Dobór zabezpieczenia silnikowego do strefy Ex – praktyczne wskazówki

Dobór zabezpieczenia silnikowego do strefy Ex (strefy zagrożenia wybuchem) powinien być przemyślany i oparty na kilku kluczowych kryteriach. Oto praktyczne wskazówki, które pomogą dobrać właściwe rozwiązanie:

Określenie klasyfikacji strefy zagrożenia wybuchem i grupy wybuchowości

Na początku należy znać charakterystykę strefy Ex, w której pracuje silnik. Innych urządzeń będzie się wymagać dla strefy gazowej 1, niż dla strefy 2. Podobnie sytuacja się ma w przypadku stref pyłowych i różnic w doborze urządzeń dla stref 21 i 22. Każdy wyłącznik Ex ma na tabliczce znamionowej oznaczenie stref, do jakich jest dopuszczony (np. II 2G Ex db eb IIC T4 Gb to urządzenie kategorii 2G do strefy 1 z gazami grupy IIC, klasa temp. T4). Upewnij się więc, że kategoria urządzenia i jego oznaczenia Ex pasują do wymagań danej strefy – tylko wtedy instalacja będzie zgodna z przepisami.

Sprawdzenie parametrów wytrzymałości i środowiskowych

Warunki pracy w strefach zagrożonych wybuchem nierzadko są surowe – mogą występować duże wahania temperatury otoczenia, wilgotność, zapylenie lub agresywne chemikalia. Dlatego dobierając wyłącznik, zwróć uwagę na zakres temperatur pracy (np. -40°C do +55°C), materiał i szczelność obudowy (IP66 to częsty standard dla obudów Ex, chroniący przed pyłem i silnym strumieniem wody) oraz odporność mechaniczno-chemiczną. Obudowy z tworzyw wzmacnianych włóknem szklanym (GRP) cechują się wysoką odpornością na korozję i uderzenia – dobrym przykładem są wyłączniki silnikowe HARDO, które mają obudowy z nieiskrzącego poliestru wzmocnionego włóknem szklanym, odpornego na UV i nieemitującego płonących kropel w razie pożaru. Taka wytrzymała konstrukcja jest wskazana w przemyśle chemicznym, na platformach wiertniczych czy w młynach zbożowych, gdzie panują ciężkie warunki.

Dopasowanie prądu i mocy silnika

Wyłącznik silnikowy dobiera się pod kątem prądu znamionowego silnika. Sprawdź zakres nastaw zabezpieczenia przeciążeniowego – powinien obejmować prąd nominalny silnika (z pewnym zapasem). Zbyt mały wyłącznik (o za niskim prądzie) będzie powodował niepotrzebne wyłączenia, a zbyt duży (o za wysokim zakresie) może nie zapewnić właściwej ochrony. Przykładowo, jeśli silnik pobiera 10 A, dobierz wyłącznik o zakresie ok. 8–12 A (lub obejmującym 10 A w środku skali nastaw). W przypadku silników dużej mocy może być konieczne zastosowanie dodatkowych zabezpieczeń lub styczników, ale wiele wyłączników silnikowych Ex jest dostępnych dla prądów do ~25 A, co pokrywa sporo aplikacji.

Analiza wymaganych zabezpieczeń silnikowych do stref Ex

Upewnij się, że wyłącznik oferuje wszystkie niezbędne funkcje ochronne. Standardem jest zabezpieczenie nadprądowe (zwarciowe i przeciążeniowe) oraz czułość na zanik fazy, ale jeśli w aplikacji wymagana jest ochrona przed samoczynnym rozruchem po awarii zasilania – wybierz model z wyzwalaczem podnapięciowym (lub możliwością jego dołożenia). W strefach Ex często zaleca się tę funkcję dla bezpieczeństwa. Podobnie, jeżeli potrzebne są sygnały pomocnicze (np. informacja o zadziałaniu wyłącznika do systemu sterowania PLC lub lampki sygnalizacyjne), warto wybrać wyłącznik wyposażony w styki pomocnicze. Nowoczesne wyłączniki silnikowe Ex zwykle umożliwiają montaż co najmniej jednego styku pomocniczego (1 NO + 1 NC) do sygnalizacji stanu. Więcej o rodzajach zabezpieczeń w wyłącznikach silnikowych możesz przeczytać w osobnym materiale.

Zdolność łączeniowa i koordynacja zabezpieczeń silnikowych do stref Ex

Sprawdź znamionową zdolność łączeniową wyłącznika w kategorii AC-3 (załączanie/wyłączanie silników). Powinna ona przewyższać napięcie i prąd roboczy silnika, aby aparat mógł bezpiecznie załączać i wyłączać dany napęd. Ważna jest także zdolność wyłączeniowa zwarć wyrażona w kA – upewnij się, że maksymalny spodziewany prąd zwarciowy w twojej sieci nie przekracza tej wartości dla wyłącznika. W razie potrzeby, przy bardzo wysokich prądach zwarciowych, stosuj koordynację zabezpieczeń (np. wkładki topikowe o dużej zdolności odcinania przed wyłącznikiem silnikowym). Na szczęście wiele wyłączników Ex ma imponujące parametry – np. wspomniane wyłączniki HARDO HCS1P mogą wyłączać zwarcia do 65 kA, co daje duży margines bezpieczeństwa.

Uwzględnienie dostępności serwisowej i wymiarów

W przypadku modernizacji istniejącej instalacji warto upewnić się, że nowy wyłącznik zmieści się w przewidzianym miejscu (sprawdź wymiary obudowy) oraz że jego sposób montażu jest kompatybilny (np. zamocowanie na płycie, rozstaw otworów montażowych itp.). Niektóre wyłączniki silnikowe Ex są projektowane jako zamienne z aparatami czołowych producentów – co oznacza, że bez problemu pasują w miejsce starych wyłączników określonej serii. To ważne ułatwienie przy wymianie urządzeń, eliminujące potrzebę przerabiania skrzynek czy okablowania.

Zgodność z normami ATEX i IECEx oraz wsparcie techniczne to gwarancja bezpieczeństwa

Stosowanie nawet najlepszych zabezpieczeń byłoby niewystarczające, gdyby sam osprzęt elektryczny nie spełniał restrykcyjnych norm dla stref Ex. Dlatego absolutnym wymogiem jest, by wyłączniki silnikowe oraz inne elementy instalacji w strefach zagrożonych wybuchem posiadały odpowiednie certyfikaty zgodności z ATEX i/lub IECEx.

ATEX (od franc. Atmosphères Explosibles) to europejska dyrektywa 2014/34/UE określająca podstawowe wymagania bezpieczeństwa dla urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do pracy w atmosferach wybuchowych. Od lipca 2003 roku na terenie UE można wprowadzać do obrotu tylko te urządzenia Ex, które przeszły procedury oceny zgodności ATEX. Oznacza to, że wyłącznik silnikowy Ex musi być zaprojektowany i wykonany zgodnie z odpowiednimi normami zharmonizowanymi (np. PN-EN 60079-0, 60079-1, 60079-7 itp.) oraz przebadany przez notyfikowaną jednostkę certyfikującą. Dopiero wtedy otrzymuje oznaczenie Ex z właściwą kategorią (np. II 2G Ex db eb IIC T5 Gb) i może legalnie być używany w określonej strefie wybuchowej.

IECEx z kolei to międzynarodowy system certyfikacji urządzeń dla atmosfer wybuchowych, oparty na standardach IEC. Certyfikat IECEx zapewnia uznawalność sprzętu Ex w skali globalnej, ułatwiając jego stosowanie poza UE. Choć formalnie IECEx nie zastępuje wymagań ATEX w Europie, to często urządzenia posiadają podwójną certyfikację – ATEX i IECEx – aby potwierdzić zgodność z najwyższymi standardami bezpieczeństwa na całym świecie. Zarówno ATEX, jak i IECEx stawiają w centrum uwagi bezpieczeństwo eksploatacji: ustanawiają wymagania konstrukcyjne, temperaturowe, testowe i eksploatacyjne, które mają zagwarantować, że certyfikowany wyłącznik silnikowy nie stanie się źródłem zapłonu w przewidywalnych warunkach pracy. Innymi słowy, certyfikaty Ex są dla użytkownika gwarancją, że urządzenie zostało sprawdzone i spełnia wszystkie kryteria bezpieczeństwa wymagane w strefach zagrożonych wybuchem.

Podsumowując, zgodność z ATEX/IECEx jest równie istotna, jak parametry techniczne urządzenia. Nawet najlepszy wyłącznik silnikowy niewiadomego pochodzenia, bez certyfikatów, nie powinien być stosowany w strefie Ex. Dla bezpieczeństwa instalacji należy zawsze dobierać aparaturę oznaczoną właściwym symbolem Ex oraz dysponującą deklaracją zgodności UE i certyfikatem badania typu WE (dla ATEX) lub certyfikatem IECEx. Tylko wtedy mamy pewność, że urządzenie przeszło wymagane testy i może bezpiecznie pracować w określonej strefie (np. 1, 2, 21, 22) i grupie wybuchowości gazów/pyłów.

Stosując powyższe wskazówki, zwiększasz szansę, że wybrany wyłącznik silnikowy nie tylko będzie idealnie dopasowany do parametrów silnika, ale przede wszystkim zapewni maksymalne bezpieczeństwo w środowisku zagrożonym wybuchem. Pamiętaj – odpowiedni dobór i konfiguracja zabezpieczeń to inwestycja w bezawaryjną i bezpieczną pracę instalacji Ex.