Ochrona przeciwporażeniowa w przestrzeniach i strefach zagrożonych wybuchem
Ochrona przeciwporażeniowa w przestrzeniach/strefach zagrożonych wybuchem polega na zastosowaniu odpowiednich środków przeciwdziałających występowaniu niebezpiecznych napięć na urządzeniach elektrycznych w wyniku uszkodzenia ich izolacji od zwarć, przeciążeń, przepięć lub oddziaływań mechanicznych, termicznych, chemicznych itp. Niebezpieczne napięcia mogą również przedostać się na inne urządzenia lub elementy metalowe współpracujące lub stykające się z instalacjami elektrycznymi i ochronnymi.
Zobacz także
Ela-compil sp. z o.o. Czy system wykrywania pożaru naprawdę chroni?
W systemach bezpieczeństwa pożarowego dwa pojęcia – sterowanie i nadzorowanie – są często używane zamiennie, co bywa mylące. W rzeczywistości pełnią one odmienne funkcje, mają różne cele i wpływają na...
W systemach bezpieczeństwa pożarowego dwa pojęcia – sterowanie i nadzorowanie – są często używane zamiennie, co bywa mylące. W rzeczywistości pełnią one odmienne funkcje, mają różne cele i wpływają na efektywność całej instalacji. Rozumienie tych różnic jest kluczowe, jeśli zależy nam na niezawodnej ochronie życia i mienia.
mgr inż. Piotr Wasiucionek Zgodnie z warunkami technicznymi, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], „Przeciwpożarowy wyłącznik prądu, odcinający dopływ prądu do wszystkich obwodów, z wyjątkiem obwodów zasilających instalacje i urządzenia, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru, należy stosować w strefach pożarowych o kubaturze przekraczającej 1000 m3 lub zawierających strefy zagrożone wybuchem.
![Zgodnie z warunkami technicznymi, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], „Przeciwpożarowy wyłącznik prądu, odcinający dopływ prądu do wszystkich obwodów, z wyjątkiem obwodów zasilających instalacje i urządzenia, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru, należy stosować w strefach pożarowych o kubaturze przekraczającej 1000 m3 lub zawierających strefy zagrożone wybuchem.](https://www.elektro.info.pl/media/cache/full/data/202402/pwp-fot1.jpg)
Zgodnie z warunkami technicznymi, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], „Przeciwpożarowy wyłącznik prądu, odcinający dopływ prądu do wszystkich obwodów, z wyjątkiem obwodów zasilających...
Zgodnie z warunkami technicznymi, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], „Przeciwpożarowy wyłącznik prądu, odcinający dopływ prądu do wszystkich obwodów, z wyjątkiem obwodów zasilających instalacje i urządzenia, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru, należy stosować w strefach pożarowych o kubaturze przekraczającej 1000 m sześc. lub zawierających strefy zagrożone wybuchem.*)
Redakcja Elektro.info.pl news Nasza jubileuszowa konferencja już za dwa dni – poznaj jej szczegółowy program
Zapraszamy do udziału w wyjątkowej, dwudniowej konferencji techniczno-szkoleniowej „Ochrona przeciwpożarowa w instalacjach elektrycznych budynków zasilanych z odnawialnych źródeł energii”, organizowanej...
Zapraszamy do udziału w wyjątkowej, dwudniowej konferencji techniczno-szkoleniowej „Ochrona przeciwpożarowa w instalacjach elektrycznych budynków zasilanych z odnawialnych źródeł energii”, organizowanej wspólnie przez redakcję „elektro.info” i Akademię Pożarniczą. Tegoroczna edycja ma szczególny charakter – odbywa się w roku 25-lecia „elektro.info” i będzie jednym z najważniejszych wydarzeń branżowych przygotowanych z tej okazji.
W artykule:
|
Przeważnie stosowane są następujące zabezpieczenia:
1) izolowanie części wiodących prąd od obudów, płaszczy metalowych oraz kabli itp., których dotykają ludzie. Izolacja powinna być wytrzymała na przebicia i przepięcia, jak również na inne negatywne oddziaływania. Urządzenia Ex są przeważnie wykonywane o stopniu ochrony IP 5X, co znacznie przewyższa wymagania ochrony przeciwporażeniowej. Dla zwiększenia bezpieczeństwa w niektórych urządzeniach i obwodach stosuje się monitorowanie poziomu izolacji i/lub ciągłości uziemienia z możliwością wyłączenia urządzenia czy instalacji w przypadku przekroczenia bezpiecznych wartości;
2) bardzo niskie napięcia SELV i PELV:
a) obwód SELV powinien spełniać wymagania normy PN-HD 60364-4-41:2017-09P i być oddzielony elektrycznie od innych obwodów i od ziemi. Części będące pod napięciem nie mogą być uziemione lub łączone z częściami czynnymi lub przewodami ochronnymi stanowiącymi część innych obwodów;
b) gdy obwód PELV jest uziemiony, wymagana jest ekwipotencjalizacja (uziemienie obwodu oraz wszystkich części przewodzących). Jeżeli obwód jest uziemiony, to wszystkie dostępne części przewodzące mogą być uziemione (np. ze względu na kompatybilność elektromagnetyczną) lub mogą być nieuziemione; stan taki wymaga dokonania analizy zagrożenia, aby określić, czy brak uziemienia nie będzie groźny, np. ze względu na elektryzację statyczną. Obwód PELV powinien również spełniać wymagania zawarte w normie PN-HD 60364-4-41:2017-09P;
c) transformatory izolacyjne bezpieczeństwa do stosowania w obwodach SELV i PELV powinny być wykonane według normy IEC 60742;
3) wyłączniki różnicowoprądowe; wyłączniki takie mogą być stosowane w układach sieci TN, TT, IT po dokonaniu oceny: zagrożenia wybuchem, rodzaju stref, urządzeń, obwodów itp. w strefach zagrożonych wybuchem powinien być stosowany układ sieci TN-S (oddzielny przewód neutralny N i ochronny PE), z tym że przewód PE powinien być połączony z przewodem wyrównawczym poza strefą zagrożoną wybuchem. W strefie zagrożonej wybuchem powinien być kontrolowany upływ pomiędzy przewodem N i PE.
Stosowanie wyłączników różnicowoprądowych w układzie TN-S wymaga każdorazowo przeanalizowania sytuacji. Należy kierować się względami bezpieczeństwa wynikającymi nie tylko z zagrożenia porażeniowego, ale przede wszystkim zagrożenia wybuchowego. Prawidłowe działanie wyłączników różnicowoprądowych zależy głównie od doboru wartości prądu różnicowego, w zależności od:
a) miejsca jego zainstalowania w układzie, w obwodzie itp.,
b) upływności wskutek oddziaływania mas metalowych,
c) rodzaju i usytuowania innych instalacji prewencyjnych, np. ochrony odgromowej, przepięciowej, katodowej czy przed elektryzacją statyczną.
Zalecane do stosowania są wyłączniki różnicowoprądowe o znamionowym prądzie różnicowym 30 mA z diodą LED sygnalizującą poprawne ich działanie. Wyłączniki różnicowoprądowe przeważnie nie dają ochrony od przepięć atmosferycznych (zostają uszkodzone). Można się przed tym bronić stosując odpowiednie bezpieczniki topikowe.
4) separacja elektryczna powinna dotyczyć tylko pojedynczego obwodu. Przeważnie istnieje potrzeba separowania od siebie obwodów pomiarów i automatyki zewnętrznych i wewnętrznych, poza tym powinna być zgoda z normą PN-HD 60364-4-41:2017-09P,
5) ekwipotencjalizacja w celu wyrównania potencjałów między uziomami lub uziemionymi elementami metalowymi występującymi wewnątrz i na zewnątrz instalacji.
Przy wyrównywaniu potencjałów należy rozważyć każdą sytuację oddzielnie i sprawdzić prawidłowość wykonania, a następnie działanie.
Należy unikać stosowania wyłączników różnicowoprądowych:
1) w obwodach elektrycznych zainstalowanych w strefach zagrożonych wybuchem 0 i 20 oraz w niektórych sytuacjach również w strefach 1. i 21.,
2) w instalacjach z ochroną przed elektryzacją statyczną oraz ochroną katodową,
3) w sieciach odbiorczych, gdy występuje duża upływność sieci, np. z powodu złego stanu izolacji przewodów/kabli i urządzeń czy oddziaływania na nie mas metalowych. Dotyczy to szczególnie instalacji i urządzeń instalowanych na konstrukcjach metalowych lub w ich pobliżu (może to być powodem częstych wyłączeń instalacji).
Wykonywanie poszczególnych rodzajów prób zgodnie z PN-HD 60364-6:2016-07P
Podczas przyjmowania do eksploatacji elektrycznych instalacji i urządzeń w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem należy wykonać pomiary odbiorcze pomontażowe zgodnie z wymaganiami normy PN-HD 60364-6:2016-07P Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Część 6: Sprawdzanie. Sprawdzanie odbiorcze.
Podczas wykonywania tych badań dużą uwagę należy zwrócić na prawidłowy dobór aparatury i urządzeń zainstalowanych w strefach zagrożenia wybuchem.
W pomieszczeniach zagrożonych wybuchem bardzo ważny jest właściwy stopień ochrony osłon IP, zapewniający wymaganą szczelność w danej strefie zagrożenia wybuchem. Dlatego pracownicy wykonujący pomiary muszą przestrzegać zasady, aby po pomiarach dokładnie zamykać i przykręcać pokrywy w sprawdzanych urządzeniach rozdzielczych, aby nie pogorszyć pierwotnie zastosowanego stopnia ochrony osłon IP.
Podczas oględzin należy zwracać uwagę na prawidłowy dobór urządzeń elektrycznych o odpowiedniej budowie iskrobezpiecznej wymaganej dla danej strefy zagrożenia wybuchem, w której przeprowadzane są pomiary.
Podczas wykonywania badań należy zachować ostrożność, aby w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem nie wywołać iskrzenia mogącego zainicjować wybuch.
Metody i zasady wykonywania pomiarów odbiorczych pomontażowych i okresowych pomiarów ochronnych są takie same jak dla normalnych pomieszczeń opisane w normie PN-HD 60364-6:2016-07P.
Wykonywanie okresowych pomiarów i badań ochronnych w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem
Czasokresy wykonywania okresowych badań ochronnych w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem powinny być ustalone w instrukcji eksploatacji opracowanej w danym zakładzie i badania powinny być wykonywane co roku w pełnym zakresie, czyli sprawdzanie skuteczności ochrony przeciwporażeniowej i pomiary rezystancji izolacji instalacji i urządzeń.
W strefach zagrożonych wybuchem 0, 1., 20. oraz w miejscach, w których wcześniej wykonywano prace z użyciem gazów palnych, cieczy palnych lub materiałów pylących, pomiary ochronne mogą być prowadzone tylko wtedy, gdy stężenie par tych cieczy lub gazów nie przekracza 10% ich dolnej granicy wybuchowości.
Prace pomiarowe nie mogą być wykonywane zwłaszcza w miejscach i w czasie:
- przygotowywania do stosowania cieczy palnych i gazów palnych,
- stosowania cieczy palnych, np. do malowania, lakierowania, klejenia, mycia, nasycania,
- suszenia z wydzielaniem par cieczy palnych, usuwania pozostałości cieczy palnych ze stanowisk pracy.
Aby nie powodować błędów pomiaru większych niż to wynika z przyjętych metod pomiarowych i klas dokładności zastosowanych przyrządów pomiarowych oraz nie stwarzać dodatkowych zagrożeń, w czasie wykonywania pomiarów, powinny być zachowane co najmniej następujące warunki:
- utrzymywanie stężenia czynników palnych na poziomie nieprzekraczającym 10% ich dolnej granicy wybuchowości w ciągu całego okresu wykonywania pomiarów,
- ustawienie przyrządów pomiarowych w miejscach, w których nie mogą wystąpić mieszaniny wybuchowe, wstrząsy lub silne pola elektromagnetyczne,
- zabezpieczenie rejonu wykonywania pomiarów przed porażeniem elektrycznym, pożarem lub wybuchem,
- w trakcie wykonywania pomiarów ochronnych urządzeń w wykonaniu przeciwwybuchowym można otwierać tylko skrzynki zaciskowe oraz zdejmować klosze opraw oświetleniowych.
Poza standardowymi pomiarami skuteczności działania ochrony przeciwporażeniowej oraz rezystancji izolacji przewodów i urządzeń oraz separacji obwodów, konieczne jest sprawdzenie lub przeprowadzenie:
- oględzin stanu i pomiar prześwitów szczelin gaszących w osłonach ognioszczelnych i porównanie wyników z danymi w dokumentacji fabrycznej,
- pomiarów temperatur powierzchni zewnętrznych silników elektrycznych i innych urządzeń mogących się nagrzewać w czasie normalnej pracy i w przypadku nienormalnych stanów pracy. Temperatury powierzchni urządzeń elektrycznych w strefach zagrożenia wybuchem nie mogą przekraczać maksymalnych dopuszczalnych temperatur przy poszczególnych klasach temperaturowych mieszanin wybuchowych,
- pomiary drgań silników elektrycznych w czasie biegu jałowego i pod obciążeniem,
- pomiary nadciśnienia w osłonach urządzeń elektrycznych z nadciśnieniem statycznym i dynamicznym,
- w urządzeniach z nadciśnieniem sprawdzenie blokad uniemożliwiających włączenie
- napięcia przed zakończeniem cyklu wentylacji,
- poziomu oleju w urządzeniach z osłonami olejowymi.
Pomiary drgań
Pomiar drgań silników elektrycznych „Ex” można sprawdzać dotykiem (sprawdzenie mało dokładne) lub za pomocą elektronicznych analizatorów drgań. Pomiary drgań wykonuje się na wszystkich silnikach po remoncie i przeglądzie oraz gdy oględziny wykazują podwyższone drgania. Należy mierzyć wartość skuteczną drgań na obudowach łożysk w kierunku poziomym, pionowym i osiowym. Daje to po 6 punktów pomiarowych na każdym silniku elektrycznym. Dla oceny drgań należy brać pod uwagę największą wartość z sześciu wyników pomiarów, która nazywana jest stanem drganiowym maszyny i jest mierzona w mm/s.
W silnikach wysokiego napięcia i coraz częściej w silnikach niskiego napięcia drgania mierzone są za pomocą czujników drgań, przystosowanych do współpracy z obwodami w wykonaniu iskrobezpiecznym. Sygnał przekazywany jest do panelu sterowania. Układ pomiaru drgań ma dwa progi: pierwszy alarmowy, drugi wyłączający silnik.
Pomiary temperatury powierzchni zewnętrznej urządzeń, uzwojeń i łożysk silników
Temperatura powierzchni zewnętrznych urządzeń „Ex” mierzona jest termometrami kontaktowymi. Dla maszyn wirujących pomiaru temperatury należy dokonywać w dostępnych miejscach obudowy w pobliżu skrzynki zaciskowej oraz na tarczach łożyskowych od strony napędowej. W nowoczesnych rozwiązaniach konstrukcyjnych silników w wykonaniu „Ex” stosowane są czujniki (termistorowe, bimetalowe lub elementy termometryczne) temperaturowe przystosowane do współpracy z obwodami w wykonaniu iskrobezpiecznym. Czujniki te są najczęściej podłączone do zacisków znajdujących się w skrzynce zaciskowej. Przewody łączące czujnik z panelem sterowania są częścią obwodu iskrobezpiecznego. W przypadku przekroczenia określonej temperatury uruchamiany jest alarm, gdy temperatura rośnie dalej następuje wyłączenie silnika.
Obowiązki pracowników wykonujących pomiary w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem
Pracownicy wykonujący pomiary elektryczne w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem powinni posiadać aktualne i odpowiednie grupy kwalifikacyjne, przeszkolenie bhp oraz wykazywać się odpowiednią znajomością instrukcji, przepisów i aktualnych norm dotyczących budowy urządzeń elektrycznych zwykłych i w wykonaniu przeciwwybuchowym.
W strefach zagrożonych wybuchem prace wykonywane są na polecenie ustne lub pisemne. Przed przystąpieniem do prac pomiarowych należy:
- otrzymać polecenie wykonania pracy od bezpośredniego przełożonego;
- uzyskać zgodę mistrza zmiany ruchu elektrycznego – polecenie ustne lub pisemne;
- pobrać od gospodarza obiektu zezwolenie na pracę z użyciem ognia (przyrządy pomiarowe w wykonaniu zwykłym mogą stać się źródłem zapłonu);
- o zakończeniu prac pomiarowych należy powiadomić gospodarza obiektu i mistrza zmiany ruchu elektrycznego.
Ponieważ podczas wykonywania pomiarów w przestrzeniach zagrożonych wybuchem istnieje możliwość zaiskrzenia przyrządów pomiarowych, pomiary mogą być wykonywane po zbadaniu eksplozymetrem i oświadczeniu technologów o braku atmosfery wybuchowej w miejscu ich wykonywania. Podczas wykonywania pomiarów należy przestrzegać obowiązujących przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, przepisów przeciwpożarowych oraz zakładowych przepisów o organizacji prac w strefach zagrożenia wybuchem i poza nimi.
Do pomiarów należy używać sprawnych narzędzi i przyrządów pomiarowych. Pracownicy kierujący pracami zespołów pomiarowych ponoszą odpowiedzialność za bezpieczeństwo i organizację na stanowisku pracy i za właściwe metody pracy. Podlegli pracownicy ponoszą odpowiedzialność za stosowanie się do poleceń i do ich ścisłego wykonywania.
Zakończenie prac pomiarowych
Po zakończeniu prac pomiarowych, usunięciu stwierdzonych usterek i przed oddaniem urządzeń do dalszej eksploatacji, należy:
- rozewrzeć przewody w skrzynkach zaciskowych, jeżeli były zwierane,
- przyłączyć przewody do właściwych zacisków,
- zainstalować w oprawach źródła światła,
- zamknąć klosze, zwracając uwagę na uszczelnienie,
- sprawdzić stan i jakość połączeń przewodów ochronnych w skrzynkach zaciskowych i na zewnątrz,
- zamknąć skrzynki zaciskowe,
- włączyć napięcie pod nadzorem osób odpowiedzialnych za eksploatację urządzeń elektrycznych w strefach zagrożonych wybuchem i przeprowadzić próbę ich funkcjonowania.
Wszystkie dalsze czynności związane z wykonywaniem pomiarów w przestrzeniach zagrożonych wybuchem, jak opracowanie protokołów z pomiarów, interpretacja wyników, opracowanie zaleceń, wykonuje się identycznie jak przy pomiarach w miejscach niezagrożonych wybuchem.
