Hvad er egensikkerhed?

 

Hvor er der brug for egensikkerhed?

Eksplosive atmosfærer, som kan indeholde brandfarlige gasser, dampe, brændbart støv eller flyvende fibre, forekommer i bl.a. olie- og gasindustrien, kemikalieindustrien, føde- og drikkevareindustrien og medicinalindustrien. Disse forhold udgør en risiko for brand eller eksplosioner, hvis de ikke håndteres korrekt.

For at beskytte medarbejderne skal organisationerne vurdere deres driftsaktiviteter, kortlægge de farlige forhold og træffe foranstaltninger for at nedbringe risikoen for ulykker. Den Europæiske Union (EU) har udarbejdet direktiver og standarder for sikkerhed på arbejdspladsen og udstyr, der anvendes i potentielt eksplosive atmosfærer.
 

• ATEX 1999/92/EC-arbejdspladsdirektivet udstikker minimumskravene for en forbedret medarbejdersikkerhed i eksplosive atmosfærer, herunder:
  At forebygge eksplosive atmosfærer og undgå tændkilder.
• At analysere sandsynligheden for og varigheden af eksplosive atmosfærer og klassificere disse i zoner.
• At opsætte tilstrækkelig skiltning i områder med eksplosive atmosfærer.
• At stille omfattende oplæring til rådighed for ansatte.
• At bruge Ex-certificeret udstyr.

 
ATEX-udstyrsdirektivet 2014/34/EU omfatter udstyr og beskyttelsessystemer, der er designet til potentielt eksplosive atmosfærer og angiver vigtige sikkerhedskrav og procedurer for overensstemmelsesvurdering.

Det er ofte nødvendigt at bruge elektrisk udstyr og instrumenter i farlige områder. IEC/EN60079-serien af standarder fastlægger kravene til udvikling, udvælgelse og installation af elektrisk udstyr i disse områder. Udstyr certificeres på grundlag af de farlige zoner og eksplosionsbeskyttelsesmetoder og forsynes med Ex-mærkning, således at de kan identificeres.

Farlige zoner klassificeres ud fra hyppigheden af eksplosive atmosfærer:
 

• Zone 0 (gas), 20 (støv): Vedvarende eller hyppig forekomst af eksplosive atmosfærer.
• Zone 1 (gas), 21 (støv): Lejlighedsvis forekomst af eksplosive atmosfærer.
• Zone 2 (gas), 22 (støv): Eksplosive atmosfærer er typisk ikke forekommende.
   

Beskyttelsesmetoder til udstyr

Der findes forskellige beskyttelsesmetoder til udstyr. Eksempler herpå omfatter:
 

1. Exd – Beskyttelse ved hjælp af flammesikker kapsling IEC/EN 60079-1: Denne metode holder en eksplosion inden i en kapsling for at forhindre flammespredning, som kunne antænde omgivende gas. Dette kaldes Exd-beskyttelse.
2. Exe – Beskyttelse ved hjælp af øget sikkerhed IEC/EN 60079-7: Exe-metoden sikrer, at elektrisk udstyr i normaltilstand og i fejltilstand ikke genererer gnister, og det holder overfladetemperaturen inden for sikkerhedsgrænserne.
3. Exi – Beskyttelse ved hjælp af egensikkerhed IEC/EN 60079-11: Exi begrænser strøm, spænding og oplagret energi inden for et elektrisk kredsløb for at forebygge antændelse. Exi har tre underkategorier baseret på farezonen: Exia, Exib og Exic.

Exia – anvendelser i zone 0-/20-applikationer
Exib – anvendelse i zone 1-/21-applikationer
Exic – anvendelse i zone 2-/22-applikationer

Hvad er et egensikkert kredsløb?

Egensikkerhed er forskellig fra andre beskyttelsesmetoder, idet den kræver, at man tager højde for alle enheder i et kredsløb og laver en egensikkerhedsberegning for enhederne for at sikre kompatibilitet og acceptable elektriske karakteristika.

Et basalt, egensikkert kredsløb inkluderer enkle og/eller egensikre apparater i et farligt område, tilsluttet til tilhørende udstyr i et sikkert område ved hjælp af egensikre ledninger.


 

Hvad er simpelt udstyr?

Simpelt udstyr består af elektriske komponenter med veldefinerede elektriske egenskaber, som stemmer overens med kredsløbets egensikkerhed. Typisk generer eller oplagrer disse ikke mere end 1,5 volt, 0,1 ampere, 25 mW eller 20 µJ og indbefatter ofte enheder som RTD’er, termoelementer, potentiometre og kontakter. Simpelt udstyr kræver som regel ikke certificering.
 
 

Hvad er egensikkert udstyr?

Egensikkert udstyr som temperaturtransmittere, magnetventiler og I/P-konvertere er udviklet til farlige områder og skal certificeres pga. deres evne til at oplagre energi. Certificering omfatter klassifikation af farlige områder og specificering af enhedsparametre for spænding, strøm og strømbegrænsning, som er afgørende for beregning af egensikre loops.
 
 

Hvad er tilhørende udstyr?

Egensikre loops, som er designet til at forhindre elektrisk eller termisk energi i at forårsage eksplosioner i farlige områder, kræver en sikker grænseflade mellem enheder, der befinder sig i både farlige og sikre områder. For at opnå dette anvendes normalt egensikre barrierer, som ofte kaldes ”Zener-barrierer” eller ”egensikre galvaniske isolatorer”.

Tilhørende udstyr er som regel elektriske enheder, som er strategisk placeret i ikke-farlige områder i et industrianlæg. Deres primære funktion er at regulere og begrænse energioverførslen fra det sikre område til det farlige område. Og endnu mere væsentligt er det, at de er designet til at sikre, at den energi, der frigøres af disse enheder under fejltilstande, ikke er tilstrækkelig til at antænde en eksplosiv atmosfære.
 
 

Egensikre enhedsparametre og loop-beregning

Design af egensikre kredsløb er afhængigt af beregning af et egensikkert loop. Specifikke enhedsparametre for hver komponent eller enhed sammenlignes for at fastlægge kompatibiliteten. Dernæst laves en beregning på grundlag af kapacitans- og induktansværdier for at fastlægge den maksimale kabellængde.

De typiske enhedsparametre for hver komponent i loopet er vist i tabellen nedenfor.
 

 

For at kontrollere kompatibiliteten sammenlignes værdierne for det tilhørende udstyr med værdierne for det egensikre udstyr. Der laves en beregning for at fastlægge den maksimale kabellængde, idet der tages højde for relevante kapacitans- og induktansværdier.

Her er kravene til det egensikre loop (I.S.-loop):
 

 

Fordele ved egensikkerhed

Egensikkerhed giver flere fordele:
 

• Forenklet vedligeholdelse med mulighed for live-arbejde.
• Lavere udgifter sammenlignet med eksplosionssikre kapslinger og tilhørende komponenter.
• Fejltolerante designs.
• Anvendelighed i alle gas- og støvzoner.

Du kan få mere at vide om PR electronics’ sortiment af egensikre barrierer og egensikre temperaturtransmittere ved at udforske vores produkter.

 

Udforsk andre artikler

• Forskellen på en Zener-barriere og en egensikker galvanisk isolator.
• Tilbage til PR Vidensbiblioteket