Kaasu- ja pölyräjähdysvaarallisten tilojen sähkösuunnitteluopas

Abstract

Tässä insinöörityössä on opastettu sähkösuunnittelijoita suunnittelemaan kaasu- ja pölyräjähdysvaarallisten tilojen potentiaalintasaus sekä moottoreiden, valaistuksen ja lämmityksen pienjännitteisiä sähköasennuksia. Työssä on käsitelty räjähdyssuojauksen perusteet, vaaralliselta kipinöinniltä suojautuminen, sähköiset ja mekaaniset suojausmenetelmät sekä tyypillisimmät teollisuudessa esiintyvät kaasu- ja pölyräjähdysvaarallisten tilojen suunnittelumallit.

Räjähdysvaaralliseen tilaan on asennettava ainoastaan ATEX-tyyppihyväksyttyjä sähkölaitteita, eikä normaaleja sähkölaitteita voida käyttää. Sähkölaitteet valitaan tapauskohtaisesti kuhunkin tilaan riippuen räjähdysvaarallisen tilan tilaluokituksesta.

Vaaralliselta kipinöinniltä suojautuminen sisältää räjähdysvaarallisten alueiden potentiaalintasauksen suunnittelun. Räjähdysvaarallisen alueen rakenteissa ei saa esiintyä potentiaalieroja tai staattisia varauksia, koska ne voivat aiheuttaa kipinöintiä. Näin ollen räjähdysvaarallisten tilojen kaikki johtavat osat on yhdistettävä alueen potentiaalintasaukseen, jolloin potentiaalieroja ei pääse syntymään, ja staattiset varaukset purkaantuvat hallitusti maahan.

Sähkölaitteet on suojattava sähköisesti, etteivät ne aiheuta vikaantuessaan räjähdysvaaraa. Sähköasennukset on myös suojattava mekaanisesti ympäristön aiheuttamilta vaaroilta hyväksytyillä ja johtavilla materiaaleilla. Sähkönsyötölle on myös voitava tehdä hätä-pois-kytkentä ja huoltotöitä varten sähköinen erotus.

Yleisimmät teollisuuden räjähdysvaarallisissa tiloissa käytettävät sähkölaitteet ovat kolmivaiheiset oikosulkumoottorit sekä valaisimet. Työssä on esitetty erilaisia ratkaisumalleja näiden sähköasennusten suunnittelemiseksi. Lisäksi on esitelty asioita, jotka on huomioitava räjähdysvaarallisten tilojen sähköasennuksia suunniteltaessa.

This thesis is a guide for electrical designers to design equipotential bonding, as well as motor-, lighting- and heating low voltage installations in gas- and dust hazardous areas. This thesis goes thru the basics of explosion protection, protection against dangerous sparks, electrical and mechanical protection methods and the planning models for the most typical gas- and dust hazardous areas in industrial environments.

In hazardous areas only ATEX-approved electrical equipment may be installed and normal electrical equipment cannot be used there. Equipment in hazardous areas must be selected according to area classification.

Protection against dangerous sparks includes design of equipotential bonding in hazardous areas. Static charges may not occur in structures of hazardous areas, because they could create sparks. That is why all conductive parts of hazardous areas must be connected to equipotential bonding, so that there will not be any potential differences and static charges will discharge to earth in a controlled way.

Equipment must be protected electrically, so that during faults, these will not cause any danger of explosion. Electrical installation must also be protected mechanically to prevent dangers of environment. Hazardous areas electrical supply must be disconnectable for emergency purposes and maintenance.

The most common equipment in industrial gas and dust hazardous areas are three phase induction motors and luminaires. This thesis introduces facts that must be taken into account in the design of these types of electrical installations and different solution models to design these.