CERINTE DE SECURITATE PENTRU APARATURA ELECTRICA CU TIP DE PROTECTIE INCAPSULARE "m"

CERINTE DE SECURITATE PENTRU APARATURA ELECTRICA CU TIP DE PROTECTIE INCAPSULARE "m"

1. DOCUMENTE DE REFERINTA:

SR EN 60079-0:2005 - Aparatura electrica pentru atmosfere explozive gazoase. Partea 0: Conditii generale.

SR EN 60079-18:2004 - Aparatura electrica pentru atmosfere explozive gazoase. Partea 18: Constructia, incercarea si marcarea aparaturii electrice cu tip de protectie incapsulare "m

2. DEFINITII

Incapsulare 'm' - tip de protectie in care partile care pot aprinde o atmosfera exploziva fie prin scantei, fie prin incalzire, sunt incluse intr-un compund, astfel incat aceasta atmosfera exploziva sa nu poata fi aprinsa in conditii normale de functionare sau instalare.

Compunduri - orice materiale termorigide, termoplaste, sub forma de rasini epoxidice sau elastomerice, cu sau fara materiale de umplutura si/sau aditivi aflate in stare solida.

Incapsulare - procedeu de utilizare a materialului de umplere pentru a inchide orice dispozitiv(e) electric(e) prin mijloace corespunzatoare.

Gol - spatiu creat neintentionat ca o consecinta a procesului de incapsulare.

Spatiu liber - spatiu creat intentionat in jurul componentelor sau spatiul din interiorul componentelor.

Contact de comutatie - contact mecanic care este folosit pentru conectarea si deconectarea circuitului electric.

3. CLASIFICAREA APARATURII CU TIP DE PROTECTIE INCAPSULARE "m'

3.1 Aparatura cu tip de protectie incapsulare "m", nivel de protectie "ma" - nu trebuie sa fie capabila sa produca aprinderea in fiecare din urmatoarele situatii:

a)     in conditii normale de instalare si functionare;

b)     in orice conditii anormale specificate;

c)      in conditii de defect definite.

Pentru nivelul de protectie "ma" tensiunea de lucru in orice punct al circuitului nu trebuie sa depaseasca 1 kV.

Pentru nivelul de protectie "ma" componentele fara protectie suplimentara trebuie sa fie utilizate numai daca nu pot deteriora din punct de vedere termic sau mecanic incapsularea in cazul oricarui defect.

3.2 Aparatura cu tip de protectie incapsulare "m" , nivel de protectie "mb" - nu trebuie sa fie capabila sa produca aprinderea in fiecare din urmatoarele situatii:

a)     in conditii normale de functionare si instalare;

b)     in conditii de defect definite.

4. CERINTE PENTRU COMPUNDURI

Producatorul trebuie sa declare pe propria raspundere ca materialul corespunde cu cerintele pentru compunduri.

Declaratia trebuie sa includa:

a)     numele si adresa producatorului compundului;

b)     referinta exacta si completa la material, si, daca este nevoie, procentul materialelor de umplere si al altor aditivi, cantitatile din amestec si o descriere a acestuia;

c)      daca este aplicabil, orice tratament al suprafetei compundului(rilor), ca de exemplu lacuirea;

d)     daca este aplicabila, pentru obtinerea unei adeziuni corespunzatoare a compundului la o componenta, orice cerinta pentru pre-tratarea componentului, de exemplu prin curatire, decapare;

e)     daca este cazul, rezultatul incercarii de absorbtie a apei. In cazul in care aceasta incercare nu a fost realizata, pentru indicarea conditiilor speciale de utilizare aparatura trebuie marcata cu "X" ;

f)        rigiditatea dielectrica la temperatura maxima a aparaturii;

g)     domeniul de temperatura al compundului(rilor) (cea mai joasa si cea mai inalta temperatura atinsa in functionare continua),

h)      in carcasa aparaturii cu tip de protectie "m" unde compundul reprezinta o parte a capsularii exterioare valoarea indicelui de temperatura TI;

i)        culoarea compundului utilizat pentru esantioanele de incercare unde caracteristicile compundului vor fi influentate de schimbarea culorii.

5. TEMPERATURI

Temperatura maxima de suprafata si valoarea maxima a temperaturii atinse in functionare indelungata de catre compund nu trebuie sa fie depasita in conditii normale de functionare.

In cazul in care, din motive de securitate, este necesar un dispozitiv de protectie pentru limitarea temperaturii, acesta trebuie sa fie un dispozitiv intern sau extern, electric sau termic, care nu permite rearmarea. Pentru nivelul de protectie "mb" este necesar un singur dispozitiv, iar pentru nivelul de protectie "ma" sunt necesare doua dispozitive. Din motive care tin de functionare, aparatura electrica cu tip de protectie incapsulare "m" poate contine de asemenea un dispozitiv de protectie rearmabil.

Daca dispozitivul de protectie care nu permite rearmarea corespunde cu IEC 60127 sau IEC 60691, un singur dispozitiv este suficient pentru ambele nivele de protectie.

6. CERINTE CONSTRUCTIVE

In cazul in care incapsularea reprezinta o parte a capsularii exterioare, ea trebuie sa fie in conformitate cu cerintele pentru capsulari nemetalice si parti nemetalice ale capsularii.

Daca sunt cerute de catre utilizator masuri de protectie suplimentare, de exemplu protectie mecanica suplimentara, pentru a indica aceste conditii speciale de utilizare aparatura electrica trebuie marcata cu "X".

In situatia in care compundul trebuie sa adere la capsulare in scopul prevenirii patrunderii atmosferei explozive si a umezelii la suprafetele de separatie, poate fi necesar un tratament suplimentar pentru suprafetele de separatie.

7. DETERMINAREA DEFECTELOR

Protectia prin incapsulare trebuie mentinuta chiar si in cazul unor parametrii de intrare necorespunzatori (dar intre 90% si 110% din parametrii nominali) si in cazul unei sarcini pe iesire necorespunzatoare si in cazul oricarui defect electric intern (un singur defect pentru nivelul de protectie "mb" si doua defecte pentru nivelul de protectie "ma"), de exemplu in cazul:

in cazul unui scurtcircuit in oricare dintre componente;

defectul oricarui component;

un defect al circuitului imprimat.

7.1. Componente nedefectabile

Urmatoarele componente trebuie sa fie considerate a fi nedefectabile atunci cand sunt incapsulate, daca ele corespund domeniului de temperaturi de la locul instalarii si daca ele nu sunt incarcate cu mai mult de 2/3 din tensiunea lor nominala, curent nominal si putere nominala specificate de producatorul componentului respectiv:

rezistoare (cele utilizate in circuite cu securitate intrinseca);

bobine in singur-strat, bobine in spirala;

condensatoare cu folie de plastic;

condensatoare cu hartie;

condensatoare ceramice;

elemente semiconductoare (cele utilizate in circuite cu securitate intrinseca).

In circuitele electrice cu tip de protectie incapsulare "m" atunci cand sunt utilizate elemente semiconductoare ca dispozitive pentru limitarea curentului, ele trebuie sa fie:

un dispozitiv pentru nivelul de protectie 'mb', si

doua dispozitive pentru nivelul de protectie 'ma'.

De asemenea sunt considerate nedefectabile urmatoarele componente folosite pentru separarea diferitelor circuite:

a) optocuploare si relee, in cazul in care tensiunea nominala de izolare este egala cu (2U + 1000V) sau 1500V c.a. care dintre cele doua valori este mai mare (U reprezinta suma dintre tensiunile nominale ale ambelor circuite);

b) transformatoarele care sunt in conformitate cu SR EN 61558-2-6 sau EN 60079-11;

c) bobinele, transformatoarele si infasurarile motoarelor care sunt in conformitate cu SR EN 60079-7, incluzandu-le pe acelea care au diametrul conductorului mai mic de 0,25 mm cand sunt de asemenea protejate impotriva temperaturilor interioare inadmisibile.

7.2. Conditii pentru distante de separare

Se considera ca nu poate sa apara un defect legat de tensiunea de defect, daca distantele intre partile neizolate, conducatoare de curent

ale aceluiasi circuit, sau

ale unui circuit si partile metalice legate la pamant, sau

a doua circuite separate (suma tensiunilor de lucru trebuie luata in calcul ca tensiunea din Tabelul 1; in cazul in care una dintre tensiunile de lucru este mai mica decat 20% din cealalta, ea trebuie ignorata)

corespund cu cele din tabelul de mai jos si elementele trebuie sa fie fixate mecanic inainte de incapsulare:

Distante prin compund

Distantele prin izolatia solida trebuie considerate a fi corespunzatoare in cazul in care grosimea minima a izolatiei solide este de 0,1 mm si rezista testului de rigiditate dielectrica.

8. SPATIUL LIBER DIN INCAPSULARE

Compundul nu trebuie sa prezinte goluri.

Suma spatiilor libere nu trebuie sa depaseasca :

- 100 cm³ pentru nivelul de protectie "mb"

- 10 cm³ pentru nivelul de protectie "ma"

Grosimea minima a compundului prin spatiul liber

9. GROSIMEA COMPUNDULUI

9.1. Aparatura electrica cu tip de protectie "m" cu suprafete libere

Grosimea compundului dintre suprafata libera a compundului si componentele sau conductoarele din incapsulare trebuie sa corespunda valorilor din tabelul de mai jos:

9.2. Aparatura electrica cu tip de protectie "m" cu capsulare metalica

Grosimea compundului dintre peretele capsularii sau suprafata libera a compundului si componentele sau conductoarele din incapsulare trebuie sa corespunda valorilor din tabelul de mai jos:

9.3. Aparatura electrica cu tip de protectie "m" cu capsulare din material plastic

Grosimea compundului dintre peretele capsularii sau suprafata libera a compundului si componentele sau conductoarele din incapsulare trebuie sa corespunda valorilor din tabelul de mai jos:

9.4. Infasurarile masinilor electrice

Pentru masini electrice, cu infasurarile introduse in crestaturi, izolatia solida trebuie sa aiba:

a)     pentru nivelul de protectie "ma", o grosime minima de 0,1 mm si trebuie extinsa cu cel putin 5 mm in afara crestaturii;

b)     pentru nivelul de protectie "mb", nu este necesar a fi indeplinita nici o cerinta referitor la grosimea minima sau extinderea acesteia.

Pentru ambele nivele de protectie "ma" si "mb" capatul crestaturii si sfarsitul bobinei trebuie protejat printr-un compund a carui grosime minima trebuie sa fie in conformitate cu valorile din cazurile de mai sus. Acesta trebuie supus unei incercari a rigiditatii dielectrice la o tensiune U=(2U+1000V) c.a. sau minim 1500 V c.a.

9.5. Placute cu circuite imprimate multistrat rigide, conectate intre ele

Distanta minima dintre conductoarele circuitelor imprimate si marginea placutelor circuitelor imprimate multistrat sau orice orificiu din interior trebuie sa fie cel putin 3 mm. In cazul in care marginile sau orificiile sunt protejate printr-un material metalic sau izolator, care se extinde la cel putin 1 mm de-a lungul suprafetei placutei de la margini sau orificii, aceasta distanta poate fi redusa la 1 mm. Acoperirea metalica trebuie sa aiba o grosime de minim 35 mm.

Distante minime pentru placutele cu circuite imprimate multistrat

Legenda:

Miez si strat de acoperire; 1 - Contact de trecere pentru extremitate;

Pelicula adeziva;    2 - Contact de trecere pentru conectarea

conductoarelor circuitelor imprimate din straturi;

Cupru

9.6. Contacte de comutatie

Contactele de comutatie nu sunt permise in cazul nivelului de protectie "ma".

Pentru nivelul de protectie "mb" contactele de comutatie trebuie sa fie prevazute cu o capsulare suplimentara inaintea incapsularii. Aceasta capsulare aditionala trebuie realizata din material anorganic in cazul in care curentul de comutatie depaseste 2/3 din curentul nominal specificat de producatorul componentului sau daca curentul depaseste 6 A.

9.7. Conexiuni exterioare

Intrarea tuturor conductoarelor electrice, inclusiv a cablurilor, in compund trebuie proiectata astfel incat patrunderea atmosferei explozive in aparatura electrica cu tipul de protectie "m" in conditii normale de functionare sau conditii de defect specificate sa fie prevenita. Acest lucru poate fi realizat prin turnare in compund a unui conductor neizolat, pe o lungime de cel putin 5 mm. Cand compundurile sunt utilizate pentru a fixa cablul de conectare, cablul va fi protejat corespunzator impotriva deteriorarii prin flexiune. In cazul in care intrarea de cablu ia forma cablului conectat permanent la aparatura cu tip de protectie "m", atunci cablul trebuie incercat la tractiune.

9.8. Protectia partilor neizolate

Partile neizolate care trec prin suprafata compundului vor fi protejate printr-un alt tip de protectie, dupa cum urmeaza:

a)     pentru nivelul de protectie "ma", unul din tipurile de protectie specificate in SR EN 60079-26;

b)     pentru nivelul de protectie "mb", unul din tipurile de protectie : 'i', 'd', 'e' etc., cu exceptia tipului de protectie "n".

9.9. Baterii si acumulatoare

Pentru nivelul de protectie "ma" sunt permise numai acumulatoare care corespund cu cerintele tipului de protectie securitate intrinseca.

9.9.1. Prevenirea degajarilor de gaze

Sistemele electrochimice care pot conduce la degajari de gaze in timpul functionarii normale nu sunt permise. Daca degajarea gazului in cazul unui defect nu poate fi prevenita, degajarea trebuie redusa la o valoare minima printr-un dispozitiv de siguranta.

In cazul acumulatorilor, dispozitivul de siguranta trebuie sa fie eficace nu doar in timpul incarcarii ci si in timpul descarcarii. Aceasta se aplica de asemenea pentru incarcarea acumulatorilor in afara ariilor periculoase.

Nu se utilizeaza celule de acumulatoare cu orificii de rasuflare.

Nu se utilizeaza celule de acumulatoare sigilate cu "valve de regularizare".

Celulele de acumulatoare etanse care in domeniul de temperaturi ambiante a aparaturii electrice nu degaja gaz in orice conditii normale de functionare sau de defect pot fi utilizate fara dispozitiv de siguranta.

Celulele de acumulatoare etanse care nu indeplinesc cerintele de mai sus trebuie sa contina un dispozitiv de siguranta pentru reducerea degajarilor de gaze.

9.9.2. Sistemele electrochimice permise

Trebuie sa fie utilizate numai sistemele electrochimice pentru care experienta indelungata a aratat ca nu exista pericolul degajarii de gaz in timpul functionarii normale.

In tabelele de mai jos sunt mentionate tipurile de baterii care indeplinesc aceste cerinte.

Elemente galvanice permise

Acumulatoare permise

9.9.3. Temperaturi nepermise si deteriorarea celulelor de acumulatoare

In cazul celor mai nefavorabile sarcini, bateriile trebuie sa fie in conformitate fie cu cerintele de la punctul a) fie cu cele de la b):

a)     in conditii normale de functionare temperatura de suprafata a celulelor nu trebuie sa depaseasca, fie temperatura specificata de producatorul celulelor sau bateriilor, fie 80⁰C la temperatura ambianta maxima in care se gaseste aparatura si curentul maxim de incarcare / descarcare nu trebuie sa depaseasca valoarea de siguranta specificata de producator, sau

b)     bateriile trebuie sa fie prevazute cu unul sau mai multe dispozitive de siguranta pentru a preveni supraincalzirile nepermise sau degajarile de gaze in interiorul incapsularii.

9.9.4. Curent invers

In cazul in care exista o alta sursa de tensiune in aceeasi capsulare, bateria incapsulata si circuitele sale asociate trebuie protejate impotriva incarcarii prin alt circuit decat cel specificat de proiectant pentru incarcare. De exemplu, prin separarea bateriei si a circuitelor sale asociate de toate celelalte surse de tensiune din interiorul capsularii utilizand distantele de izolare specificate in tabelul cu distantele prin compund pentru cea mai ridicata valoare a tensiunii capabile sa produca curentul invers.

Limitarea curentului

Pentru a se asigura ca nu este depasita valoarea de siguranta a curentului specificat de producatorul celulelor sau bateriei, se va utiliza un rezistor, un dispozitiv pentru limitarea curentului sau o siguranta in conformitate cu standardele relevante.

Atunci cand se utilizeaza sigurante inlocuibile, ele trebuie marcate pentru a evidentia caracteristicile lor nominale si rolul.

9.9.6. Protectia impotriva inversarii polaritatii si descarcarile rapide a bateriilor

Atunci cand se utilizeaza mai mult de trei celule legate in serie, tensiunea celulei trebuie monitorizata. In timpul descarcarii, daca tensiunea scade sub valoarea limita a tensiunii celulei specificata de producator, dispozitivul de siguranta trebuie sa deconecteze celulele.

Cand este exista un circuit de protectie la descarcare adanca (aproape de zero), pentru a preveni schimbarea polaritatii de incarcare a celulelor in timpul descarcarii, tensiunea minima de intrerupere trebuie sa fie cea specificata de producatorul celulei sau bateriei. Dupa deconectarea sarcinii, curentul nu trebuie sa fie mai mare decat capacitatea de descarcare la o perioada de 1000h.

In general, unui singur circuit de protectie la descarcare adanca nu poate proteja mai mult de 6 celule (montate in serie).

9.9.7. Incarcarea bateriilor

Circuitele de incarcare trebuie considerate ca facand parte in totalitate din aparatura electrica. Sistemul de incarcare trebuie sa fie realizat astfel incat:

a)     in situatia unui defect in sistemul de incarcare, tensiunea si curentul de incarcare nu trebuie sa depaseasca limitele specificate de producator; sau,

b)     daca, in timpul incarcarii, exista posibilitatea ca valorile limita pentru tensiunea elementului electrochimic sau pentru curentul de incarcare, specificate de producatorul celulelor sau bateriei, sa fie depasite, trebuie prevazut un dispozitiv de protectie separat pentru a preveni degajarea gazului si depasirea temperaturii maxime in functionare a celulei, specificata de producator.

9.9.8. Cerinte pentru dispozitivele de protectie ale celulelor si bateriilor

Atunci cand exista dispozitive de protectie, ele trebuie sa formeze parti care asigura securitatea unui sistem de control. Este responsabilitatea producatorului sa asigure informatia necesara pentru a mentine integritatea sigurantei sistemului de control.

9.10. Dispozitive de protectie

In cazul in care aparatura cu tip de protectie "m" nu poate rezista in cazul unui singur defect pentru nivelul de protectiei "mb" sau a doua defecte in cazul nivelului de protectie "ma" fara a depasi temperatura de utilizare continua a compundului, sau clasa de temperatura, atunci trebuie asigurat un dispozitiv situat fie in exteriorul aparaturii sau integrat direct in aparatura.

Dispozitivul de protectie trebuie sa poata intrerupe curentul maxim de defect din circuitul in care este instalat. Tensiunea nominala a dispozitivului de protectie trebuie sa corespunda cu cel putin tensiunea de lucru.

In cazul in care incapsularea contine o celula sau baterie si este prevazut un dispozitiv de protectie pentru a preveni supraincalzirea excesiva, acest dispozitiv de protectie poate fi considerat ca asigura protectia tuturor celorlalte componente din interiorul aceleiasi incapsulari la depasirea temperaturii de utilizare continua a compundului sau clasei de temperatura.

9.10.1. Dispozitive electrice de protectie

Sigurantele fuzibile trebuie sa aiba o tensiune de regim cel putin egala cu a circuitului protejat si trebuie sa aiba o capacitate de rupere cel putin egala cu a curentului de defect a circuitului.

In cazul in care nu este specificat altfel, o siguranta trebuie considerata a fi capabila sa functioneze pana la 1,7 x curentul nominal continuu.

In cazul retelelor electrice de alimentare in care tensiunea nominala nu depaseste 250V, curentul probabil de scurtcircuit, in cazul aparitiei unui defect este in mod normal 1500A.

9.10.2. Dispozitive de protectie care sunt conectate la aparatura

cu tip de protectie "m"

In cazul in care incapsularea nu poate sa reziste la un singur defect, aparatura cu tip de protectie "m" poate fi conectata la dispozitive de protectie separate. Pentru a indica aceste conditii speciale de utilizare aparatura trebuie marcata cu "X".

Daca un dispozitiv de protectie extern sau un circuit de protectie este utilizat pentru a controla aplicarea corecta a tensiunii, curentului si puterii la aparatura cu nivel de protectie "ma", performanta dispozitivului extern de protectie sau a circuitului de protectie trebuie sa fie echivalenta cu cea pentru un dispozitiv de limitare "ib" (securitate intrinseca) sau circuit cu tip de protectie securitate intrinseca.

9.10.3. Dispozitive cu protectie termica

Dispozitivele de protectie termica trebuie utilizate pentru a proteja incapsularea impotriva deteriorarilor cauzate de incalzirea locala, de exemplu, datorita unor componente defecte sau datorita depasirii temperaturii maxime de suprafata (clasa de temperatura).

Trebuie utilizate numai dispozitive de protectie termica ce nu pot fi rearmate.

Capacitatea de comutare a dispozitivului trebuie definita si nu trebuie sa fie mai mica decat sarcina maxima admisa a circuitului.

Dispozitivele rearmabile pot fi utilizate in scopuri functionale. Daca aceste dispozitive sunt utilizate, ele trebuie sa functioneze la temperaturi mai mici decat temperatura de functionare a dispozitivului de protectie termica.

9.10.4. Dispozitive de protectie incorporate

Dispozitivele de protectie incorporate in aparatura cu tip de protectie "m" trebuie sa fie inchise intr-o carcasa astfel incat sa nu poata patrunde compundul in timpul procesului de incapsulare.

Dispozitivul de protectie trebuie sa corespunda cu scopul pentru care va fi utilizat :

a)     fie printr-o declaratie data de producator,

b)     fie prin incercarea esantioanelor de proba.

Dispozitivele inchise in sticla, plastic, ceramica sau sigilate prin alte metode sunt considerate ca fiind de tip protejat.

10. VERIFICARI SI INCERCARI

Incercari de tip:

a) Incercari pentru compund:

Incercarea de absorbtie a apei.

b) Incercari pentru aparatura:

Incercari termice:

temperatura maxima;

anduranta termica;

Incercarea de rigiditate dielectrica;

Incercarea la tractiune a cablului;

Incercarea la presiune (pentru spatiile libere ale compundului).

11. MARCARE

Aparatura electrica cu tip de protectie incapsulare 'm' trebuie sa cuprinda marcajul minim conform SR EN 60079-0 si in plus:

tensiunea nominala;

curentul nominal si puterea nominala (pentru aparatura cu factor de putere, altul decat unitatea, ambele valori trebuie marcate);

curentul de scurtcircuit predeterminat al sursei electrice externe de alimentare, in cazul in care este diferit de 1500A;

alte informatii necesare pentru functionarea sigura a tipurilor particulare de aparatura.