Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG

Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG Vydání 02/2003 Systémový popis 1056 0556 / CS

SEW-EURODRIVE

Úvod 1 1 Úvod Proč nevýbušné provedení? Ochrana proti výbuchu elektrických a mechanických strojů je důležitým preventivním opatřením pro zajištění bezpečnosti osob a výrobních, skladovacích a distribučních zařízení všeho druhu, pokud tam mohou vzniknout výbušné směsi hořlavých plynů nebo prachu se vzduchem. Čeho se dosáhne nevýbušným provedením? Ochrana proti výbuchu může znamenat zabránění vzniku výbušných směsí. Ochrana proti výbuchu může být také realizována tak, že se pomocí vhodného návrhu a neustálé provozní kontroly předem vyloučí možné zdroje vznícení jako je zvýšená teplota nebo tvorba jisker nebo se okolní prostředí ochrání před účinky zdrojů vznícení zapouzdřením těchto zdrojů (např. explozí v uzavřeném prostoru). Přetlakové zapouzdření pomocí stálého přívodu čerstvého vzduchu nebo ochranného plynu z prostoru mimo zónu s nebezpečím výbuchu je obvyklé především u velkých pohonů. Příslušné pohony se mají dále provozovat a nevypínat ani při výskytu nebezpečných směsí. Harmonizovaná evropská prováděcí ustanovení Směrnice EU 94/9/EG (ATEX 1) 100a) stanovuje minimální požadavky na přístroje v nevýbušném provedení závazně pro Evropskou unii. Týká se kromě motorů i všech ostatních elektrických a mechanických komponent, jako jsou např. převodovky, mechanické regulovatelné převodovky, brzdy, externí ventilátory, integrované frekvenční měniče, snímače a další. Ve směrnici 94/9/EG jsou definovány minimální požadavky na přístroje a jejich rozdělení do kategorií. Požadavky na výrobní místa, rozdělení zón a přiřazení přístrojových kategorií k zónám stanovuje směrnice EU 1999/92/EG (ATEX 137). Pohony SEW-EURODRIVE v nevýbušném provedení Pohony SEW-EURODRIVE pro použití v prostorách s nebezpečím výbuchu se vyznačují: Jsou sem zahrnuty všechny skupiny výrobků od sít ových asynchronních převodových motorů přes převodové motory MOVIMOT s integrovaným frekvenčním měničem až po zvláště náročné regulované pohony. Všechny komponenty jsou vzájemně kombinovatelné podle pravidel stavebnicového systému SEW-EURODRIVE. Všechny pohony splňují v otázce výkonu a funkce typické požadavky trhu. 1) Atmosphéres Explosibles Systémový popis Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG 3

2 Ochranná koncepce 2 Ochranná koncepce 2.1 Nevýbušné provedení podle směrnice EU 94/9/EG Ve směrnici EU 94/9/EG jsou definovány minimální požadavky na přístroje a ochranné systémy pro použití v prostorách s nebezpečím výbuchu. Podle směrnice 94/9/EG se přístroje dělí do přístrojových skupin, kategorií a stupňů ochrany proti vznícení. Skupina přístrojů I Přístroje skupiny I jsou určeny pro podpovrchové použití a dělí se do kategorií M1 a M2. Skupina přístrojů II Přístroje skupiny II jsou určeny pro povrchový provoz v prostorách s nebezpečím výbuchu a vyrábějí se v kategoriích 1, 2 a 3. Kategorie udává stupeň ochrany provozního prostředku a přípustné provozní podmínky. Navíc musí být přístroje označeny pro použití v prostorách s výskytem výbušných směsí vzduchu a plynů písmenem G (Gas plyn) v prostorách s výskytem výbušných směsí vzduchu a prachu písmenem D (Dust prach). Kategorie 1 zvláště vysoká bezpečnost Přístroje kategorie 1 musí být bezpečné i při občasných poruchách. Pokud selže ochranné opatření, musí být k dispozici minimálně druhé ochranné opatření, které zabrání vzniku možného zdroje vznícení. Je tak třeba zvládnout dvě navzájem nezávislé chyby. Elektrické pohony nelze vyrábět v kategorii 1. Jejich použití v zónách 0 a 20 není možné. Kategorie 2 vysoká bezpečnost Ochranná opatření proti výbuchu u přístrojů kategorie 2 zaručují požadovanou míru bezpečnosti i při častých přístrojových poruchách nebo chybových stavech, které lze obvykle očekávat. Tato bezpečnost je zaručena u výbušných směsí vzduchu s prachem zabráněním styku prachu s horkými povrchy (označení přístrojů 2D) u výbušných směsí vzduchu s plyny pomocí tzv. stupňů ochrany proti vznícení (označení přístrojů 2G). Přístroje kategorie 2 jsou v první řadě koncipovány pro zóny 1 nebo 21. Mohou se ale používat i v zónách 2 / 22. Motory Stupeň ochrany proti vznícení d tlakově odolné zapouzdření Typicky elektrické pohony v provedení II2G pro zónu 1 jsou motory s následujícími stupni ochrany proti vznícení. I když v motoru dojde k explozi, vydrží pouzdro tento nápor a případný vystupující plyn ochladí natolik, že nedojde ke vznícení vnější výbušné atmosféry. Pro snížení tlaku při explozi mají přístroje zápalnou mezeru. Tyto zápalné mezery jsou konstruovány tak, že unikající horké plyny jsou na výstupu natolik ochlazeny, že nemůže dojít ke vznícení vnější výbušné atmosféry. 4 Systémový popis Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG

Ochranná koncepce 2 Stupeň ochrany proti vznícení e zvýšená bezpečnost V normálním provozu a při očekávaných poruchách se nevyskytuje žádný zdroj vznícení. Toho se dosáhne konstrukčními opatřeními, jako jsou např. kvalitní izolační systémy nebo delší vzduchové dráhy. Jako normální provoz se označuje provoz s přístrojovými poruchami, které lze očekávat. V následujícím grafu je zobrazen příklad teplotního průběhu v motoru se zablokovanou hřídelí. Teplota stoupá ze jmenovité teploty ϑ N během doby zahřívání t E na maximální přípustnou povrchovou teplotu T3 = 200 C. ϑ [ C] ϑw 200 T3 175 150 ϑn 125 t E 100 75 50 ϑamb 25 0 t ϑ W = maximální přípustná teplota vinutí ϑ N = setrvačná teplota motoru v bezporuchovém provozu ϑ amb = okolní teplota 51015AXX Speciální motorový ochranný spínač vypne motor při výskytu poruchy během doby zahřívání t E. Tak je zajištěno, že nebude dosaženo kritické teploty (zde teplotní třída T3). Převodovky Stupeň ochrany proti vznícení c konstrukční bezpečnost Stupeň k kapalinové zapouzdření Pro převodovky platí následující stupně ochrany proti vznícení: Pro tento stupeň ochrany proti vznícení je třeba pomocí analýzy rizik dokázat, že při výskytu očekávané poruchy převodovky se nemůže vyskytnout žádný zdroj vznícení. Pro tento stupeň ochrany proti vznícení je třeba zaručit, že je zdroj vznícení částečně nebo úplně ponořen do kapalinové lázně (např. olej) nebo je trvale smáčen kapalinou. Kategorie 3 normální bezpečnost Přístroje kategorie 3 jsou určeny jen pro zóny 2 nebo 22, kde je vznik výbušných směsí málo pravděpodobný. Přístroje musí být provedeny tak, aby ve jmenovitém provozu nevykazovaly žádné zdroje vznícení. Motory Pro motory je typický stupeň ochrany proti vznícení na: Systémový popis Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG 5

2 Ochranná koncepce Stupeň ochrany proti vznícení na Typické elektrické pohony provedení II3G pro zónu 2 (plyn) jsou motory stupně ochrany proti vznícení na nejiskřící. Požadavky na stupeň ochrany proti vznícení na odpovídají požadavkům na stupeň ochrany proti vznícení e pro bezporuchový provoz. Převodovky U převodovek je třeba zaručit splnění normy EN 13463-1. Pro tuto kategorii nejsou u převodovek nutné žádné stupně ochrany proti vznícení. 2.2 Nevýbušné provedení podle směrnice EU 1999/92/EG Na rozdíl od směrnice EU 94/9/EG, která stanovuje vlastnosti přístrojů pro výrobce, se obrací směrnice EU 1999/92/EG na provozovatele zařízení. Kromě různých požadavků na vytvoření a provoz zařízení je zde definováno rovněž přiřazení přístrojových kategorií k různým nebezpečným prostorám (zónám). Zóny Zóny ve výbušné atmosféře V rámci výbušné atmosféry se rozlišují různé zóny. Tyto zóny udávají pravděpodobnost výskytu výbušné atmosféry. Zóna Plyn Prach Pravděpodobnost Prach výskytu výbušné atmosféry 0 20 Neustále, dlouhodobě, často (časově převážně) 1 21 Příležitostně, při normálním provozu 2 22 Zřídka, krátkodobě 03535AXX 6 Systémový popis Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG

Ochranná koncepce 2 Přiřazení kategorie zóna Následující přehled ukazuje použitelnost přístrojů určitých kategorií v příslušných zónách. Přístroje kategorií 1G, 2G a 3G se smí používat jen v prostorách s nebezpečím výbuchu plynů, přístroje kategorií 1D, 2D, 3D jen v prostorách s nebezpečím výbuchu prachu. Stupeň nebezpečí v jednotlivých zónách se odráží ve stupni ochrany jednotlivých kategorií. Tak lze použít pro každý nebezpečný případ správné provedení přístroje. To chrání uživatele před nebezpečím a zbytečně vysokými náklady. Šedě zbarvená pole v následující tabulce (kategorie 2 a 3) jsou relevantní pro pohony SEW-EURODRIVE. Výbušná atmosféra: plyn (G) Výbušná atmosféra: prach (D) Kategorie Pro použití v zóně Kategorie Pro použití v zóně 1G 0, 1 a 2 1D 20, 21 a 22 2G 1 a 2 2D 21 a 22 22 + vodivý prach 3G 2 3D 22 2.3 Normy Pro nevýbušné provedení pohonů je třeba v oblasti platnosti CEN (Comité Européen de Normalisation), která zahrnuje všechny země Evropské unie, Island a Švýcarsko, použít následující normy: Motory Neelektrické přístroje/převodovky EN 50014 Všeobecná ustanovení EN 13463-1 Základní metodika a požadavky Atmosféra: plyn (stupně ochrany proti vznícení) EN 50018 Tlakově odolné zapouzdření "d" EN 50019 Zvýšena bezpečnost "e" EN 50020 Vlastní bezpečnost "i" EN 50021 Stupeň ochrany proti vznícení nejiskřící "na" Atmosféra: prach EN 50281 Stupně ochrany proti vznícení pro plynovou a prachovou atmosféru EN 13463-5 Konstrukční bezpečnost "c" EN 13463-8 Kapalinové zapouzdření "k" Normy pro neelektrické přístroje jsou platné od 1.7.2003. Systémový popis Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG 7

2 Ochranná koncepce Klíč označení podle směrnice EU 94/9/EG Podle směrnice EU 94/9/EG se stupně ochrany proti vznícení spojují s přístrojovými skupinami, kategoriemi, výbušnými atmosférami a minimálními stupni ochrany a teplotními třídami (příklad: provozní prostředek ve stupni ochrany "tlakově odolné zapouzdření" (d)). Označení CE Identifikační číslo pověřené instituce 0102: PTB (fyzikálně-technický spolkový ústav, Braunschweig) Označení pro zabránění explozí (podle 94/9/EG) Přístrojová skupina II: povrchové použití Kategorie 1: pro zóny 0, 20 (zvláště vysoká bezpečnost) 2: pro zóny 1, 2, 21, 22 (vysoká bezpečnost) 3: pro zóny 2, 22 (normální bezpečnost) Výbušná atmosféra G: plyn D: hořlavý prach Evropské normy EN Nevýbušné provedení Stupeň ochrany proti vznícení d: tlakově odolné zapouzdření e: zvýšená bezpečnost na: stupeň ochrany proti vznícení n; A: nejiskřící provozní prostředek c: konstrukční bezpečnost k: kapalinové zapouzdření i: vlastní bezpečnost Výbušná skupina II Mezní šířka mezery A: d 0,9 mm B: 0,9 mm > d 0,5 mm C: 0,5 mm > d Povrchová teplota ( C u prachu) Teplotní třída (u plynu): Mezní teplota T1: max. 450 C T2: max. 300 C T3: max. 200 C T4: max. 135 C T5: max. 100 C T6: max. 85 C 0102 II 2 G E Ex d II C T3 Označení IIA, IIB a IIC platí v souvislosti se stupněm ochrany "d". U všech ostatních stupňů je na tomto místě pouze II. 8 Systémový popis Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG

Pohony SEW-EURODRIVE podle směrnice EU 94/9/EG 3 3 Pohony SEW-EURODRIVE podle směrnice EU 94/9/EG Přehled V následující tabulce je uveden přehled elektrických pohonů SEW-EURODRIVE. Volitelné doplňky motorů, jako jsou např. snímače skutečných hodnot, je třeba vybírat pro každý případ zvlášt podle předpisů pro ochranu proti explozi. Kategorie Použití Použití v zóně Sít ový provoz 2 plyn L1 L2 22 L3 prach Motory v provedení stupeň ochrany proti vznícení "n" (II3GEExnA) Typy: DT/DV../3IIG Motory v provedení II3D Typy: DT/DV../II3D 3 Pohon v prostředí s nebezpečím výbuchu a měnič v rozvaděči mimo výbušné prostřed Pohon s integrovaným frekvenčním měničem v prostředí s nebezpečím výbuchu 2 plyn 22 prach 2 plyn 22 prach Motory v provedení stupeň ochrany proti vznícení "n" (II3GEExnA) Typy: DT/DV../II3G S měničem: MOVITRAC 31C MOVIDRIVE MCF/MDF/MCV/MDV Motory v provedení II3D Typy: DT/DV../II3D S měničem: MOVITRAC MC07 MOVITRAC 31C MOVIDRIVE MCF/MDF/MCV/MDV MOVIMOT Motoren in der Ausführung II3D Typy: DT/DV../MM../II3D Převodovky v nevýbušném provedení jsou vždy vyrobeny pro použití v kategoriích II2G a II2D. Lze je použít i v kategoriích II3G a II3D. S měničem: MOVIMOT MM03..MM30 2 Sít ový provoz 1 / 2 plyn L1 L2 L3 Pohon v prostředí s nebezpečím výbuchu a měnič v rozvaděči mimo výbušné prostředí 21 / 22 prach 1 / 2 plyn 21 / 22 prach Motory v provedení "zvýšená bezpečnost" (II2GEExe) Typy: edt/edv.. Motory v provedení "tlakově odolné zapouzdření" (II2GEExd) Typy: CD/BD Motory v provedení II2D Typy: edt/edv../ii2d Motory v provedení "tlakově odolné zapouzdření" (II2GEExd) Typy: CD/BD S měničem: MOVITRAC MC07 MOVITRAC MC31C MOVIDRIVE MCF/MDF/MCV/MDV Provedení II2G Převodovky Regulovatelné převodovky Provedení II2D Převodovky Regulovatelné převodovky Provedení II2G Převodovky Provedení II2D Převodovky Systémový popis Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG 9

3 Pohony SEW-EURODRIVE podle směrnice EU 94/9/EG 3.1 Výrobky Standardní převodové motory R / F / K / S / W 51306AXX Pohony pro decentrální instalaci R.../MM... R.../MSW.. 51307AXX 10 Systémový popis Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG

Pohony SEW-EURODRIVE podle směrnice EU 94/9/EG 3 Asynchronní (brzdové) motory edt/edv... edt/edv.../bc 51308AXX 3.2 Zkouška a osvědčení pohonu podle směrnice EU 94/9/EG Vyhodnocení shody Pro vyhodnocení shody musí výrobce nejdříve rozhodnout, do jaké skupiny a kategorie jeho výrobky patří. Toto vydání pojednává výhradně o přístrojích skupiny II pro použití v prostorách, které nepatří do důlního podpovrchového provozu. Dalším omezením je, že jsou zohledněny jen pohony obvyklých kategorií 2 a 3. Kategorie Druh Shoda 2 Elektrické přístroje (motory) Neelektrické přístroje (převodovky) EU zkouška konstrukčních vzorků a shoda podle konstrukčního typu nebo zajištění kvality výroby 3 Všechny Vnitřní výrobní kontrola Technická dokumentace pro pověřenou instituci a vnitřní výrobní kontrolu EU zkouška konstrukčních vzorků Elektrické přístroje kategorie 2 zde rovněž motory, motory s frekvenčními měniči a snímači pohonné techniky musí absolvovat zkoušku konstrukčních vzorků pověřenou institucí. Pokud zaslaný konstrukční vzorek odpovídá všem ustanovením, vystaví pověřená instituce schválení konstrukčního vzorku. Schválení obsahuje jméno a adresu výrobce, výsledky zkoušky a údaje potřebné k identifikaci schváleného konstrukčního vzorku. Společně se seznamem důležitých technických podkladů je kopie schválení uchována v pověřené instituci. Všechny pověřené instituce si vzájemně vyměňují udělená schválení konstrukčních vzorků. Výrobce uchovává kopii schválení konstrukčního vzorku a jeho případných doplňků společně s technickými podklady minimálně 10 let po vyrobení posledního přístroje. Systémový popis Pohony v nevýbušném provedení podle směrnice EU 94/9/EG 11

SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG P.O.Box 3023 D-76642 Bruchsal/Germany Phone +49 7251 75-0 Fax +49 7251 75-1970 http://www.sew-eurodrive.com sew@sew-eurodrive.com