Problematika projektovanja instalacija elektroenergetike i automatike u Ex prostorima

1/24

Elektrotehni

ki fakultet

Univerzitet u Beogradu

SEMINARSKI RAD

Tema: Problematika projektovanja instalacija

elektroenergetike i automatike u Ex prostorima

Student:

Markovi

Zoran, dipl.el.inž.

Mentor:

prof. dr. Zoran Radakovi

Beograd, 2003

Problematika projektovanja instalacija elektroenergetike i automatike u Ex prostorima

2/24

SADRŽAJ

strana

1. UVOD .......................................................................................................................................... 1

1.1. Osnovne definicije i pojmovi ...................................................................................... 1

1.2. Klasifikacija zona opasnosti........................................................................................ 2

1.3. Klasifikacija protiveksplozivno zašti

enih elektri

nih ure

aja............................... 3

1.4. Kratak pregled izaziva

a eksplozija........................................................................... 4

1.5. KLasifikacija eksplozivnih smješa............................................................................. 5

2. OSNOVNI PRINCIPI PROJEKTOVANJA ELEKTRI

NIH

INSTALACIJA U Ex PROSTORIMA.................................................................................... 6

2.1. Izbor komutaciono-zaštitne opreme.......................................................................... 7
2.2. Izbor, prora

un i na

in vo

enja kablova.................................................................. 8

2.3. Izbor instalacione energetske opreme i opreme za automatiku............................. 9

2.4. Sistemi zaštite od visokih napona dodira................................................................. 12

3. VENTILACIJA OPASNOG PROSTORA............................................................................. 13

3.1. Vrste ventilacije ......................................................................................................... 13

3.2. Upravljanje ventilacijom i povezanost

rada elektri

nih potroša

a i rada ventilacije.......................................................... 14

3.3. Dispozicija instalacione opreme u zavisnosti

od karakteristika Ex zone i ventilacije................................................................... 16

4. ZAKLJU

AK........................................................................................................................... 18

5. PREGLED JUGOSLOVENSKIH STANDARDA KOJI DETALJNO ODRE

UJU

PROJEKTOVANJE INSTALACIJA ENERGETIKE I AUTOMATIKE U EX
PROSTORIMA....................................................................................................................... 19

6. LITERATURA ........................................................................................................................ 22

Problematika projektovanja instalacija elektroenergetike i automatike u Ex prostorima

4/24

Minimalna struja paljenja (MSP) –

najve

a struja koja kod 1000 iskri ne izaziva nijedno

paljenje u definisanom strujnom kolu napona 24V DC, induktiviteta 95mH sa standardima
definisanim iskrištem (iskra je vješta

ki izazvana varnica elektri

ne prirode u iskrištu koje

je dio pomenutog strujnog kola). Vrijednost MSP iskazuje se kao odnos MSP ispitivanog
gasa i MSP za laboratorijski metan.

Opasni prostor –

prostor u kome se može o

ekivati pojava eksplozivne gasovite

atmosfere u takvoj koli

ini, koja zahtijeva posebne mjere za izradu, instaliranje i upotrebu

elektri

nih ure

aja.

Bezopasni prostor -

prostor u kome se ne o

ekuje pojava eksplozivne gasovite atmosfere

u tolikoj koli

ini, koja zahtijeva posebne mjere za izradu, instaliranje i upotrebu elektri

nih

ure

aja.

Prirodna ventilacija –

kretanje vazduha pod dejstvom vjetra ili temperaturnog gradijenta i

njegova zamijena svježim vazduhom.

Opšta viješta

ka ventilacija –

kretanje vazduha po cijelom prostoru pod dejstvom

vješta

kih sredstava (ventilatora) i njegova zamijena svježim vazduhom

Lokalna vješta

ka ventilacija -

kretanje vazduha u oblasti pojedinog izvora opasnosti ili

na lokalnom prostoru pod dejstvom vješta

kih sredstava (ventilatora) i njegova zamijena

svježim vazduhom.

1.2 Klasifikacija zona opasnosti

Klasifikacija zona opasnosti se vrši prema verovatno

i da eksplozivna smješa postoji. Kriterijum

postojanja eksplozivne smješe je da ona egzistira u koncentraciji od 10% DGE (

ime se ide na

stranu sigurnosti).

Zona opasnosti 0 –

prostor u kome eksplozivna smješa postoji trajno ili se pojavljuje

esto

ili je njena pojava ne suviše

esta ali je trajanje duže (vjerovatno

a 10

-2

<v<1).

Zona opasnosti 1 –

prostor u kome eksplozivna smješa ne postoji trajno ili se ne

pojavljuje

esto, ali se ipak može o

ekivati u normalnim pogonskim situacijama

(vjerovatno

a 10

-4

<v<10

-2

Zona opasnosti 2 –

prostor u kome eksplozivna smješa postoji samo u nenormalnim

pogonskim situacijama, dok je vjerovatno

a pojave u normalnim pogonskim uslovima

zanemarljiva (ako je i mogu

a njena pojava, u pitanju je vrlo kratko vrijeme - vjerovatno

-8

<v<10

-4

Prije klasifikovanja zone opasnosti, potrebno je utvrditi ili ocijeniti:

koli

inu ispuštanja ili intenzitet ispuštanja zapaljive i eksplozivne materije

brzinu isticanja

koncentraciju

DGE

temperaturu paljenja

gustinu u odnosu na vazduh

prepreke i nihov karakter

radni pritisak i temperaturu

kretanje vjetra.

Razlog za veliki broj ulaznih podataka koji su potrebni za klasifikaciju, leži u

injenici da je i

kvalitet i kvantitet eksplozivne zone vrlo zavistan od uslova sredine, izvora smješe, prisustva
ventilacije itd.. Time male promjene ovih uslova mogu izazvati bitne promjene u osobinama
eksplozivne zone, što opet direktno uti

e na izbor opreme i na

in projektovanje samih instalacija.

Problematika projektovanja instalacija elektroenergetike i automatike u Ex prostorima

5/24

1.3 Klasifikacija protiveksplozivno zašti

enih elektri

nih ure

aja

Klasifikacija se izvodi prema vrsti i stepenu zaštite elektri

nog ure

aja od uticaja okolne

eksplozivne atmosfere:

Nepropaljivo ku

ište ''d'' (neprodorni oklop) –

tip ure

aja kod koga je

ište u stanju da izdrži unutrašnju eksploziju zapaljive smješe koja je prodrla u

unutrašnjost ku

išta, bez ošte

enja i bez izazivanja paljenja spoljnje eksplozivne

atmosfere, kroz bilo koje spojeve ili otvore na ku

ištu (ulazak eksplozivne atmosfere iz

okoline u ku

ište ure

aja je uvijek u manjoj ili ve

oj mjeri mogu

e. Kod neprodornog

oklopa komponenta je napravljena tako da i u slu

aju da do

e do unutrašnje eksplozije, ne

e do spoljnje eksplozije. To kod drugih tipova komponenti naprijed navedenih nije

slu

aj, jer mjere zaštite kod drugih tipova prijemnika primarno su zasnovane ili na

spre

avanje ulaska spoljašnje eksplozivne atmosfere u ku

ište komponente, ili ve

ako u

u opasnoj koncentraciji da se zaštitnim mjerama te komponente sprije

i eksplozija unutar

išta, a ne štite od eksplozije materije koja se nalazi spolja, ako je njen dio ušao unutra i

ako je dejstvom ure

aja izazavana unutrašnja eksplozija. Naravno, od vrste zone opasnosti

zavisi mogu

nost da spoljašnja eksplozivna atmosfera prodre u ku

ište ure

aja. Što je

vjerovatno

a prisustva eksplozivne atmosfere ve

a i što je ve

a koncentracija eksplozivne

smješe ve

a je i opasnost da ona u opasnoj koli

ini prodre u ku

ište ure

aja (

ak ne i

linearna)).

Punjenje pijeskom ''q'' -

tip ure

aja kod koga je ku

ište napunjeno pijeskom ili nekim

drugim praškastim materijalom sa specificiranim karakteristikama, tako da je isto u stanju
da sprije

i da bilo koji elektri

ni luk ili visoka temperatura nastala u ku

ištu izazove

eksploziju zapaljive spoljnje eksplozivne atmosfere.

Potapanje u ulje ''o'' –

tip ure

aja koji je cio ili u pojedinim djelovima potopljen u ulje i

to na takav na

in da pri pojavi elektri

nog luka ili visoke temperature unutar ku

išta isti

e upaliti eksplozivnu gasovitu atmosferu koja se može nalaziti iznad ulja ili izvan

išta.

Ure

aji sa tipom zaštite ''n'' –

tip ure

aja koji ima osobinu da ne varni

u normalnom pogonu i da je hermeti

ki zatvoren (non-sparking, hermetically-sealed), pri

emu je stepen zaštite manji od zaštite pove

ana bezbijednost ''e''.

Pove

ana bezbijednost ''e'' -

tip ure

aja kod koga se primjenjuju dodatne

mjere, tako da isti ima pove

anu bezbijednost od mogu

nosti pove

anja temperature i

pojave luka ili varnice unutar i na spoljnjim dijelovima ure

aja koji u normalnom pogonu

ne stvara lukove i varnice. Za ove ure

aje definiše se i grani

na temperatura T

i vrijeme t

(temperatura T

je maksimalna dozvoljena temperatura ure

aja ili dijela ure

aja koja je

jednaka nižoj od dvije temperature koje su odre

ene:

1) opasnoš

u paljenja eksplozivne gasovite atmosfere

2) termi

kom stabilnoš

u upotrebljenih materijala konstrukcije ure

aja;

vrijeme t

je vrijeme u kom se namotaj motora naizmjeni

ne struje pri direktnom puštanju

u rad (polasku) zagrije od temperature koju dostiže pri nominalnom optere

enju i pri

maksimalnoj temperaturi okoline do grani

ne temperature.

Problematika projektovanja elektroenergetskih instalacija i automatike u Ex prostorima

7/24

Da bi se sprije

ila eksplozija u slu

aju dejstva elektri

nih izaziva

a unutar ure

aja, isti se prave

specijalno zašti

eni, prema prethodno navedenoj klasifikaciji.

Da bi se sprije

ila eksplozija u slu

aju dejstva elektri

nih izaziva

a unutar elektri

ne mreže,

potrebno je pravilno projektovati, izvesti i održavati pomenutu mrežu.

1.5 Klasifikacija eksplozivnih smješa

Kao eksplozivne smješe koje mogu uzazvati eksploziju razlikujemo:

zapaljive gasove i pare (nastaju direktno kao nusprodukt nekog tehnološkog procesa ili
indirektno isparavanjem zapaljivih te

nosti)

eksplozivne prašine kao smješe vazduha i sitnih

estica sa eksplozivnim svojstvima.

Prema odredbama JUS N.S8.850, ugrožen prostor od smješe prašina sa okolnim vazduhom
dijelimo na:

zonu višeg stepena zaprašenosti – zona 11 (prostor u kome se nalazi ili povremeno o

ekuje

zaprašenost ve

a od 20% koncentracije unaprijed odre

ene donje granice eksplozivnosti

(DGE))

zonu nižeg stepena zaprašenosti – zona 12 (prostor u kome koncentracija prašine u
atmosferi ne prelazi granicu zone 11, ili se prašina pojavljuje samo u nataloženom obliku,
a u atmosferi se može pojaviti samo ako posebnim uticajem do

e do miješanja prašine sa

atmosferom).

Na osnovu gore navedenih termina i definicija, zapaljivi gasovi i pare se mogu razvrstati u
odre

ene grupe i podgrupe. Široka podgrupa kojoj pripadaju svi gasovi i pare osim metana, se

može podijeliti na tri podgrupe, karakterisane parametrima kojima se karakterišu ure

aji sa

vrstama zaštite: prema maksimalnom eksperimentalnom bezbijedonosnom zazoru (MEBZ) za

nepropaljivo ku

ište ''d'' (neprodorni oklop)

i prema minimalnoj struji paljenja (MSP)

svojstvenu bezbijednost ''i''.

tabeli 1.