Ex bölgelerdeki elektrik tesisatları için gereklilikler
Bu makalede, tehlikeli alanlarda elektrik sistemleri tasarlarken ve kurarken şirketler ve tesisatçılar için gereklilikler ele alınmaktadır.
Patlama riski taşıyan bölgelerin sınıflandırılması
Tehlikeli alanlarda herhangi bir elektrik tesisatı çalışmasına başlamadan önce, bir bölge sınıflandırması yapılması gerekir. Bu süreç, güvenliği ve en uygun ekipman seçimini sağlamak için vazgeçilmezdir. Bölge sınıflandırması, alanda karşılaşılabilecek tehlikenin derecesini belirler ve bu da pratikte farklı risk seviyelerine sahip bölgelerin ayrılması anlamına gelir:
- Bölge 2 – Tehlikenin minimum olduğu ve gaz patlayıcı karışımın sadece kısa bir süre için, örneğin bir kaza sonucu oluşabileceği bir alan.
- Bölge 1 – normal çalışma sırasında gaz halinde patlayıcı bir karışımın oluşmasının muhtemel olduğu yerler,
- Bölge 0 – gaz halindeki patlayıcı bir karışımın sürekli olarak, uzun süreler boyunca veya sık sık bulunabileceği bir alan,
Toz karışımları için, 20, 21 ve 22 numaralı bölgeler olarak etiketlenen benzer sınıflandırmalar geçerlidir. Mühendisler bu sınıflandırmaları kullanarak, belirli bir ortamda güvenli olacağından emin olarak ekipmanı buna göre seçebilirler.
Sertifikalı ekipman kullanımı
Temel bir gereklilik, yalnızca ATEX Direktifi 114’e göre sertifikalandırılmış ekipmanların kullanılmasıdır. Sertifikasyon, her bir ekipman parçasının uygun testlerden geçmesini ve potansiyel patlama koşulları altında güvenlik gereksinimlerini karşılamasını sağlar. Sertifikalı elektrikli ekipman, arıza durumunda bile ateşleme kaynağı olmayacak şekilde tasarlanmıştır. Bunun istisnası kablolar ve tellerdir. Bunlar için yasa bir sertifika zorunluluğu getirmemektedir. Ancak bu durum, bunların çalışma koşullarına uygun olarak seçilmesi yükümlülüğünü ortadan kaldırmaz. Tüm Ex ekipmanlarının ATEX sertifikalı olması gerekip gerekmediğini mi merak ediyorsunuz? – Bir sonraki makaleyi okuyun.
Standarda uygun tasarım, seçim ve kurulum
Patlayıcı ortamlardaki tüm elektrik tesisatları EN 60079-14 Patlayıcı ortamlar standardına uygun olmalıdır. Bölüm 14, Elektrik tesisatlarının tasarımı, seçimi ve kurulumu. Bu standart, bu tür alanlardaki elektrik tesisatlarının ve ekipmanlarının tasarımı, kurulumu ve işletimi için gereklilikleri ayrıntılı olarak açıklar. Buna ek olarak, standart alana özgü tehlikeleri dikkate alır ve alan sınıflandırmasına göre uygun koruma seviyesine sahip patlamaya dayanıklı ekipmanın kullanılmasını gerektirir.
Tehlikeli alanlardaki elektrik tesisatlarının en aza indirilmesi
Tehlikeli bir alana kurulan tüm elektrikli ekipmanlar potansiyel bir ateşleme kaynağıdır. Her bir ekipman parçası güvenlik standartlarını karşılasa ve uygun şekilde korunup sertifikalandırılsa bile, bölgede çalışması potansiyel patlama riskini artırır.
Bu nedenle elektrik tesisatlarının sayısının mutlak minimuma indirilmesi son derece önemlidir. Amaç sadece cihaz sayısını değil, aynı zamanda tehlikeli bölgelerdeki kablo ve elektrik konektörlerinin sayısını da en aza indirmek olmalıdır. Bu nedenle bir bölgedeki bileşen sayısının azaltılması arıza olasılığını azaltır.
Tasarım optimizasyonu
Tehlikeli alanlarda bir elektrik tesisatının tasarım aşamasından itibaren, hangi ekipman ve bileşenlerin gerekli olduğunu düşünmek çok önemlidir. Tasarımcılar, mümkün olduğunca az bileşenle amaçlarını yerine getiren mümkün olan en basit sistemleri oluşturmayı hedeflemelidir. Pratikte bu, örneğin kablo hatlarının uzunluğunu en aza indirmek ve kontrol ve dağıtım işlevlerini tehlikeli alanların dışında merkezileştirmek anlamına gelir.
Bakım maliyetlerinin azaltılması
Tehlikeli alanlarda daha az sayıda elektrik tesisatı ve ekipman bulunması aynı zamanda daha düşük bakım maliyetleri anlamına gelir. Bu tür alanlardaki tüm ekipmanlar düzenli bakım, durum kontrolü ve olası onarımlar gerektirir. Bunları gerçekleştirmek için her zaman patlayıcı ortamın ortadan kaldırılması gerekir ki bu da genellikle üretimin durdurulmasını gerektirir. Tesisat ve ekipman sayısının azaltılması, izlenmesi gereken daha az bileşen olduğu anlamına gelir; bu da hem işletme maliyetlerini hem de çalışma sırasında arıza riskini azaltır.
Ekipmanı tehlikeli alanların dışına taşıma
Potansiyel olarak patlayıcı ortamlardaki elektrik tesisatlarının tasarımının temel ilkelerinden biri, elektrik sistemlerini ve ekipmanlarını mümkün olduğunca tehlikeli alanların dışına yerleştirmektir. Bu özellikle şalt sistemleri, kontrol sistemleri ve diğer kontrol aparatları için geçerlidir. Bu yaklaşımın amacı, potansiyel patlama kaynaklarının hemen yakınında çalışan ekipman sayısını en aza indirerek arıza riskini azaltmaktır. Petrokimya ve kimyasallar gibi bazı endüstrilerde o kadar çok Ex Zone vardır ki, birçok elektrikli ekipmanı tehlikeli alanların dışına taşımak zordur, ancak ekipmanın yerini değiştirmenin mümkün olduğunda sağladığı bazı faydaları aşağıda ele almaya değer.
Kontrol ve dağıtım sistemlerinin yer değiştirmesi
Doğrudan tehlikeli alanlarda çalışması gerekmeyen kontrol sistemleri, şalt cihazları ve diğer ekipmanlar bu alanların dışına taşınmalıdır. Bu, bu cihazların güvenli koşullar altında çalışmasını sağlarken aynı zamanda tasarımlarına daha az kısıtlayıcı gereklilikler uygulanabilir. Örneğin, şalt cihazının tehlikeli alanın dışına taşınması, ATEX gerekliliklerine uymak zorunda olmayan standart ekipmanın kullanılmasına olanak tanıyarak kurulum ve işletme maliyetlerini azaltır.
Daha da önemlisi, herhangi bir elektrikli ekipmanın tehlikeli alanın dışına taşınabilmesi halinde, işletme maliyetlerinin düşürülmesi ve ateşleme riskinin azaltılması açısından, yeni tesisatların alanda çalışan minimum sayıda gerekli ekipmanla tasarlanmış olmasıyla aynı faydalar elde edilecektir.
Merkezi kontrol sistemlerinin kullanımı
Potansiyel olarak patlayıcı ortamlardaki elektrik tesisatlarının tasarımında, ekipmanın ex bölgelerinin dışına taşınması genellikle merkezi kontrol ve izleme sistemlerinin kullanımı ile birleştirilir. Modern SCADA (Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama) sistemleriyle, tehlikeli alanlardaki ekipmanın çalışmasını bu bölgelerin dışındaki merkezi bir konumdan kontrol etmek mümkündür. Bu tür çözümler yalnızca güvenliği artırmakla kalmaz, aynı zamanda ekipman çalışma parametrelerinin daha hassas bir şekilde izlenmesini sağlayarak olası arızaların erken tespit edilmesine ve sonuçlarının en aza indirilmesine olanak tanır.
Tehlikeli alanlardaki elektrik tesisatlarının dokümantasyona uygun olarak kurulması
Potansiyel olarak patlayıcı ortamlardaki elektrik tesisatlarının kurulumu, tasarım belgelerine, teknik ve işletim belgelerine (DTR) ve elektrikli ekipman üreticilerinin talimatlarına uygun olarak azami özen gösterilerek gerçekleştirilmelidir. Kurulumun her aşaması, kabul edilen güvenlik ve kalite standartlarına uygunluğun sağlanması için denetlenmelidir.
Teknik belgelere uygunluk
Teknik dokümantasyon, tehlikeli alanlardaki her türlü elektrik tesisatı projesinin temelini oluşturur. Şu konularda kesin rehberlik sağlayan ayrıntılı dokümantasyon gereklidir:
- Bölge sınıflandırmasına uygun ekipman seçimi,
- Mekanda bulunan yanıcı maddelerin teknik parametreleri,
- Ekipmanın montajı, kurulumu ve çalıştırılması için yönergeler.
Dokümantasyon, hem güvenlik standartlarını hem de ekipman üreticilerinin gereksinimlerini dikkate almalı ve kurulumun tüm bileşenlerinin tehlikeli alanlarda çalışmaya yönelik katı standartları karşılamasını sağlamalıdır.
Tesisatın her bir bileşeni, teknik dokümantasyonda gösterilen kurulum planına uygun olarak kurulmalıdır. Kurulumun plana uygun olmaması, kurulumun güvenli çalışmasını tehlikeye atabilecek ciddi hatalara yol açabilir. Bu nedenle, kurulumdan sorumlu kişilerin çalışmaya başlamadan önce şemaları ve talimatları dikkatle incelemesi çok önemlidir.
Tehlikeli alanlarda kullanım için kablolar hakkında daha fazla bilgi edinin.
Ekipmanın teknik durumunun doğrulanması
Kurulumdan önce, elektrikli ekipmanın teknik durumunu kontrol etmek gerekir. Tüm ekipmanların sertifikalara ve üretici talimatlarına uygunluğu dikkatlice kontrol edilmelidir. Herhangi bir mekanik veya elektriksel hasar gösteren cihazlar kullanılmamalı ve kurulumdan geri çekilmelidir.
Üreticinin kurulum talimatları
Her cihazın kendine özgü kurulum gereksinimleri vardır ve bunlar üretici tarafından kurulum talimatlarında belirtilmiştir. Bu yönergelere kesinlikle uyulmalıdır. Bunlar arasında uygun montaj, dış etkilere karşı koruma ve elektrik sistemine nasıl bağlanılacağı yer alır. Patlamaya dayanıklı ekipmanın kurulumu, sızdırmazlığı sağlamak ve kıvılcım veya elektrik arklarının oluşmasını önlemek için uygun malzeme ve tekniklerin kullanılmasını gerektirir.
Kablo bağlantıları ve kablo girişi
Patlayıcı ortamlardaki elektrik tesisatları, kıvılcımların patlayıcı atmosfere girmesini önleyecek şekilde yapılmalıdır. Bu nedenle, kurulumun önemli bir kısmı kabloların doğru bağlanması ve kabloların ekipmana yerleştirilmesidir. Tüm bağlantılar sıkıca yapılmalı ve kablo giriş noktaları neme ve toza karşı yeterince korunmalıdır.
Patlama tehlikesi olan alanlarda elektrik tesisatlarının test edilmesi ve kabulü
Kurulumun tamamlanmasının ardından, tehlikeli alanlardaki her elektrik tesisatı kabul testlerine tabi tutulmalıdır. Bu testler, kurulumun doğruluğunun, belgelere uygunluğunun ve güvenlik sistemlerinin işlevselliğinin kontrol edilmesini içerir. Tüm testler belgelenmeli ve sonuçlar kurulumun güvenlik gereksinimlerini karşıladığını ve çalışmaya hazır olduğunu doğrulamalıdır.
Sertifikalara uygunluğun kontrol edilmesi
Tesisatın her bileşeni bölgede yürürlükte olan ATEX veya diğer güvenlik sertifikalarına uygun olmalıdır. Bu sertifikalar kurulumdan önce kontrol edilmeli ve kurulumdan sonra kurulumun sertifikaların gerekliliklerine uygun olarak çalıştığından emin olunmalıdır.
Personel nitelikleri
Tehlikeli alanlardaki elektrik tesisatları yalnızca kalifiye personel tarafından gerçekleştirilmelidir. Çalışanlar, tüm işlerin geçerli standartlara uygun olarak yürütülmesini sağlamak için sınavlarla onaylanan gerekli niteliklere sahip olmalıdır. Yalnızca yetkin kişiler kurulumları ve bakımı doğru bir şekilde gerçekleştirebilir ve bu da güvenlik üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir.
Arızalı ekipmanların hizmet dışı bırakılması
Arızalı ekipman tehlikeli alanlarda kullanılmamalıdır. En küçük hasar bile tehlikeli durumlara yol açabilir, bu nedenle arızalı ekipman derhal geri çekilmeli ve tüm gereksinimleri karşılayan yeni ekipmanla değiştirilmelidir.
Dış etkilere karşı koruma
Potansiyel olarak patlayıcı ortamlardaki elektrik tesisatlarının tasarımı ve işletimi ile ilgili kilit hususlardan sonuncusu dış etkilere karşı korumadır. Ekipman, kablolar ve diğer tesis bileşenleri, güvenilirliklerini ve operasyonel güvenliklerini etkileyebilecek çeşitli çevresel faktörlerden yeterince korunmalıdır. Potansiyel olarak patlayıcı ortamlarda nem, sıcaklık, titreşim, kimyasallar veya mekanik radyasyon gibi faktörler sadece tesisatın yapısını zayıflatmakla kalmaz, aynı zamanda patlama riskini de artırabilir. Kimyasallar ve petrokimyasallar gibi birçok endüstride zorlu çalışma ortamının ortadan kaldırılamayacağını unutmamak önemlidir, bu nedenle tesis ve ekipmanı bu faktörlerden yeterince korumak çok önemlidir.
Dış etkilerden korunma, aşağıda ayrıntıları verildiği gibi çeşitli teknik ve çevresel hususları kapsar:
Çevresel faktörlere karşı koruma
Tehlikeli alanlara monte edilen elektrikli ekipmanlar, kablolar ve teller dış ortamdan yeterince korunmalıdır. Tipik çevresel tehlikeler şunlardır:
- Termal faktörler – Çok yüksek bir sıcaklık ekipmanın aşırı ısınmasına neden olarak arızaya yol açabilir veya potansiyel tutuşma kaynakları yaratabilir. Tersine, çok düşük bir sıcaklık tesis malzemelerinin ve bileşenlerinin kırılganlığını etkileyebilir. Bu nedenle, değişen sıcaklık koşullarına dayanabilecek malzemelerin kullanılması ve ekipmanın aşırı ısınmaya (örn. havalandırma, soğutma) veya donmaya (örn. ısıtma) karşı korunması için önlemler alınması önemlidir.
- Kimyasal maddeler – Aşındırıcı maddelerin veya diğer agresif kimyasalların bulunabileceği endüstriyel alanlarda, korozyona dayanıklı malzemelerin kullanılması ve ekipmanın bu maddelere maruz kalmaktan yeterince korunması gerekir. Patlamaya dayanıklı ekipmanların muhafazaları kimyasallara dayanıklı malzemelerden yapılmalıdır ve ayrıca koruyucu kaplamalar tavsiye edilir.
- Nem – Nem elektrik tesisatlarına nüfuz ederek kısa devrelere, kablo korozyonuna ve ekipman arızalarına yol açabilir. Bu nedenle, tüm kablo bağlantıları hava geçirmez olmalı ve ekipman su girişine karşı uygun IP (Giriş Koruması) derecesine sahip olmalıdır. Özellikle neme maruz kalan alanlarda ek contalar ve hermetik koruma kullanılır.
- Titreşim ve şok – Endüstriyel alanlardaki elektrik tesisatları, makine ve ekipmanların çalışmasından kaynaklanan titreşime maruz kalabilir. Korumasız bileşenler mekanik olarak hasar görebilir veya gevşeyebilir, kıvılcım ve sonuç olarak patlama riski yaratabilir. Bunu önlemek için, tesisatın stabilitesini sağlamak amacıyla özel sabitlemeler, şok emiciler ve ek mekanik takviyeler kullanılmalıdır.
Kıvılcım önleme
Tehlikeli alanlardaki elektrik tesisatlarında kıvılcımların önlenmesi, bu tür tesisatların tasarımı ve işletilmesindeki temel hedeflerden biridir. Kıvılcım kaynakları elektrostatik deşarjdan ark oluşumuna ve hasar veya titreşimden kaynaklanan mekanik kıvılcımlara kadar değişebilir.
- Kabloların yalıtımı – Tüm teller ve kablolar uygun şekilde yalıtılmalı ve bağlantılar uygun kapaklarla yapılmalıdır. Ark oluşumuna yol açabilecek gevşek bağlantılardan kaçınmak da önemlidir.
- Canlı parçaların izolasyonu – Kazara teması veya kıvılcıma yol açabilecek hasarı önlemek için ekipmanın canlı parçaları ortamdan izole edilmelidir. Ek koruma kullanılması ve patlamaya dayanıklı ekipmanın sızdırmazlığının sağlanması kıvılcım riskinin en aza indirilmesinde kilit unsurlardır.
Eşpotansiyel baraya bağlantı
İletken malzemelerden yapılmış tüm erişilebilir yapılar ve muhafazalar bir eşpotansiyel baraya bağlanmalıdır. Bunun amacı elektrik potansiyellerini eşitlemek, böylece kıvılcımlara ve sonuçta patlamalara yol açabilecek elektrostatik deşarjları önlemektir. Eşpotansiyelleme, elektrik çarpmasına karşı temel koruma yöntemlerinden biridir ve tesisatın iletken parçaları arasında potansiyel fark oluşmasını önler.
Eşpotansiyel bara iyi bir şekilde topraklanmalı ve tam koruma sağlamak için tüm bağlantılar standartlara uygun olarak yapılmalıdır. Eşpotansiyel bağlantıların durumunun düzenli olarak kontrol edilmesi, tesisatın ömrü boyunca etkinliğini sağlamanın anahtarıdır.