مثلث زرد آموزش طراحی مدارهای صنعتی
در مقاله‌ی تجهیزات ضد انفجار با علامت EX به معنی explosive atmosphere آشنا شدیم. معمولا بعد از نشان EX، یک کد شامل اعداد و حروف نیز درج می‌شود. این کد بیانگر محیط نصب، روش‌های بهره‌برداری، نوع حفاظت، گروه‌بندی گازی، کلاس حرارتی و … بوده و با توجه به استانداردهای مختلف، متفاوت است. در این بخش استاندارد NEC505 در زمینه تجهیزات ضد انفجار را بررسی می کنیم. قابل ذکر است که استاندارد NEC 500 نیز در مقالات دیگر بررسی شده است.
کدبندی تجهیزات ضد انفجار در استاندارد آمریکایی NEC505:
در این استاندارد کد درج شده روی تجهیزات ضد انفجار شامل ۵ بخش کلی می‌شود که در تصویر زیر نشان داده شده است. شرح هر یک از این بخش ها در ادامه آمده است.
کلاس منطقه:
استفاده از تجهیزات و ابزارهای غیر ایمن در محیط آلوده به گاز، بخار، گرد و غبار و یا الیاف قابل اشتعال، می‌تواند باعث انفجار و آتش‌سوزی شود. در قسمت اول کد و برای تعیین میزان خطر محیط‌های مختلف، کلاس‌هایی تعریف شده است. استاندارد ملی برق آمریکا (NEC) فضای صنایع را از نظر قابلیت و احتمال انفجار به ۳ کلاس (Class) تقسیم کرده است. این ۳ کلاس بر حسب نوع مواد آتش‌زای موجود در آن‌ها عبارت‌اند از:
- کلاس ۱: محیطی است که در آن گازهای قابل اشتعال وجود دارد، مانند تاسیسات نفتی.
- کلاس ۲: محیطی است که در آن غبارهای قابل اشتعال از قبیل غبار منیزیم، آلومینیوم و … موجود باشد.
- کلاس ۳: فضایی است که در آن فیبرهای قابل اشتعال مانند پنبه، کنف، براده‌های چوب و … موجود باشد.
همچنین محیط‌ها برحسب میزان گازها و غبارهای قابل اشتعال به ۳ منطقه (Zone) تقسیم‌بندی می‌شوند:
- Zone0 برای گازها، Zon20 برای گرد و غبار: فضایی که در آن مواد قابل اشتعال برای مدت طولانی و بیش از ۱۰۰۰ ساعت در سال وجود دارد. لازم به ذکر است که معمولا در Zone0 تجهیزات برقی نصب نمی‌شود.
- Zone1 برای گازها، Zone21 برای گرد و غبار: فضایی که در آن‌ها در شرایط عادی بهره‌برداری، مواد قابل اشتعال به‌طور متناوب و بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ ساعت در سال وجود دارد.
- Zone2 برای گازها، Zone22 برای گرد و غبار: فضایی که در آن‌ها در شرایط عادی بهره‌برداری، مخلوط گاز و هوا به میزان قابل اشتعال وجود ندارد و یا در صورت وجود برای مدت کوتاهی بین ۱ تا ۱۰ ساعت در سال تداوم خواهد داشت.
در جدول زیر این منطقه بندی بر اساس میزان وجود گازها و غبارهای قابل اشتعال را مشاهده می کنید.
|
Zone |
شرح |
|
| گازها | گرد و غبار | |
| ۰ | ۲۰ | محیطی که در آن مواد قابل اشتعال برای مدت طولانی و بیش از ۱۰۰۰ ساعت در سال وجود دارد. لازم به ذکر است که معمولا در Zone0 تجهیزات برقی نصب نمی‌شود. |
| ۱ | ۲۱ | محیطی که در آن در شرایط عادی بهره‌برداری، مواد قابل اشتعال به‌طور متناوب و بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ ساعت در سال وجود دارد. |
| ۲ | ۲۲ | محیطی که در آن در شرایط عادی بهره‌برداری، مخلوط گاز و هوا به میزان قابل اشتعال وجود ندارد و یا در صورت وجود برای مدت کوتاهی بین ۱ تا ۱۰ ساعت در سال تداوم خواهد داشت. |
به‌عنوان‌مثال، به محیط اطراف تانکر در حال تخلیه‌ی سوخت توجه کنید. در تصویر زیر، کلاس محیط بر اساس منطقه یا Zone مشخص شده است.
علامت اختصاری:
در بخش دوم، عبارت اختصاری AEX به‌عنوان نشان تجهیزات ضدانفجاری که طبق استاندارد آمریکا ساخته می‌شوند، آورده می‌شود.
نوع حفاظت سیستم:
قسمت سوم کد، برای مشخص کردن نوع حفاظت سیستم می‌باشد. تجهیزات ضد انفجار با توجه به مناطق خطرناک، سیستم‌های حفاظتی خاصی دارند. هر سیستم حفاظتی با یک یا چند حرف انگلیسی مشخص می‌شود. انواع حفاظت دستگاه‌های الکتریکی در محدوده‌ی خطر در جداول زیر، آورده شده است. جدول اول مربوط به زمانی که است ماده‌ی قابل اشتعال موجود در منطقه گاز و جدول دوم مربوط به زمانی است که ماده‌ی قابل اشتعال گرد و غبار می‌باشد.
| نوع حفاظت | علامت | مفهوم و کاربرد اصلی | نمودار |
| ایمنی افزایش یافته | e | تجهیزات بدون آرک، تخلیه‌ی الکتریکی و قسمت‌های داغ مانند: جعبه‌های ترمینال و اتصال، تابلوهای کنترل برای نصب تجهیزات ضدانفجار با گروه حفاظتی متفاوت، موتورهای قفس سنجابی، اتصالات روشنایی |  |
| محفظه‌های ضد آتش | d | تجهیزات با سیستم خاموش‌کنندگی قوس مانند: تابلوهای توزیع برق و مراکز کنترل و تجهیزات اخباری، سیستم‌های کنترلی، موتورها، ترانسفورماتورها، تجهیزات حرارتی، اتصالات روشنایی |  |
| محفظه‌های تحت فشار | p | تحت فشار قرار دادن تجهیزات با گازهای بی‌اثر و غیرقابل اشتعال جهت دور نگه داشتن گازهای قابل اشتعال از قسمت‌های داغ و قسمت‌های تولید جرقه مانند: تابلوهای توزیع برق و تابلوهای کنترل، آنالیزور، موتورهای بزرگ
px: برای استفاده در Zone 1,2 py: برای استفاده در Zone 1,2 pz: برای استفاده در Zone 2 |
 |
| ایمنی درونی | i | تجهیزات با انرژی و حرارت محدود شده مانند: تجهیزات ابزار دقیق، تجهیزات ارتباطی، سنسورها، فعال‌کننده‌ها
ia: برای استفاده در Zone 0, 1, 2 ib: برای استفاده در Zone 1, 2 [EX ib]: دستگاه‌های الکتریکی وابسته. نصب در منطقه‌ی ایمن |
 |
| غوطه‌ور شده در روغن | o | دور نگه داشتن گازهای قابل اشتعال از قسمت‌های داغ و قسمت‌های تولید جرقه مانند: ترانسفورماتورها، مقاومت‌های راه‌انداز |  |
| قرار گرفته در پودر | q | تجهیزات با سیستم خاموش‌کنندگی قوس مانند: سنسورها، صفحه‌نمایش‌ها، راه‌اندازهای الکترونیکی، ترانسمیترها |  |
| قرار دادن در محفظه‌های بسته | m | دور نگه داشتن گازهای قابل اشتعال از قسمت‌های داغ و قسمت‌های تولید جرقه مانند: تابلوهای توزیع با قدرت پایین، واحدهای اخباری و کنترل، صفحه‌های نمایش، سنسورها
ma: برای استفاده در Zone 0, 1, 2 mb: برای استفاده در Zone 1, 2 |
 |
| انواع حفاظت | n_ | تجهیزات بدون آرک، تخلیه‌ی الکتریکی و قسمت‌های داغ مانند: تمامی تجهیزات الکتریکی برای Zone 2
nA: بدون ایجاد جرقه nC: احتمال بروز جرقه وجود دارد اما پلاتین‌ها به روش مناسبی حفاظت شده‌اند. nL: با انرژی محدود شده nR: محفظه‌های محدودکننده‌ی نفوذ هوا nZ: تجهیزات تحت فشار |
 |
| تابش نوری | op_ | محدود کردن تابش‌های نوری که می‌توانند باعث اشتعال شوند
op is: جلوگیری از انتشار نور به بیرون op pr: تابش‌هایی که باعث حریق نمی‌شوند op sh: سیستم حفاظتی قطع نور |
 |
جدول نوع حفاظت در برابر گازهای قابل اشتعال
| نوع حفاظت | علامت | مفهوم و کاربرد اصلی | نمودار |
| حفاظت شده توسط محفظه‌ی بسته | tD | قرار دادن تجهیزات با قابلیت تولید جرقه در محفظه‌های کاملا بسته که مانع از نفوذ گرد و غبار قابل اشتعال می‌شود مانند: تابلوهای توزیع برق و مراکز کنترل، ترمینال‌ها و جعبه‌های اتصال، موتورها، اتصالات روشنایی
tD A21: روش A برای Zone 21 tD B21: روش B برای Zone 21 |
 |
| تحت فشار | pD | تحت فشار قرار دادن تجهیزات با گازهای بی‌اثر و غیرقابل اشتعال جهت دور نگه داشتن غبارهای قابل اشتعال از قسمت‌های داغ و قسمت‌های تولید جرقه مانند: تابلوهای توزیع، کنترل، موتورها |  |
| ایمنی داخلی | iD | تجهیزات با انرژی و حرارت محدود شده مانند: تجهیزات کنترل و اندازه‌گیری، تجهیزات ارتباطی، سنسورها، فعال‌کننده‌ها
iaD: برای استفاده در Zone 20, 21, 22 ibD: برای استفاده در Zone 21, 22 [Ex ibD]: دستگاه‌های الکتریکی وابسته. نصب در منطقه‌ی ایمن |
 |
| قرار دادن در محفظه‌های بسته | mD | دور نگه داشتن غبارهای قابل اشتعال از قسمت‌های داغ و قسمت‌های تولید جرقه مانند: تابلوهای توزیع با قدرت پایین، واحدهای اخباری و کنترل، صفحه‌های نمایش، سنسورها
maD: برای استفاده در Zone 20, 21, 22 mbD: برای استفاده در Zone 21, 22 |
 |
جدول نوع حفاظت در برابر غبارهای قابل اشتعال
گروه گازی:
قسمت چهارم کد، مربوط به گروه‌بندی گازی می‌باشد. محیط نصب تجهیزات الکتریکی ضد انفجار از نظر نوع و میزان گازهای موجود، به دو گروه کلی تقسیم می‌شود:
- گروه I: تجهیزات الکتریکی برای معادن
- گروه II: تجهیزات الکتریکی برای سایر مناطق خطرناک یا تجهیزات روی سطح زمین
طبق استاندارد NEC تجهیزات الکتریکی گروه II به زیرگروه‌های IIC,IIB,IIA تقسیم می‌شوند. این تقسیم‌بندی به میزان خطرناکی گازها و غبارها بستگی دارد. به‌عنوان‌مثال گروه IIC برای استفاده در اغلب جوهای انفجاری خطرناک مناسب است و می‌تواند گروه‌های گازی IIA,IIB را پوشش دهد. همچنین تجهیزات گروه IIB قابلیت پوشش گروه IIA را دارد. در جدول صفحه ی بعد، شرح این گروه‌بندی‌ها آورده شده است.
| گروه گازی |
شرح |
| I | تجهیزات الکتریکی برای استفاده در تاسیسات زیرزمینی و معادن که ممکن است در آن‌ها متان (گاز قابل‌احتراق معادن) و گرد و غبار زغال‌سنگ وجود داشته باشد. |
| IIA | تجهیزات الکتریکی برای استفاده در سطح زمین که ممکن است در آن‌ها خطرات ناشی از گاز پروپان وجود داشته باشد. |
| IIB | تجهیزات الکتریکی برای استفاده در سطح زمین که ممکن است در آن‌ها خطرات ناشی از گاز اتیلن وجود داشته باشد. |
| IIC | تجهیزات الکتریکی برای استفاده در سطح زمین که ممکن است در آن‌ها خطرات ناشی از گاز هیدروژن و استالین وجود داشته باشد. |
کلاس حرارتی یا حداکثر درجه حرارت مجاز سیستم:
اگر دمای یک محیط خطرناک افزایش یابد، گازهای موجود در آن بدون نیاز به فعال‌کننده، شعله‌ور می‌شوند. حداقل درجه حرارتی که در یک فضای قابل انفجار و بدون نیاز به جرقه می‌تواند باعث ایجاد آتش‌سوزی شود را درجه حرارت خود اشتعالی می‌نامند. برای جلوگیری از انفجار و آتش‌سوزی، دمای تمام تجهیزات در حین کار باید از درجه حرارت خود اشتعالی کمتر باشد. طبق جدول شماره‌ی ۱۶، برای مشخص کردن حداکثر درجه حرارت کار یک تجهیز یا ماشین گروه‌هایی تعریف شده است. در هر گروه، حداکثر درجه حرارت روی سطح تجهیز، در بدترین شرایط دمایی عبارت‌اند از:
| کد دما | درجه حرارت برحسب فارنهایت | درجه حرارت برحسب سانتی‌گراد |
| T1 | ۸۴۲ | ۴۵۰ |
| T2 | ۵۷۲ | ۳۰۰ |
| T3 | ۳۹۲ | ۲۰۰ |
| T4 | ۲۷۵ | ۱۳۵ |
| T5 | ۲۱۲ | ۱۰۰ |
| T6 | ۱۸۵ | ۸۵ |
