Ochrana před výbuchem Výběr přístrojů v provedení ATEX a IECEx: S výbušným prostředím se můžeme setkat téměř ve všech průmyslových aplikacích. Aby se spolehlivě zabránilo výbuchu, podléhají elektrická zařízení v prostředí s nebezpečím výbuchu zvláštním požadavkům, směrnicím a normám. V tomto přehledu naleznete kritéria pro výběr vhodného zařízení podle vaší aplikace.

Zobrazit brožuru

Prvky, které mohou způsobit výbuch: hořlavé látky, kyslík, zápalný zdroj

Základy ochrany před výbuchem

Výbuch je exotermická reakce s náhlým uvolněním velkého množství energie, při čemž vzniká silná tlaková vlna.
K výbuchu dochází, když je přítomna hořlavá látka, kyslík a zdroj vznícení. Pokud jedna složka chybí, exotermická reakce neproběhne.

Existují různá opatření na ochranu před výbuchem, která spolehlivě zabraňují výbuchům. Zatímco u primární ochrany před výbuchem je zabráněno přítomnosti výbušné atmosféry, u sekundární ochrany před výbuchem je výbuchu bezpečně předcházeno konstrukčním zamezením přítomnosti účinných zápalných zdrojů. Účinnými zápalnými zdroji jsou například elektrické jiskry a horké povrchy provozních prostředků nebo elektrické oblouky, statická elektřina atd. V závislosti na použití existují u sekundární ochrany před výbuchem druhy různé druhy ochrany před výbuchem. Kromě toho existuje také terciární ochrana před výbuchem. Jedná se o konstrukční opatření, která snižují následky výbuchu na přijatelnou úroveň.

Výběr zařízení pro sekundární ochranu před výbuchem

Následující přehled se soustředí na sekundární ochranu před výbuchem. Při výběru zařízení podle druhu ochrany před výbuchem musí uživatel analyzovat druh, dobu trvání a četnost nebezpečí. Druh nebezpečí se vztahuje k posouzení zápalného zdroje podle teploty vznícení a energie vznícení. V případě trvání a četnosti nebezpečí se stanoví souvislost zón i kategorie zařízení a úroveň ochrany přístroje.

Druh nebezpečí

Horké povrchy

Vznícení výbušné atmosféry lze zabránit, když je povrchová teplota provozního prostředku nižší než teplota vznícení okolního materiálu.

Přejít k teplotním třídám

Jiskry/energie

Vznícení výbušné atmosféry je zabráněno, pokud je zápalná energie provozního prostředku nižší než minimální energie vznícení okolního materiálu.

Přejít ke skupinám

Teplotní třídy Zápalný zdroj: horký povrch

Zařízení určená k použití v prostředí s nebezpečím výbuchu skupiny II (plyny) se dělí do teplotních tříd (T1 až T6), které udávají maximální přípustnou teplotu povrchu zařízení. Povrchová teplota platí pro všechny části elektrického
zařízení, které mohou přijít do styku s výbušnou směsí plynů.
Zařízení lze používat pouze tehdy, pokud je teplota odpovídající teplotní třídě nižší než teplota vznícení plynné směsi. Zařízení s vyšší teplotní třídou, tedy s nižší povrchovou teplotou, smějí být přitom použity i pro směsi plynů s vyšší teplotou vznícení. Zařízení s označením T6 lze proto použít pro všechny plyny.

U prachů se nerozlišuje mezi teplotními třídami (T1 až T6). Zařízení skupiny III (prach) jsou označena maximální povrchovou teplotou. Je třeba zohlednit další nánosy prachu. Více informací o mezních teplotách najdete v dokumentu Základy ochrany před výbuchem (viz dokumenty ke stažení).

	Maximální povrchová teplota ve °C	Rozsah teploty vzplanutí ve °C	Příklady
Teplotní třída
T1	450	> 450	Oxid uhelnatý, metan, vodík
T2	300	> 300 ... ≤ 450	Acetylen, butan, etylen
T3	200	> 200 ... ≤ 300	Benzín, sirovodík, cyklohexan
T4	135	> 135 ... ≤ 200	Acetaldehyd, diethylether (žádné další látky)
T5	100	> 100 ... ≤ 135	Žádné látky
T6	85	> 85 ... ≤ 100	Sirouhlík

Skupiny podle zápalné energie Zdroj zapálení: jiskry (energie)

Zařízení pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu skupiny II (plyny) a III (prach) se dělí do skupin (IIA–IIC, IIIA–IIIC), které udávají maximální zápalnou energii zařízení.
Zařízení lze použít pouze tehdy, pokud je jeho maximální zápalná energie nižší než minimální zápalná energie látky (plynu nebo prachové směsi). Zařízení s označením IIC lze použít pro všechny plyny a zařízení s označením IIIC lze použít pro všechny prachy.

Plyny jsou výbušnější než prachy, např. zařízení s označením IIB jsou proto vhodná pro skupinu IIIC.

	Potřebná zápalná energie	Nebezpečnost látky	Příklady látek
Skupina
II A	+++	+	Aceton, ethan, amoniak, oxid uhelnatý. Propan, butan, benzín, motorová nafta, acetaldehyd
II B	++	++	Metan, ethylen, ethylether, ethylalkohol, sirovodík
II C	+	+++	Vodík, acetylen, sirouhlík

IIIA	+++	+	Hořlavá vlákna, např. bavlněná vlákna
IIIB	++	++	Nevodivý prach, např. mouka, dřevo
IIIC	+	+++	Vodivý prach, např. hliníkový prach

Doba trvání a četnost nebezpečí

Grafické znázornění tří zón ochrany před výbuchem

Rozdělení zón

Prostředí s nebezpečím výbuchu jsou zařazena do normovaných zón, které jsou rozděleny do dvou oblastí: oblasti s nebezpečím výbuchu plynu a oblasti s nebezpečím výbuchu prachu

Přejít k rozdělení zón

Kategorie zařízení / úroveň ochrany přístroje

Kategorie zařízení nebo úroveň ochrany přístroje vypovídá o bezpečnosti zařízení z hlediska ochrany proti výbuchu.

Přejít na kategorie zařízení / Přejít na úrovně ochrany přístroje

Rozdělení zón

Za klasifikaci zón zodpovídá provozovatel zařízení. V Evropě se řídí směrnicí ATEX 1999/92/ES (provozní směrnice). Kromě toho musí provozovatel splňovat také požadavky normy IEC/EN 60079-10.

Rozdělení zón (plyny)

Zóna 0:
Oblast, kde je „trvale, dlouhodobě nebo často“ přítomna výbušná atmosféra tvořená směsí hořlavých látek se vzduchem ve formě plynu, páry nebo mlhy
Zóna 1:
Oblast, kde se „při běžném provozu může občas“ vyskytnout výbušná atmosféra tvořená směsí hořlavých látek se vzduchem ve formě plynu, páry nebo mlhy
Zóna 2:
Oblast, kde se při běžném provozu nevyskytuje výbušná atmosféra tvořená směsí hořlavých látek se vzduchem ve formě plynu, páry nebo mlhy, „a když už k jejímu výskytu dojde, pak jen krátkodobě“

Grafické příklady rozdělení zón při aplikaci v plynném prostředí

Zóna 1

Oblast, v níž je nutné počítat s tím, že se výbušná plynná atmosféra příležitostně vyskytne při normálním provozu. Sem patří prostředí blízké zóně 0 i bližší oblasti kolem plnicích a vypouštěcích zařízení.

Zóna 0

Oblast, v níž je výbušná plynná atmosféra přítomna trvale nebo dlouhodobě. Zpravidla existují tyto podmínky ve vnitřním prostředí nádob, potrubí, aparatur a nádrží.

Zóna 2

Oblast, v níž se za běžného provozu nepočítá se vznikem výbušné plynné atmosféry. A pokud k tomu přesto dojde, pak jen zřídka a jen na krátkou dobu.

Rozdělení zón (prach)

Zóna 20:
Oblast, kde je „trvale, dlouhodobě nebo často“ přítomna výbušná atmosféra ve formě rozptýleného hořlavého prachu ve vzduchu.
Zóna 21:
Oblast, kde se „při běžném provozu může občas“ vyskytnout výbušná atmosféra ve formě rozptýleného hořlavého prachu ve vzduchu.
Zóna 22:
Oblast, kde se při běžném provozu nevyskytuje výbušná atmosféra ve formě rozptýleného hořlavého prachu ve vzduchu, a „když už k jejímu výskytu dojde, pak jen krátkodobě“.

Kategorie zařízení nebo úrovně ochrany přístroje

Kategorie zařízení a úrovně ochrany přístroje popisují úroveň bezpečnosti nebo ochrany zařízení. Ve směrnici ATEX 2014/34/EU je v rámci kategorie zařízení (kategorie 1, 2, 3) uvedeno, které zařízení je vhodné pro kterou zónu. V normě IEC/EN 60079-0 je použitelnost zařízení pro příslušné zóny popsána prostřednictvím úrovně ochrany přístroje (EPL: a, b, c). Jak u označení kategorie zařízení, tak u úrovně ochrany přístroje znamená písmeno G „plyn“ (z angl. gas) a písmeno D znamená „prach“ (z angl. dust). Například v plynárenství je zařízení s označením 1G a Ga, tj. zařízení s velmi vysokou úrovní bezpečnosti a ochrany, vhodné pro nebezpečnou zónu 0, a tedy i pro všechny ostatní plynové zóny. Konstrukčně je toto zařízení navrženo tak, aby bylo stále bezpečné i v případě dvou nezávislých poruch.

	Úroveň bezpečnosti nebo ochrany	Kategorie přístrojů ATEX RL 2014/34/EU	Úroveň ochrany přístroje (EPL) Norma IEC/EN 60079-0
Rozdělení zón
SMĚRNICE 1999/92/ES
Plynové zóny
Zóna 0	Velmi vysoká – při dvou nezávislých poruchách je zařízení stále bezpečné	1G	Ga
Zóna 1	Vysoká – při jedné nezávislé poruše je zařízení stále bezpečné	2G	Gb
Zóna 2	Normální – bez zabezpečení vůči poruchám	3G	Gc
Prachové zóny
Zóna 20	Velmi vysoká – při dvou nezávislých poruchách je zařízení stále bezpečné	1D	Da
Zóna 21	Vysoká – při jedné nezávislé poruše je zařízení stále bezpečné	2D	Db
Zóna 22	Normální – bez zabezpečení vůči poruchám	3D	Dc

Označení produktů Ex

V Evropě musí být kromě označení podle normy IEC/EN 60079-0 přítomno také označení podle směrnice ATEX 2014/34/EU.

Směrnice ATEX vyžaduje rozdělení zařízení do skupin a kategorií. Skupina zařízení I zahrnuje zařízení v důlním průmyslu s ohrožením důlním plynem a/nebo prachem. Skupina zařízení II zahrnuje všechna ostatní prostředí s nebezpečím výbuchu mimo těžbu, tedy např. chemický průmysl, zpracování ropy a plynu, výbušné prachy v mlýnech a silech atd.

Označení podle norem řady IEC/EN 60079 obsahuje informace o druhu ochrany před výbuchem, skupině plynů a prachu, teplotní třídě a úrovni ochrany přístroje (EPL).

Označení provozních prostředků s jiskrovou bezpečností pro použití v plynném prostředí

Označení provozních prostředků s jiskrovou bezpečností pro použití v prašném prostředí

Označení přidruženého provozního prostředku k použití v plynném prostředí

Příklad označení přidruženého provozního prostředku pro použití v prašném prostředí

Například: Provozní prostředek s jiskrovou bezpečností v plynném prostředí

ATEX

II – Skupina zařízení: I = důlní činnost | II = všechna prostředí s nebezpečím výbuchu mimo důlní činnost
1 – Kategorie zařízení: 1 = vhodné pro zónu 0 / zónu 20
G – Atmosféra: G = plyn

IEC/EN

i – Druh ochrany před výbuchem: i = jiskrová bezpečnost
a – Úroveň ochrany: a = vhodné pro zónu 0 / zónu 20
II – Skupiny: II = plyn
C – Podskupiny: C = vodík, acetylen, sirouhlík
T6 – Teplotní třída: T6 = 85 °C
Ga – Úroveň ochrany přístroje: G = plyn | a = vhodné pro zónu 0

Například: Provozní prostředek s jiskrovou bezpečností v prašném prostředí

ATEX

II – Skupina zařízení: I = důlní činnost | II = všechna prostředí s nebezpečím výbuchu mimo důlní činnost
1 – Kategorie zařízení: 1 = vhodné pro zónu 0 / zónu 20
D – Atmosféra: D = prach

IEC/EN

i – Druh ochrany před výbuchem: i = jiskrová bezpečnost
a – Úroveň ochrany: a = vhodné pro zónu 0 / zónu 20
III – Skupiny: III = prach
C – Podskupiny: C = vodivý prach, např. hliníkový prach
125 °C – max. povrchová teplota: 125 °C = max. povrchová teplota 125 °C
Da – Úroveň ochrany přístroje: D = prach, a = vhodné pro zónu 20

Například: Přidružený provozní prostředek v plynném prostředí

ATEX

II – Skupina zařízení: I = důlní činnost | II = všechna prostředí s nebezpečím výbuchu mimo důlní činnost
1 – Kategorie zařízení: 1 = vhodné pro zónu 0 / zónu 20
( ) – Závorka: Přidružený provozní prostředek (např. oddělovací zesilovač s jiskrovou bezpečností – nachází se v bezpečné oblasti, ale proudový obvod Ex i vede do prostředí s nebezpečím výbuchu)
G – Atmosféra: G = plyn

IEC/EN

i – Druh ochrany před výbuchem: i = jiskrová bezpečnost
a – Úroveň ochrany: a = vhodné pro zónu 0 / zónu 20
Ga – Úroveň ochrany přístroje: G = plyn | a = vhodné pro zónu 0
[ ] – Závorka: Přidružený provozní prostředek (např. oddělovací zesilovač s jiskrovou bezpečností – nachází se v bezpečné oblasti, ale proudový obvod Ex i vede do prostředí s nebezpečím výbuchu)
II – Skupiny: II = plyn
C – Podskupiny: C = vodík, acetylen, sirouhlík

Například: Přidružený provozní prostředek v prašném prostředí

ATEX

II – Skupina zařízení: I = důlní činnost | II = všechna prostředí s nebezpečím výbuchu mimo důlní činnost
1 – Kategorie zařízení: 1 = vhodné pro zónu 0 / zónu 20
( ) – Závorka: Přidružený provozní prostředek (např. oddělovací zesilovač s jiskrovou bezpečností – nachází se v bezpečné oblasti, ale proudový obvod Ex i vede do prostředí s nebezpečím výbuchu)
D – Atmosféra: D = prach

IEC/EN

i – Druh ochrany před výbuchem: i = jiskrová bezpečnost
a – Úroveň ochrany: a = vhodné pro zónu 0 / zónu 20
Da – Úroveň ochrany přístroje: D = prach, a = vhodné pro zónu 20
[ ] – Závorka: Přidružený provozní prostředek (např. oddělovací zesilovač s jiskrovou bezpečností – nachází se v bezpečné oblasti, ale proudový obvod Ex i vede do prostředí s nebezpečím výbuchu)
III – Skupiny: III = prach
C – Podskupiny: C = vodivý prach, např. hliníkový prach

Druhy ochrany před výbuchem (výňatek) Na následujícím obrázku je znázorněn výňatek z druhů ochrany proti vznícení.

Grafické znázornění Ex d – ohnivzdorné pouzdro

Grafické znázornění pro Ex e – zvýšená bezpečnost

Grafické znázornění Ex p – přetlakový uzávěr

Grafické znázornění Ex m; Ex o; Ex q – litý, pískový nebo olejový uzávěr

Grafické znázornění Ex i – jiskrová bezpečnost

Grafické znázornění Ex n – druh ochrany před výbuchem „n“

Pevný uzávěr „d“

Princip:
Zdroj vznícení možný, výbuch bezpečně kontrolován

Koncepce ochrany:
Masivní konstrukce pouzdra, typové zkoušky

Oblast použití:
Motory, spínače, výkonová elektronika

Zvýšená bezpečnost „e“

Princip:
Bezpečné vyloučení zápalných zdrojů

Koncepce ochrany:
Žádné provozní zápalné zdroje, vyloučení poruch zavedením zvláštních opatření

Oblast použití:
Motory, transformátory, svítidla, svornice, přípojnicové skříně

Přetlakový uzávěr „px” nebo „py“

Princip:
Bezpečné vyloučení výbušného prostředí

Koncepce ochrany:
Pouzdro s ochranným plynem proti vznícení udržuje pod přetlakem

Oblast použití:
Stroje, motory, rozvaděče (elektronika)

Litý, olejový a pískový uzávěr „m/o/q“

Princip:
Zdroj vznícení je přítomen, ale je bezpečně kontrolován

Koncepce ochrany:
Uložení provozního prostředku v lité hmotě, minerálním oleji nebo písku

Oblast použití:
Elektronika, transformátory, kondenzátory, relé

Jiskrová bezpečnost „i“

Princip:
Jiskry nebo tepelné účinky jsou možné, ale nejsou zápalné

Koncepce ochrany:
Bezpečné omezení energie se zohledněním chyb a účinků ukládání energie

Oblast použití:
Měřicí, řídicí a regulační technika, senzory, akční členy, přístrojové vybavení

Druh ochrany před výbuchem „n“

Zjednodušení všech druhů ochrany před výbuchem pro snížené požadavky zóny 2 / zóny 22. Není vyžadován certifikát o EU přezkoušení typu. Existují tyto druhy ochrany před výbuchem:

nA: Nejiskřící provozní prostředek (převedeno do normy 60079-7 jako Ex ec, ale stále platí)
nC: Jiskřící provozní prostředek nebo provozní prostředek s chráněnými kontakty
nR: Pouzdro chráněné proti výbuchovým zplodinám
nL: Provozní prostředek s omezenou energií (převedeno do normy 60079-11 jako Ex ic)
nZ: Zjednodušený přetlakový uzávěr (převedeno do normy 60079-2 jako Ex pzc)

Schematické znázornění jiskrové bezpečnosti od zóny 0 až po bezpečnou zónu

Ex i – jiskrová bezpečnost

Pro měřicí, řídicí a regulační techniku v zařízeních v prostředích s nebezpečím výbuchu se celosvětově jako druh ochrany před výbuchem prosadila jiskrová bezpečnost (Ex i).
Proudový obvod s jiskrovou bezpečností se obvykle skládá z následujících součástí:

provozní prostředek s jiskrovou bezpečností, tj. spotřebič instalovaný v prostředí s nebezpečím výbuchu (např. teplotní převodník Ex i);
přidružený provozní prostředek, přičemž se jedná o zdroj instalovaný mimo prostředí s nebezpečím výbuchu (oddělovač Ex i);
připojovací vedení (kabel).

Princip ochrany podle druhu ochrany před výbuchem Ex i je založen na omezení energie vedené do prostředí s nebezpečím výbuchu a v něm uložené. Energie případné jiskry musí být vždy menší než minimální zápalná energie okolní výbušné atmosféry.
Aby bylo zajištěno, že příslušné propojení nemůže vytvářet zápalné jiskry a horké povrchy, musí uživatel nebo provozovatel zařízení realizovat a zdokumentovat „Doklad o jiskrové bezpečnosti“ v souladu s normou EN/IEC 60079-11 a instalační normou EN/IEC 60079-14. Tento způsob nabízí uživateli výhodu, že polní přístroj Ex i a oddělovač Ex i lze vybírat a kombinovat podle konkrétních požadavků nezávisle na výrobci.

Schéma použití jiskrové bezpečnosti od zóny 0 přes zónu 1 a zónu 2 až po bezpečnou zónu

Na rozdíl od všech ostatních druhů ochrany před výbuchem se označení Ex i podle normy IEC/EN 60079-11 vztahuje nejen na jednotlivé provozní prostředky, ale také na celý proudový obvod s jiskrovou bezpečností.

Výhody druhu ochrany před výbuchem „Ex i jiskrová bezpečnost“:

Přestavby za provozu
Cenově výhodnější než jiné druhy ochrany před výbuchem
Používání jednodušších provozních prostředků
Použití v zóně 0 / zóně 20

Stáhnout

Základy ochrany před výbuchem

Dokument je určen pro konstruktéry a plánovače zařízení v prostředích s nebezpečím výbuchu. Vychází z mezinárodních norem, standardů a směrnic. Provozovatelé elektrických provozních prostředků v prostředích s nebezpečím výbuchu získají informace o tom, jaká kritéria ochrany před výbuchem musí jejich zařízení splňovat. Kromě toho zde najdete základní technické poznatky o skupinách I a II, zónách s nebezpečím výbuchu, technice MaR a funkční bezpečnosti.

Zobrazit nyní