Iskrobezpieczeństwo w obszarze Ex

Zgodnie z normą PN-EN 60079-11:2012 – Atmosfery wybuchowe: Zabezpieczenie urządzeń za pomocą iskrobezpieczeństwa „i” – polega na dobraniu elementów tak, aby iskry elektryczne lub zjawiska termiczne, które mogą powstać zarówno w czasie normalnej pracy urządzenia (np. zamykanie lub otwieranie obwodów), jak i w przypadku pojedynczego lub wielokrotnego uszkodzenia (np. zwarć, przerw w obwodzie), nie mogły spowodować zapalenia otaczającej urządzenie mieszaniny wybuchowej.

Ochrona obwodów iskrobezpiecznych

Ochronę obwodów iskrobezpiecznych od innych obwodów elektrycznych zapewnia się przez:

a) oddzielenie obwodów iskrobezpiecznych od innych obwodów poprzez zastosowanie ochrony obwodów iskrobezpiecznych przed dopływem z zewnątrz energii, mogącej zniszczyć ich iskrobezpieczeństwo (np. bariery ochronne);

b) bariery ochronne – urządzenia stanowiące połączenie (nie galwaniczne) pomiędzy iskrobezpieczną częścią obwodu elektrycznego i iskroniebezpieczną jego częścią lub mogącą stać się jego częścią iskroniebezpieczną. Zadaniem bariery ochronnej jest ograniczenie:

• • napięcia z obwodu zewnętrznego do strefy zagrożenia wybuchem,
  • prądu w obwodzie lub
  • energii uszkodzonego źródła zasilania;

Bariery ochronne instaluje się w obwodzie w miejscu jego wejścia do strefy zagrożonej wybuchem. Jeżeli bariery ochronne zawierają obwody iskrobezpieczne, to instaluje się je najczęściej w przestrzeni bezpiecznej lub niekiedy w strefie 2. zagrożenia wybuchem, pod warunkiem zastosowania dodatkowej ochrony przeciwwybuchowej, np. osłony ognioszczelnej;

c) separację galwaniczną – skutecznie oddziela obwody iskrobezpieczne od obwodów iskroniebezpiecznych. Zapewnia oddzielenie galwaniczne poszczególnych obwodów separatora od źródła zasilania.

Konstrukcje urządzeń iskrobezpiecznych przeznaczone do stosowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem

Konstrukcje urządzeń iskrobezpiecznych przeznaczone do stosowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem wymagają zgodności wykonania z normą PN-EN 60079-11 (EN 60079-11, IEC 60079-11) dot. zabezpieczania urządzeń za pomocą tej metody ochrony. Główną zasadą jest ograniczanie energii w obwodzie do takiej wartości, która wydzielona w mieszaninie wybuchowej nie spowoduje jej zapalenia.

Ten sposób postępowania predysponuje urządzenia iskrobezpieczne do zastosowań jako zasilacze, czujniki i przetworniki wielkości nieelektrycznych na elektryczne (temperatura, wilgotność, położenie), urządzenia łączności i eksplozymetrii oraz wszelką przenośną elektronikę komercyjną.

W procesie oceny iskrobezpieczeństwa jest niezbędne wykonanie analizy w normalnych i awaryjnych stanach pracy tj. rozważenie wpływu uszkodzeń elementów i ich połączeń prowadzących do powstania konfiguracji obwodów o najbardziej niekorzystnych parametrach elektrycznych, a ograniczanie energii należy rozpatrywać w następujących aspektach:

• zapłonu mieszaniny wybuchowej na skutek jej kontaktu z rozgrzanymi powierzchniami elementów urządzeń/obwodów,
• zapłonu mieszaniny wybuchowej wywołanej iskrą elektryczną, powstającą w chwili zwarcia lub rozwarcia obwodu elektrycznego.

W celu ograniczenia parametrów elektrycznych posiadających decydujący wpływ na własności przeciwwybuchowe urządzenia (prąd i napięcie znamionowe, moc) stosuje się najczęściej diody Zenera, rezystory i bezpieczniki topikowe. Ograniczenia te muszą być tak dobrane i wykonane, aby uniemożliwić wzrost temperatury i energii w postaci iskry poniżej wartości mogących spowodować zapalenie otaczającej mieszaniny wybuchowej.

Wyroby w wykonaniu iskrobezpiecznym został w zależności od zastosowania podzielone na trzy poziomy ochrony: „ia”, „ib” oraz „ic”. Urządzenie o poziomie ochrony „ia” posiada dwa nadmiarowe elementy konstrukcyjne, co oznacza, że w przypadku awarii dwóch elementów o kluczowym dla bezpieczeństwa znaczeniu ich funkcje przejmuje trzeci element. W przypadku poziomu ochrony „ib” urządzenie jest wyposażone w jeden element nadmiarowy, natomiast w przypadku poziomu „ic” nie posiada żadnego elementu nadmiarowego.

Obowiązkiem użytkownika sprzętu iskrobezpiecznego jest zapoznanie się z oznaczeniem iskrobezpieczeństwa, brak ingerencji lub prób napraw urządzenia i użytkowanie zgodnie z zaleceniami. Z kolei producenci muszą produkować i naprawiać urządzenia iskrobezpiecznie w sposób zatwierdzony przez jednostkę notyfikującą. Zobligowani są również dostarczyć instrukcje dotyczące prawidłowego użytkowania, odpowiednio oznaczać sprzęt i jasno przedstawić możliwości takiego urządzenia.