Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7079-2:2002 về Thiết bị điện dùng trong mỏ hầm lò - Phần 2: Vỏ được thổi dưới áp suất dư - Dạng bảo vệ “p”

TCVN 7079-2:2002

THIẾT BỊ ĐIỆN DÙNG TRONG MỎ HẦM LÒ PHẦN 2: VỎ ĐƯỢC THỔI DƯỚI ÁP SUẤT DƯ DẠNG BẢO VỆ “p”

Electrical apparatus for use in underground mine Part 2: Pressurized enclosures Type of protection “p”

 

Lời nói đầu

TCVN 7079-2: 2002 do Tiểu ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC82/SC1 “Thiết bị an toàn mỏ” biên soạn, trên cơ sở IEC 79-2, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.

Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

 

THIẾT BỊ ĐIỆN DÙNG TRONG MỎ HẦM LÒ PHẦN 2: VỎ ĐƯỢC THỔI DƯỚI ÁP SUẤT DƯ DẠNG BẢO VỆ “p”

Electrical apparatus for use in underground mine - Part 2: Pressurized enclosures - Type of protection “p”

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử đối với thiết bị điện dùng trong mỏ hầm lò có vỏ được thổi dưới áp suất dư - dạng bảo vệ “p”.

Thiết bị có dạng bảo vệ “p” phải hoàn toàn tuân theo những yêu cầu tương ứng của TCVN 7079-0.

2. Tiêu chuẩn viện dẫn

TCVN 7079-0:2002 Thiết bị điện dùng trong mỏ hầm lò - Phần 0: Yêu cầu chung.

TCVN 7079-7:2002 Thiết bị điện dùng trong mỏ hầm lò - Phần 7: Tăng cường độ tin cậy - Dạng bảo vệ “e”.

IEC 79-8 Electrical apparatus for explosive gas atmospheres - Part 8: Classification of maximum surface temparatures (Thiết bị điện dùng trong môi trường có khí nổ - Phần 8: Phân loại nhiệt độ tối đa trên bề mặt).

IEC 529: 1989 Degrees of protection provided by enclosures (IP Code) (Phân loại cấp bảo vệ cho vỏ thiết bị).

3. Định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các định nghĩa sau đây:

3.1. Dạng bảo vệ “p” (Type of protection “p”)

Dạng bảo vệ đảm bảo cho thiết bị điện làm việc an toàn bằng cách dùng khí thổi dưới áp suất dư. 

3.2. Khí bảo vệ (Protective gas)

Khí được duy trì ở áp suất dư hoặc có tác dụng pha loãng khí hoặc hơi nguy hiểm cháy nổ đến mức độ thấp hơn giới hạn nổ. Khí bảo vệ có thể là không khí, nitơ hoặc bất kỳ khí không bắt cháy nào khác hoặc hỗn hợp của các khí này.

3.3. Duy trì áp suất dư (Pressurization)

Lượng khí bảo vệ có áp suất lớn hơn áp suất của khí quyển bên ngoài được duy trì ở trong vỏ thiết bị nhằm ngăn ngừa khí nguy hiểm nổ thâm nhập từ bên ngoài vào trong vỏ thiết bị.

3.4. Vệ sinh làm sạch (Purging)

Quá trình thổi qua vỏ thiết bị và các ống hút, xả của chúng một lượng khí bảo vệ trước khi cấp điện cho chúng. Điều này làm cho bầu không khí ban đầu thay đổi và duy trì nồng độ khí trong đó ở mức thấp hơn giới hạn nổ.

3.5. Duy trì áp suất dư nhờ tuần hoàn khí bảo vệ (Pressurization by circulation of protective gas)

Lượng khí có áp suất dư duy trì ở trong vỏ thiết bị bằng cách sau khi vệ sinh làm sạch vỏ được khí bảo vệ liên tục thổi qua.

3.6. Duy trì áp suất dư bằng bù đắp rò khí (Pressurization with leakage compensation)

Lượng khí có áp suất dư được cấp liên tục vào trong vỏ thiết bị nhằm bù đắp sự rò khí do xuất hiện những lỗ hổng, khe hở sau khi vệ sinh làm sạch.

3.7. Pha loãng liên tục (Continuous dilution)

Kỹ thuật cấp khí bảo vệ liên tục vào trong vỏ thiết bị có chứa những nguồn khí và hơi nguy hiểm nổ nhằm mục đích pha loãng khí và hơi nguy hiểm nổ nếu như nó xuất hiện.

3.8. Thiết bị có khả năng gây kích nổ (Ignition-capable apparatus)

Thiết bị trong quá trình làm việc bình thường phát ra các tia lửa, bề mặt nung nóng hoặc ngọn lửa có khả năng gây bốc lửa môi trường khí nổ.

3.9 Hư hỏng lộ rõ (Self-revealing fault)

Hư hỏng dẫn đến hoạt động sai chức năng của thiết bị, đòi hỏi cần phải có hiệu chỉnh trước khi cho thiết bị tiếp tục vận hành. Các hư hỏng này có thể được nhận biết bằng tín hiệu âm thanh hoặc tín hiệu hiển thị.

3.10. Nguồn khí hoặc hơi gây bốc lửa từ bên trong (Internal source of flammable gas or vapour)

Phần tử của thiết bị điện trong quá trình làm việc bình thường cũng như trong trường hợp sự cố để thoát ra một lượng khí và hơi nguy hiểm cháy nổ, ví dụ như do rò rỉ của hệ thống ngăn chặn khí.

3.11. Vỏ thiết bị (Enclosure)

Tất cả các vách ngăn bao quanh các phần tử mang điện của thiết bị điện bao gồm các cửa, nắp đậy, khoang đầu cáp, các cơ cấu chấp hành, ổ trục và các trục quay bảo vệ cho thiết bị làm việc được an toàn.

3.12. Vỏ được thổi dưới áp suất dư (Pressurized enclosure)

Vỏ thiết bị chứa đựng khí có áp suất dư để ngăn ngừa sự thâm nhập của khí từ bên ngoài vào.

4. Yêu cầu kỹ thuật

4.1. Yêu cầu về cấu tạo

4.1.1. Để thỏa mãn các yêu cầu vệ sinh làm sạch và duy trì thiết bị ở áp suất cao hoặc pha loãng liên tục môi trường khí trong quá trình làm việc, vỏ thiết bị phải có cấp bảo vệ ít nhất IP4X theo IEC 529.

Chú thích - Có thể cần có những hình thức bảo vệ bổ sung để chống lại sự thâm nhập của nước hoặc đảm bảo cho các tia lửa và các phần tử nóng đỏ không thoát ra được từ trong vỏ thiết bị.

4.1.2. Vật liệu dùng để chế tạo vỏ thiết bị, các ống dẫn cũng như các phần tử kết nối chúng phải có độ bền về hoá, lý cần thiết trong môi trường sử dụng chúng. Ngoài ra chúng còn phải chịu đựng được nhiệt độ lớn nhất trên bề mặt thiết bị trong môi trường làm việc mà không làm ảnh hưởng đến dạng bảo vệ của chúng.

4.1.3. Vỏ thiết bị cùng với đường ống dẫn và phần tử đấu nối phải có khả năng chịu được quá áp suất bằng 1,5 lần áp suất lớn nhất quy định trong điều kiện làm việc bình thường hoặc 0,2 kPa (2 mbar), lấy giá trị lớn hơn. Thiết bị bảo vệ tương ứng phải được áp dụng nếu hiện tượng quá áp có thể xuất hiện trong quá trình vận hành là nguyên nhân gây biến dạng nguy hiểm cho vỏ thiết bị, các đường ống dẫn cũng như các phần tử đấu nối.

4.1.4. Vị trí, kích thước và số lượng các lỗ khí ra vào cần được xác định đầy đủ để đảm bảo việc vệ sinh, làm sạch có hiệu quả. Số lượng các lỗ cấp thoát khí cần được lựa chọn phù hợp với thiết kế và bố trí thích ứng có thể ở cả những khoang liền kề với khoang chính của thiết bị. Để pha loãng liên tục hỗn hợp khí trong vỏ thiết bị, ống xả khí vào cần được bố trí để đảm bảo luồng khí bảo vệ trước hết bao trùm các phần tử của thiết bị điện và sau đó là nguồn khí hoặc hơi cháy nổ ở bên trong vỏ.

Đối với các hệ thống sử dụng khí bảo vệ tuần hoàn thì vỏ thiết bị cần có một hoặc nhiều lỗ hút cũng như xả khí nối với các ống dẫn khí bảo vệ tương ứng.

Đối với các hệ thống sử dụng khí dưới áp suất dư có bù rò khí, vỏ thiết bị phải được bố trí một hoặc nhiều lỗ hút cũng như xả khí nối với các ống dẫn khí bảo vệ tương ứng. Các miệng lỗ hút hoặc xả khí này cần được thiết kế và chế tạo sao cho chúng có thể đóng kín khít lại sau khi vệ sinh làm sạch xong.

4.1.5. Việc đấu nối điện thực hiện trực tiếp qua ống luồn cáp hoặc qua các ống dẫn cáp vào trong vỏ thiết bị phải thỏa mãn các yêu cầu của 4.1.1 hoặc qua một khoang đầu cáp riêng thỏa mãn một trong các dạng bảo vệ cho thiết bị điện dùng trong mỏ hầm lò của TCVN 7079-0.

4.1.6. Đối với thiết bị điện tổ hợp, ví dụ như ắc quy, đó là một nguồn tích tụ tia lửa gây nổ, cần chú ý khi thiết kế, lắp đặt sao cho có thể ngăn ngừa được tai họa do xuất hiện những tia lửa. Các thiết bị này phải được thiết kế và bố trí với dạng bảo vệ thỏa mãn và phù hợp với môi trường làm việc bên ngoài và bên trong của thiết bị.

Chú thích - Nếu sử dụng ăcquy, cần lưu ý về sự rò khí nguy hiểm cháy từ bên trong vỏ ăcquy ra môi trường bên ngoài.

4.1.7. Nếu phần tử nào đó trong vỏ thiết bị ở trạng thái làm việc mà không có khí bảo vệ, ví dụ như phần tử sấy, thì nó phải được bảo vệ bởi một trong các dạng như quy định của TCVN 7079-0.

4.2. Mức quá áp

Phải duy trì áp suất dư tối thiểu là 0,05 kPa (0,5 mbar) so với áp suất khí quyển tại mọi điểm trong vỏ và tại những ống liên kết nơi có thể xảy ra rò khí.

4.3. Cung cấp khí bảo vệ

4.3.1. Khí bảo vệ sử dụng để vệ sinh làm sạch, duy trì áp suất dư và pha loãng liên tục nồng độ khí trong vỏ thiết bị tốt nhất phải là loại khí không cháy. Tính chất hoá học hoặc những tạp chất của khí này không được phép làm giảm cấp bảo vệ hoặc làm ảnh hưởng tới sự hoạt động an toàn và tin cậy của thiết bị.

Chú thích - Khí bảo vệ có thể được sử dụng vào mục đích khác, ví dụ như làm mát thiết bị.

4.3.2. Ống hút vào máy nén khí không cho đi qua những vùng nguy hiểm. Nếu không tránh được, đường ống đi qua những vùng này phải có đầy đủ các giải pháp đề phòng đảm bảo để không bị hút khí vào trong trường hợp áp suất trong nhỏ hơn áp suất ngoài môi trường.

Chú thích - Khi sử dụng khí trơ và có nguy cơ gây ngạt, phải gắn biển cảnh báo vào vỏ thiết bị. 

4.3.3. Nhiệt độ của khí bảo vệ không được vượt quá 40^oC khi đo tại miệng lỗ vào vỏ thiết bị. Trong những trường hợp đặc biệt, nếu cho phép nhiệt độ cao hơn hoặc là thấp hơn thì phải ghi rõ ràng giá trị nhiệt độ này trên vỏ.

Chú thích - Cần có những giải pháp để ngăn ngừa hiện tượng đóng băng hoặc ẩm ướt lắng đọng trong vỏ thiết bị.

4.3.4 Trong các trường hợp cần thiết, để đảm bảo tin cậy cho việc duy trì hoạt động của thiết bị điện, phải cung cấp hai nguồn khí bảo vệ để thay thế khi bị sự cố. Mỗi nguồn khí bảo vệ phải có khả năng duy trì mức độ áp suất yêu cầu hoặc tỷ lệ khí bảo vệ một cách độc lập.

4.4. Yêu cầu bảo vệ

Hai mức yêu cầu đối với thiết bị có vỏ được thổi dưới áp suất dư hoặc thiết bị được liên tục pha loãng khí phụ thuộc vào dạng của thiết bị, bản chất của việc rò khí, môi trường làm việc, đặc điểm của việc lắp đặt và các yêu cầu của quá trình vận hành. Đó là mức yêu cầu phải ngừng cung cấp điện cho thiết bị và phát tín hiệu báo động (mức I) hoặc là chỉ phát tín hiệu báo động (mức II).

4.4.1. Cắt nguồn cung cấp điện (mức I)

4.4.1.1. Trước khi đóng nguồn cấp điện cho thiết bị hoặc là sau khi dừng thiết bị do mất áp suất dư hoặc do khí không pha loãng được liên tục, cần phải vệ sinh làm sạch thiết bị. Phải dùng hệ thống khóa liên động hoặc khóa bằng tay trong thời gian vệ sinh làm sạch vỏ thiết bị cũng như hệ thống ống dẫn khí bảo vệ.

Chú thích - Lượng khí bảo vệ cần thiết để vệ sinh làm sạch phải có ít nhất bằng 5 lần dung tích tự do của vỏ thiết bị cùng với các hệ thống ống dẫn

4.4.1.2. Nếu việc vệ sinh làm sạch thực hiện bằng tay thì trên vỏ thiết bị phải có biển cảnh báo ghi như sau:

“CHÚ Ý - Trước khi cho thiết bị khởi động hoặc là sau khi dừng thiết bị do mất áp suất dư hoặc do khí không pha loãng được liên tục, phải cắt điện, vệ sinh làm sạch trong thời gian T phút với luồng khí D hoặc khối lượng khí V, trừ khi biết rõ khí trong vỏ thiết bị có nồng độ thấp hơn giới hạn nổ.”

4.4.1.3. Thiết bị tự động hoá phải đáp ứng được việc cắt nguồn cấp điện khi bắt đầu xuất hiện tín hiệu âm thanh hoặc hiển thị trong trường hợp mất áp hoặc do khí bảo vệ bị giảm áp xuống thấp hơn giá trị quy định nhỏ nhất. Khi việc cắt điện không thể thực hiện vì lý do an toàn thì tín hiệu âm thanh và tín hiệu hiển thị sự cố vẫn phải kéo dài cho tới khi áp suất khí được khôi phục hoặc các giải pháp thích ứng được đưa ra bao gồm cả việc cắt điện đã bị chậm lại.

4.4.1.4. Cửa và nắp vỏ thiết bị mở ra được mà không cần dùng dụng cụ chuyên dùng phải được khóa liên động, cho phép chỉ mở ra được khi tất cả các phần tử trong vỏ đã cắt khỏi nguồn cung cấp điện. Thiết bị chỉ có thể đóng điện trở lại khi cửa hoặc nắp vỏ thiết bị đã đóng kín.

4.4.2. Báo động (mức II)

4.4.2.1. Trước khi đóng nguồn cấp điện cho thiết bị hoặc sau khi dừng thiết bị do mất áp suất dư hoặc do khí không được pha loãng liên tục, phải sử dụng khí bảo vệ để vệ sinh làm sạch vỏ thiết bị và hệ thống ống dẫn, trừ khi biết rõ khí trong vỏ thiết bị và các đường ống dẫn có nồng độ nằm dưới giới hạn nổ.

4.4.2.2. Trên vỏ thiết bị cần có biển cảnh báo ghi như sau:

“CHÚ Ý - Trước khi đóng điện cho thiết bị hoặc sau khi dừng thiết bị do mất áp suất dư hoặc do khí không được pha loãng liên tục, phải cắt điện, vệ sinh làm sạch trong thời gian T phút với luồng khí D hoặc khối lượng khí V, trừ khi biết rõ khí trong vỏ thiết bị có nồng độ thấp hơn giới hạn nổ”.

4.4.2.3. Nếu áp suất khí ở bên trong vỏ hoặc của luồng khí bảo vệ giảm xuống thấp hơn giá trị nhỏ nhất đã m” tả, thì tín hiệu phải lập tức thông báo để người vận hành thấy được sự suy giảm áp suất của khí. Hệ thống khí ép phải được hồi phục lại càng nhanh càng tốt, nếu không nguồn cung cấp điện phải được cắt bằng tay.

4.4.2.4. Đối với những cửa và nắp đậy thiết bị có thể mở được mà không cần dụng cụ hoặc chìa khóa, phải gắn biển cảnh báo trên vị trí đó, ghi rõ:

“CHÚ Ý: CẤM MỞ KHI CÓ ĐIỆN!” Trừ khi đã xác định không tồn tại môi trường khí nổ.

4.4.3. Yêu cầu chung cho việc cắt nguồn cung cấp điện và báo động

4.4.3.1. Khi cửa và nắp đậy được mở ra để kiểm tra khi vận hành, phải thực hiện các yêu cầu sau hoặc các cảnh báo tương tự:

“CẤM MỞ KHI CÓ ĐIỆN!” Trừ những nắp để hiệu chỉnh trong quá trình vận hành, trong trường hợp này, cảnh báo phải ghi rõ: “XEM HƯỚNG DẪN TRƯỚC KHI MỞ”

Các yêu cầu ở 4.4.4 vẫn được áp dụng.

4.4.3.2. Khi một nguồn khí bảo vệ được dùng chung cho các vỏ tách biệt, các giải pháp bảo vệ được thực hiện cho những phần này phải tính đến hết những điều kiện bất lợi nhất cho toàn bộ tổ hợp. Nếu dùng thiết bị bảo vệ chung, việc mở cửa hoặc nắp đậy không nhất thiết phải cắt nguồn cung cấp điện cho toàn bộ tổ hợp hoặc báo động trong trường hợp:

- Việc mở nắp được báo trước bằng cách cắt nguồn cung cấp điện tới từng phần thiết bị, trừ những phần thiết bị tuân theo các dạng bảo vệ của TCVN 7079-0.

- Thiết bị bảo vệ chung liên tục kiểm soát quá áp suất trong tất cả các vỏ thiết bị của nhóm.

- Việc đóng nguồn cung cấp điện tới các thiết bị riêng biệt được thực hiện sau các thủ tục vệ sinh làm sạch thích hợp chỉ ra ở 4.4.1.1 hoặc 4.4.2.1.

4.4.4. Lựa chọn các bảo vệ

Lựa chọn các yêu cầu bảo vệ được thể hiện trong bảng 1 và theo mô tả chi tiết trong phụ lục A.

Bảng 1 - Yêu cầu bảo vệ cơ bản cho thiết bị điện không có nguồn khí hoặc hơi gây bốc lửa bên trong

Thiết bị có khả năng gây kích nổ	Thiết bị không có nguồn gây kích nổ khi hoạt động bình thường
Cắt nguồn cung cấp điện	Báo động

5. Giới hạn về nhiệt độ

Các thiết bị phải được phân loại tương ứng với các yêu cầu về phân loại nhiệt độ trong IEC 79-8. Việc phân loại phải được xác định theo nhiệt độ cao hơn từ những nhiệt độ sau đây:

- Nhiệt độ cao nhất trên mặt ngoài vỏ thiết bị.

- Nhiệt độ cao nhất của các phần tử ở bên trong vỏ thiết bị có các dạng bảo vệ như quy định trong TCVN 7079-0 ngay cả khi áp suất khí bảo vệ hoặc nồng độ khí pha loãng bị giảm khiến nó trở thành một phần tử nung nóng.

Trong quá trình làm việc bình thường, các phần tử trong vỏ thiết bị tiếp xúc với môi trường nguy hiểm nổ mà nhiệt độ trên các phần tử này vượt quá các giá trị quy định trong TCVN 7079-0, thì phải có giải pháp thích hợp để nếu áp suất dư trong vỏ thiết bị giảm thì môi trường khí nổ bị nung nóng bởi các phần tử này cũng không đạt tới giá trị cho phép lớn nhất.

Tương tự, nếu nguồn khí bảo vệ để pha loãng liên tục môi trường khí nổ trong vỏ thiết bị giảm, thì phải có giải pháp thích hợp để đảm bảo nhiệt độ trên bề mặt của các phần tử này không vượt quá giá trị cho phép lớn nhất quy định trong TCVN 7079-0; cũng không có khả năng tiếp xúc với môi trường khí nổ trước khi các phần tử này được làm nguội tới các giá trị cho phép lớn nhất.

Giải pháp thích hợp có thể là đưa nguồn khí bảo vệ phụ vào hoạt động.

6. Phương pháp thử

6.1. Trước khi thổi dưới áp suất dư hoặc pha loãng khí liên tục ở trong vỏ thiết bị, phải kiểm tra xem thiết bị có hoàn toàn tương ứng với các tài liệu kỹ thuật hay không, nếu cần thì phải thực hiện việc thử nghiệm.

6.2. Phải tiến hành các kiểm tra, thử nghiệm sau đây:

1) Vỏ thiết bị được thiết kế có các giải pháp bảo vệ, vệ sinh làm sạch, bù trừ rò khí với áp suất dư, có áp suất dư với tuần hoàn khí bảo vệ và liên tục pha loãng khí có tương ứng với các quy định trong tiêu chuẩn này không.

2) Áp suất tối thiểu của khí bảo vệ theo yêu cầu của 4.2 có được duy trì bằng nguồn cấp phí tối thiểu như quy định của nhà chế tạo không. Đối với các máy điện quay cần lưu ý đến trạng thái quay và trạng thái tĩnh của chúng.

3) Không vượt quá các giá trị nhiệt độ cho phép lớn nhất nêu ra trong mục 5.

4) Vỏ của các thiết bị cầm tay phải đạt được thử nghiệm va đập.

5) Các mặt kính bảo vệ và cửa quan sát của thiết bị phải đạt được thử nhiệt và thử va đập theo các quy định trong TCVN 7079-0.

6.3. Thiết bị phụ trợ

Các thiết bị phụ trợ như các công tắc, hộp dập hồ quang không trọn bộ cùng với thiết bị phải đáp ứng các yêu cầu làm việc trong môi trường khí nổ.

7. Ghi nhãn

Vỏ thiết bị phải được ghi nhãn theo TCVN 7079-0 và các thông tin sau:

- dung tích bên trong vỏ thiết bị;

- áp suất nhỏ nhất và lớn nhất trong quá trình vận hành hoặc lưu lượng tối thiểu của dòng khí bảo vệ;

- dạng khí bảo vệ (nếu không phải là không khí) và khối lượng khí tối thiểu cần thiết để vệ sinh làm sạch vỏ thiết bị.

 

Phụ lục A
(quy định)

Thiết bị điện không có nguồn khí hoặc hơi gây bốc lửa ở bên trong

A.1. Quy định chung

Phụ lục này quy định yêu cầu kỹ thuật về thổi dưới áp suất dư và pha loãng khí cho các thiết bị điện không có nguồn khí hoặc hơi gây bốc lửa bên trong.

Các yêu cầu đưa ra trong phần này áp dụng cho cả hai trường hợp là pha loãng liên tục bằng không khí và thổi dưới áp suất dư bằng khí trơ.

Chú thích:

1) Trong trường hợp có rò khí cần phải quan niệm rằng có thể có ảnh hưởng đến môi trường bên ngoài vỏ thiết bị.

2) Tiêu chuẩn không đề cập đến trường hợp rò khí cháy nổ có chứa oxy

A.2. Khái niệm chung

Việc rò khí hoặc hơi nguy hiểm gây bốc lửa từ trong vỏ thiết bị đối với thiết bị đo lường và kiểm tra có thể xuất hiện trong quá trình làm việc bình thường cũng như trong trường hợp sự cố. Bảo vệ có thể được duy trì bởi việc pha loãng liên tục khí bảo vệ đưa vào trong vỏ thiết bị với số lượng đủ để giữ cho nồng độ khí và hơi nguy hiểm cháy nổ nằm dưới giới hạn cho phép. Các giải pháp bảo vệ được kết hợp để có thể đảm bảo chắc chắn ngay cả khi việc cấp khí bảo vệ bị gián đoạn. Khí bảo vệ thường dùng là không khí.

Kỹ thuật bảo vệ tương ứng khác là sử dụng khí trơ có áp suất dư. Trong trường hợp này không yêu cầu việc pha loãng khí và dòng khí bảo vệ chỉ cần đủ để duy trì.

A.3. Phân biệt sự rò khí

A.3.1. Dạng và lượng khí rò rỉ từ trong vỏ thiết bị được phân ra như sau:

1) Rò rỉ bình thường

- Không rò rỉ: không có sự rò khí và hơi gây bốc lửa.

- Có giới hạn: sự rò khí và hơi gây bốc lửa ở mức có thể pha loãng dưới giới hạn cho phép.

2) Rò rỉ không bình thường

- Có giới hạn: sự rò khí và hơi gây bốc lửa ở mức có thể pha loãng dưới giới hạn cho phép.

- Không giới hạn: sự rò khí và hơi gây bốc lửa ở mức không thể pha loãng dưới giới hạn cho phép.

Đánh giá dạng rò khí cho ta nhận ra rằng khi khí và hơi thâm nhập vào bên trong vỏ thiết bị có tác động lớn hơn nhiều so với sự rò rỉ của chúng ra ngoài không khí. Các khái niệm “bình thường”, “có giới hạn” và “không giới hạn” được sử dụng trong phụ lục này có cơ sở chung chặt chẽ và nghiêm ngặt hơn các rò rỉ trong không khí thông thường. Trong phụ lục B cho các hướng dẫn đánh giá về các dạng rò khí.

A.3.2. Các dạng rò khí kết hợp ở trong vỏ thiết bị như sau:

Dạng 1: không bình thường, không bình thường có giới hạn

Dạng 2: không bình thường, không bình thường không giới hạn

Dạng 3: bình thường có giới hạn, không bình thường có giới hạn.

Dạng 4: không bình thường có giới hạn, không bình thường không có giới hạn.

Phụ thuộc vào sự kết hợp của các dạng rò này để chọn hệ thống bảo vệ tương ứng với các hướng dẫn nêu trong bảng A.1 và các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

A.4. Yêu cầu chung

A.4.1. Khi vỏ thiết bị có chứa nguồn khí hoặc hơi nguy hiểm cháy nổ ở bên trong được lắp đặt trong môi trường không nguy hiểm thì yêu cầu pha loãng khí liên tục được quyết định bởi:

a) tính chất của khí và hơi có thể rò rỉ từ trong vỏ;

b) sự đánh giá về lượng khí rò rỉ ra.

A.4.2. Khi vỏ thiết bị có chứa nguồn khí hoặc hơi gây bốc lửa ở bên trong được lắp đặt trong môi trường nguy hiểm thì hệ thống pha loãng khí liên tục phải đảm bảo cho khí khỏi thâm nhập từ ngoài môi trường vào. Để làm được việc này khí dư trong vỏ phải có áp suất ít nhất lớn hơn 0,05 kPa (0,5 bar).

A.5. Yêu cầu về cấu tạo

A.5.1. Lỗ xả khí phải đảm bảo để có thể giữ được môi trường khí an toàn khi thực hiện việc pha loãng liên tục.

Chú thích - Khi sử dụng khí trơ thì lỗ xả khí phải đóng lại ngay sau khi kết thúc việc vệ sinh làm sạch nhằm ngăn ngừa tổn hao khí bảo vệ. Cũng phải đảm bảo để không gây nên sự quá nguy hiểm do không thỏa mãn yêu cầu về khí hoặc là quá áp suất trong vỏ thiết bị.

A.5.2. Số lượng và vị trí của các lỗ xả khí phải chọn phù hợp với cấu tạo của vỏ thiết bị và bố trí càng gần nguồn thoát khí hoặc hơi gây bốc lửa càng tốt. Diện tích hiệu dụng của mỗi lỗ xả khí cho phép thực hiện một cách hiệu quả việc loại trừ các khí hoặc hơi gây bốc lửa với toàn bộ tập hợp các rò rỉ.

A.6. Yêu cầu bảo vệ

Ngoài các yêu cầu quy định trong 4.4, cần tuân theo các yêu cầu sau đây:

A.6.1. Yêu cầu cho mức độ I

A.6.1.1. Trước khi đóng điện cho thiết bị, cần áp dụng các biện pháp như lấy mẫu, để đảm bảo trong hệ thống có khí và hơi gây bốc lửa không tồn tại hỗn hợp nổ, trừ khi trong hệ thống này có bộ dập tia lửa.

Chú thích - Trong trường hợp này bộ dập tia lửa phải lắp đặt trên mạch đầu vào của vỏ thiết bị để ngăn ngừa xuất hiện tia lửa ở đây.

A.6.1.2. Khi thiết bị nằm trong môi trường không nguy hiểm nổ, có cửa hoặc nắp vỏ thiết bị có thể mở ra mà không cần dụng cụ chuyên dùng cần tuân theo:

- có tín hiệu tự động cảnh báo khi cửa mở và tiếp tục phát tín hiệu này cho đến khi cửa hoặc nắp vỏ thiết bị được đóng lại;

- có biển cảnh báo ghi chữ “CHÚ Ý! CẤM MỞ KHI CÓ ĐIỆN!” Trừ khi đã xác định không tồn tại môi trường nguy hiểm nổ”.

A.6.1.3. Việc vệ sinh làm sạch thiết bị phải tuân theo 4.4.1 và thông thường có bố trí khóa liên động tự động.

A.6.2. Yêu cầu cho mức độ II

Khi thiết bị nằm trong môi trường nguy hiểm nổ (vùng 1), có cửa hoặc nắp vỏ có thể mở ra mà không cần những dụng cụ chuyên dùng thì cần trang bị tín hiệu tự động cảnh báo khi mở nắp cho đến khi nó được đóng trở lại như quy định trong A.6.1.2.

A.6.3. Các yêu cầu có thể áp dụng cho cả hai mức độ

Các yêu cầu sau đây được bổ sung với những yêu cầu đã nêu ra trong mục 4 của tiêu chuẩn này.

A.6.3.1. Khi áp dụng yêu cầu mức độ I hoặc áp dụng các yêu cầu của mức độ II, thì bất cứ cửa hoặc nắp thiết bị nào dùng để kiểm tra trong vận hành đều phải cảnh báo bằng các bảng ghi chữ sau đây:

 “CẤM MỞ KHI CÓ ĐIỆN!”, trừ khi chúng được dùng cho mục đích hiệu chỉnh. Khi đó phải ghi dòng chữ “XEM CHỈ DẪN TRƯỚC KHI MỞ!”.

Vẫn phải áp dụng các yêu cầu nêu trong 4.4.

A.6.3.2. Khi hỗn hợp khí nổ được dẫn bằng đường ống vào trong vỏ, phải lắp đặt các bộ dập hồ quang trên đường ống vào và cần thì cả trên đường ống ra.

Bảng A.1 - Các yêu cầu cơ bản đối với thiết bị điện có nguồn khí và hơi gây bốc lửa bên trong

Dạng kết hợp	Rò khí trong vỏ		Thiết bị có thể gây kích nổ	Thiết bị không có nguồn gây kích nổ khi hoạt động bình thường
	bình thường	không bình thường
1	không rò khí	không giới hạn	áp dụng yêu cầu của mức độ I	áp dụng yêu cầu của mức độ II
2	không rò khí	không giới hạn	áp dụng yêu cầu của mức độ I(1)	áp dụng yêu cầu của mức độ II
3	có giới hạn	có giới hạn	áp dụng yêu cầu của mức độ I	áp dụng yêu cầu của mức độ II
4	có giới hạn	không giới hạn	áp dụng yêu cầu của mức độ I(1)	áp dụng yêu cầu của mức độ II(2)
1) khí pha loãng là khí trơ, không cho phép sử dụng không khí. 2) khí pha loãng là khí trơ, nếu sự rò rỉ không bình thường không tự xuất hiện.

A.7. Cung cấp khí bảo vệ

Các yêu cầu sau đây bổ sung cho các yêu cầu trong 4.3 và A.4.

A.7.1. Khi thực hiện pha loãng liên tục hỗn hợp khí nguy hiểm nổ bằng không khí có hiệu quả thì cần giữ nồng độ này ở mức giới hạn thấp hơn giới hạn nổ 25%. Nếu dùng các khí bảo vệ khác thì nồng độ ôxy cần duy trì trong vỏ ở mức thấp hơn 5% theo thể tích hoặc là ở mức thấp hơn 50% nồng độ oxy nhỏ nhất trong hỗn hợp nổ, tuỳ theo trường hợp nào thấp hơn. Trong cả hai trường hợp, giá trị nêu trên dựa trên yếu tố an toàn.

A.7.2. Luồng khí bảo vệ cần đảm bảo đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của A.7.1 và đảm bảo có thể pha loãng hỗn hợp khí nổ thoát ra từ nguồn khí và hơi nổ.

A.7.3. Khi sử dụng không khí để làm nguồn khí bảo vệ thì áp suất không khí ở trong vỏ phải lớn hơn áp suất của khí nguy hiểm nổ. Trong trường hợp này nếu như không khí có thể làm cho quá trình trở thành nguy hiểm hơn thì không thể chấp nhận được. Khi đó cần sử dụng khí trơ để làm loãng liên tục hoặc thổi dưới áp suất dư với áp suất thấp hơn.

 

Phụ lục B
(quy định)

Hướng dẫn phân biệt dạng rò khí bên trong vỏ

B.1. Khái niệm chung

Cần phải phân biệt các dạng rò khí của vật chất dễ bốc lửa ở bên trong vỏ vì hậu quả của việc rò khí như thế khác hẳn việc thoát khí tương tự trong bầu khí quyển.

Trong trường hợp không có khí pha loãng tồn tại ở trong vỏ thì việc rò khí có thể không nhận thấy, sẽ dần dần làm tăng nồng độ bên trong vỏ cho đến khi bầu khí trong đó trở thành bầu khí nổ. Việc tăng nồng độ này xảy ra dần dần, nhẹ nhàng trong quá trình hút xả và khuyếch tán.

Việc rò khí nhất thời ra ngoài trời làm tăng không đáng kể nồng độ của chất dễ bốc lửa trong khí quyển. Việc rò khí nhất thời bên trong vỏ có thể còn lưu lại trong đó một thời gian dài sau khi việc rò rỉ đã ngừng.

Do tính tích tụ của vật chất, cần xác định mức độ quan trọng của quá trình “rò khí bình thường” và “rò khí không bình thường” trong bầu khí quyển. “Bình thường” tính đến hoạt động có thể có của thiết bị sau vài năm làm việc, sự xuống cấp của các bộ phận thuộc hệ thống trong thời gian làm việc và ảnh hưởng của môi trường tới thiết bị được thiết kế để hoạt động.

B.2. Rò khí không bình thường

“Rò khí không bình thường” xuất hiện có nguy cơ ít nhất là làm cho vật chất dễ bốc lửa thoát ra từ hệ thống chứa đựng chúng tồn tại trong thời gian thiết bị làm việc. Các thiết bị và kết cấu bị xuống cấp khi vận hành hoặc sau những năm sử dụng không được coi là “rò khí không bình thường” như khái niệm dùng ở đây.

Mặc dù những quy tắc riêng không thể áp dụng chung cho tất cả các thiết kế, nhưng nói chung thiết kế phải tính đến “rò khí không bình thường” nếu khí hoặc hơi dễ bốc lửa được chứa trong ống, bình chứa, ống xếp hoặc ống xoắn trong hệ thống có những mối ghép cố định ở bên trong vỏ và nếu các hệ thống nguyên mẫu không bị rò rỉ khi thử nghiệm với trị số áp suất gấp 1,5 lần định mức, trừ trường hợp do nguyên nhân khác có thể dùng hệ số an toàn khác. Những mối ghép trong hệ thống như thế được thực hiện với những đường ống có ren, hàn, nén, ép hoặc phương pháp tương tự nào đó được coi là “rò khí không bình thường”.

Trong phần lớn các trường hợp, cửa quan sát, vòng khít đàn hồi và ống mềm phi kim loại không coi là “rò khí không bình thường” trừ trường hợp thời gian và môi trường không làm chúng xuống cấp xuống dưới mức rò rỉ như trường hợp các ống có ren kết hợp với vòng đệm nén.

B.3. Rò khí bình thường có giới hạn

Các hệ thống không thể xếp được vào loại “rò khí không bình thường” cần coi là “rò khí bình thường có giới hạn”. Những mối ghép quay hoặc trượt, mặt bích, ống mềm phi kim loại thường có rò rỉ rất ít sau một thời gian làm việc.

Cần chú ý tới khả năng xuống cấp các bộ phận của thiết bị khi sử dụng dẫn đến việc rò khí hoặc hơi dễ bốc lửa nhanh đến nỗi hệ thống pha loãng không thể duy trì được nồng độ thấp dưới giới hạn nổ. Những kiểu cấu tạo như thế thường ít được dùng, nhưng khi được dùng thì chúng không được xếp vào loại “rò khí bình thường có giới hạn”.

Yêu cầu quan trọng của “rò khí bình thường có giới hạn” là không được vượt quá khả năng pha loãng của hệ thống bảo vệ.

Trong vỏ có ngọn lửa khi vận hành bình thường, cần coi việc dập tắt ngọn lửa là công việc bình thường và thiết bị được xếp loại là “rò khí bình thường” trừ khi ngọn lửa trong trường hợp có luồng khí hoặc hơi dễ bốc lửa được tự động dập tắt.

B.4. Rò khí không bình thường có giới hạn

Theo thiết kế, việc rò khí không bình thường có giới hạn là một dạng rò rỉ được duy trì ở mức độ nằm trong khả năng pha loãng của hệ thống bảo vệ. Phần tử giới hạn có thể hạn chế lưu lượng dòng khí. Trong trường hợp kết cấu có dùng những vòng khít đàn hồi, nếu không có vòng khít đôi khi vẫn tồn tại dòng khí có giới hạn.

B.5. Rò khí không bình thường không giới hạn

Việc rò khí không bình thường là “không giới hạn” khi mức độ rò rỉ không nằm trong khả năng xử lý của hệ thống pha loãng.