Eksplosionsbeskyttelse kompakt

Valg af udstyr i henhold til ATEX og IECEx

Eksplosive atmosfærer kan forekomme i næsten alle industrielle applikationer. For sikkert at undgå eksplosioner er elektrisk udstyr i potentielt eksplosive atmosfærer underlagt særlige krav, direktiver og standarder. I denne oversigt finder du kriterierne for at vælge den rigtige enhed i forhold til din applikation.

Download grundlæggende oplysninger om Ex-beskyttelse
Kemisk anlæg
Beskrivelse af komponenterne til dannelse af en eksplosion

Komponenter, der kan forårsage en eksplosion: brændbare stoffer, ilt, antændelseskilde

Grundlæggende om eksplosionsbeskyttelse

En eksplosion betegnes som en eksoterm reaktion med en pludselig frigivelse af en stor mængde energi, hvilket resulterer i en stærk trykbølge.
En eksplosion opstår, når der er et brændbart stof, ilt og en antændelseskilde tilstede. Hvis der mangler en komponent, finder den eksoterme reaktion ikke sted.

Der findes forskellige foranstaltninger til eksplosionsbeskyttelse for at forhindre eksplosioner på en sikker måde. Mens den primære eksplosionsbeskyttelse forhindrer tilstedeværelsen af ​​en eksplosiv atmosfære, forhindrer den sekundære eksplosionsbeskyttelse en eksplosion ved konstruktivt at undgå effektive antændelseskilder. Effektive antændelseskilder er f.eks. elektriske gnister og varme overflader på elektrisk materiel eller lysbuer, statisk elektricitet osv. Afhængigt af anvendelsen findes der forskellige typer af antændelsesbeskyttelse med forskellige beskyttelsesprincipper til sekundær eksplosionsbeskyttelse. Derudover findes der den tertiære eksplosionsbeskyttelse. Her er der tale om konstruktive foranstaltninger, der reducerer konsekvenserne af en eksplosion til et acceptabelt niveau.

Valg af udstyr til den sekundære eksplosionsbeskyttelse

Den følgende oversigt fokuserer på den sekundære eksplosionsbeskyttelse. Ved valg af udstyr i forhold til beskyttelsesmåderne skal brugeren analysere faretypen samt varigheden og hyppigheden af faren. Faretypen henviser til antændelseskilden i forhold til antændelsestemperatur og antændelsesenergi. Ud fra farens varighed og hyppighed fastlægges sammenhængen mellem zoneinddelingen samt udstyrskategori og apparatbeskyttelsesniveau.

Temperaturklasser Antændelseskilde: Varm overflade

Udstyr til brug i gruppe II potentielt eksplosive atmosfærer (gasser) er opdelt i temperaturklasser (T1 - T6), som angiver den maksimale overfladetemperatur på udstyret, der kan forekomme. Overfladetemperaturen gælder for alle dele af et elektrisk
materiel, der kan komme i kontakt med den eksplosive gasblanding.
Et materiel må kun bruges, hvis den temperatur, der er tildelt temperaturklassen, er lavere end antændelsestemperaturen for gasblandingen. Apparater mærket med en højere temperaturklasse, dvs. lavere overfladetemperatur, kan også bruges ved gasblandinger med en højere antændelsestemperatur. Et materiel med T6-mærkning kan derfor bruges til alle gasser.

Ved støv skelnes der ikke mellem temperaturklasser (T1 - T6). Apparater i gruppe III (støv) er mærket med en maksimal overfladetemperatur. Yderligere støvaflejringer skal tages i betragtning. Du kan læse mere om temperaturgrænser i Grundlæggende om eksplosionsbeskyttelse (se download).

Maksimal overfladetemperatur i °C

Tændingstemperaturområde i °C

Eksempler

Temperaturklasse
T1 450 > 450 Kulmonoxid, metan, brint
T2 300 > 300 ... ≤ 450 Acetylen, butan, ethylen
T3 200 > 200 ... ≤ 300 Benzin, hydrogensulfid, cyclohexan
T4 135 > 135 ... ≤ 200 Acetaldehyd, diethylether (ingen andre stoffer)
T5 100 > 100 ... ≤ 135 Ingen stoffer
T6 85 > 85 ... ≤ 100 Svovlkulstof

Grupper efter antændelsesenergier Antændelseskilde: gnister (energi)

Udstyr til brug i eksplosionsfarlige atmosfærer gruppe II (gasser) og III (støv) er inddelt i grupper (IIA-IIC, IIIA-IIIC), som angiver udstyrets maksimale antændelsesenergi.
Et materiel må kun anvendes, hvis materiellets maksimale antændelsesenergi er lavere end stoffets (gas- eller støvblandingens) minimale antændelsesenergi. En enhed med IIC-mærkning kan bruges til alle gasser, og en enhed med IIIC-mærkning kan bruges til alle former for støv.

Gasser er mere eksplosive end støv, f.eks. er enheder med IIB egnet til IIIC.

Nødvendig antændelsesenergi

Stoffernes farlighed

Eksempler på stoffer

Gruppe
II A +++ + Acetone, ethan, ammoniak, kulilte. Propan, butan, benzin, dieselbrændstof, acetaldehyd
II B ++ ++ Metan, ethylen, ethylether, ethylalkohol, hydrogensulfid
IIC + +++ Brint, acetylen, kulstofdisulfid
IIIA +++ + Brændbart fnug, f.eks. bomuldsfibre
IIIB ++ ++ Ikke-ledende støv, f.eks. mel, træ
IIIC + +++ Ledende støv, f.eks. aluminiumstøv

Zoneinddeling (2)

Zoneinddeling (støv)

  • Zone 20:
    Område, hvor en eksplosiv atmosfære i form af en sky af brændbart støv i luft findes kontinuerligt eller i lange perioder.
  • Zone 21:
    Områder, hvor det forventes, at en eksplosiv atmosfære i form af en sky af brændbart støv i luften opstår lejlighedsvis under normal drift
  • Zone 22:
    Område, hvor en eksplosiv atmosfære i form af en sky af brændbart støv i luft ikke forventes at opstå under normal drift, hvis det alligevel sker, så kun i kort tid
Tegning af eksempler på zoneinddelinger i en gasapplikation
Zone 1
Områder, hvor der lejlighedsvis under normale driftsforhold forekommer en eksplosiv atmosfære. Hertil hører de nærmeste omgivelser omkring zone 0 samt de nærmeste områder omkring påfyldnings- og aftapningsindretninger.
Zone 0
Områder, hvor der uafbrudt eller i længere perioder forekommer en eksplosiv atmosfære. I reglen foreligger disse betingelser i det indre af beholdere, rørledninger, apparaturer og tanke.
Zone 2
Områder, hvor der kun undtagelsesvis forekommer en eksplosiv atmosfære. Og hvis det sker, så kun sjældent og kun i kort tid.

Apparatkategorier eller apparatbeskyttelsesniveau

Apparatkategorier og apparatbeskyttelsesniveau beskriver apparaters sikkerheds- eller beskyttelsesniveau. Hvilket apparat, der er egnet til hvilken zone, fremgår af ATEX-direktivet 2014/34/EU via apparatkategorien (kategori 1, 2, 3). I IEC/EN 60079-0-standarden beskrives apparaternes anvendelighed for de respektive zoner via apparatets beskyttelsesniveau (Equipment Protection Level – EPL: a, b, c). G'et står for "Gas" og D'et for "Dust" (engelsk- støv) i mærkningen af apparatkategorien samt i apparatbeskyttelsesniveauet. I gassektoren er et materiel med mærkningen 1G og Ga, dvs. med et meget højt sikkerheds- og beskyttelsesniveau, f.eks. egnet til den farlige zone 0 og dermed også til alle andre gaszoner. Konstruktionsmæssigt er denne enhed designet således, at det stadig er sikkert i tilfælde af to uafhængige fejl.

Sikkerheds- eller beskyttelsesniveau

Apparatkategori

ATEX RL 2014/34/EU

Apparatbeskyttelsesniveau (EPL)

Standard IEC/EN 60079-0

Zoneinddeling
DIREKTIV 1999/92/EF
Gaszoner
Zone 0 Meget høj – med to uafhængige fejl er enheden stadig sikker 1G Ga
Zone 1 Høj – i tilfælde af en uafhængig fejl er enheden stadig sikker 2G Gb
Zone 2 Normal – ingen fejlsikkerhed 3G Gc
Støvzoner
Zone 20 Meget høj – med to uafhængige fejl er enheden stadig sikker 1D Da
Zone 21 Høj – i tilfælde af en uafhængig fejl er enheden stadig sikker 2D Db
Zone 22 Normal – ingen fejlsikkerhed 3D Dc

Mærkning af Ex-produkter

I Europa skal der ud over mærkningen i henhold til IEC/EN 60079-0-standarden også være en mærkning i henhold til ATEX-direktivet 2014/EU/34.

ATEX-direktivet kræver, at udstyr inddeles i grupper og kategorier. Udstyrsgruppe I omfatter installationer i miner med risiko for grubegas og/eller støv. Udstyrsgruppe II omfatter alle andre Ex-områder uden for minedrift, f.eks. den kemiske industri, olie- og gasforarbejdning, eksplosivt støv i møller og siloer osv.

Mærkningen i IEC/EN 60079-serien af standarder omfatter oplysninger om beskyttelsesmåde, gas- og støvgrupper, temperaturklasse og udstyrets beskyttelsesniveau (EPL).

Mærkning af egensikkert materiel til brug i gasatmosfærer
Mærkning af egensikkert materiel til brug i støvatmosfærer
Mærkning af tilhørende materiel til brug i en gasformig atmosfære
Eksempel på mærkning af tilhørende materiel til brug i støvatmosfærer
Mærkning af egensikkert materiel til brug i gasatmosfærer

ATEX

II – Udstyrsgruppe: I = Minedrift | II = Alle eksplosionsfarlige områder uden for minedrift
1 – Udstyrskategori: 1 = egnet til zone 0/zone 20
G – Atmosfære: G = Gas

IEC/EN

i – Beskyttelsesmåde: i = Egensikkerhed
a – Beskyttelsesniveau: a = egnet til zone 0/zone 20
II - Grupper: II = Gas
C – Undergrupper: C = hydrogen, acetylen, kulstofdisulfid
T6 – Temperaturklasse: T6 = 85 °C
Ga - Apparatbeskyttelsesniveau: G = Gas | a = egnet til zone 0

Mærkning af egensikkert materiel til brug i støvatmosfærer

ATEX

II – Udstyrsgruppe: I = Minedrift | II= Alle eksplosionsfarlige områder uden for minedrift
1 – Udstyrskategori: 1 = egnet til zone 0/zone 20
D – Atmosfære: D = Støv

IEC/EN

i – Beskyttelsesmåde: i = Egensikkerhed
a – Beskyttelsesniveau: a = egnet til zone 0/zone 20
III – Grupper: III = støv
C – Undergrupper: C = Ledende støv, f.eks. aluminiumstøv
125 °C – maks. overfladetemperatur: 125 °C = maks. overfladetemperatur på 125 °C
Da – Apparatbeskyttelsesniveau: D = støv, a = egnet til zone 20

Mærkning af tilhørende materiel til brug i en gasformig atmosfære

ATEX

II – Udstyrsgruppe: I = Minedrift | II = Alle eksplosionsfarlige områder uden for minedrift
1 - Udstyrskategori: 1 = egnet til zone 0/zone 20
( ) – Klemmer: Tilhørende materiel (f.eks. en egensikker skilleforstærker – sidder i det sikre område, men Ex i-strømkredsen føres ind i det eksplosionsfarlige område)
G – Atmosfære: G = Gas

IEC/EN

i – Beskyttelsesmåde: i = Egensikkerhed
a – Beskyttelsesniveau: a = egnet til zone 0/zone 20
Ga - Apparatbeskyttelsesniveau: G = Gas, a = egnet til zone 0
[ ] – Klemmer: Tilhørende materiel (f.eks. en egensikker skilleforstærker – sidder i det sikre område, men Ex i-strømkredsen føres ind i det eksplosionsfarlige område)
II - Grupper: II = Gas
C – Undergrupper: C = hydrogen, acetylen, kulstofdisulfid

Eksempel på mærkning af tilhørende materiel til brug i støvatmosfærer

ATEX

II – Udstyrsgruppe: I = Minedrift | II = Alle eksplosionsfarlige områder uden for minedrift
1 – Udstyrskategori: 1 = egnet til zone 0/zone 20
( ) – Klemmer: Tilhørende materiel (f.eks. en egensikker skilleforstærker – sidder i det sikre område, men Ex i-strømkredsen føres ind i det eksplosionsfarlige område)
D – Atmosfære: D = Støv

IEC/EN

i – Beskyttelsesmåde: i = Egensikkerhed
a – Beskyttelsesniveau: a = egnet til zone 0/zone 20
Da – Apparatbeskyttelsesniveau: D = støv, a = egnet til zone 20
[ ] – Klemmer: Tilhørende materiel (f.eks. en egensikker skilleforstærker – sidder i det sikre område, men Ex i-strømkredsen føres ind i det eksplosionsfarlige område)
III – Grupper: III = støv
C – Undergrupper: C = Ledende støv, f.eks. aluminiumstøv

Beskyttelsesmåder (uddrag) I den følgende illustration forklares et uddrag af beskyttelsesmåderne.

Grafisk visning Ex d – brandsikkert hus
Grafisk fremstilling af Ex e - forhøjet sikkerhed
Grafisk visning Ex p – overtrykskapsling
Grafisk visning Ex m; Ex o; Ex q - Indstøbning, sand eller oliekapsling
Grafisk visning Ex i - egensikkerhed
Grafisk visning Ex n - beskyttelsesmåde "n"
Grafisk visning Ex d – brandsikkert hus

Princip:
Antændelseskilde mulig, eksplosion sikkert kontrolleret

Beskyttelseskoncept:
Solid huskonstruktion, typetest

Anvendelsesområde:
Motorer, koblingsenheder, effektelektronik

Grafisk fremstilling af Ex e - forhøjet sikkerhed

Princip:
Sikker udelukkelse af antændelseskilder

Beskyttelseskoncept:
Ingen driftsmæssige antændelseskilder, udelukkelse af fejlfunktion via særlige foranstaltninger

Anvendelsesområde:
Motorer, transformere, lygter, klemmer, samleskinneboks

Grafisk visning Ex p – overtrykskapsling

Princip:
Sikker udelukkelse af eksplosive atmosfærer

Beskyttelseskoncept:
Hold huset under overtryk med antændelsesbeskyttelsesgas

Anvendelsesområde:
Maskiner, motorer, styretavler (elektronik)

Grafisk visning Ex m; Ex o; Ex q - Indstøbning, sand eller oliekapsling

Princip:
Antændelseskilde tilstede, men sikkert kontrolleret

Beskyttelseskoncept:
Indstøbning af materiel i støbemasse, mineralolie eller sand

Anvendelsesområde:
Elektronik, transformere, kondensatorer, relæer

Grafisk visning Ex i - egensikkerhed

Princip:
Risiko for gnister eller termiske virkninger, men ikke antændelig

Beskyttelseskoncept:
Sikker energibegrænsning under hensyntagen til fejl og energilagringseffekter

Anvendelsesområde:
Måle-, styrings- og reguleringsteknik, sensorer, aktuatorer, instrumentering

Grafisk visning Ex n - beskyttelsesmåde "n"

Forenkling af alle antændelsesbeskyttelsestyper til de reducerede krav i zone 2/zone 22. Der kræves ingen EU-typegodkendelse. Der findes følgende beskyttelsesmåder:

  • nA: Gnistfrit materiel (blev overført til 60079-7 som Ex ec, men er stadig gyldig)
  • nC: Gnistdannende materiel eller materiel med beskyttede kontakter
  • nR: Gassikker kapsling
  • nL: Energibegrænset materiel (blev overført til 60079-11 som Ex ic)
  • nZ: Forenklet overtrykskapsling (blev overført til 60079-2 som Ex pzc)

Skematisk visning af egensikkerhed fra zone 0 til den sikre zone

Ex i – egensikkerhed

Beskyttelsestypen egensikkerhed (Ex i) anvendes over hele verden til måle-, styrings- og reguleringsteknik i systemer med potentielt eksplosive områder. 
Den egensikre strømkreds er normalt sammensat af følgende komponenter:

  • det egensikre materiel, dvs. en forbruger, der er installeret i Ex-området (f.eks. en Ex i-temperaturtransmitter)
  • det tilknyttede materiel, hvor der er tale om en kilde, der er installeret i ikke-Ex-området (Ex i-isolator)
  • af forbindelsesledningen (kabel).

Beskyttelsesprincippet for beskyttelsesmåden Ex i er baseret på begrænsning af den energi, der ledes ind i det eksplosionsfarlige område og lagres der. Energien i en eventuel gnist skal altid være mindre end den minimale antændelsesenergi i den omgivende eksplosive atmosfære.
For at sikre, at den pågældende sammenkobling ikke kan frembringe antændelige gnister og varme overflader, skal brugeren eller systemoperatøren gennemføre og dokumentere "Verifikation af egensikkerhed" i overensstemmelse med EN/IEC 60079-11 og standarden EN/IEC 60079-14. Denne metode giver brugeren den fordel, at Ex i-feltkomponenter og Ex i-adskillere kan vælges og kombineres i henhold til de specifikke krav, uafhængigt af producenten.

Applikationsdiagram for egensikkerhed fra zone 0 via zone 1 og zone 2 til den sikre zone

I modsætning til alle andre former for beskyttelsesmåder henviser Ex i iht. til IEC/EN 60079-11 ikke kun til et enkelt stykke materiel, men også til hele den egensikre strømkreds.

Fordele ved beskyttelsesmåden "Ex i – egensikkerhed":

  • Ændringer under drift
  • Billigere end andre beskyttelsesmåder
  • Brug af simpelt materiel
  • Brug i zone 0/zone 20
Download
Grundlæggende om eksplosionsbeskyttelse
Dokumentet henvender sig til konstruktører og planlæggere af anlæg i eksplosionsfarlige områder. Den beskriver internationale normer, standarder og direktiver. Operatører af elektrisk udstyr i potentielt eksplosive områder modtager oplysninger om, hvilke eksplosionsbeskyttelseskriterier deres systemer skal opfylde. Derudover finder du grundlæggende teknisk viden om gruppe I og gruppe II, om Ex-zoner, om MSR-teknik og om funktionel sikkerhed.
Se nu
Forsidebillede på dokumentet "Grundlæggende om eksplosionsbeskyttelse"