VARNOSTNI VIDIKI IZVEDBE ELEKTRIČNIH INŠTALACIJ NA … · Vse vnetljive snovi lahko v ugodnih razmerah povzročijo nastanek eksplozivne atmosfere. Lastnosti vnetljivih snovi, ki

ICES

VIŠJA STROKOVNA ŠOLA

Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Program: Inženir elektroenergetike

VARNOSTNI VIDIKI IZVEDBE ELEKTRIČNIH

INŠTALACIJ NA PRIMERU OBJEKTA

PROIZVODNJE IN PREDELAVE PLASTIČNIH

MAS

Mentor: mag. Marko Smole Kandidat: Safet Mesić

Lektorica: Tatjana Caf, prof. slov.

Ljubljana, december 2013

ZAHVALA

Mentorju mag. Marku Smoletu se zahvaljujem za vse nasvete, smernice in pomoč

pri izdelavi diplomske naloge.

Za podporo se zahvaljujem svoji ženi Emi in sinu Benjaminu.

Zahvaljujem se tudi vsem ostalim, ki so kakor koli pripomogli k izdelavi diplomske

naloge.

IZJAVA

»Študent Safet Mesić izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga

napisal pod mentorstvom mag. Marka Smoleta.«

»Skladno s 1. odstavkom 21. člena Zakona o avtorski in sorodnih pravicah

dovoljujem objavo tega diplomskega dela na spletni strani šole.«

Dne _____________ Podpis: __________________

POVZETEK

Vnetljive in gorljive snovi lahko z oksidanti tvorijo eksplozivne zmesi. Če eksplozivna

zmes nastane kot zmes vnetljive snovi z zrakom pri atmosferskih pogojih, nastane

eksplozivna atmosfera. Obseg ukrepov protieksplozijske zaščite je odvisen od

stopnje ogroženosti. Na stopnjo ogroženosti najbolj vplivata pogostost, s katero se v

ogroženem prostoru lahko pojavljajo eksplozivne atmosfere, in trajanje eksplozivnih

atmosfer, v manjši meri pa tudi način nastanka (eksplozivna atmosfera se pojavlja

pri normalni izvedbi tehnoloških postopkov ali morda le ob okvarah).

Namen protieksplozijske zaščite je preprečiti eksplozije. Te lahko povzročijo

človeške žrtve, materialno škodo in ekološke katastrofe. Protieksplozijska zaščita je

uspešna, če ni eksplozij. Širjenje snovi v zraku je izjemno zapleten proces. Točen in

splošni opis pojava še vedno ni znan.

Precej uspešna protieksplozijska zaščita v Sloveniji je rezultat sodobne zakonodaje

in praviloma visoke zavesti odgovornih v gospodarstvu za dosledne ukrepe

protieksplozijske zaščite ter izkušenj iz preteklosti eksplozijskih nesreč. Zaradi

možnih hudih posledic eksplozij mora ostati protieksplozijska zaščita uspešna tudi v

daljšem časovnem obdobju v prihodnosti. Njene uspešnosti ne smejo zmanjšati vse

večje zahteve po »več, hitreje in ceneje«.

KLJUČNE BESEDE

− zakonodaja,

− standard,

− dokumentacija,

− zaščita,

− vzdrževanje.

ABSTRACT

Flammable and combustible materials combined with oxidants result in explosive

compounds. If an explosive compound is a mix of flammable materials and air at

atmospheric conditions, the result is an explosive atmosphere. The range of anti-

explosive measures depends of the level of danger, which in turn depends on the

frequency of explosive atmospheres in a danger area. Their duration and, to a

limited extent, the way they are formed are also important (an explosive atmosphere

can appear during normal technological processes or in cases of faults).

The purpose of anti-explosive protection is to prevent explosions that can lead to

casualties, material damage and ecological catastrophes. Anti-explosive protection

is perceived as successful if no explosions occur. Spreading material in the air is a

very complex process, and a general description of the phenomenon is still

unknown.

Slovenia boasts a very successful anti-explosive protection owing to its modern

legislation, strong awareness of the powerful actors in the economy about consistent

implementation of anti-explosive measures, and the experience from previous

explosions. Such protection must be successful in the long term because of possible

severe consequences of explosions. Its success must not be affected by the

growing demand for more, faster and cheaper.

KEYWORDS

− legislation,

− standards,

− documentation,

− protection,

− maintenance.

KAZALO

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

2 PRED ZAČETKOM − POGOJI ZA NASTANEK EKSPLOZIJE IN DEFINICIJA

POJMOV ........................................................................................................... 2

3 OPREDELITEV NEVARNOSTI IN DOLOČANJE CON EKSPLOZIJSKE

NEVARNOSTI ................................................................................................... 3

3.1 Določitev con v prostorih, ogroženih z vnetljivimi plini in hlapi ..................... 5 3.2 Viri vnetljivih plinov in hlapov ter gorljivega prahu ....................................... 6 3.3 Določitev con v prostorih, ogroženih z gorljivim prahom ............................. 6 3.4 Dokumentacija ............................................................................................ 7 3.5 Eksplozivna zmes ....................................................................................... 7 3.6 Eksplozivne atmosfere ................................................................................ 7 3.7 Spodnja in zgornja meja eksplozivnosti ...................................................... 7 3.8 Temperatura vžiga (vnetišče) ..................................................................... 8 3.9 Plamenišče ................................................................................................. 9

4 ELEKTRIČNE NAPRAVE ................................................................................ 10

4.1 Ukrepi ....................................................................................................... 10 4.2 Protieksplozijska zaščita električnih naprav za potencialno eksplozivne

atmosfere ................................................................................................. 11 5 ZAŠČITA PROTI STATIČNI ELEKTRINI ......................................................... 12

5.1 Prevodniki v eksplozijsko ogroženih prostorih ........................................... 13 5.2 Izolatorji (umetne mase) v eksplozijsko ogroženih prostorih ..................... 13 5.3 Rokovanje s tekočinami v eksplozijsko ogroženih prostorih ...................... 14 5.4 Rokovanje s prahom v eksplozijsko ogroženih prostorih ........................... 15

6 ZAKONODAJA ................................................................................................ 16

6.1 Nekaj pomembnih določil pravilnika o protieksplozijski zaščiti .................. 16 6.1.1 Ugotavljanje skladnosti ..................................................................... 16

6.2 Usposabljanje ........................................................................................... 17 7 OZEMLJITEV V EKSPLOZIJSKO OGROŽENIH PROSTORIH ....................... 17

7.1 Izenačitev potenciala ................................................................................ 17 7.2 Sistem ozemljitve tipa TN ......................................................................... 18 7.3 Sistem ozemljitve tipa TT .......................................................................... 18 7.4 Sistem ozemljitve tipa IT ........................................................................... 18

8 LASTNA VARNOST V EKSPLOZIJSKO OGROŽENIH PROSTORIH: EX I .... 18

8.1 Osnove lastne varnosti ............................................................................. 19 8.2 Lastnovarne in pridružene naprave ........................................................... 20

8.2.1 Lastnovarna naprava ........................................................................ 20 8.2.2 Pridružena naprava ........................................................................... 20

8.3 Stopnja zaščite lastnovarnih tokokrogov ................................................... 20 8.4 Inštalacije lastnovarnih tokokrogov ........................................................... 21 8.5 Ozemljitev lastnovarnih tokokrogov .......................................................... 21 8.6 Ozemljitev barier ....................................................................................... 23 8.7 Udar strele ................................................................................................ 26

9 VGRADITEV IN VZDRŽEVANJE LASTNOVARNIH NAPRAV ......................... 26

9.1 Namestitev in priključitev pridruženih naprav ............................................ 27 9.2 Priključitev kablov ..................................................................................... 27

9.3 Pregledi in meritve .................................................................................... 28 9.4 Vzdrževanje .............................................................................................. 28 9.5 Dokumentacija .......................................................................................... 29

10 PRIMER OBJEKTA ......................................................................................... 30

10.1 Izvedba lastnovarnih inštalacij .................................................................. 31 10.1.1 Zaščita pred nevarnostjo dotika, iskrenje, ozemljitve ......................... 33

10.2 Električna zaščita − varovanje .................................................................. 33 10.2.1 Karakteristike zaščite naprav ............................................................ 33 10.2.2 Izklop v sili......................................................................................... 34

11 ZAKLJUČEK ................................................................................................... 35

LITERATURA IN VIRI ............................................................................................ 36

KAZALO SLIK .................................................................................................... 37 KAZALO TABEL ................................................................................................. 37

ICES – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Safet Mesić: Varnostni vidiki izvedbe električnih inštalacij na primeru objekta proizvodnje … stran 1 od 37

1 UVOD

V diplomski nalogi obravnavam varnostne vidike izvedbe elektroinštalacij na

konkretnem primeru objekta proizvodnje in predelave plastičnih mas. Raziskal sem,

kakšne so zahteve predpisov in standardov s tega področja. V objektu obstaja velika

eksplozijska ogroženost zaradi gorljivih hlapov in prahu. Veliko nevarnost

prestavljajo statična elektrika in prenapetosti zaradi udara strele.

Da bi zaščitili ljudi in njihovo zdravje ter preprečili materialno škodo, sta potrebna

skrbno načrtovanje in izvedba elektroinštalacij za eksplozijsko ogrožene prostore,

pri čemer je treba upoštevati zahteve predpisov, smernic in standardov.

V diplomski nalogi predstavljam veljavno regulativo in prakso na področju električnih

inštalacij ter razdelim prostore objekta na cone eksplozijske ogroženosti. Poskušam

tudi ugotoviti, kako morajo biti pravilno izvedene elektroinštalacije po posameznih

delih, s čimer znatno zmanjšamo možnosti (hudih) nesreč.

Posebno poglavje je posvečeno opisu pregleda in vzdrževanja električnih inštalacij

ter naprav, kot je zahtevano po veljavni regulativi.

Da bi preprečili kemične nesreče ali prašne eksplozije, sem določil cone eksplozivne

ogroženosti. Opisal sem izvedbo lastnovarne električne inštalacije in zahteve za

vgradnjo opreme, ki je atestirana za eksplozivno ogrožene prostore. Opisal sem tudi

izvedbo zaščite pred nevarnimi elektrostatičnimi naboji.

V kemijski industriji so varnosti vedno posvečali veliko pozornosti in število nesreč s

smrtnim izidom ne presega drugih industrijskih panog. Vendar pa velike nesreče

vedno znova opozarjajo, da je treba področje varnosti obravnavati skrbno. Da bi

preprečili takšne nezaželene dogodke ali vsaj zmanjšali njihovo pogostost, si v

razvitih državah prizadevajo dvigniti nivo varnosti v procesni industriji s premišljenim

vodenjem varnostne politike in z načrtovanjem ter pripravami na ravnanje v primeru

nezgod. Učinkovit nadzor nevarnosti je v današnjem času mogoč samo s

sistematskim pristopom, z učinkovito organizacijo, s predpisi, standardi, z

zakonodajo in s strokovnjaki. Zato je pomembno, da v diplomski nalogi na

konkretnem primeru raziščem, kakšne in kje so možne nevarnosti, saj lahko

upoštevamo samo tiste nevarnosti, ki jih poznamo ali predvidevamo in se nanje tudi

ustrezno pripravimo.



2 PRED ZAČETKOM − POGOJI ZA NASTANEK

EKSPLOZIJE IN DEFINICIJA POJMOV

Pri pogojih za nastanek eksplozije mislimo na trikotnik vžiga, ki ga že poznamo iz

požarne varnosti. Upoštevati je treba še dodatni pogoj za eksplozijo − časovno

srečanje eksplozivne atmosfere z virom vžiga.

Slika 1: Pogoji za vžig eksplozivne atmosfere

(Vir: Hribar, 2011)

Med bolj nenavadne vire vžiga lahko uvrstimo:

elektromagnetna valovanja visokih frekvenc;

močno svetlobo;

ultrazvok;

adiabatno kompresijo;

ionizirajoča sevanja.

Ločimo:

primarno protieksplozijsko zaščito − preprečevanje nastanka eksplozivne

atmosfere;

sekundarno protieksplozijsko zaščito − izvedeni ukrepi, ki preprečujejo vžig

že eksplozijsko nevarne atmosfere;

konstrukcijska protieksplozijska zaščita − takrat, ko se zaradi tehnologije ali

postopka ni mogoče izogniti eksplozijsko nevarnim zmesem niti samim virom

vžiga.



Za določevanje eksplozijskih con moramo poznati najpogostejše osnovne izraze, s

katerimi se srečujemo pri protieksplozijski zaščiti (Hribar, 2011):

gorljivost je lastnost snovi, ki pri določenih pogojih reagira s kisikom, tako da se

sproži proces gorenja;

plamenišče je določen kriterij, ki nam služi kot pomoč za ocenjevanje požarne

nevarnosti in eksplozijske ogroženosti za vnetljive tekočine (najnižja temperatura

v 0 C, pri kateri se razvije vnetljiva zmes par z zrakom, ki se ob prisotnosti vira

vžiga vname);

vnetišče je najnižja temperatura, pri kateri ob določenih pogojih neka gorljiva

snov ali gorljiva zmes eksplodira (kriterij za določitev temperaturnega razreda pri

napravah v eksplozijskih conah);

eksplozija je nenadno povečanje tlaka in temperature pri oksidaciji ali drugi

eksotermni reakciji;

eksplozivna atmosfera je zmes vnetljivih snovi v obliki plinov, hlapov, megel ali

prahu z zrakom pri atmosferskih pogojih, v katerih se po vžigu plamen razširi na

celotno nezgorelo zmes;

potencialno eksplozivna atmosfera je atmosfera, ki postane eksplozivna

zaradi lokalnih ali obratovalnih razmer;

eksplozivno območje je razpon eksplozivnih koncentracij gorljivih plinov,

hlapov ali prahu v mešanici z zrakom, ki ga omejuje spodnja in zgornja meja

eksplozivnosti;

spodnja meja eksplozivnosti (SME) je koncentracija gorljivih plinov, hlapov ali

prahu v zmesi z zrakom, pod katero ne nastane eksplozivna atmosfera;

zgornja meja eksplozivnosti (ZME) je koncentracija gorljivih plinov, hlapov ali

prahu v zmesi z zrakom, nad katero ne nastane eksplozivna atmosfera;

eksplozijsko ogrožen prostor je prostor, v katerem lahko nastane eksplozivna

atmosfera v takšni količini, da so potrebni posebni varnostni ukrepi za varnost in

varovanje zdravja delavcev oz. drugih oseb in njihovega imetja;

eksplozijsko neogrožen prostor je prostor, v katerem se ne pričakuje, da bo

nastala tolikšna eksplozivna atmosfera, da bi bili potrebni posebni varnostni

ukrepi;

normalno obratovanje je stanje, pri katerem dela oprema v skladu s projektnimi

parametri;

protieksplozijska zaščita so ukrepi za zaščito pred eksplozijami.

3 OPREDELITEV NEVARNOSTI IN DOLOČANJE CON

EKSPLOZIJSKE NEVARNOSTI

Osnove za določitev eksplozijsko ogroženih prostorov ali con so razvrščene po

pogostosti in verjetnosti pojava eksplozivne atmosfere ter trajanju eksplozivnih



atmosfer. V manjši meri je to tudi način nastanka (eksplozivna atmosfera se pojavlja

pri normalni izvedbi tehnoloških postopkov ali morda le ob okvarah).

Vse vnetljive snovi lahko v ugodnih razmerah povzročijo nastanek eksplozivne

atmosfere. Lastnosti vnetljivih snovi, ki vplivajo na nastanek eksplozivne atmosfere,

so temelj za določitev eksplozijske ogroženosti.

Eksplozivna atmosfera nastane, če je koncentracija vnetljive snovi v zraku med

spodnjo in zgornjo mejo eksplozivnosti. Določitev con eksplozijske nevarnosti je del

elaborata eksplozijske ogroženosti. Tudi posledice morebitne eksplozije morajo biti v

elaboratu ocenjene. Prejšnje izdaje tega standarda so razvrstile zaščitene koncepte

v cone na statistični osnovi, da večja pogostost pojava eksplozivne atmosfere

zahteva višji nivo zaščite proti možnostim vira vžiga.

Tehnične zahteve za določitev eksplozijske ogroženosti prostorov določata

standarda:

SIST EN 60079-10-1;

SIST EN 60079-10-2.

Standarda zahtevata, da eksplozijsko ogrožene prostore razvrstimo v cone

eksplozijske nevarnosti. Cone eksplozijske nevarnosti na opisni način povedo,

kakšna je stopnja ogroženosti prostorov.

CONA 0: Prostor, v katerem je eksplozivna atmosfera, sestavljena iz zmesi zraka in

vnetljivih snovi v obliki plina, hlapov ali megle, prisotna stalno, za daljša obdobja ali

pogosto.

CONA 1: Prostor, pri katerem lahko pri normalnem delovanju občasno nastane

eksplozivna atmosfera, sestavljena iz zmesi zraka in vnetljivih snovi v obliki plina,

hlapov ali megle.

CONA 2: Prostor, v katerem se pri normalnem delovanju eksplozivna atmosfera,

sestavljena iz zmesi zraka in vnetljivih snovi v obliki plina, hlapov ali megle, ne

pojavi, če pa se že pojavi, se pojavi le za kratek čas.

CONA 20: Prostor, v katerem je eksplozivna atmosfera v obliki oblaka gorljivega

prahu v zraku prisotna stalno, za daljša obdobja ali pogosto.

CONA 21: Prostor, v katerem lahko pri normalnem delovanju občasno nastane

eksplozivna atmosfera v obliki oblaka gorljivega prahu v zraku.



CONA 22: Prostor, v katerem se pri normalnem delovanju eksplozivna atmosfera v

obliki oblaka gorljivega prahu v zraku ne pojavi, če pa se že pojavi, se pojavi le za

kratek čas.

Slika 2: Cona 0 ali Prostor 20, v katerem je eksplozivna zmes prisotna stalno,

pogosto ali dalj časa

(Vir: http://lrf.fe.uni-lj.si/fkkt_ev/EV_V_06)

Slika 3: Cona 1 ali Prostor 21, v katerem pri normalnem delovanju občasno nastane

eksplozivna zmes


3.1 DOLOČITEV CON V PROSTORIH, OGROŽENIH Z

VNETLJIVIMI PLINI IN HLAPI

Cone določata vrsta vira vnetljivih snovi (trajni, primarni ali sekundarni) in intenziteta

vira v primerjavi z ventilacijo. Trajni viri po navadi pogojujejo cono 0, primarni cono

1, sekundarni pa cono 2. Če je ventilacija slaba, lahko primarni (izjemoma celo



sekundarni) vir povzroči cono 0. Če je ventilacija dobra, je lahko npr. tik ob

primarnem viru cona 2 izjemoma varen prostor. Porazdelitev vnetljivih snovi v zraku

je odvisna od gibanja zraka. V močnem vetru se lahko hlapi že tik ob intenzivnem

viru nevarnosti razredčijo pod SME, v brezvetrju pa lahko že majhen izpust vnetljivih

hlapov povzroči precej velik in trajen oblak eksplozivne zmesi. To pomeni, da ima

opredelitev ventilacije kot dobra, slaba ali zmerna smisel le, če ob intenziteti

ventilacije navedemo tudi intenziteto vira vnetljivih snovi.

Določitev con se lahko dodatno zaplete ob t. i. večstopenjskih virih. Takšen vir je

npr. iztočna pipa na posodi z vnetljivo tekočino, ki je namenjena za vzorčenje. Ob

normalnem delovanju je izpust vnetljivih hlapov sorazmerno majhen, ob okvari pa

lahko izteče velika količina vnetljive tekočine. V takšnih in podobnih primerih je

ustaljena praksa, da je ožja okolica pipe cona 1 (včasih tudi cona 0), širša okolica pa

cona 2 (cona 1).

3.2 VIRI VNETLJIVIH PLINOV IN HLAPOV TER GORLJIVEGA

PRAHU

Vnetljivi hlapi in plini ter gorljiv prah lahko v atmosfero pridejo na različne načine.

Glede pogostosti, s katero se emisija pojavlja, delimo vire vnetljivih snovi v tri

skupine, in sicer na:

trajne vire, npr. gladina vnetljive tekočine in stalno delujoče presipanje prahu, ki

trajno, pogosto ali za daljša časovna obdobja puščajo vnetljive hlape in pline ali

naredijo vrtinec gorljivega prahu;

primarne vire, npr. oddušniki tehnoloških posod in sipni lijaki tehnoloških posod,

ki hlape in pline ter prah z okolico puščajo občasno med normalnim

obratovanjem;

sekundarne vire, npr. tesnjene spoje, ki hlape, pline ali prah v okolico puščajo

le ob okvarah.

3.3 DOLOČITEV CON V PROSTORIH, OGROŽENIH Z GORLJIVIM

PRAHOM

Te cone določamo nekoliko drugače kot v prostorih, ogroženimi s plini. Notranjost

naprav, v katerih se prah lahko zvrtinči, je po navadi cona 20. Okolice odprtin, skozi

katere se pretresa prah, so po navadi cona 21, širše okolice postrojev, kjer ni

mogoče z gotovostjo preprečiti nastanka prašnih oblakov, pa so po navadi cona 22.

Posebej je treba biti previden pri zahtevah za ventilacijo. Ventilacija ima lahko v

prostorih, ogroženimi z gorljivim prahom, nasprotni učinek kot v prostorih,

ogroženimi z vnetljivimi plini. Intenzivno prezračevanje (posebej če je občasno)



lahko zelo poveča možnosti, da se usedli prah zvrtinči in s tem poveča eksplozijsko

ogroženost (Seminar o protieksplozijski zaščiti, 2011).

3.4 DOKUMENTACIJA

Dokumentacija z določitvijo eksplozijske ogroženosti prostorov oz. con je sestavni

del tehnične dokumentacije vsakega eksplozijsko ogroženega obrata. Skladno s

predpisi mora biti postopek določitve con ustrezno dokumentiran v elaboratu

eksplozijske ogroženosti. Dokumentacija mora vsebovati:

podatke o uporabljenih vnetljivih snoveh;

ocene in izračune o emisiji in disperziji vnetljivih snovi;

oceno prezračevanja glede na pričakovane emisije vnetljivih snovi;

situacijski načrt con z vrisanimi postroji in viri vnetljivih snovi.

3.5 EKSPLOZIVNA ZMES

Eksplozivna zmes plinov, hlapov, megle ali prahu z zrakom je zmes, v kateri se po

vžigu plamen širi spontano. Če je temperatura vnetljive tekočine pod plameniščem,

ne more nastati eksplozivna zmes hlapov z zrakom, lahko pa nastane eksplozivna

zmes kapljic tekočine z zrakom. Eksplozivna megla lahko nastane, če so kapljice

tako drobne, da dalj časa ostanejo v zraku. Šteje se, da megla lahko nastane, če

imajo kapljice premer manjši od 0,5 mm. Gorljiv prah se iz odprtih presipov lahko širi

po prostoru, kjer se poseda, in ob sunku prepiha lahko posedli gorljivi prah tvori

eksplozivno zmes.

3.6 EKSPLOZIVNE ATMOSFERE

To so zmesi vnetljivih snovi v obliki plinov, hlapov ali megle prahu z zrakom v

atmosferskih razmerah, v katerih se po vžigu plamen razširi na celotno nezgorelo

zmes. Pod atmosferskimi razmerami razumemo tlak od 0,8 do 1,1 bara in

temperaturo zmesi od –20 ºC do +60 ºC ter zrak, nenasičen s kisikom. Potencialno

eksplozivna atmosfera je atmosfera, ki lahko postane eksplozivna zaradi lokalnih ali

obratovalnih razmer.

3.7 SPODNJA IN ZGORNJA MEJA EKSPLOZIVNOSTI

Eksplozivna atmosfera nastane, če je koncentracija vnetljive ali gorljive snovi v

zraku med spodnjo in zgornjo mejo eksplozivnosti. Če je koncentracija vnetljive

snovi premajhna, potem plamen ne more vzdrževati presežka kisika, predvsem pa z

dušikom v zraku delujeta kot balast in zgorelo zmes učinkovito hladita. Zato zgorela

zmes ne more segreti še nezgorele zmesi nad temperaturo vžiga in plamen ugasne.

Podobno je pri veliki koncentraciji vnetljive snovi v zraku. Za popolno izgorevanje je



premalo kisika, zato presežek vnetljivih hlapov skupaj z dušikom deluje kot učinkovit

hladilnik. Za večino vnetljivih plinov, tekočin in gorljivega prahu je spodnja meja

eksplozivnosti nekaj deset gramov na kubični meter.

Slika 4: Prikaz Spodnje in zgornje meje eksplozivnosti


3.8 TEMPERATURA VŽIGA (VNETIŠČE)

Je najnižja temperatura, pri kateri se ob določenih pogoji vnetljiva zmes vname. To

ni konstanta snovi, ampak je zelo odvisna od načina določanja. Vnetišče je osnova

za določanje temperaturnih razredov (T1−T6).

Temperaturni razred ali vžigni temperaturi od T1 do T6.

Temperaturni

razred

Temperatura vžiga

(ºC)

Dovoljena temperatura segrevanja

(ºC)

T 1 Od 450 450

T 2 Od 300 do 450 300

T 3 Od 200 do 300 200

T 4 Od 135 do 200 135

T 5 Od 100 do 135 100

T 6 Od 85 do 100 85

Tabela 1: Spodnje dovoljene temperature vžiga

(Vir: Stošić, 2008)

Naslednji pomembni kriterij je koncentracija vnetljive snovi. Vnetljivi plini ali hlapi so

v zmesi z zrakom eksplozivni le znotraj nekega območja koncentracij. Meje tega

območja oz. meje eksplozivnosti so običajno podane v volumenskih odstotkih plinov

ali hlapov v zmesi z zrakom in so pri atmosferskih pogojih približno neodvisne od

temperature zmesi. To niso fizikalne lastnosti snovi, pač pa varnostno tehnične

karakteristike.



Za gorljivi prah na tak način ni mogoče navesti varnostno tehničnih podatkov, ker ne

označujejo lastnosti snovi, ampak so močno odvisni od velikosti prašnih delcev in

vlažnosti. Običajno lahko prah z zrakom tvori eksplozivno zmes, če vsebuje delce,

manjše od 0,5 mm, spodnje meje eksplozivnosti pa so pri koncentracijah prahu

velikosti od 10 g/m³ do 100 g/m³.

3.9 PLAMENIŠČE

To je prvi kriterij, po katerem ocenjujemo eksplozijske in požarne nevarnosti

vnetljivih tekočin. Plamenišče je najnižja temperatura, pri katri se pod definiranimi

pogoji nad tekočino (pri tlaku 1013 mbar) razvije taka množina hlapov, da nastane

vnetljiva zmes hlapov z zrakom, ki jo vir vžiga lahko vname. Na osnovi plamenišča

so vnetljive tekočine razdeljene v nevarnostne razrede.

Skupine gorljivih plinov in vnetljivih par po kriterijih glede na prebojni vžig in

potrebno energijo električne iskre delimo na eksplozivne skupine A, B in C.

Lahko vnetljive tekočine pod plameniščem 38 ºC delimo na tri podskupine.

Skupina I:

I A − tekočine s plameniščem pod 23 ºC in vreliščno temperaturo pod 38 ºC;

I B − tekočine s plameniščem pod 23 ºC in vreliščno temperaturo nad 38 ºC;

I C − tekočine od 23 ºC do 38 ºC.

Skupina II: tekočine s plameniščem od 38 ºC do 60 ºC.

Skupina III:

tekočine s plameniščem nad 60 ºC in se delijo na dve podskupini:

o III A − tekočine s plameniščem od 60 ºC do 93 ºC;

o III B − tekočine s plameniščem nad 93 ºC.

Namen Eksplozivna

skupina

MESR (mm) Vnetljive zmesi

Rudnik (I) I − Samo metan

Industrija (II)

II A > 0,9

Vse zmesi II B 0,5−0,9

II C < 0,5

Tabela 2: Eksplozivne skupine po maksimalnem eksperimentalnem varnostnem

razponu

(Vir: Stošić, 2008)



Slika 5: Znak protieksplozijske zaščite: črki Ex v šesterokotniku


Primer označevanja:

Ex d II A T3 – naprava, namenjena za industrijo z navedbo vrste zaščite, področja

uporabe, skupine plinov in temperaturnega razreda (Seminar o protieksplozijski

zaščiti, 2011).

4 ELEKTRIČNE NAPRAVE

Električne naprave so naprave, ki v celoti ali delno uporabljajo električno energijo,

npr. naprave za proizvodnjo, prenos, razdelitev, shranjevanje, merjenje, regulacijo,

pretvarjanje in porabo električne energije in naprave za telekomunikacijsko tehniko.

Pri električnih napravah so lahko pri nizkih napetostih viri vžiga električne iskre

(nastale pri spajanju ali razdvajanju kontaktov) in vroče površine. Lahko pa se pri

električnih napravah pojavijo tudi drugi viri vžiga, npr. mehansko nastale iskre.

Vgraditev prav vse opreme v eksplozijsko ogrožen del obrata v praksi skoraj nikoli ni

izvedljivo, ker bi to razumno oviralo normalno izvajanje tehnoloških postopkov. Klub

temu pa ni smiselno v eksplozijsko ogrožene prostore vgraditi vsega, kar nam pride

na misel (čeprav bi oprema tehnično ustrezala pogojem cone), ampak je treba dobro

premisliti, kaj je zares treba vgraditi v eksplozijsko ogrožene prostore in kaj je lahko

vgrajeno izven eksplozijsko ogroženih prostorov.

Oprema mora biti inštalirana v skladu z njeno dokumentacijo. Zagotoviti je treba, da

so zamenljivi elementi ustreznega tipa in nazivnih vrednosti. Ob zaključku postavitve

mora biti opravljen začetni pregled opreme in inštalacij v skladu s standardom IEC

60079-17.

4.1 UKREPI

Področje naprav za potencialno eksplozivne atmosfere določa Pravilnik o

protieksplozijski zaščiti (Uradni list RS, št. 102/00, 91/02 in 16/08). Usklajen je z

zahtevami direktive ES o opremi in zaščitnih sistemih, namenjenih za uporabo v



potencialno eksplozivnih atmosferah 94/9ES, in direktivo o minimalnih zahtevah za

izboljšanje varnosti in varovanje zdravja delavcev, ki so ogroženi zaradi eksplozivnih

atmosfer 1999/92/ES.

Standardom ustrezna certificirana protieksplozijsko zaščitena naprava za

potencialno eksplozivne atmosfere je prvi izmed pogojev za varno obratovanje. Za

vgraditev protieksplozijsko zaščitenih električnih naprav velja standard SIST EN

60079-14. Zelo pomembno za varnost je tudi ustrezno vzdrževanje električnih

naprav.

4.2 PROTIEKSPLOZIJSKA ZAŠČITA ELEKTRIČNIH NAPRAV ZA

POTENCIALNO EKSPLOZIVNE ATMOSFERE

S tem področjem protieksplozijske zaščite se najpogosteje srečujemo v praksi na

eksplozijsko ogroženih objektih. V standardih in literaturi je protieksplozijska zaščita

električnih naprav dobro opisana, zato navajam le vrste in osnovne principe.

Protieksplozijska zaščita neelektrične Ex-opreme je podrobneje opisana v gradivu

za ne električno opremo.

Električna oprema mora biti izbrana tako, da najvišja temperatura na njeni površini

ne bo dosegla temperature vžiga katerega koli plina, hlapov ali prahu, ki bi bil lahko

prisoten med delovanjem. Če označba električne opreme ne vključuje obsega

temperature okolice, se smatra, da je oprema načrtovana za uporabo v

temperaturnem območju od –20 ºC do +40 ºC. Če označba na električni opremi

vključuje obseg okoliške temperature, je oprema načrtovana za uporabo na

navedenem temperaturnem obsegu. Če je okoliška temperatura zunaj

temperaturnega obsega ali če so prisotni drugi dejavniki, ki vplivajo na temperaturo,

npr. procesna temperatura ali izpostavljenost sončni svetlobi, je treba upoštevati ta

vpliv na opremo, sprejeti ukrepi pa morajo biti dokumentirani (Seminar o

protieksplozijski zaščiti, 2011).

Neprodirni okrov − d: Vsi deli, ki lahko povzročijo vžig

eksplozivne atmosfere, so zaprti v ohišje. To je konstruirano

tako, da zdrži tlak eksplozije, ki bi nastala v njem, eksplozija pa

se ne more razširiti v eksplozivno atmosfero izven naprave.

Ohišje ni plinotesno, ampak ima odprtine – zaščitne reže, ki

služijo kot tlačna razbremenitev. V režah se izstopni plini tako

ohladijo, da ne morejo vžgati eksplozivne atmosfere v njeni

okolici.

Povečana varnost − e: Princip delovanja te zaščite temelji na

zagotavljanju velike zanesljivosti pri preprečevanju

čezmernega segrevanja in nastanek isker ali električnega loka



na notranjih ali zunanjih delih naprave. Pri teh moramo biti

pozorni na dobro konstrukcijo, povečano izolacijo, varovanje

proti odvitju, varovanje pred preobremenitvijo, zanesljiv

priključek posameznih vodnikov in ustrezno mehansko zaščito.

Lastna varnost − i: Princip delovanja te zaščite temelji na

lastnovarnem tokokrogu, v katerem ne more priti niti do

termičnih efektov niti isker, ki bi lahko povzročile vžig

eksplozivne atmosfere.

Nadtlak − p: Princip delovanja te zaščite temelji na

vzdrževanju nadtlaka znotraj električne naprave, s tem pa je

preprečeno prodiranje eksplozivne atmosfere iz okolice v

napravo.

Polnjenje z zalivnimi masami − m: Princip delovanja te

zaščite temelji na zalivanju z ustrezno zalivno maso, ki prepreči

posameznim delom v napravi vžig eksplozivne atmosfere.

Polnjenje v olju − o: Princip delovanja te zaščite temelji na

potopitvi električnih delov ali proizvodov v olje. Potopitev v olje

preprečuje vžig eksplozivne atmosfere na površini olja ali v

okolici naprave.

Polnjenje s peskom − q: Princip delovanja te zaščite temelji

na polnitvi drobnozrnatega materiala v ohišju in zagotavljanja,

da v ohišju nastali električni lok ne vžge eksplozivne atmosfere

okrog ohišja. Zagotovljeno mora biti tudi, da se ohišje ne

pregreje nad dovoljeno temperaturo.

Naprave »n«: Princip delovanja temelji na zahtevah, ki jih

morajo te naprave izpolnjevati pri konstrukciji naprav zaščite

»n«, in sicer so to stopnja mehanske zaščite, plastična ohišja

in plastični deli tega ohišja, mehanska odpornost, uvodi kablov,

električna trdnost ter plazilne in zračne razdalje med deli pod

napetostjo. Dodatno morajo izpolnjevati še posebne zahteve

za varovalke, pribor, svetilke, instrumente in naprave za male

moči, vtiče in vtičnice itd.

Tabela 3: Oznake pri protieksplozijski zaščiti (SIST EN 60079, 2007)

(Vir: Hribar, 2011)

5 ZAŠČITA PROTI STATIČNI ELEKTRINI

Elektrostatične razelektritve so eden najpogostejših virov vžiga eksplozivne

atmosfere pri nesrečah v industriji, zato je treba dosledno izvajati ustrezne ukrepe,

ki so navedeni v dokumentu SIST TP CLC/TP 50404.



5.1 PREVODNIKI V EKSPLOZIJSKO OGROŽENIH PROSTORIH

Naelektreni prevodniki se razelektrijo z iskro, ki ima veliko sposobnost vžiga.

Naelektreni prevodniki v eksplozijsko ogroženih prostorih bi bili veliko tveganje, zato

z ustreznimi ukrepi preprečujemo nevarne naelektritve.

Vsi prevodniki v eksplozijsko ogroženih prostorih morajo biti ozemljeni, pri čemer

ozemljitvena upornost tehnološke opreme ne sme presegati 1 MΩ. Za stalno

vgrajene prevodnike te zahteve ni težavno izpolniti. Pri premičnih prevodnikih, kjer

trajna kabelska povezava z zemljo ni možna, pa je precej več težav. Ustrezna

rešitev je, da so med izvajanjem tehnoloških postopkov premični prevodni predmeti

ozemljeni z razstavljivimi kabelskimi povezavami, med prevažanjem pa preko

prevodnih koles in tal. Zahteve za prevodne predmete se nanašajo tudi na osebje.

Ozemljitvena upornost osebja v eksplozijsko ogroženih prostorih ne sme presegati

100 MΩ, kar je treba zagotoviti s prevodno obutvijo ter prevodno in ozemljeno

površino.

5.2 IZOLATORJI (UMETNE MASE) V EKSPLOZIJSKO

OGROŽENIH PROSTORIH

Naelektreni izolatorji se običajno razelektrijo z grmičasto razelektritvijo, ki lahko vžge

eksplozivne atmosfere plinov in hlapov ter hibridne zmesi. Izolatorjev ni možno

ustrezno ozemljiti, zato se na njih lahko kopiči elektrostatični naboj. Zaščitni ukrepi

ciljajo na omejitev velikosti izpostavljenih površin, ki se lahko naelektrijo, s čimer se

preprečijo nevarne razelektritve.

Dovoljena velikost izpostavljenih neprevodnih površin je odvisna od vrste cone in

skupine plinov.

CONA Največja površina (cm²)

2 A 2 B 2 C

0 50 25 4

1 100 100 20

2 Ni omejitev, če razelektritve med normalnim

obratovanjem niso verjetne

Tabela 4: Največje dovoljene površine

(Vir: Kolpa d.d., 2008)



Izpostavljene neprevodne površine so lahko štirikrat večje, če je neprevodna

površina v ozemljenem okvirju in če ni nevarnosti za razširjajoče grmičaste

razelektritve (če ni intenzivnih procesov naelektritev).

Za tanke podolgovate predmete iz neprevodnih materialov (npr. cevi) veljajo

naslednje omejitve:

CONA Največji premer (cm²)

2 A 2 B 2 C

0 0,3 0,3 0,1

1 3,0 3,0 2,0

2 Ni omejitve

Tabela 5: Največji dovoljeni premeri tankih predmetov.


Tanki podolgovati predmeti ne smejo tvoriti širokih neprevodnih površin, npr. s

povezovanjem v šope ali z navijanjem v kolute. Treba je tudi upoštevati, da se po

neprevodnih cevovodih v conah 0, 1 in 2 ne sme pnevmatsko transportirati prahu ali

pretakati neprevodnih tekočin, če niso preprečene razelektritve v zunanjosti

cevovoda.

Prevodne površine so lahko prevlečene s tankim izolatorjem, katerega debelina ne

sme presegati 2 mm za skupini 2 A in 2 B oz. 0,2 mm za skupino 2 C. Pri tem veljajo

naslednje omejitve:

ne sme biti pogosto ponavljajočih se naelektritev;

ne sme biti možnosti za razširjajoče grmičaste razelektritve;

neprevodna plast ne sme biti iz fluoriranega polimera.

5.3 ROKOVANJE S TEKOČINAMI V EKSPLOZIJSKO

OGROŽENIH PROSTORIH

Elektrostatične naelektritve nastajajo pri pretakanju, razprševanju in mešanju

tekočin. Z ustreznimi ukrepi je treba preprečiti prevelike naelektritve in dolgotrajno

kopičenje naboja.

Hitrosti pretakanja tekočin, zlasti emulzij in suspenzij neprevodnih tekočin, je treba

omejiti. Pri neprevodnih tekočinah je največkrat potrebna omejitev hitrosti na 1 m/s.

To omejitev je v nekaterih primerih dovoljeno prekoračiti, vendar ob možni

prisotnosti eksplozivne zmesi hitrost nikdar ne sme presegati 7 m/s. Treba je



zagotoviti trajni stik tekočine z ozemljitvijo. To velja tudi v primerih, ko se tekočina

pretaka po neprevodnih cevovodih.

Slika 6: Naelektritev in preskok iskre

(Vir: http://www.kolektoravtomatizacija.com/synatec-katalog/clanki/prenapetostna-

zascita-v-lastnovarnih-tokokrogih-ex-okolja-)

5.4 ROKOVANJE S PRAHOM V EKSPLOZIJSKO OGROŽENIH

PROSTORIH

Postopki s prahom skoraj brez izjeme povzročajo nastanek statičnih naelektritev in

razelektritev. Razelektritve prahu so za vžig suhega prahu lahko nevarne, če

razelektritve nastanejo na velikem nasipu prahu in če je prah zelo neprevoden.

Nevarnost vžiga je možno oceniti iz podatkov o granulaciji in minimalni energiji vžiga

prahu ter velikosti silosa oz. posode, v katero se prah transportira. Po metodah,

opisanih v standardu, je treba glede na lastnosti prahu določiti največjo dopustno

velikost silosa, v katerega se transportira prah.

Predvsem pnevmatski transport prahu lahko povzroča ekstremne naelektritve. Te

lahko ob prisotnosti tankih plasti izolacije vodijo do razširjajočih grmičastih

razelektritev, ki lahko vžgejo čiste prašne eksplozivne zmesi. Zato sistemi, kjer

zaradi postopkov s prahom nastajajo intenzivne naelektritve, ne smejo imeti tankih

neprevodnih oblog.

Postopki s prahom so lahko zelo tvegani v prisotnosti plinov ali hlapov vnetljivih

tekočin, kjer postopki s prahom praviloma povzročajo nastanek statičnih

razelektritev, ki lahko vžgejo plinske in hibridne eksplozivne zmesi. Pogosto je edina

ustrezna rešitev izvajanje postopkov v internih pogojih (Seminar o protieksplozijski

zaščiti, 2011).



6 ZAKONODAJA

V objektu, kjer se uporabljajo vnetljive tekočine ali gorljivi plini, se morajo izvajati

preventivne zaščitne mere varovanja pred eksplozijo objekta, naprav in osebja. Po

predpisih (Ex-RL) ZH 1/10 se v industrijskih obratih smatrajo za nevarno količino že

gorljive snovi, ki ustvarijo več kot 10 l eksplozivne atmosfere. S ciljem, da se izdela

in izvaja učinkovit sistem varovanja pred eksplozijo, so v Zakonu o zaščiti pred

požarom, Zakonu o varnosti in zdravju pri delu, Zakonu o varstvu pred naravnimi in

drugimi nesrečami ter predpisih navedene zahteve za delovne in druge organizacije

oz. delodajalca, da zagotovijo varnost in zdravje delavcev v objektih, ki jih ogrožajo

požarno in eksplozivno nevarne snovi. Vodstvo in delavci, ki vodijo takšne

proizvodne procese ali uporabljajo oz. rokujejo z napravami, v katerih so vnetljive

tekočine ali gorljivi plini, morajo izvajati preventivne ukrepe zaščite varstva pred

požarom in eksplozijo. Ravno tako se v 6. členu Zakona o eksplozivnih snoveh,

vnetljivih tekočinah, gorljivih plinih ter drugih nevarnih snoveh navaja, da se mora v

vseh objektih, kjer se hranijo ali uporabljajo vnetljive tekočine ali gorljivi plini, z vsemi

možnimi preventivnimi varnostnimi ukrepi zagotoviti fizično in tehnično varovanje ter

poskrbeti za varnost ljudi in materialnih dobrin. V objektih, kjer se proizvajajo,

predelujejo, pretakajo, prevažajo ali hranijo vnetljive tekočine ali gorljivi plini, ni

dovoljeno v conah, to je v prostoru, v katerem lahko pride do sproščanja hlapov

vnetljivih tekočin v ozračje prostora, uporabljati naprav, ki povzročajo žar, plamen ali

iskro in tudi ne kaditi.

Pravilnik o protieksplozijski zaščiti je izdal minister za gospodarske dejavnosti v

soglasju z ministrom za delo, družino in socialne zadeve. Usklajen je z zahtevami

direktive ES o opremi in zaščitnih sistemih, namenjenih za uporabo v potencialno

eksplozivnih atmosferah 94/9/ES, ter direktive o minimalnih zahtevah za izboljšanje

varnosti in varovanje zdravja delavcev, ki so lahko ogroženi zaradi eksplozivnih

atmosfer 1999/92/ES.

6.1 NEKAJ POMEMBNIH DOLOČIL PRAVILNIKA O

PROTIEKSPLOZIJSKI ZAŠČITI

19. člen pravilnika o protieksplozijski zaščiti uradni list RS, št. 102/00 91/02 določa,

da morajo biti ukrepi protieksplozijske zaščite opredeljeni v elaboratu eksplozijske

ogroženosti.

6.1.1 Ugotavljanje skladnosti

V Zakonu pravilnika o protieksplozijski zaščiti uradni list RS, št. 102/00 91/02 so

pomembni naslednji členi:

Certifikat o skladnosti elaborata eksplozijske ogroženosti − 19. člen;



Certifikat o skladnosti vgraditve opreme v eksplozijsko ogroženih prostorih oz.

izvedenih ukrepih protieksplozijske zaščite − 21. člen;

Certifikat o skladnosti vzdrževanja opreme v eksplozijsko ogroženih prostorih −

22. člen;

Certifikat o usposobljenosti − 29. člen (za izvajalce, ki izvajajo vgraditev opreme,

vzdrževanje opreme, servisiranje in popravila).

6.2 USPOSABLJANJE

Delodajalec je dolžan zagotoviti takšen način usposabljanja delavcev, ki delajo ali se

lahko pojavijo v eksplozijsko ogroženih prostorih znotraj ali zunaj stavb (pogosto ali

le izjemoma), da prepreči posledice zaradi neustrezne usposobljenosti. Osebje se

mora v rednih časovnih intervalih udeleževati izobraževanja ali usposabljanja.

Usposobljenost je mogoče dokazati v okviru izobraževalnih tečajev in z

ocenjevanjem v skladu z nacionalnimi pravili ali standardi ali pa v skladu z

zahtevami uporabnika.

V Sloveniji mora imeti podjetje, ki izvaja vgraditev opreme v eksplozijsko ogrožene

prostore, certifikat o usposobljenosti za vgraditev Ex-opreme. To velja tudi za lastno

službo vzdrževanja v obratu, če ta izvaja vgraditev.

7 OZEMLJITEV V EKSPLOZIJSKO OGROŽENIH

PROSTORIH

7.1 IZENAČITEV POTENCIALA

Za inštalacije v eksplozijsko ogroženih prostorih se zahteva izenačitev potencialov.

Pri sistemih TN, TT in IT morajo biti vsi neizolirani in tuji prevodni deli povezani z

vodnikom za izenačitev potenciala. Vezni sistem lahko vključuje zaščitne vodnike,

kovinske kabelske vode, kovinske zaščitne cevi, jekleno kabelsko armaturo in

kovinske dele ogrodij, ne sme pa vključevati nevtralnih vodnikov. Vijačni spoji

morajo biti zavarovani pred samoodvijanjem in zaščiteni proti koroziji, ki bi lahko

poslabšala učinkovitost povezave. Če so kabelske armature ali opleti ozemljeni

zunaj eksplozijsko ogroženega prostora (npr. v kontrolni sobi), mora biti ta točka

ozemljitve vključena v sistem za izenačevanje potencialov eksplozijsko ogroženega

prostora. Če je kabelska armatura ozemljena samo zunaj eksplozijsko ogroženega

prostora v sistemu TN, obstaja možnost, da na koncu armature v eksplozijsko

ogroženem prostoru nastanejo nevarne iskre, zato je treba to armaturo ali oplet

obravnavati kot neuporabljen vodnik. Neizoliranih prevodnih delov ni treba ločeno

povezovati na sistem za izenačevanje potencialov, če imajo trdno zavarovan

kovinski stik z deli ogrodja ali cevovodov, ki so povezani s sistemom za izenačitev

potenciala. Tujih prevodnih delov, ki niso del ogrodja ali električne inštalacije (npr.



okviri vrat ali oken), ni treba povezovati s sistemom za izenačevanje potenciala, če

ni nevarnosti razlik napetosti. Kabelske uvodnice s ščipalnim sistemom, ki objame

ali stisne oplet žil ali oplet kabla, se smejo uporabljati za izenačitev potenciala.

Kovinskih ohišij lastnovarnih ali energijsko omejenih naprav ni treba povezovati s

sistemom za izenačitev potenciala, razen če je tako zahtevano v dokumentaciji

naprave ali če gre za preprečevanje akumulacije statičnega naboja. Inštalacije s

katodno zaščito ne smejo biti povezane s sistemom za izenačitev potenciala, razen

če je sistem načrtovan posebej za ta namen.

7.2 SISTEM OZEMLJITVE TIPA TN

Če je za sistemsko ozemljitev uporabljen tip TN, mora biti v eksplozijsko ogroženih

prostorih uporabljen tip TN-S (z ločenim nevtralnim vodnikom N in zaščitnim

vodnikom PE), kar pomeni, da nevtralni in zaščitni vodnik v eksplozijsko ogroženih

prostorih ne smeta biti povezana skupaj ali kombinirana v en sam vodnik. Na vsaki

prehodni točki sistema TN-C v sistem TN-S mora biti zaščitni vodnik priključen na

vodnik za izenačitev potenciala v neogroženem prostoru.

7.3 SISTEM OZEMLJITVE TIPA TT

Če je za sistemsko ozemljitev uporabljen tip TT (ločena ozemljitev za napajalni

sistem in izpostavljene prevodne dele), mora biti zaščiten z napravo za diferenčen

tok.

Če je ozemljitvena upornost visoka, tak sistem morda ni uporaben in sprejemljiv.

7.4 SISTEM OZEMLJITVE TIPA IT

Če je za sistemsko ozemljitev uporabljen tip IT (nevtralni vod izoliran od ozemljitve

ali ozemljen prek dovolj visoke impedance), mora biti vgrajena naprava za nadzor

izolacije, ki pokaže prvo napako na ozemljitvi.

Če prva napaka ni odpravljena, naprava ne bo zaznala naslednje napake na isti fazi,

kar lahko privede v nevarno situacijo (Seminar o protieksplozijski zaščiti, 2011).

8 LASTNA VARNOST V EKSPLOZIJSKO OGROŽENIH

PROSTORIH: EX I

Lastna varnost je vrsta protieksplozijske zaščite, primerna za izdelavo električnih

naprav, ki ne trošijo ali prenašajo velike električne moči. Večina lastnovarnih

električnih naprav so elektronski merilniki, kontrolniki in elektronske signalne

naprave.



Začetki lastnovarne protieksplozijske zaščite segajo v obdobje tik pred prvo

svetovno vojno. Leta 1913 je zaradi eksplozije metana v Valižanskem premogovniku

nastala huda nesreča. Preiskava je pokazala, da je vžig metana najverjetneje

povzročila električna iskra v nizkonapetostnem signalizacijskem sistemu, ki so ga

uporabljali v premogovniku. Sistem je bil sestavljen iz zvonca, baterije in golih

vodnikov, napeljanih vzdolž rovov. Ko je rudar kjer koli sklenil vodnika (npr. s

kovinskim orodjem), je zvonec povezal z baterijo in sprožil signal.

Pred nesrečo so mislili, da je ta nizkonapetostni sistem varen. Naknadne raziskave

so pokazale, da lahko v določenih pogojih sistem z električno iskro vžge eksplozivno

zmes metana z zrakom. Ugotovitve so spodbudile raziskave na področju vžigne

zmogljivosti električnih isker. Nastala je tudi potreba po električnih napravah, ki z

električno iskro ne zmorejo vžgati eksplozivnih zmesi. Protieksplozijsko zaščito, ki je

nastala na teh temeljih, imenujemo lastna varnost.

Lastnovarno protieksplozijsko zaščito podrobno obravnavajo naslednji standardi:

SIST EN 60079-0;

SIST EN 60079-11;

SIST EN 60079-25;

SIST EN 60079-14;

SIST EN 60079-26.

8.1 OSNOVE LASTNE VARNOSTI

Eksplozivna atmosfera se z električno iskro vžge, če se pri tem sprosti dovolj

energije. Potrebna količina energije je odvisna od vrste vnetljive snovi in njene

koncentracije v zraku. Pri eksplozivnih zmeseh vnetljivega prahu z zrakom je ta

energija odvisna tudi od granulacije prahu. Bistvo lastnovarne protieksplozijske

zaščite je preprečiti vžig z zanesljivo omejitvijo sproščene energije pri preskoku

iskre. Pri tem je treba upoštevati preneseno električno moč iz napajanja (ohmska

komponenta), shranjeno magnetno energijo (induktivna komponenta) in shranjeno

električno energijo (kapacitivna komponenta). Treba je preprečiti tudi nevarno

segrevanje lastnovarne naprave, saj so vroče površine tudi lahko vir vžiga.

Glede vžiga z električno iskro je teorija zelo jasna in preprosta: treba je omejiti moč

in shranjeno električno ter shranjeno magnetno energijo v lastnovarnem tokokrogu.

Čeprav je zamisel lastne varnosti zelo preprosta, je dejanska izvedba lastnovarnih

naprav sorazmerno zapletena, saj mora lastnovarna protieksplozijska zaščita

brezhibno delovati tudi ob okvarah naprave in inštalacij. Zaradi metode, s katero je

dosežena lastna varnost, je treba zagotoviti, da ni ustrezno izvedena samo

električna oprema, ki je izpostavljena eksplozivni atmosferi, temveč tudi vsa druga

električna oprema, s katero je ta povezana.



8.2 LASTNOVARNE IN PRIDRUŽENE NAPRAVE

8.2.1 Lastnovarna naprava

Lastnovarna naprava je vgrajena v eksplozijsko ogroženem prostoru. Povsod v

tokokrogu lastnovarne naprave mora biti zanesljivo preprečen nastanek vžiga

zmožnih iskrišč. Noben del lastnovarne naprave ne sme niti ob okvarah z vročo

površino vžgati eksplozivne zmesi.

Lastnovarna naprava je lahko samostojna, torej z notranjim lastnovarnim virom

energije, ali pa je predvidena za priključitev na pridruženo napravo.

8.2.2 Pridružena naprava

Značilno za pridruženo napravo je, da lahko hkrati vsebuje lastnovarne in

nelastnovarne tokokroge. Pridružene naprave praviloma ne smemo vgraditi v

eksplozijsko ogroženih prostorih. Izjema so le tiste pridružene naprave, ki so še

dodatno protieksplozijsko zaščitene (npr. pridružena naprava, vgrajena v

neprodirnem okrovu, zalita pridružena naprava z nelastnovarnimi priključki v

povečani varnosti).

Pridružene naprave lahko delujejo na dva načina. Pri prvem načinu z zanesljivim

transformatorjem ali zanesljivim optosklopnikom (včasih tudi z zanesljivim

kondenzatorjem) zagotovimo zanesljivo galvansko ločitev med lastnovarnimi in

nelastnovarnimi tokokrogi. Ob okvari se električna moč, tok in napetost ne morejo

nevarno prenašati v lastnovarni tokokrog. Pri drugem načinu z zanesljivo varnostno

bariero omejimo električno moč, tok in napetost v lastnovarnem vezju. Ob okvari

troši električno moč varnostna bariera ali pa jo spelje nazaj v omrežje.

8.3 STOPNJA ZAŠČITE LASTNOVARNIH TOKOKROGOV

Lastnovarni tokokrog je uvrščen v eno od stopenj zaščite, in sicer v stopnjo zaščite 1

A, 1 B ali 1 C, in mora ustrezati mednarodnemu standardu IEC 60079-11.

Kriterij, po katerem lastnovarni tokokrog uvrstimo v ustrezno stopnjo zaščite, je

zanesljivost delovanja lastne varnosti in s tem povezana verjetnost za nastanek vira

vžiga.

Lastnovarni tokokrog s stopnjo zaščite I A ne sme vžgati eksplozivne zmesi niti ob

normalnem delovanju niti ob delovanju z upoštevanjem najbolj neugodne

kombinacije neštevnih okvar niti ob delovanju z upoštevanjem posameznih števnih

okvar in hkrati najbolj neugodne kombinacije neštevnih okvar niti ob delovanju z



upoštevanjem vseh kombinacij dveštevnih okvar in hkrati najbolj neugodne

kombinacije neštevnih okvar.

Lastnovarni tokokrog s stopnjo zaščite I B ne sme vžgati eksplozivne zmesi niti ob

normalnem delovanju niti ob delovanju z upoštevanjem najbolj neugodne

kombinacije neštevnih okvar niti ob delovanju z upoštevanjem posameznih števnih

okvar in hkrati najbolj neugodne kombinacije neštevnih okvar.

Lastnovarni tokokrog s stopnjo zaščite I C ne sme vžgati eksplozivne zmesi ob

normalnem delovanju in upoštevanju najbolj neugodne kombinacije neštevnih okvar.

8.4 INŠTALACIJE LASTNOVARNIH TOKOKROGOV

Za vgraditev lastnovarnih in pridruženih naprav velja, da vgraditev ne sme

poslabšati lastnovarne protieksplozijske zaščite. To mora zanesljivo veljati tudi ob

okvarah inštalacij in okvarah ostalih električnih naprav v obratu. Lastnovarne

tokokroge zato ustrezno zaščitimo in izoliramo od ostalih naprav in inštalacij. Pri tem

je najpomembnejše, da sistem priključitve zagotavlja ustrezno zaščito pred vdori

visokih napetosti in velikih tokov v lastnovarne tokokroge.

8.5 OZEMLJITEV LASTNOVARNIH TOKOKROGOV

Potreba po ozemljitvi lastnovarnih tokokrogov temelji na osnovah lastne varnosti.

Doseči je treba zanemarljivo majhno verjetnost za pojav nevarno visoke napetosti in

nevarnega toka v lastnovarnih tokokrogih.

Prvi ukrep je zanesljiva nizkoohmska povezava določene točke lastnovarnega

tokokroga z določeno točko zemlje. Pravilna izbira točke v lastnovatnem tokokrogu

zagotavlja, da tok ob napaki v lastnovarnem tokokrogu ne teče v eksplozijsko

ogrožen prostor, ampak se že v varnem prostoru usmeri na zemljo. Pravilna izbira

točke zemlje zagotavlja, da se ob možni okvari močnostnih naprav potencial

lastnovarnega tokokroga praktično ne spremeni in ostane na varnem nivoju.

Drugi ukrep je zanesljiva galvanska ločitev med vsemi ostalimi deli lastnovarnega

tokokroga in lokalno zemljo. Lastnovarni tokokrog je lahko z zemljo povezan samo v

eni točki. S tem je zagotovljeno, da potencialne razlike med lokalnimi zemljami ne

morejo poganjati izenačevalnih tokov vzdolž lastnovarnih tokokrogov.

Lastnovarni tokokrogi so lahko izolirani od zemlje ali povezani v eni točki na sistem

za izenačitev potencialov, če ta obstaja v celotnem prostoru, v katerem so inštalirani

lastnovarni tokokrogi. Inštalacijska metoda mora biti izbrana glede na funkcionalne

zahteve tokokrogov in v skladu z navodili proizvajalca. Več kot ena povezava



tokokroga z zemljo je dovoljena, če je tokokrog galvansko ločen na podtokokroge,

od katerih je vsak ozemljen samo v eni točki.

Pri lastnovarnih tokokrogih, ki so izolirani od zemlje, je treba upoštevati nevarnost

elektrostatične naelektritve. Povezava z zemljo prek upora z upornostjo več kot 0,2

MΩ, npr. za odvod elektrostatičnega naboja, se smatra za ozemljitev. Lastnovarni

tokokrogi morajo biti ozemljeni, če je to potrebno iz varnostnih razlogov, npr. v

inštalacijah z ločilnimi členi brez galvanske ločitve. Lahko so ozemljeni, če je to

potrebno iz funkcionalnih razlogov, npr. pri varjenih termočlenih. Če lastnovarna

naprava ne prenese napetostnega prebojnega preizkusa z vsaj 500 V efektivne

izmenične napetosti proti zemlji v skladu z mednarodnemu standardu IEC 60079-11,

se privzame, da je naprava povezana z zemljo.

Slika 7: Primer premostitve upora za omejitev toka

(Vir: SIQ, 2011)

Slika 6 kaže, kako lahko v neustrezno inštaliranem lastnovarnem tokokrogu nastane

vir vžiga. Dve napaki − premostitvi lastnovarnega vodnika na lokalno zemljo (F1 in

F2) lahko premostita upor, ki omejuje tok v lastnovarnem tokokrogu. Premostitev F1

lahko nastane znotraj lastnovarne naprave (običajno števna napaka), premostitev

F2 pa v lastnovarni napeljavi med pridruženo in lastnovarno napravo (neštevna

napaka). Iz tega sledi, da lahko z eno samo števno napako izolirani lastnovarni

tokokrog ostane brez ustrezne omejitve toka.

Nevarni situaciji se lahko izognemo na tri načine. Prvi način je, da upor za omejitev

toka vgradimo tudi v negativno napajalno linijo. V tem primeru premostitvi F1in F2

ne povzročita nevarnega stanja, saj upor na negativni liniji omeji tok v ogroženem

prostoru. Če podobni premostitvi, kot sta na pozitivni liniji, nastaneta tudi na



negativni liniji, v ogroženem prostoru ne teče tok, saj je lastnovarna zanka

sklenjena. Slabost te rešitve je, da je pogosto zaradi povsem funkcionalnih razlogov

neizvedljiva. Dodatni upor namreč pogosto poveča upornost lastnovarnega

tokokroga čez mejo, pri kateri bi naprava lahko delovala.

Druga rešitev je, kot je prikazano na sliki 7, je zanesljiva. Gre za nizkoohmsko

ozemljitev negativne linije. Premostitvi F1in F2 v tem primeru vsaka zase ne

predstavljata nevarnega stanja. Če premostitvi nastaneta hkrati, je zelo verjetno, da

je upornost poti F1 EN (pot po varnem prostoru) veliko manjša od upornosti poti F1

− F2 EN (pot po ogroženem prostoru). Verjetnost je tam večja, čim bolj je ozemljitev

E zanesljiva in nizkoohmska. V tem primeru skoraj ves tok napake teče po varni poti

F1 EN, po ogroženem prostoru pa le nenevarno majhen del.

Tretja možnost je zanesljiva izvedba lastnovarnega napajalnika, tako da premostitve

F1 ni treba upoštevati niti kot števno napako.

Slika 8: Nizkoohmska ozemljitev negativne linije

(Vir: SIQ, 2011)

8.6 OZEMLJITEV BARIER

Bariera deluje tako, da tok napake, ki ga ob okvari poganja previsoka napetost na

lastnovarni strani bariere, spelje nazaj na izvor napetosti. Način ozemljitve prikazuje

slika 8.



Slika 9: Način ozemljitve bariere

(Vir: SIQ, 2011)

Previsoka napetost na nelastnovarni strani bariere lahko nastane na dva načina.

Prvi način je kratek stik med sekundarnim navitjem transformatorja in bariero (npr.

kratek stik v napetostnem stabilizatorju). V tem primeru je na vhodu v bariero

izmenična napetost enaka nazivni napetosti sekundarnega navitja transformatorja,

seveda z upoštevanjem toleranc. Drugi način je direkten vdor omrežne napetosti na

vezje med sekundarnim navitjem in bariero (slika 9). V tem primeru se na vhodu v

bariero pojavi omrežna napetost.

Slika 10: Primer pojavljanja omrežne napetosti na vhodu

(Vir: SIQ, 2011)



V obeh primerih lahko varnostna bariera pravilno deluje le, če je zagotovljena

zanesljiva nizkoohmska povezava med negativno vejo bariere in zemljo. Delovanje

bariere prikazuje slika 10. Napetost napake je izmenična z amplitudo 325 V (AC 230

V) in niha okoli 0 V. Ko napetost zaniha v pozitivno smer, Zener dioda prevaja v

zaporni smeri (prevajanje se sproži pri razliki napetosti), ko pa napetost zaniha v

negativno smer, Zener dioda prevaja v prevodni smeri (prevajanje se sproži pri

razliki napetosti približno 0,6 V). Tok napake ne teče po ogroženem prostoru niti se

napetost v lastnovarnem tokokrogu v ogroženem prostoru ne poviša na nevarno

raven.

Slika 11: Zanesljiva nizkoohmska povezava

(Vir: SIQ, 2011)

Slika 12: Bariera, ki je nizkoohmsko povezana na zemljo

(Vir: SIQ, 2011)

Delovanje bariere je podobno pri kratkem stiku med sekundarnim navitjem

transformatorja in lastnovarno stranjo bariere. Zmotno je mnenje, da bi bariera lahko



delovala tudi brez zanesljive ozemljitve, saj je negativna linija kratko sklenjena s

sekundarnim navitjem. Na prvi pogled bi v tem primeru bariera lahko zanesljivo

sklenila sekundarno navitje in toku napake ne dovolila vdora v ogrožen prostor (slika

10). Vendar je treba upoštevati tudi možnost prekinitve negativnega vodnika med

bariero in transformatorjem. Bariera lahko deluje le, če je negativni vodnik bariere

zanesljivo nizkoohmsko povezan z zemljo (slika 11).

8.7 UDAR STRELE

Če udari strela v eksplozijsko atmosfero, se ta vedno vžge. Do vžiga lahko pride tudi

zaradi močnega segrevanja odvodnih poti strele ali nastalih isker. Na

protieksplozijsko zaščito lahko vplivajo tudi poškodbe pridruženih naprav in naprav

za kontrolo tehnoloških procesov.

Posebej zahtevna je zaščita lastnovarnih tokokrogov pred posledicami udara strele.

Ob direktnem udaru strele v lastnovarni tokokrog ni učinkovite zaščite, ker takrat ni

možno preprečiti nastanka vira vžiga. Direktni udar strele v lastnovarni tokokrog je

treba preprečiti s prestrezanjem strele z ustrezno izvedenimi lovilci strel. Pogosteje

kot direktnemu udaru so lastnovarni tokokrogi izpostavljeni učinkom posrednega

udara, zaradi katerega se lahko v kovinskih konstrukcijah in električnih tokokrogih

pojavijo ogromne razlike potencialov. Tudi te lahko povzročijo vir vžiga, vendar je tu

možna učinkovita zaščita, ki jo je treba izvesti. Strela ob udaru v zelo kratkem času

v kovinsko konstrukcijo vsili ogromen električni tok. Kovinska konstrukcija se hitremu

vsiljevanju toka upre z lastno induktivnostjo, zaradi česar se električni potencial na

mestu udara močno poviša. Tipični dvig potenciala je nekaj deset kilovoltov.

Splošna zahteva za eksplozijsko ogrožene prostore je, da mora biti nivo strelovodne

zaščite po standardu SIST EN 62305-1 (Seminar o protieksplozijski zaščiti, 2011).

9 VGRADITEV IN VZDRŽEVANJE LASTNOVARNIH

NAPRAV

Zanemarljivo majhna verjetnost vžiga z lastnovarnimi napravami je zagotovljena le

ob pravilni vgraditvi in ustreznem vzdrževanju. Cilja vgraditve in vzdrževanja mora

biti vse naprave vgraditi in priključiti skladno zahtevam inštalacijskega standarda in

skladno zahtevam proizvajalca. Zagotoviti je tudi treba, da neizogibni posegi

vzdrževanja (pa tudi staranja naprave ter inštalacij) med življenjsko dobo naprave

ne povečajo tveganja zaradi eksplozije. Najmanj predvidljive in zato najbolj nevarne

so pri tem človeške napake. Če se protieksplozijska zaščita lastnovarnega sistema

zmanjša na nevarno raven, smo lahko skoraj gotovi, da je to povzročila človeška



napaka. Človeške napake lahko razdelimo v dve zvrsti. Poznamo napake, ki jih

povzroči poklicno osebje, in napake, ki jih povzroči nepoklicno osebje. Prvim se

lahko izognemo z dobro usposobljenim osebjem, dobro izdelanimi postopki

vzdrževanja in podrobnimi pregledi stanja po opravljenih inštalacijskih ali

vzdrževalnih delih. Drugimi se je treba izogniti z ustreznimi ohišji in omaricami

lastnovarnih inštalacij. Glede naprav po navadi ni težav, težje je s pogosto dolgimi

lastnovarnimi napeljavami, ki so še posebej ranljive. Še tako usposobljeno osebje

ne more opravljati svojega dela, če nima ustreznih informacij. Te informacije morajo

biti podrobno in pregledno navedene v varnostni dokumentaciji opreme. Varnostna

dokumentacija, ki mora biti hranjena na dostopnem mestu, je eden od osnovnih

pogojev za ustrezno vzdrževanje.

9.1 NAMESTITEV IN PRIKLJUČITEV PRIDRUŽENIH NAPRAV

V glavnih elektroomarah je pogosto več deset, včasih tudi preko sto, pridruženih

naprav. Po zunanjem videzu so si pridružene naprave lahko zelo podobne, skoraj

zagotovo pa se razlikujejo po električnih parametrih. Za dobro prakso velja, da je ob

poziciji vsake pridružene naprave nedvoumno napisan tip in ne samo tehnološka

oznaka. Te oznake so največkrat nameščene pri prvotni vgraditvi, zato zmanjšujemo

možnost napake le pri vzdrževanju oz. zamenjavi dotrajanih elementov. Pred prvim

zagonom obrata je nujen podroben pregled skladnosti povezav s projektom. Pri tem

je treba brez izjeme preveriti vse lastnovarne tokokroge. Obvezno je, da so vse

pridružene naprave na istem vodilu enako orientirane in da so na eni strani le

priključki nelastnovarnih tokokrogov, na nasprotni pa le priključki lastnovarnih

tokokrogov. Pri takem načinu montaže je lažje zagotoviti ustrezno ločitev

lastnovarnih in nelastnovarnih tokokrogov. Tudi vsaka napaka v orientaciji

pridružene naprave je na prvi pogled očitna, če so pridružene naprave nameščene

na več sosednjih vodilih nasprotno orientirane.

9.2 PRIKLJUČITEV KABLOV

Najvažnejše pri inštalacijskih kablih lastnovarnih tokokrogov je ustrezna ločitev od

kablov nelastnovarnih tokokrogov, pomembna pa je tudi ločitev med različnimi

lastnovarnimi tokokrogi. Čeprav oklopljeni kabli lastnovarnih tokokrogov lahko

potekajo v istem kanalu kot nelastnovarni kabli, je bolje, da so lastnovarni in

nelastnovarni kabli fizično ločeni. Zahteve za ločitev med različnimi lastnovarnimi

tokokrogi niso tako stroge, saj so napetosti in tokovi v lastnovarnih tokokrogih

zanesljivo navzgor omejeni in so veliko manjši od tistih v močnostnih kablih.

Lastnovarni kabli morajo biti speljani v priključno omarico skozi ustrezne kabelske

uvodnice, ki jih varujejo pred izvlekom. Ta zaščita je potrebna zaradi zagotavljanja

zanesljive ločitve tokokroga od lokalne zemlje. Pri priključitvi v priključno omarico je

treba paziti na ustrezne ločilne in plazilne razdalje ne samo med različnimi

tokokrogi, ampak tudi med tokokrogi in lokalno zemljo. Zaradi tega je treba finožične



vodnike opremiti s kabelskimi čevlji in s kabla odstraniti le toliko izolacije, kot je

nujno potrebno. Oplete kablov je treba izolirati npr. z uporabo termoskrčljivih božirk.

Seveda morajo biti tudi priključki izvedeni zanesljivo in v skladu z dobro prakso.

9.3 PREGLEDI IN MERITVE

Ustreznost lastnovarne protieksplozijske zaščite je zelo odvisna od ustreznosti

inštalacije. Zato je pri vsaki novi inštalaciji pred zagonom obrata nujno potreben

podroben in dosleden pregled dejanske izvedbe. Ta pregled vključuje tudi meritve

izolacijskih upornosti lasnovarnih tokokrogov proti zemlji in drugim tokokrogom.

Merilni postopki morajo biti vnaprej predvideni in načrtovani. Postopki pri merjenjih

so lahko zelo poenostavljeni, če med meritvami v obratu še ni vnetljivih snovi

(nekaterih meritev v prisotnosti vnetljivih snovi sploh ni možno varno izvesti).

Posebno pozornost je treba posvetiti možnostim za okvare pridruženih naprav, npr.

skrbno je treba premisliti, kaj sme biti priključeno med visokonapetostnim

preizkusom izolacije. Samo po sebi je umevno, da merilnik v eksplozijsko

ogroženem prostoru ne sme biti priključen na vodnike, ki jih preizkušamo z visoko

napetostjo. Treba je prekiniti tudi priključitev pridruženih naprav. Če bi bil med

preizkusom izolacije preizkušani tokokrog priključen na pridruženo napravo, lahko

Zener diode uničimo med meritvijo (lastnovarne strani diode niso zaščitene z

varovalko). Uničenja diod morda niti ne opazimo, saj to pogosto ne prizadene

funkcionalnosti sistema, vendar pa sistem nima več omejitve napetosti, zato ni več

lastnovaren.

9.4 VZDRŽEVANJE

Pod pojmom vzdrževanje razumemo vsa opravila, ki se izvajajo na predmetu zato,

da predmet obdržimo ali vrnemo v stanje, ki je v skladu z zadevnimi predpisi in

standardi, in omogoča opravljanje zahtevanih funkcij brez nevarnosti za eksplozijo

eksplozivne zmesi, v kateri predmet lahko deluje. Pregledi in vzdrževanje električnih

naprav in inštalacij v eksplozijsko ogroženih prostorih morajo biti planirani, izvedeni

in dokumentirani v skladu z zahtevami standarda SIST EN 60079-17.

Osnovni pogoj za učinkovito in varno vzdrževanje lastnovarnih naprav je ustrezna

dokumentacija, torej s strani pooblaščenih oseb ažuriran projekt izvedenih del,

kateremu mora ustrezati dejansko stanje.

Posebej v večjih obratih se pogosto zgodi, da kakšen lastnovarni merilni sistem

funkcionalno odpove. Iskanje in servisiranje napake lahko poteka v ogroženem in

nevarnem prostoru. Tudi če okvaro servisiramo v varnem prostoru, ne smemo

pozabiti, da servisiramo tokokrog, ki posega v eksplozijsko ogrožen prostor.

Uporaba kakršnih koli instrumentov, spajkalnikov itd. je v varnem prostoru na



priključenem lastnovarnem tokokrogu najstrožje prepovedana. Vsi posegi

servisiranja ali zamenjave delov morajo biti odobreni s strani pooblaščene osebe.

Pregledi po servisiranju in periodični pregledi inštalacij se razlikujejo od tistih pred

prvim zagonom obrata. Bistvena razlika je, da je med periodičnimi pregledi praktično

nemogoče zagotoviti zanesljivo odsotnost eksplozivne atmosfere. Zato pri teh

pregledih ne moremo v obratu uporabljati skoraj nobenih instrumentov. Periodični

pregledi so omejeni predvsem na vizualni pregled inštalacij. Predvsem je treba biti

pozoren na stanje izolacije kablov in priključkov lastnovarnih tokokrogov.

Poškodovane kable je treba v najkrajšem možnem času zamenjati, vendar na način,

ki ne pomeni tveganja zaradi eksplozije. Vsekakor pa velja, da moramo v vsakem

primeru, ko vnetljive snovi niso zanesljivo odstranjene, izvajati vse potrebne ukrepe

pri delu v coni nevarnosti. Med periodičnimi pregledi je treba iskati in odpraviti tudi

morebitne nepooblaščene spremembe inštalacij.

Pregled je opravilo, ki predstavlja natančno pregledovanje predmetov brez

razstavljanja ali z delnim razstavljanjem, če je le-to potrebno. Lahko je dopolnjen z

dodatnimi opravili, kot so npr. meritve, s ciljem ugotoviti njihovo dejansko stanje.

Vizualni pregled je pregled, s katerim ugotavljamo tiste okvare in pomanjkljivosti, ki

jih vidimo s prostim očesom brez uporabe orodja in brez dodatne opreme za dostop.

Primeri takšnih napak so: manjka vijak, kabel je potegnjen iz uvodnice, kabel je

poškodovan, ozemljitvena vez je odtrgana, počen pokrov stikala ipd.

Kontrolni pregled vsebuje vse, kar je zajeto že z vizualnim pregledom. Poleg tega

se s tem pregledom ugotavljajo še dodatne napake, ki jih lahko odkrijemo samo z

uporabo orodja in opreme za dostop, npr. lestev. Kontrolni pregled ne zahteva

odpiranja ohišij ali ločevanja od napetosti. Primeri takšnih napak so: nepritrjeni

vijaki, manjkajoče vzmetne podložke, kontrola zapornih loput v sistemu ventilacije,

kontrola delovanja indikatorjev plina ipd.

Podrobni pregled vsebuje vse, kar je zajeto s kontrolnim pregledom. Napravo

lahko ločimo od napetosti in odpremo. Primeri takšnih pregledov so: kontrola spojev

na priključnih sponkah, kontrola blokade ohišja Ex-naprave, kontrola korozije

zaščitnih rež, kontrola bimetalnih relejev pri elektromotorju ipd.

9.5 DOKUMENTACIJA

Dokumentacija, ki jo potrebujejo vzdrževalci pri servisiranju in pri pregledih v objektu

proizvodnje in predelave plastičnih mas, mora vsebovati pregledni načrt con

eksplozijske nevarnosti, s strani pooblaščene osebe ažuriran načrt inštalacij in

spisek vseh vgrajenih naprav s potrebnimi podatki. Med potrebne podatke štejemo



med drugim navodila proizvajalca opreme glede vgraditve, priključitve in

vzdrževanja naprav, kopije certifikatov o skladnosti oz. navodil proizvajalca za

uporabo in vzdrževanje za vse vgrajene naprave, točne informacije o mestu

vgraditve naprave ter njeno identifikacijsko (tovarniško) številko in vrsto

priključitvenega kabla.

Zgoraj navedena dokumentacija je lahko zelo obsežna, zato so v dokumentaciji za

potrebe vzdrževalcev dovoljene nekatere poenostavitve. Če je v obratu inštaliranih

več identičnih sistemov (pogost takšen primer so sistemi za merjenje temperature),

potem je lahko električna shema za vse identične sisteme ena sama, seveda pa

mora biti na takšni shemi označeno, kateri tokokrogi so po njej izdelani.

Morebitne spremembe med servisiranjem, kot so zamenjave dotrajanih delov z

identičnimi novimi deli, inštalacija novih merilnih tokokrogov, sprememba obstoječih

merilnih tokokrogov itd., morajo biti odobrene s strani pooblaščene osebe in sproti

ažurirane v dokumentaciji. Pri popravilu naprav je treba paziti, da se zadrži

celovitost protieksplozijske zaščite. Popravilo lahko izvedemo le v dogovoru s

proizvajalcem naprave. Zamenjavo delov lahko izvedemo le v skladu z zahtevanimi

v certificirani dokumentaciji proizvajalca naprave (Seminar o protieksplozijski zaščiti,

2011).

10 PRIMER OBJEKTA

Do sedaj navedene varnostne vidike električnih inštalacij v nadaljevanju predstavim

s primerom objekta proizvodnje in predelave plastičnih mas v enem od slovenskih

podjetij. Kontinuirana linija proizvodnje plošč Kerrock ima več tehnoloških procesov,

in sicer silanizacijo aluminijevega hidroksida, pripravo disperzije Kerrock, polivanje

disperzije na trak ter rezanje in brušenje plošč Kerrock. V nadaljevanju opisujem

prostor silanizacije v proizvodnem delu tega podjetja.



Slika 13: Tloris in prerez con eksplozijske nevarnosti silanizacije


10.1 IZVEDBA LASTNOVARNIH INŠTALACIJ

V cono 0 lahko vgradimo le lastnovarne naprave v izvedbi Ex I A. Vodniki, kabli in

drugi inštalacijski elementi v lastni varnosti morajo biti barvno razpoznavni (modra

barva) in ločeni od drugih tokokrogov po zahtevah standarda SIST EN 60079-11. Za

lastnovarne tokokroge merilnih, krmilnih in regulacijskih naprav na rezervoarjih oz. v

coni 0 (npr. merilniki in kontrolniki nivoja temperature) veljajo naslednje dodatne

zahteve: kabli lastnovarnih tokokrogov morajo imeti kovinski oplet, kabel med lastno

varno napravo v coni 0 in zaščitno prenapetostno napravo mora biti zaščiten pred

udarom strele ter pred priklopom kabla na Ex I napravo mora biti nameščena

prenapetostna zaščitna naprava v kovinskem ohišju, ki mora biti zaradi

izenačevanja potenciala zanesljivo galvansko povezana s tehnološko napravo.

Minimalni presek zaščitnega vodnika je 4 mm2 Cu. Prenapetostna zaščitna naprava

je lahko oddaljena največ 1 m od cone 0 in mora imeti naslednje karakteristike:

kA sprožilni tok;

8/20 μs impulz po IEC 60-1 za 10 operacij.

V stikalnih omarah morajo biti lastnovarni vodniki v skupnem svetlomodrem snopu

označeni z nalepko in prostorsko ločeni od ostalih vodnikov. Sponke Ex I morajo biti

ločene od ostalih sponk najmanj 5 cm (horizontalno in vertikalno 1,0 m od izpusta

pralnika zraka prepihovalnega sistema, horizontalno in vertikalno 1,0 m od izpusta

ventilatorja prostorskega odsesavanja).

Ker moramo pri coni 0 (priporočljivo pa tudi v coni 1) obvezno vgraditi elemente

prenapetostne zaščite, je zanimivo poizvedeti, kakšno varianto nam proizvajalci

sploh ponujajo. Pri proizvajalcu EGE najdemo prenapetostno zaščito tip SBX-Ex

(slika 14), ki je že vgrajena v ustrezno dozo, tako da pri inštalaciji le pripeljemo kabel



v dozo in ga nadaljujemo iz nje. Posebno ozemljitveno mesto povežemo direktno na

najbližji strelovod.

Slika 14: Prenapetostna zaščita SBX-Ex

(Vir: http://www.kolektoravtomatizacija.com/synatec-katalog/clanki/prenapetostna-

zascita-v-lastnovarnih-tokokrogih-ex-okolja-)

Slika 15: Tesnjenje med običajnimi in eksplozijsko ogroženimi prostori

(Vir: SIQ.2011)



10.1.1 Zaščita pred nevarnostjo dotika, iskrenje, ozemljitve

Za zaščito pred nevarno napetostjo dotika, ki se v eksplozijsko ogroženih področjih

hkrati obravnava tudi kot zaščita pred nevarnim iskrenjem, je v coni eksplozijske

nevarnosti 1 in 2 dovoljena uporaba sistema TN-S z obveznim izvajanjem izenačitve

potencialov.

Vsi prevodni deli v objektu morajo biti spojeni z vodniki, katerih ekvivalentna

prevodnost odgovarja prevodnosti bakrenega vodnika 10 mm² na sistem

izenačevanja potencialov.

Izenačevanje potencialov se smatra za zadovoljivo, če električna upornost med

zbiralko za izenačitev potencialov in katero koli kovinsko maso v objektu ne presega

2 Ω.

Ohišij električnih naprav ni treba posebej povezati na sistem za izenačitev

potencialov, če so pritrjena na kovinske mase postrojenja ali cevovode, ki so

povezani na sistem za izenačitev potencialov. Spoji cevovodov morajo biti

premoščeni.

V eksplozijsko ogroženih področjih morajo biti priključki, spoji in zaščitni kabelski

cevovodi zaščiteni pred vdorom gorljivih plinov ali vnetljivih tekočin in njihovih

hlapov.

10.2 ELEKTRIČNA ZAŠČITA − VAROVANJE

Električne naprave, vodnike in kable varujemo pred preobremenitvami, kratkim

stikom in zemeljskim stikom. Izklopni čas kratkega stika pri dvopolnem kratkem stiku

mora biti manjši od 100 ms.

Rotacijske električne stroje dodatno varujemo pred preobremenitvami, razen v

primeru, če zdržijo trajni zagonski tok pri nazivni napetosti in frekvenci ter pri

generatorjih kratek stik, ne da bi se segreli preko dopustne temperature, ki je

deklarirana s temperaturnim razredom.

10.2.1 Karakteristike zaščite naprav

Tokovno časovno odvisna naprava, vgrajena v vse tri faze, mora biti nastavljena na

največji nazivni tok stroja, ki se izklopi v času 2 ur ali manj pri 1,2-kratnem toku

nastavitve ali se ne izklopi v 2 urah pri 1,05-kratnem nastavitvenem toku ali pa je na

razpolago: naprava za direktno kontrolo temperature z vgrajenimi temperaturnimi

senzorji ali ostale ekvivalentne naprave.



Trifazne elektromotorje varujemo tudi za primer izpada ene faze.

Transformatorje dodatno varujemo proti preobremenitvi, razen če trajno zdržijo tok

kratkega stika na sekundarni strani pri nazivni napetosti in frekvenci na primarni

strani, ne da bi se prekomerno pregrevali.

Zaščita pred preobremenitvami ni potrebna, če breme na sekundarni strani ne more

povzročiti preobremenitve.

Kratkostične in zemeljsko stične zaščitne naprave morajo imeti blokado ponovnega

vklopa v času trajanja napake.

Nosilci nevarnih elektrostatičnih nabojev so lahko tudi zaposleni, ki imajo pri

rokovanju ali na pripravah, kjer je trajno ali pogosto prisotna eksplozivna atmosfera

oz. v conah 0 in 1, primerno obutev in obleko iz nesintetičnih materialov.

V skladu z zakonom in predpisi je zaščita pred statično elektriko potrebna v vseh

prostorih, kjer je nevarnost, da bi lahko nastale eksplozivne zmesi.

Nastajanja elektrostatičnih nabojev praktično ne moremo preprečiti, lahko pa jih

zmanjšamo oz. takoj odvedemo, in sicer:

z ozemljitvijo in medsebojno povezavo vseh prevodnih delov tehnoloških in

električnih naprav;

z izenačevanjem potencialov;

z uporabo prevodnih tal, katerih odvodna upornost ne sme preseči vrednosti

10 6Ω (cona 1).

Pri pretakanju vnetljivih tekočin iz posode v posodo se morata posodi ozemljiti, da

se prepreči zbiranje statične elektrike z ozemljitvenim vodnikom minimalnega Cu

preseka 6 mm² z ustrezno »krokodil« sponko.

10.2.2 Izklop v sili

Napajanje električnih naprav mora biti izvedeno tako, da lahko vsak zaposleni na

enem vidno označenem mestu izven cone Ex izklopi napajanje naprav v conah Ex.

Posluževalno mesto za izklop je lahko neposredno pri delovnem mestu v Ex

coni,vendar mora biti izklop izven cone.

Izklop v sili se mora zagotoviti za vse električne inštalacije v eksplozijsko ogroženem

prostoru z ustrezno izklopilno napravo iz enega ali več mest izven eksplozijsko

ogroženega prostora.



V primerih, ko izklop električnih naprav predstavlja dodatno nevarnost, ki je večja od

nevarnosti, ki bi jo povzročile izključene električne naprave, se kot alternativa

avtomatskemu izklopu uporabi alarmiranje.

Električne naprave, ki morajo trajno obratovati, da ne povzročijo dodatne nevarnosti,

ne smejo biti vključene v tokokrog zasilnega izklopa.

11 ZAKLJUČEK

Izdelava diplomske naloge je temeljila na pregledu domače in tuje literature na temo

izvedbe in vzdrževanja elektroinštalacij v eksplozijsko ogroženih prostorih. Poleg

literature sem podrobneje preučil pravilnik, zakonodajo in standarde, ki se

navezujejo na inštalacije in tehnološko opremo, ki je vgrajena v objektu.

Pravilnik o protieksplozijski zaščiti (Uradni list RS št. 102/00, 91/2002) je prinesel

veliko novosti in dodatnih zahtev. Zahteve pravilnika ne veljajo samo za nove,

ampak tudi vse obstoječe obrate, zato bodo imele službe vzdrževanja veliko dela,

da bodo uredile svojo opremo, tehnično in investicijsko dokumentacijo in

organizacijo vzdrževanja skladno z novimi zahtevami ter tako vzpostavile pogoje za

pridobitev potrebnih certifikatov o skladnosti.

Na prvi pogled bi lahko rekli, da je zmeda na področju standardizacije popolna, saj

veljajo tako stari kot novi standardi, vendar temu ni tako. V Evropi naj bi novi

standardi serije 60079 in 61241 kot edini standardi na tem področju stopili v veljavo

šele v naslednjih letih. Verjetno bo podobno odločitev sprejel tudi slovenski Inštitut

za standardizacijo, ki skrbi za aktualnost standardizacije na tem področju v Sloveniji.

Iz zbranih predstavljenih informacij sem ugotovil, da bomo čez nekaj let govorili le še

o standardih, ki jih je pripravila IEC − Mednarodna elektrotehniška komisija.

Ob izdelavi diplomske naloge sem ugotovil, da so za dobro izdelan projekt

električnih inštalacij in opreme v eksplozijsko ogroženih prostorih potrebni skrbno

načrtovanje, poznavanje vrste standardov, pravilnikov in zakonodaje ter nenehno

izobraževanje.



LITERATURA IN VIRI

1. Električna oprema v eksplozijsko ogroženih prostorih. (2013). Ljubljana.

Fakulteta za elektrotehniko. Pridobljeno 27.12.2013 z naslova http://lrf.fe.uni-

lj.si/fkkt_ev/EV_V_06

2. Hribar, D. (2011). Interno gradivo: Upravljalec male elektrarne, ICES.

3. Kolpa d.d. (2008). Elaborat eksplozijske ogroženosti z oceno tveganja

Kontinuirane linije proizvodnje Kerrock plošč.

4. Pravilnik o protieksplozijski zaščiti. Uradni list RS, št. 102/00, 91/02, 16/08

5. Prenapetostna zaščita v lastnovarnih tokokrogih Ex-okolja (2009). Idrija:

Kolektor Synatec. Pridobljeno 27.12.2013 z naslova

http://www.kolektoravtomatizacija.com/synatec-katalog/clanki/prenapetostna-

zascita-v-lastnovarnih-tokokrogih-ex-okolja-

6. SIQ (2011) Seminar o protieksplozijski zaščiti, Ljubljana.

7. Stošić, A. (2008). Projektiranje i izvodenje električnih instalacija, drugo izdanje.

Beograd: Gradevinska knjiga.



KAZALO SLIK

Slika 1: Pogoji za vžig eksplozivne atmosfere .......................................................... 2

Slika 2: Cona 0 ali Prostor 20, v katerem je eksplozivna zmes prisotna stalno,

pogosto ali dalj časa ................................................................................................. 5

Slika 3: Cona 1 ali Prostor 21, v katerem pri normalnem delovanju občasno

nastane eksplozivna zmes ....................................................................................... 5

Slika 4: Prikaz Spodnje in zgornje meje eksplozivnosti ............................................. 8

Slika 5: Znak protieksplozijske zaščite: črki Ex v šesterokotniku............................. 10

Slika 6: Naelektritev in preskok iskre ...................................................................... 15

Slika 7: Primer premostitve upora za omejitev toka ................................................ 22

Slika 8: Nizkoohmska ozemljitev negativne linije .................................................... 23

Slika 9: Način ozemljitve bariere ............................................................................. 24

Slika 10: Primer pojavljanja omrežne napetosti na vhodu ....................................... 24

Slika 11: Zanesljiva nizkoohmska povezava ........................................................... 25

Slika 12: Bariera, ki je nizkoohmsko povezana na zemljo ....................................... 25

Slika 13: Tloris in prerez con eksplozijske nevarnosti silanizacije ........................... 31

Slika 14: Prenapetostna zaščita SBX-Ex ................................................................ 32

Slika 15: Tesnjenje med običajnimi in eksplozijsko ogroženimi prostori .................. 32

KAZALO TABEL

Tabela 1: Spodnje dovoljene temperature vžiga ....................................................... 8

Tabela 2: Eksplozivne skupine po maksimalnem eksperimentalnem varnostnem

razponu .................................................................................................................... 9

Tabela 3: Oznake pri protieksplozijski zaščiti (SIST EN 60079, 2007) .................... 12

Tabela 4: Največje dovoljene površine ................................................................... 13

Tabela 5: Največji dovoljeni premeri tankih predmetov. .......................................... 14

Documents

VARNOSTNI VIDIKI IZVEDBE ELEKTRIČNIH INŠTALACIJ NA … · Vse vnetljive snovi lahko v ugodnih razmerah povzročijo nastanek eksplozivne atmosfere. Lastnosti vnetljivih snovi, ki