Gnister fra sveising, eller sliping som på bildet skaper risiko for brann eller eksplosjon.
Gnister fra sveising, eller sliping som på bildet skaper risiko for brann eller eksplosjon.

Elektriske anlegg i eksplosjonsfarlige områder

Beskyttelsesarter mot eksplosjoner

I eksplosjonsfarlige områder er beskyttende tiltak for å redusere sannsynligheten for eksplosjon en av de viktigste sikkerhetstiltakene.

Der det kan forekomme eksplosiv atmosfære bør vi sette inn tiltak. Vi kan eliminere sannsynligheten for at en eksplosiv atmosfære kommer i kontakt med en tennkilde, alternativ a, eller eliminere tennkildene, alternativ b.

Et sikkerhetstiltak (a eller b) kan benyttes enkeltvis dersom de er ansett som høyt pålitelige, eller i en kombinasjon (a + b) for å oppnå det nødvendige sikkerhetsnivået.

Vi velger utstyr som reduserer sannsynligheten for eksplosjon på grunn av antennelse av brennbare materialer som for eksempel ved elektriske og mekaniske gnister, eller varme overflater; oppstått enten ved normal drift eller under spesielle feilforhold.

Ex-beskyttelsesmetode

Det finnes en rekke forskjellige beskyttelsesmetoder for elektrisk utstyr for bruk i eksplosjonsfarlige områder. Normserien NEK EN 60079 har beskrivelse for hver beskyttelsesmetode. Utstyr skal merkes etter NEK EN  60079-0 punkt 29.

Teknikkene kan oppsummeres slik:

Utelukking: Eksplosjonsfarlig atmosfære hindres å trenge inn i utstyret. Utstyret kan derfor avgi gnister og ha varme overflater.

Eksplosjonssikker kapsling: Eksplosjonsfarlig atmosfære kan trenge inn i kapsling med utstyr som kan avgi gnister og ha varme overflater. Den interne eksplosjonen vil ikke antenne den ytre atmosfæren.

Energibegrensning: Teknikken begrenser den elektriske energien tilgjengelig i det eksplosjonsfarlige området slik at en eksplosjonsfarlig atmosfære likevel ikke antennes.

Fortynning: Et område (rom, skap, kapsling) ventileres slik at man ikke oppnår eksplosjonsfarlig konsentrasjon.

Gnistsikker: Metoden har som hensikt å unngå at tennkilder er til stede.

Brennende mobil.
Brennende mobil.

Eksplosjonssikker kapsling – Ex ‘d’ (NEK EN 60079-1)

Artikkelserie

  • Rolf Skatvedt og Rune Øverland skriver om hvordan elektriske anlegg i Ex-områder skal håndteres. Sivilingeniør Rolf Skatvedt er daglig leder i Total Fiscal Metering AS og Rune Øverland er ingeniør innen teknisk kybernetikk, ansatt i Trainor Elsikkerhet der han utvikler og holder kurs innen automasjonsfag. 
  • Hovedmålgruppen er ingeniører og elektropersonell. Vi håper at øvrig driftspersonell som prosessteknikere og mekanikere også vil ha utbytte.
  • Serien vil ta for seg design og installasjon av elektriske anlegg i eksplosjonsfarlige områder. Serien er delt inn i flere temaer. Eksplosive atmosfærer, soneklassifisering, eksplosjonsteori, beskyttelsesarter, hvordan utstyret er merket. Den gir oversikt på lover, forskrifter og standarder. Du skal blant annet lese om jordingssystemer og kabelforlegninger. Et fokusområde for artikkelserien er installasjon av egensikre kretser. 

Dette er artikkel nr. 5, de øvrige er:

Kapslingen kan ha innvendige komponenter som kan være tennkilder. Den eksplosjonssikre kapslingen skal tåle trykket samt hindre at forplanting av eksplosjonen. Konstruksjonen tvinger de varme avgassene å gå gjennom flammespalter som avkjøler gassene før de slipper ut. Eksempel på Ex ‘d’-kapsling er utstyrsboks og elektrisk motor.

Kabelgjennomføringer med nipler er også viktige for å opprettholde eksplosjonsbeskyttelsen. Kapslingen med alt innvendig utstyr sertifiseres som én enhet.

Overtrykkskapsling – Ex ‘p’/’pD’ (NEK EN 60079-2)

Overtrykkskapslingen opprettholder en innvendig, beskyttende, ikke-brennbar atmosfære ved tilførsel av for eksempel nitrogengass. Den ytre, potensielle eksplosjonsfarlige atmosfæren hindres dermed å komme i kontakt med utstyr montert inne i kapslingen. Eksempel på Ex ‘p’-kapsling er utstyrsboks og elektrisk motor.

Det innvendige utstyret kan dermed være gnistgivende og ha varme overflater. Mister vi overtrykket inne i kapslingen, mister kapslingen sin barrierefunksjon.

Pulverfylling – Ex ‘q’ (NEK EN 60079-5)

Kapslingen kan ha innvendige tennkilder. Komponentene er helt omgitt av fyllingsmateriale. Eksplosjonsfarlig atmosfære kan komme i kontakt med tennkilder. En flamme vil raskt kveles på grunn av de små volumene i fyllingsmaterialet.

Oljenedsenking – Ex ‘o’ (NEK EN 60079-6)

Det elektriske utstyret er nedsenket i en beskyttende væske. Eksplosjonsfarlig atmosfære kan derfor ikke komme i kontakt med tennkilder.

Forhøyet sikkerhet – Ex ‘e’ (NEK EN 60079-7)

Kapslingen inneholder ikke tennkilder. Den beskytter de innvendige komponentene mot skadelig inntrengning av vann og støv.

En Ex ‘e’ rekkeklemmeboks inneholder kun Ex ‘e’ rekkeklemmer. En Ex ‘e’ utstyrsboks inneholder små, hendige Ex ‘d’-komponenter som indikatorlys og brytere/trykknapper.

Egensikkert apparat – Ex ‘i’ (NEK EN 60079-11)

Egensikkerhet er en energibegrensende teknikk. Egensikre apparater har utførelse hvor kretser ikke kan være tennkilder under normal drift eller ved spesifiserte feil på apparatet.

Eksempler på Ex ‘i’ apparater er egensikre måleinstrumenter og feltutstyr (transmittere).

Eksempel på energibegrensende, tilhørende utstyr er zenerbarriere. Deler av denne kretsen er ikke egensikker, og skal derfor som hovedregel plasseres i ikke-eksplosjonsfarlig område.

Energibegrenset apparat – Ex ‘n’ (NEK EN 60079-15)

Utstyret er konstruert slik at det under normal drift og ved visse spesifiserte unormale forhold ikke er stand til å antenne en omgivende eksplosiv atmosfære. Ex ‘n’ kan ikke brukes i sone 0 eller 1.

Innstøping – Ex ‘m’ (NEK EN 60079-18)

Elektriske komponenter er innkapslet i en masse på en slik måte at de ikke kan fungere som tennkilde.

Egensikker krets – Ex ‘i’ (NEK EN 60079-25)

Dette er krets der alt utstyr enten er egensikre apparater eller enke apparater (som brytere, koplingsbokser, motstandere).

Den siste delen av artikkelserien blir viet til egensikre kretser.

Feltbuss; egensikker krets (NEK EN 60079-27)

«Fieldbus Intrinsically Safe Concept» - FISCO er et generelt begrep for tilkoplinger mellom feltinstrumenter og prosesskontroll og sikkerhetssystemer. Feltinstrumentet får tilført kraft via bussen, som den også utveksler data på.

Eksempler på feltbusstopologier er Profibus PA og Fieldbus Foundation (FF).

Eaton Simplex Fisco kraftforsyning er tilpasset fieldbus og godkjent for bruk i Ex-soner.
Eaton Simplex Fisco kraftforsyning er tilpasset fieldbus og godkjent for bruk i Ex-soner.

Optisk stråling – Ex ‘op’ (NEK EN 60079-28)

Normen setter krav til utstyr for behandling og overføring av optiske signaler. Det fins tre metoder for optisk beskyttelse; ‘Op is’, ‘Op pr’ og ‘Op sh’. Et krav er maksimal bestråling av en overflate.

Spesialutførelse – Ex ‘s’

Ex ‘s’ er typisk tatt over av Ex ‘m’. Ex ‘s’ var metoder hvor det ble tatt spesielle konstruksjonsmessige forholdsregler for å hindre antennelse av eksplosjonsfarlig atmosfære.

Støvantennelsesbeskyttelse – Ex ‘t’ (NEK EN 60079-31)

‘t’ er en type av beskyttelse hvorved alle apparater er beskyttet av en kapsling for å forhindre antenning av et støvlag eller en sky.

Utstyrssertifikater

NEK IEC 61892-7: Elektrisk utstyr for bruk i sone 0 og 1 skal ha et prøvingssertifikat fra en prøvingsinstitusjon som er anerkjent på nasjonalt nivå. Det er ikke krav til prøvesertifikat for utsyr i sone 2, og fabrikanten skal utstede en samsvarserklæring for slikt utstyr.

Utstyr merket med symbol ‘X’

Utstyr, som er merket med ‘X’, har spesielle betingelser for bruk. Utstyrets dokument beskriver betingelser for bruk.

Utstyr merket med symbol ‘U’

Det skilles mellom apparatsertifikater og komponentsertifikater. Sistnevnte er merket ‘U’. Det er ikke lov å installere ‘U’-komponenter i eksplosjonsfarlige atmosfærer.

For eksempel: en tom eksplosjonssikker kapsling eller overtrykkskapsling kan være merket ‘U’ før den senere utstyres med elektriske komponenter. Deretter sertifiseres kapslingen som Ex ‘d’ henholdsvis Ex ‘p’.

Kombinasjonskapslinger (NEK EN 60079-0 punkt 29.6)

Elektrisk utstyr kan bestå av kombinasjoner av ulike beskyttelsesmetoder.

En telefon kan ha hovedbeskyttelse i form av en eksplosjonssikker kapsling Ex ‘d’. Utenpå denne fins en Ex ‘e’ for å gi forhøyet sikkerhet Ex ‘e’, som beskytter mot skadelig inntrengning av vann og støv. Inne i telefonen fins kondensator som er plassert i Ex ‘q’ (pulverfylt kapsling). Talerøret er tilkoplet apparatet via en egensikker krets (Ex ‘ib’).

På merkesiktet skal beskyttelsesartene nevnes alfabetisk rekkefølge separert med små mellomrom: Ex  d e ib q  IIC T6.

Neste del i denne artikkelserien handler om merking av Ex-utstyr.

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)