Räjähdyssuojausmenetelmät

Jokainen ex-tyyppi yhdessä paikassa. Jokaisella menetelmällä on erilainen lähestymistapa räjähdyskolmio, ja jokaisessa on kompromisseja kustannuksissa, painossa, kunnossapidossa ja joka vyöhykkeet se kattaa.

Viisi perusperiaatetta

Kaikki suojausmenetelmät perustuvat yhteen tai useampaan seuraavista periaatteista:

Suojausmenetelmät. Kaasu/höyry

Ex d – tulenkestävä kotelo (IEC 60079-1)

Periaate: Suojaus. Kotelo on riittävän vahva kestämään sisäisen räjähdyksen. Tarkasti koneistetut raot ("liekkipolut") jäähdyttävät karkaavia kuumia kaasuja ympäröivän ilmakehän syttymislämpötilan alapuolelle.

Miten se toimii:

• Laitteet on suljettu tukevaan koteloon (valurautaa, alumiinia, ruostumatonta terästä)
• Sisäinen räjähdys voi tapahtua, mutta se on suljettu
• Liekin reitit (laippaliitokset, kierreliitokset) jäähdyttävät karkaavat kaasut syttymislämpötilan alapuolelle
• Karkaavat kaasut voivat ylittää 1 000°C, mutta kosketusaika on liian lyhyt riittävän energian siirtämiseen

Alatasot:

• Ex db. varten EPL Gb (vyöhyke 1)
• Ex dc. EPL Gc:lle (vyöhyke 2)

Tärkeimmät suunnitteluparametrit:

• Seinämän paksuus: tilavuuden mukaan (valuraudalla vähintään 3–6 mm)
• Liekin kulkuväli: 0,1–0,5 mm riippuen kaasuryhmä
• Liekin reitin pituus: 9,5 mm (IIA) - 25 mm (IIC)
• Sisäinen paineluokitus: jopa 10 bar
• Välysetäisyydet kotelon ympärillä: 10 mm (IIA), 30 mm (IIB), 40 mm (IIC)

Kriittiset vaatimukset:

• Kaapeliholkkien on oltava Ex d -sertifioituja (älä koskaan käytä Ex e -tiivisteitä Ex d -koteloissa)
• Liekkiradan pintojen on oltava puhtaita ja kevyesti rasvattuja, ei koskaan maalattuja
• Sisältöä ei saa muuttaa ilman uudelleensertifiointia
• Vain täysin sertifioituja koteloita saa käyttää (ei pelkästään "U"-komponenttivarmenteita)

Tyypilliset sovellukset: Moottorit, kytkinlaitteet, kytkentärasiat, valaisimet, sähkönjakelu, muuntajat

---

Ex e – Lisääntynyt turvallisuus (IEC 60079-7)

Periaate: Välttäminen. Laite ei voi tuottaa kipinöitä, kaaria tai kuumia pintoja normaalin toiminnan tai ennakoitavissa olevan toimintahäiriön aikana. Parannetut suunnittelumarginaalit varmistavat, että sytytyslähde ei kehity.

Miten se toimii:

• Kipinöitä tuottavat komponentit eivät ole sallittuja
• Parannetut välykset ja ryömintäetäisyydet
• IP54 kotelointisuojaus vähintään
• Parannetut eristysmarginaalit
• Lämpösuojatut liittimet ja liitännät

Alatasot:

• Ex eb. EPL Gb:lle (vyöhyke 1)
• Ex ec. EPL Gc:lle (vyöhyke 2)

Tärkeimmät suunnitteluparametrit:

• Virumis- ja välysetäisyydet ylittävät normaalit standardit
• Liitäntäliitännät, jotka on mitoitettu tietyille vikavirran/ajan yhdistelmille
• IP54 tai parempi tunkeutumissuojaus
• Moottorien ja muuntajien lämmönvalvonta

Kriittiset vaatimukset:

• Kaikki sähköliitännät on kiristettävä kunnolla (löysät liitännät = kipinöitä)
• Tiivisteiden on säilytettävä IP-luokitus
• Kaapeliholkkien tulee olla Ex e -sertifioituja (myös Ex d -tiivisteet hyväksytään)
• Ei sovellu laitteisiin, joissa on normaalit kipinäkoskettimet

Tyypilliset sovellukset: Liitin-/kytkentärasiat, moottorit (kipinöimättömät), ohjauspaneelit, valaisimet, kaapeliholkit, virtakiskot

---

Ex i – luonnostaan ​​vaaraton turvallisuus (IEC 60079-11)

Periaate: Energian rajoitus. Piirin sähköenergia on rajoitettu tasolle, joka ei voi sytyttää räjähdysvaarallista ilmakehää – ei kipinöimällä tai pintalämmittämällä.

Miten se toimii:

• Virtaa ja jännitettä rajoittavat turvaesteet tai galvaaniset erottimet
• Piirin kokonaisenergia (mukaan lukien varastoitu energia kapasitanssina ja induktanssina) pysyy kaasun minimisytytysenergian (MIE) alapuolella
• Vikatilanteessakaan ei ole tarpeeksi energiaa syttymiseen

Alatasot:

• Ex ia. EPL Ga:lle (vyöhyke 0). turvallinen, 2 samanaikaista vikaa + 1,5× turvakerroin
• Ex ib. EPL Gb:lle (vyöhyke 1). turvallinen, 1 vika + 1,5× turvakerroin
• Ex ic. EPL Gc:lle (vyöhyke 2). turvallinen normaalikäytössä

Tärkeimmät suunnitteluparametrit:

• Kaasuryhmäkohtaisesti määritetty enimmäisjännite, virta, teho
• Kaapelin ja laitteiden kapasitanssi- ja induktanssirajat
• Turvapuomit: zener-esteet (maadoitettu) tai galvaaniset eristimet
• Kaapeliparametrit (kapasitanssi/metri, induktanssi/metri) on sisällytettävä arviointiin

Vähimmäissytytysenergiat:

• IIA (metaani): ~280 μJ
• IIB (eteeni): ~60 μJ
• IIC (vety): ~17 μJ

Kriittiset vaatimukset:

• Luonnostaan ​​vaarattomat piirit on erotettava ei-IS-piireistä
• Siniset kaapelit/johdot tunnistamista varten
• Järjestelmän dokumentaatio (entiteettiparametrit) on tarkistettava
• Kaapelin reititys erillään virtakaapeleista
• Zener-esteiden maadoitusliitännän on oltava luotettava (<1Ω)

Tyypilliset sovellukset: Anturit, lähettimet, lämpöparit, tasokytkimet, kannettavat kaasunilmaisimet, viestintälaitteet, HART-instrumentit

---

Ex p – Paineistus (IEC 60079-2)

Periaate: Poissulkeminen + laimennus. Kotelo on paineistettu, jos kaasu ei pääse tunkeutumaan puhtaaseen tai paineistettuun ilmakehään. Vaihtoehtoisesti sisäilmakehä laimennetaan alle

. Ex px

• . vähentää kotelon 1. for EPL Gb. reduces Zone 1 inside enclosure to non-hazardous
• Ex py. EPL Gb:lle. vähentää sisällä olevan vyöhykkeen 1 vyöhykkeeksi 2
• Ex pz. EPL Gc:lle. vähentää sisällä olevan vyöhykkeen 2 vaarattomaksi

Miten se toimii:

• Esihuuhtelu: kotelon tilavuus pyyhitään puhtaalla ilmalla/kaasulla (tyypillisesti 5 × tilavuus)
• Ylläpidetty ylipaine käytön aikana (tyypillisesti >50 Pa ympäristön yläpuolella)
• Paineen/virtauksen valvonta hälytyksellä ja automaattinen katkaisu katoaessa

Tyypilliset sovellukset: Suuret moottorit, valvontahuoneet, analysaattorirakennukset, VFD:t (taajuusmuuttajat), MCC-huoneet, suuret jakelukeskukset

---

Ex n – Tyyppi "n" / Kipinöimätön (IEC 60079-15)

Periaate: Välttäminen (ensisijaisesti). Laite ei tuota valokaaria tai kipinöitä, jotka voivat syttyä normaalin käytön aikana. Vähemmän tiukat kuin Ex e – suunniteltu vain vyöhykkeelle 2.

Alatyypit:

• Ex nA. kipinöimättömät laitteet
• Ex nC. kipinälaitteet, joissa on koskettimet suljetussa tai hermeettisesti suljetussa kotelossa
• Ex nR. rajoitettu hengitystila (rajoittaa kaasun sisäänpääsyä)
• Ex nL. energiarajoitettu laite (samanlainen kuin Ex ic)

EPL: Vain Gc (vyöhyke 2)

Tyypilliset sovellukset: Yleiskäyttöiset instrumentit, solenoidiventtiilit, relekotelot, merkkivalot vyöhykkeen 2 alueilla

---

Ex m – kapselointi/muovaus (IEC 60079-18)

Periaate: Poissulkeminen. Komponentit on kokonaan päällystetty seoksella (hartsi, epoksi), joka estää kosketuksen räjähdysvaarallisen ilmaseoksen kanssa.

Alatasot:

• Ex ma. EPL Ga:lle (vyöhyke 0)
• Ex mb. EPL Gb:lle (vyöhyke 1)
• Ex mc. EPL Gc:lle (vyöhyke 2)

Tyypilliset sovellukset: Solenoidikelat, LED-moduulit, elektroniset piirilevyt, anturit, pienet toimilaitteet

---

Ex o – Öljyimmersio (IEC 60079-6)

Periaate: Poissulkeminen. Sähkökoskettimet ja valokaarikomponentit upotetaan suojaöljyyn.

EPL: Gb (vyöhyke 1)

Tyypilliset sovellukset: Muuntajat, kytkinlaitteet (pääasiassa vanhat asennukset)

---

Ex q – jauhe-/kvartsitäyte (IEC 60079-5)

Periaate: Suojaus. Laitteita ympäröi hieno kvartsihiekka, joka sammuttaa liekin leviämisen ja imee lämpöä.

EPL: Gb (vyöhyke 1)

Tyypilliset sovellukset: Kondensaattorit, sulakkeet, pienet elektroniikkamoduulit

---

Ex Op. optinen säteily (IEC 60079-28)

Alatyypit:

• Ex Op on. luonnostaan ​​turvallinen optinen säteily
• Ex Op pr. suojattu optinen säteily (lukituskatkaisu)
• Ex Op sh. optinen säteily suojatulla kotelolla

Tyypilliset sovellukset: Kuituoptiset järjestelmät, optiset anturit, laserpohjaiset instrumentit

Suojausmenetelmät. Pöly

Ex t. Suojaus kotelolla (IEC 60079-31)

Periaate: Poissulkeminen. Pölytiivis kotelo estää pölyn pääsyn sytytyslähteisiin ja rajoittaa pintalämpötilaa.

Alatasot:

• Ex ta. EPL Da:lle (vyöhyke 20). vaaditaan IP6X
• Ex tb. EPL Db:lle (vyöhyke 21). vaaditaan IP6X
• Ex tc. EPL Dc:lle (vyöhyke 22). IP5X vähintään

Pinnan enimmäislämpötilassa on otettava huomioon sekä pölypilven että pölykerroksen syttymislämpötilat – katso Lämpötilaluokat.

---

Zone-to-Protection-Method Matrix

Yhdistetty suojaus

Laitteet käyttävät usein useita suojausmenetelmiä. Yleiset yhdistelmät:

• Ex db eb. tulenkestävä kotelo, jossa parannettu turvaliitinosasto
• Ex de. vanhempi merkintä samalle
• Ex db [ib]. tulenkestävä kotelo, jossa on luonnostaan ​​vaarattomia piirejä
• Ex eb [ia]. parannettu turvakotelo IS-piireillä
• Ex tb [ib]. pölyltä suojattu kotelo IS-piireillä

Hakasulkeen merkintä [ib] osoittaa, että suojausmenetelmää käytetään liitetyissä laitteissa (ei pääkotelossa).

Oikean suojaustavan valinta

Harkitse:

1. Alue. määrittää minimin EPL vaaditaan
2. Kaasu/pölyryhmä. Joillakin menetelmillä on kaasuryhmärajoituksia
3. Tehotaso. Ex i toimii vain pienitehoisissa piireissä; Ex d käsittelee suurta tehoa
4. Huoltopääsy. Ex e ja Ex n on helpompi ylläpitää kuin Ex d
5. Kustannukset. Ex n (vyöhyke 2) on halvin; Ex ia (vyöhyke 0) ja Ex d (vyöhyke 1) ovat kalleimpia
6. Koko/paino. Ex d -kotelot ovat raskaita; Ex i -laitteet ovat kevyitä
7. Ympäristö. korroosio, tärinä, äärimmäiset lämpötilat vaikuttavat menetelmän valintaan

Aiheeseen liittyvät tiedostot

• Perusteet. räjähdyskolmio ja suojausperiaatteet
• EPL. laitteiden suojaustasot ja vyöhykekartoitus
• Kaasuryhmät. kaasuryhmä määrittää suojauksen tiukan
• Lämpötilaluokat. lämpötilarajat menetelmäkohtaisesti
• Ex-merkinnät. kuinka suojausmenetelmä näkyy etiketissä
• Standardit. IEC 60079 osanumerot suojausmenetelmää kohden
• Sertifiointi. miten laitteet sertifioidaan
• Asennus & Tarkastus. suojauksen eheyden säilyttäminen