Marino Kelava, dipl. ing. el. Ex-Agencija, Industrijska 25, Sveta Nedelja

Transcription

1 Marino Kelava: Peto izdanje norme IEC :2013 IV. (b1 b6) Peto izdanje norme IEC :2013 Projektiranje, odabir i polaganje električnih instalacija 5th edition of international standard IEC :2013 Electrical installations design, selection and erection Međunarodni pododbor IEC SC 31J već više od pola stoljeća pomaže krajnjim korisnicima, vlasnicima postrojenja, projektantima zona opasnosti i električnih instalacija, održavateljima i radionicama za popravke Ex-opreme objavom normi sa zahtjevima koji se temelje na najnovijim istraživanjima i saznanjima u području primijenjene elektrotehnike i zaštite od eksplozije u prostorima ugroženim eksplozivnom atmosferom. Posljednje, peto izdanje norme IEC pod nazivom Eksplozivne atmosfere dio 14.: Projektiranje, odabir i polaganje električnih instalacija donosi niz izmjena i dopuna o kojima pišemo u nastavku. Marino Kelava, dipl. ing. el. Ex-Agencija, Industrijska 25, Sveta Nedelja m.kelava@ex-agencija.hr Sažetak Međunarodna norma IEC glavni je alat kojim se koriste projektanti, instalateri, održavatelji, odgovorne osobe i operateri zaduženi za sigurnost u prostorima ugroženim eksplozivnom atmosferom. Godine međunarodni pododbor IEC SC 31J čije tajništvo vodi Republika Hrvatska dovršio je rad na izradi petog izdanja ove norme koja je sada već prihvaćena u Europi i RH. Članak donosi informacije o izmjenama i dopunama u petom izdanju u odnosu na prethodno. Ključne riječi međunarodna norma IEC , projektiranje, odabir i polaganje električnih instalacija, prostori ugroženi eksplozivnom atmosferom Summary International standard IEC presents a main tool used by designers, installers, maintainers, responsible persons and operators in charge for safety in areas at risk of explosive atmospheres. In 2013, international subcommittee IEC SC31J directed by the Croatian Secreteriat, completed the work on the preparation of 5 th edition of this standard which has recently been accepted in Europe and Republic of Croatia. This paper gives information on changes and additions in the 5 th edition, compared to the previous one. Keywords international standard IEC , design, selection and erection of electrical installations, areas at risk of explosive atmospheres I. UVOD Električna oprema i pripadajuće instalacije jedan su od trinaest mogućih uzročnika paljenja eksplozivne atmosfere identificiranih u normi EN Ovo je samo po sebi jasno uzmemo li u obzir da svaki električni krug priključen na napajanje sadržava određenu energiju koja je, u slučaju da se ne radi o certificiranom uređaju u vrsti zaštite s kontroliranom i ograničenom energijom poput samosigurnosti, najčešće dovoljnog intenziteta da može zapaliti okolnu eksplozivnu atmosferu, pogotovo ako se radi o smjesama s vrlo niskom energijom paljenja poput smjese vodika ili acetilena sa zrakom. Slika 1. Naslovna stranica petog izdanja norme IEC :2013 II. IZMJENE I DOPUNE Već prvi pogled na sadržaj norme i ukupan broj stranica upućuju na to da se radi o najopsežnijoj reviziji teksta prethodnih izdanja u proteklom desetljeću s nizom izmjena i dopuna. Broj stranica povećan je s 94 na 137 u odnosu na četvrto izdanje. Točke norme sada su poredane u logičniji slijed na način da se nakon općih zahtjeva najprije daju zahtjevi za odabir opreme, zatim zaštitu od opasnog iskrenja, električne zaštite, zahtjevi za isklop u slučaju opasnosti i električnu izolaciju, zahtjevi na kabele i ožičenja, uvod kabela, rotacijsku opremu, svjetiljke, sustave električnog grijanja te posebni zahtjevi za Ex d, Ex e, Ex i, Ex p, Ex n, Ex o, Ex q, Ex m, Ex op i Ex t vrste zaštita. Tablica I. prikazuje sadržaj novog, petog izdanja norme IEC

2 Marino Kelava: Peto izdanje norme IEC :2013 IV (b2 b6) TABLICA I. SADRŽAJ PETOG IZDANJA NORME IEC Poglavlje Naslov 1. Opseg 2. Pozivanje na norme 3. Pojmovi i definicije 4. Općenito 5. Odabir opreme 6. Zaštita od opasnog (palećeg) iskrenja 7. Električne zaštite 8. Isklop i električna izolacija 9. Kabeli i sustavi ožičenja 10. Sustavi uvoda kabela i čepovi 11. Rotacijski električni strojevi 12. Svjetiljke 13. Sustavi električnog grijanja 14. Dodatni zahtjevi za vrstu zaštite 'd' Oklapanje 15. Dodatni zahtjevi za vrstu zaštite 'e' Povećana sigurnost 16. Dodatni zahtjevi za vrstu zaštite 'i' Samosigurnost 17. Dodatni zahtjevi za kućišta u nadtlaku 18. Dodatni zahtjevi za vrstu zaštite 'n' 19. Dodatni zahtjevi za vrstu zaštite 'o' Uranjanje u ulje 20. Dodatni zahtjevi za vrstu zaštite 'q' Punjenje pijeskom 21. Dodatni zahtjevi za vrstu zaštite 'm' Oblaganje 22. Dodatni zahtjevi za vrstu zaštite 'op' Optičko zračenje 23. Dodatni zahtjevi za vrstu zaštite 't' Zaštita kućištem Dodatak A Znanja, vještine i kompetencije odgovornih osoba, Dodatak B Dodatak C Dodatak D Dodatak E Dodatak F Dodatak G Dodatak H Dodatak I Dodatak J Dodatak K Dodatak L Dodatak M izvršitelja/tehničara i projektanata Upute za pripremu postupnika za rad na siguran način u eksplozivnim plinskim atmosferama Prvi pregled Liste pregleda za opremu Električne instalacije u okolini s iznimno niskom temperaturom Ispitivanje ograničenog disanja kabela Instaliranje sustava električnog grijanja trakastim grijačima Ocjena opasnosti od potencijalnog izboja statorskog namota Faktori rizika od paljenja Provjera samosigurnih strujnih krugova s više pridruženih uređaja linearnih strujno/naponskih karakteristika Metode određivanja najvećih napona i struja sustava samosigurnih krugova s više pridruženih uređaja s linearnim strujno/naponskim karakteristikama (kako je zahtijevano u Dodatku H) Određivanje parametara kabela Dodatni zahtjevi za vrstu zaštite 'op' Optičko zračenje Primjeri nataloženih slojeva prašine prekomjerne debljine Hibridne smjese Iako je već u četvrtom izdanju norme uvedena obveza provođenja prvog pregleda prema uvjetima detaljnog pregleda iz IEC , u petom izdanju ova je potreba još naglašenija uvođenjem obveznog prvog pregleda u poglavlje 1. i detaljne razrade zahtjeva u novom poglavlju 4.3., a također i u novom normativnom Dodatku C norme. Nadalje, paralelno s odlukom TC31 o osnivanju pododbora za neelektričnu opremu SC31M dogovoreno je da se u seriji norma pod skupnim nazivom Eksplozivne atmosfere pojam "uređaj" (eng. apparatus) zamijeni pojmom "oprema" (eng. equipment) pa je navedeno provedeno kroz cijelo peto izdanje IEC , osim kod pridruženih uređaja u vrsti zaštite Samosigurnost (eng. associated apparatus), kako bi se u budućnosti olakšalo objedinjavanje instalacijskih zahtjeva za električnu i neelektričnu opremu. Pod poglavljem 3. Pojmovi i definicije sada su dodani i pojašnjeni pojmovi: - električna oprema: naprave koje se primjenjuju cijele ili djelomično za iskorištavanje električne energije (Ovo, među ostalim, uključuje naprave za stvaranje, prijenos, distribuciju, pohranjivanje, mjerenje, upravljanje, konverziju i trošenje električne energije i opremu koja se koristi u telekomunikacijama.) - hibridna smjesa: smjesa zapaljivog plina ili pare sa zapaljivom prašinom - pridruženi uređaj: električni uređaj koji sadržava krugove ograničene energije i krugove bez ograničenja energije i građen je tako da krugovi bez ograničenja energije ne mogu štetno utjecati na krugove ograničene energije - radio frekvencijska identifikacija (RFID radio frequency identification): tehnika prikupljanja podataka koja rabi elektroničke oznake (Oznaka (tag) koja se još naziva i elektronička pločica, transponder ili tipska pločica izrađena je od RFID čipa priključenog na antenu. Tagovi mogu emitirati u kilohertznom, megahertznom i gigahertznom području, a mogu imati baterijsko napajanje ili energiju mogu dobivati preko RF valova emitiranih iz uređaja za očitavanje). Popis dokumenata potrebnih za kvalitetno projektiranje i/ili instaliranje opreme sada je podijeljen u cjeline pod nazivima: - prostor - oprema - instalacija. U poglavlju sada se jasno daje do znanja da se zahtjevi u instalacijskoj normi temelje na pretpostavci da se koristi oprema projektirana i proizvedena sukladno važećim izdanjima IEC norma serije Ako ovo nije slučaj, korisnika se upozorava da postoji mogućnost nekompatibilnosti određenih zahtjeva i da u takvim slučajevima može biti potrebno primijeniti dodatne mjere kako bi se postigla zadovoljavajuća razina sigurnosti. Ograničenja koja su u prethodnom četvrtom izdanju vrijedila za opremu koja zrači elektromagnetsku energiju u prostore ugrožene eksplozivnom atmosferom prašina sada su proširena i na prostore ugrožene plinovima i parama. Tako sada i za plinove, pare i prašine vrijedi da izlazni parametri lasera ili

3 Marino Kelava: Peto izdanje norme IEC :2013 IV. (b3 b6) drugih izvora kontinuiranih valova električne opreme s razinom zaštite (eng. EPL Equipment Protection Level) 'Ga', 'Da', 'Gb' ili 'Db' ne smiju prijeći sljedeće vrijednosti: - 5 mw/mm 2 ili 35 mw za lasere kontinuiranog vala i ostale izvore kontinuiranog vala i - 0,1 mj/mm 2 za pulsirajuće lasere ili pulsirajuće izvore svjetlosti s pulsnim intervalima od barem 5 s. Nadalje, izlazni parametri lasera ili drugih izvora kontinuiranih valova električne opreme s razinom zaštite opreme 'Gc' ili 'Dc' ne smiju prijeći sljedeće vrijednosti: - 10 mw/mm 2 ili 35 mw za lasere kontinuiranog vala i ostale izvore kontinuiranog vala i - 0,5 mj/mm 2 za pulsirajuće lasere ili pulsirajuće izvore svjetlosti. Jednako se postupilo i kod ograničenja za instaliranje opreme koja rabi ultrazvuk. Sada se traži da oprema instalirana u ugroženom prostoru ili instalirana izvan takva prostora, ali koja odašilja u ugroženi prostor mora biti takva da parametri ultrazvučnog izvora električne opreme razine zaštite 'Ga', 'Gb', 'Gc', 'Da', 'Db' ili 'Dc' ne smiju prijeći sljedeće vrijednosti: - 0,1 W/cm 2 i 10 MHz za kontinuirane izvore - srednju vrijednost gustoće snage od 0,1 W/cm 2 i 2 mj/cm 2 za pulsne izvore. Problem ispuštanja vodika iz baterijskih članaka u prostor unutar kućišta opreme i s tim povezan rizik od eksplozije prepoznat je u posljednjem izdanju IEC , a sada je analiziran i u petom izdanju instalacijske norme. Tako se u slučaju uporabe opreme s baterijskim napajanjem od korisnika traži da provjeri kod proizvođača može li ispuštena količina vodika ispuniti 2% ili više slobodnog volumena baterijskog prostora opreme ili kućišta. Ovo se primjenjuje kod npr. ručnih svjetiljki, multimetara, ručnih uređaja za detekciju plinova i sl. (slika 2.). Ako proizvođač potvrdi ovakvu mogućnost, potrebno je osigurati da ispušteni vodik bude odveden u slobodni prostor na siguran način, odnosno da ni u kojem slučaju ne bude ispušten u bilo koje kućište ili opremu koja sadržava elektroničke komponente ili spojeve. Alternativno, ako se radi o opremi koja zadovoljava zahtjeve za korištenje u eksplozivnim atmosferama skupine plinova IIC, zahtjev za prozračivanje baterijskog prostora ili limitiranje koncentracije vodika ne primjenjuje se. Poglavlje pod naslovom Odabir rotacijskih električnih strojeva sada je strukturirano na nov način, kako slijedi: - Općenito - Utjecaj okoline na instalaciju rotacijskih strojeva u Ex-izvedbi - Spoj napajanja, vanjskih krugova i uzemljenja - Motori napajani iz pretvarača - Uklapanje motora napona iznad 1 kv. Poglavlje sadržava nove uvjete za odabir članaka i baterija. Baterije se smiju puniti isključivo u neugroženom prostoru, osim ako certifikatom i uputama proizvođača nije propisano drugačije. Prije vraćanja opreme s baterijama u ugroženi prostor treba osigurati sljedeće: - temperatura baterija niža je od označenog temperaturnog razreda - u kućištu odnosno baterijskom prostoru nema plina ispuštenog tijekom punjenja. U poglavlju dani su zahtjevi za odabir i uporabu radio frekvencijskih identifikacijskih oznaka (RFID radio frequency identification, slika 3.). RFID oznake ne smiju se koristiti u snažnim elektromagnetskim poljima čija efektivna vrijednost prelazi 1 A/m ili 3 V/m. Pasivne RFID oznake (one koje nemaju vlastito baterijsko napajanje) ne trebaju biti certificirane ako zadovoljavaju uvjete za jednostavne uređaje. Za pasivne RFID oznake smatra se da zadovoljavaju temperaturni razred T6 ako temperatura okoline ne prelazi 40 C, odnosno T5 za temperature okoline do 60 C, ako proizvođač nije naveo drugačije. RFID oznake smiju se koristiti na opremi u prostorima u kojima se zahtijeva razina zaštite 'Ga' ili 'Da' isključivo ako su certificirane skupa s opremom. Slika 2. Eksplozija unutar prostora s baterijama u ručnoj svjetiljci zbog ispuštanja vodika kod punjenja [1] Slika 3. RFID oznaka certificirana za uporabu u prostorima ugroženim eksplozivnom atmosferom

4 Marino Kelava: Peto izdanje norme IEC :2013 IV (b4 b6) Revolucionarna promjena u petom izdanju instalacijske norme sadržana je u točki pod naslovom Oprema za detekciju plinova. Iako se radi o vrlo kratkom poglavlju koje sadržava samo dvije rečenice, tim poglavljem sada je dopušteno u ugroženom prostoru rabiti opremu koja nužno ne zadovoljava ostale zahtjeve IEC , uz uvjet nadziranja okolne atmosfere detektorima plinova koji zadovoljavaju zahtjeve IEC do IEC Ovo implicira da je moguće koristiti se opremom koja i nije u Ex-izvedbi, ako pouzdano možemo utvrditi da u prostoru i vremenu korištenja takve opreme nema eksplozivne atmosfere. Neke zemlje, primjerice Njemačka, već su prije dopuštale ovakvu mogućnost putem svojih nacionalnih normi i pravilnika, a sada je ona proširena na sve zemlje članice IEC-a koje prihvaćaju IEC kao nacionalnu normu. Točka 6.1. sa zahtjevima za ograničenje udjela lakih metala u konstrukcijskim elementima postrojenja, poput nosača, kabelskih polica i kanalica, nadstrešnica i sl. sada je potpuno ujednačena s normom IEC za opće zahtjeve kod Ex-opreme. Na jednak način postupilo se u poglavlju 6.5. s obzirom na problematiku gomilanja statičkog električnog naboja na nemetalnim površinama. U prošlom izdanju zahtijevalo se da oprema koja može generirati vruće čestice ne smije biti instalirana na visini manjoj od 3,5 m iznad ugroženog prostora. U petom izdanju ova granična vrijednost udaljenosti je obrisana i određuje se prema rezultatima procjene rizika. Bitne izmjene dogodile su se u poglavlju 10. pod naslovom Sustavi uvoda kabela i čepovi. Ubačena je tablica koja određuje uvjete za odabir uvodnica, adaptera i čepova u ovisnosti o vrsti zaštite opreme kojom se koriste (vidi tablicu II.). TABLICA II. ODABIR UVODNICA, ADAPTERA I ČEPOVA U OVISNOSTI O VRSTI ZAŠTITE OPREME NA KOJOJ SE KORISTE Vrsta zaštite opreme Ex 'd' Vrsta zaštite uvodnica, adaptera i čepova Ex 'd' Ex 'e' Ex 'n' Ex 't' Ex 'e' Ex 'i' i Ex 'nl' Skupina II a Ex 'i' Skupina III Ex 'm' Ex 'n' osim Ex 'nl' Ex 'o' Kod Ex 'm' opreme u pravilu nije predviđeno spajanje vodiča. Vrsta zaštite spoja treba odgovarati korištenom sustavu ožičenja. Kod Ex 'o' opreme u pravilu nije predviđeno spajanje vodiča. Vrsta zaštite spoja treba odgovarati korištenom sustavu ožičenja. Ex 'p' b Ex 'pd' Ex 'q' Ex 's' Ex 't' Kod Ex 'q' opreme u pravilu nije predviđeno spajanje vodiča. Vrsta zaštite spoja treba odgovarati korištenom sustavu ožičenja. Samo prema uvjetima certifikata. - predstavlja dopuštenu uporabu a Ako je primijenjen samo jedan samosigurni krug, nema posebnih zahtjeva za kabelske uvodnice. b Dopušteno samo za Gc instalacije. Također, dijagram za odabir Ex 'd' uvodnica u ovom je izdanju izbačen te je sada za uvod kabela u 'd' kućište dopušteno rabiti, osim uvodnica sa zaljevnom masom certificiranih prema IEC , i one s brtvenim prstenom, bez ograničenja unutarnjeg volumena kućišta i skupine plinova, pod uvjetom da je uvodnica certificirana prema IEC , da odgovara uvjetima klasifikacije prostora i da se koristi s kompaktnim, ispunjenim kabelom okruglog presjeka i duljine najmanje 3 m. Podsjećamo da je ova mogućnost postojala u četvrtom poglavlju, ali isključivo uz pozitivan test na probojno paljenje kombinacije uvodnice i kabela. Sada novi dodatak E daje ispitnu metodu kojom se može potvrditi prikladnost kombinacije kabela s uvodnicom s brtvenim prstenom. U ovom dodatku opisuje se postupak provjere kabela na nepropusnost kako bi se spriječilo "curenje" plinova između žila kabela i eventualan prijenos plamena eksplozije kroz kabel. Ispitivanje se provodi na uzorku kabela duljine 0,5 m koji se montira na potpuno zatvoreno i zabrtvljeno kućište volumena 5 l (±2 l), u uvjetima postojane temperature okoline. Smatra se da je određeni uzorak zadovoljio ako se početni pretlak od 0,3 kpa unutar kućišta smanji za manje od 0,15 kpa unutar 5 s. Kućište mora biti učinkovito zabrtvljeno kako bi se smanjili gubici tlaka kroz sastave kućišta. Ovo ispitivanje preuzeto je iz norme IEC gdje se nalazi u popisu tipskih ispitivanja za vrstu zaštite Ograničeno disanje 'nr'. Ovakav pristup pojednostavnjuje postupak ocjene uvodnica s gumenim brtvenim prstenom i određenom vrstom kabela.

5 Marino Kelava: Peto izdanje norme IEC :2013 IV. (b5 b6) Ex-Agencija opremila je laboratorij za opisanu ispitnu metodu i već provela nekoliko ispitivanja za krajnjeg korisnika (slika 4.). Slika 4. Laboratorijsko ispitivanje Ex 'd' uvodnice s brtvenim prstenom i kabelom u Ex-Agenciji prema dodatku E petog izdanja norme IEC I poglavlju 11. pod naslovom Rotacijski električni strojevi izmijenjena je struktura te sada sadržava sljedeće podtočke: - Općenito - Motori u vrsti zaštite 'd' Oklapanje - Motori u vrsti zaštite 'e' Povećana sigurnost o Mrežno napajanje o Osjetila temperature u namotu o Strojevi nazivnog napona većeg od 1 kv - Motori u vrsti zaštite 'p' i 'pd' Nadtlak - Motori u vrsti zaštite 't' Zaštita kućištem napajani promjenjivom frekvencijom i naponom - Motori u vrsti zaštite 'na' Neiskreći o Strojevi nazivnog napona većeg od 1 kv. U poglavlje 15. koje sadržava dodatne zahtjeve na instaliranje opreme u vrsti zaštite 'e' dodani su zahtjevi i upute za provjeru najveće disipacije, ovisno o broju vodiča, njihovu presjeku i dopuštenoj trajnoj struji, na temelju čega korisnik može zaključiti je li prekoračena najveća dopuštena disipacija snage. U točki koja govori o samosigurnim krugovima dani su novi zahtjevi primjenjivi na situacije kada priključne kutije sadržavaju više samosigurnih strujnih krugova s ciljem sprječavanja kratkog spoja između neovisnih samosigurnih krugova. Dodano je novo poglavlje sa zahtjevima na prostorije u nadtlaku i analizatorske kućice, temeljeno na IEC , IEC/TR i IEC Sada je u instalacijskoj normi svoje mjesto našla i primjena opreme koja sadržava optičko zračenje. Zahtjevi za opremu u vrsti zaštite 'op' s podvrstama 'op is', 'op pr' i 'op sh' dani su u poglavlju 22. i normativnom dodatku K. Od novih dodataka bitno je istaknuti dodatak C koji sadržava tablice provjera kod prvog pregleda, dodatak D s informacijama o prostorima s iznimno niskom temperaturom okoline (slika 5.), zatim najveći dodatak F sa zahtjevima na instaliranje sustava grijanja trakastim grijačima (preuzetim iz IEC ) te novi dodatak s hibridnim smjesama. Slika 5. Oprema u području iznimno niske temperature okoline III. ZAKLJUČAK Međunarodni tim stručnjaka iz protueksplozijske zaštite okupljen pod tehničkim pododborom IEC SC31J, u skupini za održavanje norme IEC , redovito prati napredak tehnike i sukladno svojim zaključcima održava normu na visokoj tehničkoj razini objavljujući u pravilu svakih pet godina novo izdanje. Slijedom navedenog, trenutačno važeće peto izdanje objavljeno prošle godine na razini IEC-a i prihvaćeno u Europi i Hrvatskoj najopsežnija je revizija teksta prethodnih izdanja u proteklom desetljeću s nizom izmjena i dopuna. Ex-Agencija vođenjem tajništva IEC SC31J i aktivnim sudjelovanjem u izradi IEC normativnih

6 Marino Kelava: Peto izdanje norme IEC :2013 IV (b6 b6) dokumenata ulaže napore u podizanje svijesti o važnosti protueksplozijske zaštite i tehničkoj kulturi u ovoj usko specijaliziranoj grani tehnike. Stoga preporučujemo svima koji na bilo koji način sudjeluju u projektiranju, polaganju, zaštiti i održavanju električnih instalacija da dopune svoju normoteku petim izdanjem norme IEC i da nam se u slučaju bilo kakvih dvojbi ili pitanja obrate s povjerenjem. LITERATURA [1] U. Aich: Market surveillance activities in Europe and Germany, IECEx Industrial Conference, Split - Croatia, [1] Priručnik Agencije za prostore ugrožene eksplozivnom atmosferom: Klasifikacija i električne instalacije u Ex-prostorima [2] IEC Ed 4.0 i Ed.5.0 Eksplozivne atmosfere 14. dio: Projektiranje, odabir i polaganje električnih instalacija

7