W miejscach, gdzie istnieje ryzyko wystąpienia atmosfer wybuchowych, bezpieczeństwo instalacji elektrycznych ma kluczowe znaczenie. Jednym z podstawowych elementów zapewnienia tego bezpieczeństwa jest stosowanie urządzeń elektrycznych o odpowiednich zabezpieczeniach przeciwwybuchowych. Istnieje wiele różnych rodzajów takich zabezpieczeń, a ich właściwy dobór zależy od charakterystyki zagrożonej strefy oraz rodzaju potencjalnej atmosfery wybuchowej (gazowej lub pyłowej).

W tym artykule przyjrzymy się bliżej najczęściej stosowanym rodzajom budowy przeciwwybuchowej urządzeń elektrycznych, oznaczanych symbolami takimi jak 'd’, 'e’, 'i’ i inne.

Wymagania dotyczące urządzeń elektrycznych w strefach zagrożonych wybuchem

Urządzenia elektryczne przeznaczone do pracy w atmosferach wybuchowych muszą spełniać rygorystyczne normy bezpieczeństwa, takie jak PN-EN 60079-0:2013-03 oraz inne szczegółowe normy dotyczące poszczególnych rodzajów zabezpieczeń. Urządzenia elektryczne oraz komponenty Ex powinny:

a) spełniać wymagania normy PN-EN 60079-0:2013-03, z uwzględnieniem wymagań co najmniej jednej szczegółowej normy dotyczące poszczególnych rodzajów zabezpieczenia

b) być zbudowane zgodnie z mającymi zastosowanie wymaganiami bezpieczeństwa, określonymi w odpowiednich normach przemysłowych.

Jeżeli urządzenie elektryczne lub komponent Ex ma wytrzymywać szczególnie niekorzystne warunki pracy (na przykład: nieostrożne obchodzenie się z urządzeniem, skutki wilgoci, zmiany temperatury otoczenia, wpływ czynników chemicznych, korozję), zaleca się, aby użytkownik określił je producentowi.

Rodzaje zabezpieczeń przeciwwybuchowych urządzeń elektrycznych

Najczęściej spotykane rodzaje zabezpieczeń przeciwwybuchowych:

• Osłona ognioszczelna „d”
  Ten rodzaj zabezpieczenia polega na umieszczeniu wszystkich części urządzenia, które mogą spowodować zapłon otaczającej atmosfery wybuchowej, w wytrzymałej obudowie. Obudowa ta jest zaprojektowana tak, aby wytrzymać ciśnienie wewnętrznego wybuchu bez uszkodzenia oraz zapobiec przeniesieniu się wybuchu na zewnątrz. Ognioszczelność uzyskuje się dzięki specjalnym szczelinom gaszącym o precyzyjnie określonych prześwitach.
• Budowa wzmocniona „e”
  Zabezpieczenie to charakteryzuje się zwiększoną pewnością mechaniczną i elektryczną urządzenia. Jego celem jest ograniczenie do minimum prawdopodobieństwa powstania uszkodzeń, które mogłyby doprowadzić do zapłonu mieszaniny wybuchowej.
• Iskrobezpieczeństwo „i”
  Jest to jedna z najczęściej stosowanych form zabezpieczenia, szczególnie w układach sygnalizacji pożarowej w strefach zagrożonych wybuchem. Polega na ograniczeniu energii elektrycznej i cieplnej w obwodzie do poziomu, który nie jest w stanie zainicjować zapłonu otaczającej atmosfery wybuchowej, zarówno podczas normalnej pracy urządzenia, jak i w przypadku wystąpienia uszkodzeń (np. zwarć, przerw w obwodzie). W systemach iskrobezpiecznych stosuje się bariery ochronne lub separatory galwaniczne, które uniemożliwiają przedostanie się nadmiernej energii do strefy zagrożonej wybuchem.
• Zanurzenie w oleju „o”
  W tej metodzie części urządzenia mogące spowodować zapłon (iskry, łuki elektryczne, gorące powierzchnie) są zanurzone w oleju lub innej cieczy ochronnej.
• Osłona gazowa „p”
  Polega na umieszczeniu elementów potencjalnie iskrzących lub nagrzewających się w zamkniętej obudowie wypełnionej powietrzem lub innym gazem niepalnym utrzymywanym pod stałym nadciśnieniem. Nadciśnienie zapobiega przedostawaniu się atmosfery wybuchowej do wnętrza obudowy.
• Osłona piaskowa „q”
  W tym przypadku wszystkie części urządzenia znajdujące się pod osłoną są zanurzone w piasku. Ewentualne iskry, łuki elektryczne lub wysokie temperatury wewnątrz osłony nie są w stanie zapalić otaczającej mieszaniny wybuchowej.
• Zabezpieczenie typu „n”
  Dotyczy urządzeń, w których ze względów konstrukcyjnych i zasady działania prawdopodobieństwo wystąpienia zjawisk mogących spowodować zapłon jest bardzo niskie.
• Hermetyzacja „m”
  Polega na otoczeniu iskrzących i nagrzewających się części urządzenia masą izolacyjną, co uniemożliwia zapłon zewnętrznej atmosfery wybuchowej.
• Ochrona przed promieniowaniem „op”
  Ten rodzaj zabezpieczenia jest stosowany w urządzeniach wykorzystujących promieniowanie świetlne (np. lampy, lasery, diody LED, światłowody), które mogą stanowić potencjalne źródło zapłonu.

Podsumowanie

Wybór odpowiedniego rodzaju zabezpieczenia przeciwwybuchowego jest kluczowy dla zapewnienia bezpieczeństwa w strefach zagrożonych wybuchem. Każdy z wymienionych typów ochrony ma swoje specyficzne zastosowania i ograniczenia, dlatego decyzja o wyborze powinna być poprzedzona dokładną analizą ryzyka i klasyfikacją strefy zagrożenia wybuchem.

Zrozumienie zasad działania poszczególnych rodzajów zabezpieczeń, takich jak osłona ognioszczelna, iskrobezpieczeństwo czy budowa wzmocniona, jest niezbędne dla wszystkich osób odpowiedzialnych za bezpieczeństwo w obiektach przemysłowych, w których występuje ryzyko wybuchu. Pamiętajmy, że właściwie dobrane i zainstalowane urządzenia przeciwwybuchowe stanowią fundament bezpiecznej pracy w potencjalnie niebezpiecznych środowiskach.