyfikatów powinny być dołączone załączniki zawierające dane znamionowe i oznaczenia przeciwwybuchowe danego urządzenia oraz informacje dotyczące wszelkich uzupełnień
i zmian. Certyfikat wydany przez którąkolwiek notyfikowaną stację badawczą jest honorowany przez inne stacje i państwa UE bez dodatkowych badań.

Dobór urządzeń elektrycznych

Bezpieczna praca urządzeń elektrycznych i elektronicznych
w strefach zagrożonych wybuchem zależy głównie od właściwego ich doboru do warunków zagrożenia wybuchowego [24], prawidłowego montażu i zasilania, zabezpieczenia przed skutkami zwarcia i przeciążenia, a następnie od właściwej eksploatacji. Jeżeli tylko jeden z tych warunków nie zostanie spełniony lub będzie zbyt liberalnie potraktowany, to bezpieczeństwo nie będzie osiągnięte lub jego osiągnięcie będzie zbyt kosztowne nie tylko w fazie inwestycji, ale również podczas eksploatacji.
W strefach zagrożonych wybuchem powinny być stosowane urządzenia elektryczne Ex o odpowiednich parametrach, które uzyskały oznaczenie przeciwwybuchowe określone w certyfikacie, oraz urządzenia normalne przemysłowe nieiskrzące o odpowiednim stopniu ochrony IP w zakresie podanym w dopuszczeniu do pracy. Na każdym urządzeniu elektrycznym w wykonaniu przeciwwybuchowym powinny być umieszczone parametry przeciwwybuchowe, stopień ochrony IP oraz znak stacji badawczej i numer certyfikatu [13, 24]. Urządzenia, których oznaczenia nie zgadzają się z oznaczeniami i danymi certyfikatu, nie powinny być stosowane.

Instalacje i urządzenia elektryczne w strefach zagrożonych wybuchem powinny być wykonane według:
- ustaleń Dyrektywy ATEX 94/9/EC z 1994 r., znanej jako ATEX 100a [46] (lub ATEX 95), która łącznie z Dyrektywą UE ATEX 118 [47] ma określać całokształt bezpieczeństwa przeciwwybuchowego. Dyrektywa ATEX 100a obowiązuje od 1 lipca 2003 r. (Dziennik Urzędowy Wspólnot Europejskich nr L/100/1),
- postanowień zawartych w normach PN-EN, a w przypadku ich braku według norm EN lub IEC [13-26 i 41-45], z uwzględnieniem wymagań określonych w certyfikatach, zaleceniach producentów (DTR - deklaracjach zgodności); powinny również spełniać wymagania określone w normach i przepisach dotyczących urządzeń instalowanych w przestrzeniach niezagrożonych wybuchem [1-8 i 27-37].

Instalacje i urządzenia elektryczne powinny być zabezpieczone przed oddziaływaniami, które mogą wywołać wybuch i/lub pożar lub spowodować ich nieprawidłowe działanie [24, 26, 30-33 i 39]. Ponadto powinny one być eksploatowane przez specjalistów posiadających świadectwo kwalifikacyjne D lub E (stosownie do zakresu ich obowiązków) [10, 25, 48, 49 i 51].

W strefach Z0, Z1 zagrożonych wybuchem mogą być stosowane tylko atestowane urządzenia elektryczne Ex, natomiast w strefach Z2, Z20, Z21 i Z22 atestowane urządzenia Ex, a także urządzenia w wykonaniu normalnym przemysłowym o odpowiednim stopniu ochrony IP oraz temperaturze pracy nie przekraczającej temperatury samozapalenia występujących substancji.

W celu zapewnienia bezpieczeństwa urządzenia elektryczne powinny być:
1) dobrane do stref Z zagrożenia wybuchem;
2) dobrane do tzw. parametrów wybuchowych występującej substancji, tj. podgrup wybuchowości IIA, IIB i IIC oraz klas temperaturowych T1 do T6;
3) dobrane do temperatury otoczenia, którą należy uwzględnić, jeżeli jest wyższa od 40oC;
4) dobrane do temperatury tlenia i zapalenia się występujących pyłów według stopnia ochrony (szczelności) IP; temperatura urządzenia powinna być niższa o 70oC od temperatury tlenia i nie może przekraczać 2/3 temperatury zapalenia pyłów;
5) dobrane do warunków i miejsca pracy;
6) zasilane energią elektryczną z układu TN-S (przewodami lub kablami o izolacji żył nie przenoszącej płomienia), z oddzielnym przewodem neutralnym N oraz ochronnym PE (zielono-
-żółtym);
7) zabezpieczone przed skutkami zwarcia, przeciążenia i przepięć oraz pracą niepełnofazową (np. silniki elektryczne) [39];
8) chronione przed oddziaływaniem cieplnym, wpływami od wyładowań atmosferycznych (szczególnie obwody iskrobezpieczne), agresywnym środowiskiem, elektrycznością statyczną,
uszkodzeniem urządzeń lub ich nieprawidłowym działaniem i innymi czynnikami mogącymi doprowadzić do zagrożenia wybuchowego i/lub pożarowego;
9) dopuszczone do stosowania w strefach zagrożonych wybuchem z uwzględnieniem ich funkcji i miejsca pracy; w strefach zagrożonych wybuchem oprawy oświetleniowe z sodowymi niskociśnieniowymi źródłami światła nie powinny być stosowane; należy również unikać ich transportowania i przenoszenia przez strefy zagrożone wybuchem gazów zaliczonych do grupy IIC [24].

W strefach Z0 zagrożonych wybuchem mogą być stosowane tylko certyfikowane urządzenia i obwody elektryczne Ex:
- w wykonaniu przeciwwybuchowym dla Z0, oznaczone symbolem Exia i/lub II 1 G,
- dopuszczone do stosowania przez wyspecjalizowaną, uprawnioną jednostkę, np. Zespół ds. Bezpieczeństwa Przeciwwybuchowego PROCHEM.
Obwody iskrobezpieczne powinny być:
1) budowy Exia izolowane od ziemi w strefie zagrożonej wybuchem oraz niepołączone galwanicznie z obwodem nieiskrobezpiecznym; obwody iskrobezpieczne nie powinny być prowadzone we wspólnych kablach, rurach lub wiązkach z nieiskrobezpiecznymi; ich izolacja powinna wytrzymywać napięcie 500 V prądu przemiennego lub 750 V prądu stałego; średnica żył (drut) przewodów nie powinna być mniejsza niż 0,1 mm;
2) połączone w jednym punkcie z przewodem ekwipotencjalnym,
3) uziemione tylko w jednym punkcie w strefie niezagrożonej wybuchem. Przy projektowaniu złożonych obwodów iskrobezpiecznych należy sprawdzać, czy nie sumują się wartości wielkości elektrycznych występujących w poszczególnych obwodach, np. składowe napięcia i prądu, wynikające z pojemności i indukcyjności przewodów, pochodzące od wyższych harmonicznych.

W strefach Z0 nie należy stosować gniazd wtyczkowych, sprzęgników ani urządzeń ochrony katodowej.

W strefach Z1 zagrożonych wybuchem mogą być stosowane urządzenia elektryczne:
- dopuszczone do stosowania w strefach Z0 i Z1,
- w wykonaniu przeciwwybuchowym Exd, Exe, Exp, Exo, Exq, Exia, Exib, Exm i/lub II 2 G.

Silniki w wykonaniu Exe mogą być stosowane, jeżeli mają stopień ochrony co najmniej IP 44 ze skrzynką przyłączową IP 54. W skrzynkach budowy Exe mogą być użytkowane tylko urządzenia w wykonaniu Ex lub objęte certyfikatem.

Urządzenia elektryczne w wykonaniu Ex powinny być wyposażone w atestowane wprowadzenia (dławice, wpusty itp.) do kabli i przewodów, również budowy Ex; szczególnie dotyczy to urządzeń, do których instalowania mogą być stosowane tylko wpusty Exd.

Silniki pierścieniowe (komutatorowe) mogą być stosowane, jeśli ich części iskrzące są w osłonie Exd lub Exp. Oprócz tego powinny one być wyposażone w urządzenia uniemożliwiające ich załączenie przed włączeniem w obwód wirnika rezystancji rozrusznika.

Urządzenia elektryczne w wykonaniu nieprzeciwwybuchowym mogą być stosowane, jeżeli ich parametry elektryczne, według danych producenta, nie przekraczają żadnej z następujących wartości: 1,2 V, 0,1 A, 20 mJ i 25 mW. Urządzenia spełniające takie warunki nie muszą być certyfikowane, lecz tylko oznakowane w sposób umożliwiający ich identyfikację, np. według numeru katalogowego.

Oprawy oświetleniowe mogą być stosowane, jeżeli są budowy Exd lub Exe z oprawką Exd. Oprawy te powinny być wykorzystywane zgodnie z wymaganiami certyfikatów oraz zaleceniami producentów i tylko z określonymi źródłami światła.

Urządzenia i obwody iskrobezpieczne powinny być chronione przed przekroczeniem bezpiecznego poziomu energii w obwodzie w razie zwarcia lub doziemienia. Urządzenia, których oznaczenie jest ujęte w nawiasie kwadratowym, np. [Exia] lub [Exib], powinny być instalowane poza strefami zagrożonymi wybuchem lub w odpowiedniej osłonie.

W strefach Z2 zagrożonych wybuchem mogą być stosowane urządzenia w wykonaniu przeciwwybuchowym oraz nieprzeciwwybuchowym, a więc:
1) urządzenia w wykonaniu przeciwwybuchowym dopuszczone do stosowania w strefach Z0, Z1 i Z2, oznaczone symbolem Ex i/lub II 3 G;
2) urządzenia budowy Exp o uproszczonej budowie, tj. bez wstępnego przewietrzania, w którym jest możliwość odprowadzania gazu ochronnego do atmosfery otoczenia;
3) urządzenia w wykonaniu nieprzeciwwybuchowym, które w normalnych warunkach pracy nie wytwarzają łuków lub iskier bądź nie nagrzewają się do temperatury mogącej wywołać wybuch. Powinny one mieć stopień ochrony IP 54 dla części nie-
izolowanych będących pod napięciem, IP 44 zaś dla części izolowanych będących pod napięciem;
4) w pomieszczeniach suchych - urządzenia odpowiednio
o IP 40 i IP 20;
5) oprawy oświetleniowe przenośne powinny być w wykonaniu przeciwwybuchowym o parametrach dostosowanych do warunków pracy;
6) urządzenia, w których wszystkie styki są zanurzone w oleju, z wyjątkiem stref, w których występują substancje podgrupy IIC i klas temperaturowych T5 i T6;
7) urządzenia grzewcze, jeżeli są zabezpieczone przed wzrostem temperatury grzejnika do temperatury samozapalenia występującej substancji niebezpiecznej;
8) urządzenia certyfikowane dla stref Z2, np. typu Exn o podtypach: ExnA (urządzenia nieiskrzące), ExnC (urządzenia iskrzące), ExnR (urządzenia w szczelnej obudowie ograniczające wnikanie do niej w określonym czasie mieszaniny wybuchowej), ExnL (urządzenia o ograniczonej energii), ExnP (urządzenia o uproszczonym układzie przewietrzania).

W strefach Z20 zagrożonych wybuchem mogą być stosowane urządzenia:
1) w wykonaniu specjalnym dla Z20, oznaczone symbolem Ex i/lub II 1 D;
2) w wykonaniu Exd dla podgrupy IIC z uszczelnieniami złączy
ognioszczelnych (nie dotyczy to pyłów przewodzących);
3) w wykonaniu Exia dla podgrupy IIB i IIC;
4) w wykonaniu Exp z odprowadzeniem gazu ochronnego do strefy niezagrożonej przez urządzenia odpylające wyposażone w łapacze metali;
5) w wykonaniu nieprzeciwwybuchowym o stopniu ochrony IP 6X, przy występowaniu pyłów nieprzewodzących dla urządzeń z częściami iskrzącymi, z wyjątkiem gniazd wtyczkowych, sprzęgników i opraw oświetleniowych.

W strefach Z21 zagrożonych wybuchem mogą być stosowane urządzenia:
1) dopuszczone do stosowania w strefach Z20 i Z21, oznakowane symbolem Ex i/lub II 2 D;
2) w wykonaniu nieprzeciwwybuchowym o stopniu ochrony:
a) IP 6X przy pyłach przewodzących dla urządzeń z częściami nieiskrzącymi,
b) IP 5X przy pyłach nieprzewodzących dla urządzeń z częściami iskrzącymi,
c) IP 4X przy pyłach nieprzewodzących dla urządzeń z częściami nieiskrzącymi;
3) w wykonaniu Exib;
4) oprawy oświetleniowe z kloszami osłaniającymi źródła światła (klosze narażone na stłuczenie powinny być zabezpieczone odpowiednią siatką);
5) gniazda wtyczkowe bez wyłącznika o stopniu ochrony IP 5X,
z wyłącznikiem - IP 4X, instalowane otworami w dół (nie stosować sprzęgników);
6) w wykonaniu Exp z odprowadzeniem gazu ochronnego do strefy zagrożonej przez urządzenia odpylające wyposażone w łapacze metali.

W strefach Z22 zgrożonych wybuchem mogą być stosowane urządzenia:
1) dopuszczone do pracy w strefie Z20 i 21, oznakowane symbolem Ex /lub II 3 D;
2) w wykonaniu nieprzeciwwybuchowym o stopniu ochrony:
a) IP 5X przy pyłach przewodzących dla urządzeń z częściami nieiskrzącymi,
b) IP 4X przy pyłach nieprzewodzących dla urządzeń z częściami iskrzącymi,
c) IP 2X przy pyłach nieprzewodzących dla urządzeń z częściami nieiskrzącymi;
3) w wykonaniu Exib IIA;
4) oprawy oświetleniowe z kloszami osłaniającymi źródła światła (klosze narażone na stłuczenie powinny być chronione siatką lub w inny skuteczny sposób);
5) gniazda wtyczkowe bez wyłącznika o stopniu ochrony
IP 5X, z wyłącznikiem lub zabezpieczeniem przed włączeniem/wyłączeniem pod napięciem - IP 4X, instalowane otworami w dół (nie stosować sprzęgników);
6) w wykonaniu Exp z odprowadzeniem gazu ochronnego do strefy zagrożonej przez urządzenia odpylające wyposażone
w łapacze metali,
7) w wykonaniu Exn z uwzględnieniem miejsca zainstalowania i warunków pracy.

Przewody i kable

Przewody i kable elektryczne przyłączone do urządzeń Ex powinny być [24] dopuszczone lub zalecone do stosowania odpowiednimi aktami prawnymi lub przez jednostkę wyspecjalizowaną (obecnie brak jest uregulowań w tym zakresie). Powinny one być zabezpieczone przed skutkami przeciążeń i zwarć oraz doziemień. Ich żyły Cu powinny mieć przekrój dostosowany do obciążalności długotrwałej i dopuszczalnej temperatury pracy z uwagi na parametry wybuchowe substancji, w atmosferze której będą zainstalowane (zalecane przekroje żył Cu ł 1 mm2, a dopuszczalny Al - co najmniej 16 mm2). Materiały elektroizolacyjne zastosowane w przewodach i kablach powinny nie przenosić płomienia (wg IEC 60332-1) i być odporne na przepięcia, wysoką temperaturę, chemikalia, wilgoć, uszkodzenia mechaniczne i podobne przyczyny, które mogą doprowadzić do uszkodzenia izolacji, a tym samym do iskrzenia lub nadmiernego nagrzania, a więc do powstania zagrożenia pożarowego i/lub wybuchowego. Kable i przewody powinny mieć izolację z materiałów termoplastycznych, termoutwardzalnych, elastomerów lub izolację mineralną.

Powinny być układane bezpośrednio na ścianach i konstrukcjach budowlanych lub w rurkach i korytkach elektroinstalacyjnych. W rurkach mogą być stosowane izolowane jednożyłowe przewody (drut lub linka) o łącznym przekroju odniesionym do średnicy zewnętrznej przewodu nie przekraczającym 40% powierzchni przekroju poprzecznego wypełnienia rurki. Rurki te powinny być uszczelnione na wejściach i wyjściach, np. w przypadku urządzeń Exd na długości 450 mm. Przewody elektryczne mogą być również prowadzone w atestowanych rurach stalowych grubościennych (według IEC 614--2-1). Sposób ten jest stosowany w USA pod nazwą conduit systems. W systemie tym jest wykorzystywany atestowany osprzęt, jak np. złączki uszczelniające (fittings) używane przy bezpośrednim wprowadzeniu przewodów do urządzeń uszczelnianych atestowaną masą (chico) [24, 54].

Przewody i kable wprowadzane są do urządzeń zgodnie z ustaleniami norm i certyfikatów oraz zaleceniami producenta (DTR), przez rurki elektroinstalacyjne, wpusty (dławice) lub mufy kablowe dostosowane do rodzaju budowy Ex, typu przewodu (w rurce lub bezpośrednio), warunków zagrożenia wybuchem, tj. strefy Z, grupy wybuchowości i klasy temperaturowej oraz wymaganego stopnia ochrony IP, rodzaju i wielkości osłony (szczególnie ognioszczelnej). Przewody i kable powinny być podłączone do zacisków o odpowiedniej budowie Ex oraz konstrukcji dostosowanej do wartości prądu, przekroju i materiału żył i zabezpieczone przed wyrwaniem, poluzowaniem i przekręceniem. Do zacisku można przyłączyć więcej żył niż jedną, jeżeli jest on do tego przystosowany, a żyły mają jednakowy przekrój (np. zakończone tulejką) oraz działa na nie taka sama siła docisku. Rurki gwintowane wkręcane w osłony Exd pod kątem prostym powinny mieć wykorzystane co najmniej 5 zwojów.

Mgr inż. Aleksander Skibiński
PROCHEM
Zespół ds. Bezpieczeństwa Przeciwwybuchowego



LITERATURA
1. Ustawa z 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (tekst jednolity Dz.U. z 2000 r., nr 106, poz. 1126 z późniejszymi zmianami).
2. Ustawa z 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne (Dz.U. z 1997 r., nr 54, poz. 348 z późniejszymi zmianami).
3. Ustawa z 26 czerwca 1974 r. Kodeks pracy (Dz.U. z 1974 r., nr 21, poz. 94 z późniejszymi zmianami).
4. Ustawa z 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej (Dz.U. z 1991 r. z późniejszymi zmianami).
5. Ustawa z dnia 12 września 2002 r. o normalizacji (Dz.U. z 2002 r., nr 169, poz. 1386).
6. Ustawa z 3 kwietnia 1993 r. o badaniach i certyfikacji (Dz.U. z 1993 r., nr 55, poz. 250 z późniejszymi zmianami).
7. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 316 grudnia 2003 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. nr 121 poz. 1138).
8. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. nr 75, poz. 690).
9. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 20 września 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać bazy, stacje paliw płynnych, rurociągi dalekosiężne do transportu ropy naftowej i produktów naftowych i ich usytuowanie (Dz.U. nr 98, poz. 1067 z późniejszymi zmianami).
10. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z 28 kwietnia 2003 r. w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania kwalifikacji posiadanych przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci elektrycznych (Dz.U. nr 89, poz. 828 oraz Dz.U. z 2000 r. nr 15, poz. 187).
11. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 17 września 1999 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych (Dz.U. nr 80, poz. 912).
12. PN/E-05003/01-03 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych.
13. PN-EN 50014 (zamiast PN/E-08110) Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Wymagania ogólne.
14. PN-EN 50015 (zamiast PN/E-08114) Urządzenia elektryczne
w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Urządzenia z osłoną olejową - Exo.
15. PN-EN 50016 (zamiast PN/E-08112) Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Urządzenia z nadciśnieniem - Exp.
16. PN-EN 50017 (zamiast PN/E-08113) Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Urządzenia z osłoną piaskową - Exq.
17. PN-EN 50018 (zamiast PN/E-08116) Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Osłony ognioszczelne - Exd.
18. PN-EN 50019 (zamiast PN/E-08115) Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Urządzenia budowy wzmocnionej - Exe.
19. PN-EN 50020 (zamiast PN/E-08107) Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Urządzenia i obwody iskrobezpieczne - Exi.
20. PN-EN 50021 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Urządzenia budowy typu n - Exn.
21. PN-EN 50028 (zamiast PN/E-08111) Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Urządzenia hermetyzowane masą izolacyjną - Exm.
22. PN-EN 50039 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. System iskrobezpieczny.
23. PN-EN 6079-10 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem (nie obejmuje pyłów i włókien).
24. PN-EN 6079-14 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Instalacje elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem (innych niż w kopalniach), (nie obejmuje pyłów i włókien).
25. PN-EN 6079-17 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Inspekcja i eksploatacja elektrycznych instalacji
w przestrzeniach zagrożonych wybuchem (innych niż w kopalniach).
26. PN-EN 1127-1 Atmosfery wybuchowe. Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem (obejmuje ciecze, pary cieczy i gazy).
27. PN-IEC 60364-3:2000 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ustalanie ogólnych charakterystyk.
28. PN-IEC 60364-4-41:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona zapewniająca bezpieczeństwo.Ochrona przeciwporażeniowa.
29. PN-IEC 60364-4-42:1999 Instalacje w obiektach budowlanych.
Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed skutkami oddziaływania cieplnego.
30. PN-IEC 60364-4-43:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed prądem przetężeniowym.
31. PN-IEC 60364-4-443 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona przed przepięciami.
32. PN-IEC 60364-4-473:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Stosowanie środków ochrony zapewniających bezpieczeństwo. Środki ochrony przed prądem przetężeniowym.
33. PN-IEC 60364-4-481 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Dobór środków ochrony przeciwporażeniowej w zależności od wpływów zewnętrznych.
34. PN-IEC 60364-4-482:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Dobór środków ochrony w zależności od wpływów zewnętrznych. Ochrona przeciwpożarowa.
35. PN-IEC 60364-6-61 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Sprawdzanie. Sprawdzanie odbiorcze.
36. PN-IEC 60364-7-704 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Instalacje placów budowy i robót rozbiórkowych.
37. PN-IEC 60364-7-707 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Wymagania dotyczące uziemień instalacji dla urządzeń do przetwarzania danych.
38. Praca zbiorowa: Poradnik inżyniera elektryka. WNT, Warszawa 1997.
39. WALENTYNOWICZ B.: Zabezpieczenia silników indukcyjnych. PWT, Warszawa 1977.
40. PN-IEC 60050-828:2000 Międzynarodowy słownik terminologiczny elektryki. Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.
41. PN-EN 50054 Elektryczne przyrządy do wykrywania i pomiaru gazów palnych. Wymagania ogólne i metody badań.
42. PN-EN 50056 Elektryczne przyrządy do wykrywania i pomiaru gazów palnych. Wymagania dla przyrządów grupy II o zakresie pomiarowym do 100% dolnej granicy wybuchowości.
43. PN-EN 50281-1-1 Urządzenia elektryczne do stosowania w obecności pyłów palnych. Urządzenia elektryczne chronione przez obudowę. Budowa i badania (w ankietyzacji).
44. PN-EN 50281-1-2 Urządzenia elektryczne do stosowania w obecności pyłów palnych. Urządzenia elektryczne chronione przez obudowę. Dobór, instalacja i konserwacja (w ankietyzacji).
45. PN-EN 50284 Specjalne wymagania dotyczące konstrukcji i badań elektrycznych urządzeń grupy II, kat. 1G (w ankietyzacji).
46. Dyrektywa ATEX 94/9/EC Parlamentu Europejskiego i Rady z 23 marca 1994 r. w sprawie ujednolicenia przepisów prawnych Państw Członkowskich, dotyczących urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, z późniejszymi zmianami.
47. Dyrektywa ATEX 118 UE (w przygotowaniu).
48. IEC 60-19:1993 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem - część 19. Naprawy i remonty.
49. SKIBIŃSKI A.: Artykuły w dziale Ochrona przeciwwybuchowa. „Elektroinstalator” nr 3-4, 5, 7, 12/1994.
50. SKIBIŃSKI A.: Ochrona odgromowa obiektów zagrożonych pożarem lub wybuchem. „Elektroinstalator” nr 7-8/1995.
51. SKIBIŃSKI A.: Ochrona przeciwporażeniowa w instalacjach i urządzeniach elektrycznych w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Referat na XIII Międzynarodową Konferencję Naukowo-Techniczną „Bezpieczeństwo elektryczne i III szkoła ochrony przeciwporażeniowej ELSAF 2001” (Instytut Energoelektryki Politechniki Wrocławskiej, 12-14 września 2001 r.).
52. SKIBIŃSKI A.: Instalacje elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. „Chemik” nr 3/2002.
53. Praca zbiorowa: Instalacje elektryczne i teletechniczne. Poradnik montera inżyniera elektryka. Wydawnictwo Dashöfer. Warszawa, 2003 r.
54. The National Electrical Code. 1990. NFPA USA.
55. Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 3 lipca 2001 r. w sprawie wymagań zasadniczych dla sprzętu elektrycznego, warunków i trybu dokonywania oceny zgodności oraz sposobu oznakowania sprzętu elektrycznego (Dz.U. nr 120 poz. 1276).
56. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 29 maja 2003 r. w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera wybuchowa (Dz.U. nr 107 poz. 1004).
57. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 28 lipca 2003 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w przestrzeniach zagrożonych wybuchem (Dz.U. nr 143 poz. 1393).

---