NY EX- NEK 420
INSTALLASJONS GUIDE
Elsikkerhetskonferansen 2011
Folkets hus 8-9 nov. 2011
Thore Andersen
Ex kompetansen - historisk
• Oljealderen blottla en stor uvitenhet om Ex- anlegg
• Kunnskapen fantes delvis i den petrokjemiske
landindustrien som var tillagt eget myndighetsansvar og sørget for nødvendig kompetanse hos sine operatører.
• Skoleverket var på den tiden kjemisk blottet for læreplan og læremidler på området (og er det fremdeles PÅSTAND???)
Guiden inneholder bl.a
• Tilleggsbeskrivelser av
hvert eneste pkt. i NEK
420 del 2. med
henvisninger til andre
normer og relevante
nasjonale forskrifter
• Teksten suppleres med
i alt 178 bilder og
figurer
Hvorfor guider ?
• Generelt mangelfull Ex- kompetanse i markedet
• Svake og utydelige kompetansekrav i regelverket
• Ekstra sikkerhet ved lettere å forstå kravene
• Dårlige erfaringer fra kontroller/inspeksjoner
• Avdekke behovet for bedre opplæring i skolene
• Opplyse om hva som skjer i Europa og resten av
verden
• Hva gjør IEC og CEN/CENELEC
• Hva gjør NEK
• Få myndigheter til å våkne opp av dvalen
Thore Andersen
Hvorfor er en ”Guide” kompetansegivende?
• Det handler om å skape dypere forståelse om hva som gjør Ex anlegg forskjellig fra industrielle anlegg i såkalte sikre omgivelser.
• Det handler om å planlegge, velge riktig utstyr , og utføre installasjonen på en slik måte at tennkilder ikke oppstår.
• Det handler å ha den rette kunnskap , forståelse og erfaring fra og med eksplosjonsfarlige omgivelser.
Dokumentasjonskrav i Normen §4.2
Det er nødvendig å sikre seg at enhver installasjon er iht
de aktuelle sertifiseringsdokumenter , normkravene i
(NEK420-del 2) og alle andre spesifiserte krav for området
hvor installasjonen finner sted.
For å oppnå dette skal det utarbeides et verifikasjons-
dokument (vedlegg til samsvarserklæringen) for hver
Installasjon. Denne skal oppbevares enten på området eller
et annet sted.
I alle tilfelle skal et dokument oppbevares på området for
installasjonen som beskriver hvem som er eieren og hvor
dokumentene befinner seg, slik at kopier av sakspapirene
kan fremskaffes ved behov.
Noen avvik som krever Ex kompetanse
NEK 400
• Grunnleggende Elsikkerhet mot elektrisk sjokk
• Alle spennings
systemer er tillatte
• Alle jordingssystemer
• Bonding /utjevningssystemer for å unngå elektrisk støt ved berøring av utsatte deler.
NEK 420
• Tilleggskrav for å unngå
antenning av eksplosiv
atmosfære
• Tillater kun bruk av IT og TN-
C, + TT i begrenset grad, Selv
og Pelv
• Tillater alle sikkerhets
jordingsmetoder i NEK 400,
men med tilleggskrav for
utførelse
• Generelt akseptert men
krever i tillegg statisk
bonding av prosessutstyr o.l
Thore Andersen
Hva krever NEK 420 i tillegg til kravene i NEK 400
• For å installere eller utvide en eksisterende installasjon på
riktig måte, er følgende informasjon påkrevet,
områdeklassifisering iht NEK420 del 1(EN 60079-10-1) og
NEK 420 del 5(EN 60079-10-2) med områdeplaner som viser klassifikasjonen og utbredelsen av eksplosjonsfarlige områder
inklusive soneinndeling (og / eller maksimum tillatt tykkelse av støvlag hvis faren skyldes brennbart støv);
• valgfri bedømmelse for konsekvenser ved antennelse (se 5.3.2)
• instrukser for montering og tilkobling;
• dokumenter for elektrisk utstyr med betingelser for bruk, f. eks
for utstyr med sertifikatnummer med endelse ”X”;
• beskrivende systemdokument for egensikkert system (se 12.2.5)
• produsentens/kvalifisert persons samsvarserklæring;
Tilleggskrav forts
• nødvendig informasjon for å sikre at korrekt installasjon av utstyret er gitt i en form som er forståelig for ansvarlig personell (se EN60079-0 Instruksjoner) • informasjon nødvendig for inspeksjon, f. eks utstyrsliste, og plassering av utstyr, reservedeler og teknisk informasjon for drift og vedlikehold (se NEK 420 del 3); • detaljer av relevant kalkulasjon, f. eks for gjennomspylingsrater for instrumenter eller analysehus;
Tilleggskrav forts
• Hvis reparasjoner skal utføres av bruker eller reparatør, er informasjon nødvendig for reparasjon av det elektriske utstyret (se NEK420 del 4) • gass- eller damp- klassifisering i relasjon til utstyrsgruppe eller undergruppe av elektrisk utstyr; • temperaturklasse eller tenntemperatur for gassen eller dampen involvert; • utvendige påvirkninger og omgivelsenes temperaturer.
Tilleggskrav i tilfelle omgivelser med støv
• Dokumentasjon relatert til utstyr egnet for området og
omgivelsene som det vil bli eksponert til, f. eks
temperaturklassifisering, beskyttelsestype, IP- grad og
korrosjonsmotstand;
• materialkarakteristikker inklusive elektrisk resistivitet, min.
tenntemperatur av den brennbare støvsky,
• min. tenntemperatur av det brennbare støvlag og
min. tennenergi av den brennbare støvsky skal registreres;
• plantegningene som viser typer og detaljer av
ledningssystemene;
• registrering av utvalgskriterier for kabelinnføringssystemer
for overensstemmelse med kravene til den bestemte typen beskyttelse;
• tegninger og fortegnelser vedrørende kursidentifikasjon • MERKNAD: Verifikasjonsopptegnelsene kan lagres som papirkopier eller
elektronisk. Metoder som er akseptert ved lovgivning i hvert land kan variere
Hva sier guiden om tilleggskravene
• Av sikkerhetsmessige årsaker og for å hjelpe
fremtidig vedlikehold, bør alle elektriske
installasjoner være grundig dokumentert, i
potensielt eksplosive atmosfærer er dette av
avgjørende betydning. Følgende dokumenter, i
tillegg til det som gjelder for ikke-
eksplosjonsfarlige områder kreves:
Guiden peker på
• Planer for hvert anlegg som viser omfanget av de
farlige områdene i plan og høyde (se NEK420 del 1),
• Beskrivelser og tegninger av elektriske anlegg, slik
det kreves av NEK 420-del 1
• Beskrivelser og instruksjoner tilstrekkelig til at
eksplosjonsbeskyttet utstyr blir installert i samsvar
med dens form for beskyttelse
• Instruksjoner for utførelse, tilkobling, igangkjøring og
bruk av elektriske apparater,
Guiden fokuserer på viktig informasjon • Apparatgruppe, kategori og
temperatur klasse
• Beskrivende systemdokument for egensikre elektriske systemer,
• Nødvendig informasjon for inspeksjon, f.eks liste over og plassering av apparater, reservedeler, med teknisk informasjon,
• Opplysninger om eventuelle relevante beregninger, f.eks for priser på ventilasjonsutrustning (HVAC) til trykksatte rom, inkl. kostnader for reparasjoner som skal utføres av brukeren eller en reparatør, nødvendige opplysninger for reparasjon og vedlikehold av utstyr
• Eksplosjonsverndokument som kreves av FHOSEX:2003
Guiden drar også inn regelverkskrav
• Sentralt i kravene i FHOSEX er behovet for arbeidsgivere å ha et oppdatert eksplosjonsvernsdokument. Dette dokumentet skal som et minimum vise:
• At eksplosjonsrisikoen har blitt bestemt og vurdert;
• At tiltak er iverksatt i henhold til FHOSEX og at tiltakene er tilstrekkelig risikovurdert,
• At stedene som er klassifisert i soner i samsvar med FHOSEX forskriften og at de minstekravene som er fastsatt i FHOSEX og NEK 420, gjelder,
Guiden henviser også regelverkskrav
• FHOSEX og NEK 420 gjelder,
• At arbeidsplassen og arbeidsutstyr, inkludert
varslingsutstyr, er utført, drives og vedlikeholdes
med tilbørlig hensyn til sikkerhet og som, i
samsvar med del IV av direktivet, har gjennomført
tilstrekkelige tiltak for sikker bruk av arbeidsutstyr,
• Overensstemmelse med §7 i FHOSEX
(forebyggende tiltak og vern) og tiltak og
prosedyrer for å gjennomføre det.
Dokumentasjonen bør også inkludere annen
relevant informasjon slik som:
• lokaliseringen og identifikasjonen av utslippskildene. For store og komplekse anlegg eller prosessområder, kan det være nyttig å spesifisere eller nummerere utslippskildene for å forenkle kryssreferansene mellom områdeklassifiseringsdata og tegninger.
• beliggenhet av åpninger i bygninger (for eksempel dører, vinduer og inntak og uttak for ventilasjon). Symbolene for områdeklassifisering vist i NEK EN 60079-10-1 og 2 er de som foretrekkes, men alternativer kan benyttes så sant det kommer tydelig frem i dokumentasjonen.
Ex kompetansen i normen • Normen beskriver i Anneks F kravene til kunnskap, ferdighet og kompetanse for “Ansvarlige personer”, “Operatører” og “Konstruktører” • I Norge går forskriftene ikke i detalj om hvilken kompetanse man skal ha, men DSB har gitt følgende uttalelse om pensumlisten som er utarbeidet av Ifea som baserer seg på normkrav: ”Pensumlisten vurderes som godt dekkende for emner som bør gjennomgås av personell som kommer inn under FKE § 11 til 16, med krav om tilleggsopplæring innenfor elektriske installasjoner i eksplosjonsfarlige områder”- men hva så videre? • IECEx Competancy Scheme har et tilbud til bransjen om sertifisering av personell, som vil bidra til å sikre den kompetanse som IEC normene krever. (teknisk identiske med EN og norske normer)
Kompetanse hos Operatører
Operatører skal dokumentere sin kompetanse og
fremlegge bevis for sin kunnskap for å tilfredsstille
kravene ift. beskyttelsesarter og/eller utstyrstyper .
De skal også være i stand til å demonstrere sin
kompetanse med dokumentert bevis i: • bruk og tilgjengelighet av dokumentasjon spesifisert i pkt.4.2;
utarbeidelse av arbeidsrapporter til brukeren som spesifisert i 4.2
praktisk kunnskap som er nødvendig for planlegging og installasjon
av relevante beskyttelseskonsepter;
bruk og utarbeidelse av installasjonsrapporter som spesifisert i 4.2.
13/11/2011
Thore Andersen NEK 19
Hvem har kunnskapen om utstyret
• Selvfølgelig; fabrikantene,
• men er det nok – og skal det
kun lites på dem?
Erfaringen sier:
Nei; Og ikke uten egen
vurderingsevne.
Det er eieren av anlegget som
legger lista for kvalitets og
sikkerhetsnivået.
Guiden viser eksempler fra
alle beskyttelses metodene og
gir hint om hva som bør
vurderes.
Valg av utstyr
For valg av utstyr til Ex områder må følgende informasjon
være tilgjengelig og dokumentert:
• Klassifisering av områdene vedrørende fare for
eksplosjon med tilhørende angivelse av utstyrets;
• beskyttelsesgrad (Equipment Protection Level) EPL
• gass gruppe IIA, IIB eller IIC der det kreves
• støvgrupper IIIA; IIIB og IIIC
• gassens temperaturklasse eller tenntemperatur
• støvets tenntemperatur og egenskaper
• eksterne påvirkninger og omgivelses temperatur
Valg etter omgivelsestemperatur
13/11/2011
Thore Andersen NEK 24
• Prosessutstyr med
ekstrem varme
• Anlegg i arktiske strøk
Valg etter omgivelse temperatur
Elektrisk utstyr skal normalt være designet for bruk ved et
omgivelses temperatur område mellom –20 °C +40 °C; i slike
tilfelle, er det ikke nødvendig med krav til noen
tilleggsmerking av temperatur mens merking av temperatur
er påkrevet ved spesielle temp.- områder (Tamb ) . rammen for
laveste temperatur er -60 °C i normen.
• eksempel på tilleggsmerking :
–30 °C ≤ Tamb ≤ +65 °C.
13/11/2011
Thore Andersen NEK 25
Bruksområder- Hva bør vi vite-
Hva er viktig? • for oljeanlegg til havs
• for et mottaks anlegg på land
• Raffineri og petrokjemisk industri, Støvindustri
• For et tankanlegg på land og i fjellhaller
• For lavtrykks distribusjonsgassanlegg , marinaer og
bensinstasjoner.
Valg av konstruksjons materialer
Plast som konstruksjonsmaterialer
13/11/2011
Thore Andersen NEK 27
• Begrensning av størrelsen på oppladbare ikke-ledende overflater
• Begrensning av tykkelsen av oppladbare ikke ledende filmer,
folier og plater
• Begrensning av størrelsen på oppladbare ikke ledende
overflater, slik som rør, skinner eller tau, uavhengig av lengden
Lettmetaller som konstruksjons materialer
• Spesiell hensyn skal tas til plasseringen av deler
som innholder lettmetall i konstruksjoner ettersom det vel kjent
at slike materialer gir opphav til tenningsdyktige gnister
under forhold med friksjonskontakt.
Elektrostatisk utladning Begrensning av størrelse på ikke ledende overflater
13/11/2011
Thore Andersen NEK 28
EPL
Overflate [mm²]
IIA IIB IIC
Ga 5000 2500 400
Gb 10000 10000 2000
Gc 10000 10000 2000
Elektrostatiske oppladinger Begrensning av tykkelsen av oppladbare ikke ledende film, folier av plater
13/11/2011
Thore Andersen NEK 29
EPL
Tykkelse [mm]
IIA IIB IIC
Ga 2 2 0.2
Gb 2 2 0.2
Gc 2 2 0.2
Fallgruver ved valg av utstyr
• Hvis bokstaven X er med i sertifikat nummeret til utstyret som skal installeres, indikerer det at utstyret har spesielle betingelser for sikker bruk som må tas hensyn til under installasjon og/eller drift. Disse må alltid tas hensyn til og følges.
• Komponenter og tilbehør skal installeres og brukes med eller på apparater i samsvar med de vilkår som er angitt i de aktuelle sertifikatene. Hvor sertifikatet vises til i referansebokstaven ”U”, betyr det at det dreier seg om en komponent eller tilbehør for bruk sammen med bestemte apparater og skal ikke brukes alene.
Roterende elektriske Exe maskiner - forhøyet sikkerhet
• Maskiner: påstemplet spenning > 1 kV
• Kontroll av potensielle tennings- risikofaktorer på statorviklinger
• Hvis faktoren er > 6, skal :
• anti- kondens varmeelement benyttes
• spesielle tiltak iverksettes for sikre at motoren ikke inneholder en eksplosiv gassatmosfære før den startes
13/11/2011
Thore Andersen NEK 31
Valg av transportabel, bærbart og
personlig utstyr
13/11/2011
Thore Andersen NEK 33
Det anbefales derfor at alt
utstyr som oppfyller kravene
til stedet der utstyret vil bli
brukt krever den høyeste
risikovurdering . Likeledes
skal utstyrsgruppe og
temperaturklassifisering
være passende for alle
gasser, damper og støv der
utstyret kan brukes.
Transportabelt, bærbart
eller personlig utstyr
kan være nødvendig for
bruk i
ulike områder
Valg - Personlig utstyr
Personlig utstyr - Gass
• personlig utstyr som er batteri eller solcelledrevet kan lett utilsiktet bli tatt inn i et farlig område av personell.
13/11/2011
Thore Andersen NEK 34
En vanlig elektronisk armbåndsur er et eksempel på en lavspennings
elektronisk enhet som har blitt evaluert og funnet å være
akseptert for bruk i eksplosjonsfarlig område både historisk og ved
nåværende EPL krav.
Alle andre personlige batteri eller solenergi drevet utstyr (inkludert
Elektronisk armbåndsur som inneholder f.eks en kalkulator) skal ha:
a) samsvar med en anerkjent form for beskyttelse som passer til
EPL, og være iht. Atex 94/9
b) gass- gruppe og temperaturklassekrav, eller
c) bli utsatt for risikovurdering, eller
d) tas inn i Ex områder under en trygg arbeidsprosedyre.
Valg av roterende elektriske maskiner
13/11/2011
Thore Andersen NEK 35
vifte-test
hardhet av pakninger og tettinger
klima-test
kabel nipler (strekk test)
plast- test IP-grad
Luft og krypeavstander
Forskjellige materialer
slag test
Avstand mellom Roterende deler
jording
rotor konstruksjon
Installasjons utfordringer forts.
13/11/2011
Thore Andersen NEK 37
Netz Transformator Frequenzumrichter Sinusfilter Leitung MaschineY
-Ach
se
Ort
Mittelspannung Niederspannung
Gru
nd
sch
win
gu
ng
ssp
an
nu
ng
/ V
400 V 390 V 375 V 370 V
Ort
Mellom spg Lav spenning
Kraftnett trafo frekvenskonverter Sin. filter kabel motor
sp
en
nin
g
plassering
Guiden anbefaler generelt for motordrifter
Motorviklingens Isolasjon skal ved omformerdrift være beregnet for: • en høyere belastning enn for vanlig nettdrift. • spenningsspisser (spesielt for PWM omformere med lange motor kabler) • Klemmekassen skal være utformet for luft og krypestrømsavstander beregnet for spenningsspisser (maksimal verdi av fase- til- fase spenning og maksimal verdi av fase- til -jord spenning). • For å unngå partielle utladninger, må spenningen på motorklemmene være begrenset, avhengig av stigningstiden TA.
Omformer parametrene (f.eks spennings /frekvens karakteristisk) som er fastsatt under motor testen, er ikke lov til å endre.
motordrifter
• Det kreves termisk motorvernbeskyttelse for motoren eller i forbindelse med omformeren.
Innebygde temperaturfølere
(PTC termistorer eller RTD ) må være fysisk egnet som beskyttelse å være koblet til en tripping enhet, i henhold til sertifiserings dokumenter
• Motor og omformer bør av driftshensyn helst samkjøres selv om det ikke er et sertifiseringskrav
DSB Forskrifter som reg. Ex anlegg
• Forskrift om helse og sikkerhet i eksplosjonsfarlige
atmosfærer
• Forskrift om utstyr og sikkerhetssystem til bruk i
eksplosjonsfarlig område
• Forskrift om elektriske lavspenningsanlegg
• Forskrift om kvalifikasjoner for elektrofagfolk
• Forskrift om registrering av virksomheter som
prosjekterer, utfører og vedlikeholder elektriske anlegg
• Forskrift om håndtering av farlig stoff med
temaveiledninger.
-forbruksanlegg for flytende og gassfarlig brendsel
Thore Andersen
Hjertesukk- når skal norske myndigheter
samordne Ex- regelverket
4 ulike etater driver tilsyn med divergerende krav; •DSB - Avd for Elsikkerhet,
• Atex for produkter (produktdirektivet) (Fusex) • Atex for helse, miljø og sikkerhet (brukerdirektivet) (Fhosex) • viser i Fel + NEK 420 for områdeklassifisering (EN60079-10-1)
•DSB- Avd for Farlige stoffer, • Norske forskrifter for farlige stoffer. Gass distribusjon,
bensinstasjoner, marinaer, tankanlegg • Legger HSL rapport til grunn for Ex områdeklassifisering
•DAT • Atex for helse, miljø og sikkerhet (brukerdirektivet) • Viser ikke til noen norm
•PTIL • Fasilitetsforskriften • viser til Atex produktforskriften og IEC Offshorestandarder
Thore Andersen
TC31 konklusjon til HSL rapporten HSL rapporten synes å gi
akseptable resultat bare for noen
få tilfeller som ikke er influert for
mye av geometri og hvor
lekkasjen er i stand til å blande
gassen med luft til et sikkert
nivå, men er for det meste på en
ukonservativ (farlig )side .
IEC standardens formel er
konservativ og på sikker side i
alle disse tilfellene.
For tilfeller influert av
geometrien, er HSL på den ikke
konservative (farlige) siden i
størrelsesorden i mer enn
majoriteten av tilfellene.
• IEC formelen er mere
realistisk i de fleste tilfeller.
• Metoden for sikkert arbeid
må være vel prøvd for å være
på den sikre siden
(konservative) og dekke de
fleste tilfeller.
• IEC har konkludert at med
at det vil være farlig og
uansvarlig å basere seg på
HSLs formel i standarden
for områdeklassifisering.
Thore Andersen
Oppsummering
• Normene fra CEN/CENELEC og ISO/IEC søker etter beste evne å unngå dublering innom samme område
• IECEx utvider stadig sitt repertoar og etablerer i år et nytt Scheme for sertifisering av personkompetanse med 10 ulike spesialfelt. • Standard Norge /NEK har klarere avgrensninger på nasjonalt plan og spesielt NEK prøver utgi guider som utdyper de viktigste normene på elektroområdet , dette er en av dem • Hjertesukk- når skal norske myndigheter samordne sine krav til Ex- områder?