Wojciech Szal: Mówi się, że w strefach potencjalnego wybuchu należy stosować kable niepalne.
Marek Trajdos: Zacznijmy od tego, że instalacja elektryczna w większości przypadków posiada potencjalnie cechy stwarzające ryzyko zainicjowania eksplozji w sytuacji, gdy w obszarze, w którym się znajduje może dojść do powstania atmosfery potencjalnie wybuchowej.
WS: Czy jest na ten temat konkretna regulacja prawna?
MT: Tak, oczywiście – dyrektywa ATEX, czyli 2014/34/UE, ale sama dyrektywa w praktyce projektowej nie wystarcza. Są jeszcze normy.
WS: Ale przecież w UE normy nie są obowiązkowe, tylko dobrowolne?
MT: Tak, to projektant sam decyduje, czy i których konkretnie norm użyje. Obwiązuje tak zwana zasada domniemania zgodności, czyli jeżeli posłuży się normami, które wymienia z deklaracji zgodności i instrukcji i są one merytorycznie zgodne z dyrektywą, to z tego faktu wynika, że zgodność jest spełniona.
WS: A z skąd wiadomo, że dana norma jest właściwa?
MT: Są dwa proste kryteria: norma musi być przyjęta przez Komisję Europejską jako zharmonizowana i musi być… aktualna. Mówiąc inaczej musi być na liście norm zharmonizowanych.
WS: Jak się upewnić, że norma jest zharmonizowana?
MT: W Europie dbają o to komitety normalizacyjne i na ich stronach, w szczególności PKN-u trzeba szukać potwierdzenia, czy norma jest zharmonizowana i czy jest aktualna.
WS: Ale normy PN-EN 60079-14:2014-06 nie ma w wykazie dla dyrektywy ATEX?
MT: Niestety. Sprawa jest bowiem bardziej skomplikowana… Dla zagadnienia ochrony przed wybuchem mamy dwie bardzo różniące się co do zasady dyrektywy: ATEX i ATEX USER.
Pierwsza dotyczy budowy urządzeń do pracy w atmosferach potencjalnie wybuchowych, a druga ochrony przed wybuchem (głównie osób, ale i na przykład mienia – w dalszej kolejności oczywiście).
Kable jako takie (jako odrębny produkt) nie są ATEX-owe lub nie!
One tylko mogą być stosowane lub nie mogą być stosowane w danym projekcie w zależności od cech całej instalacji, której są częścią.
W dyrektywie ATEX USER 1999/92/WE (Załącznik II; A. Wymagania minimalne w zakresie poprawy bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracowników narażonych na przebywanie w środowiskach potencjalnie wybuchowych; punkt 2. Środki ochrony przeciwwybuchowej.) czytamy:
„2.4 Instalacje, urządzenia, systemy ochronne i każde zespolone urządzenie łącznikowe mogą być używane jedynie wtedy, kiedy dokument dotyczący ochrony przeciwwybuchowej określa, że mogą być one bezpiecznie używane w środowisku wybuchowym. Odnosi się to również do urządzeń do wykonywania pracy i zespolonych urządzeń łącznikowych, które nie są uważane za urządzenia lub systemy ochronne w rozumieniu dyrektywy 94/9/WE , jeśli włączenie ich do instalacji może być przyczyną niebezpieczeństwa zapłonu. Muszą także zostać podjęte odpowiednie środki, aby przeciwdziałać zakłóceniom między urządzeniami łącznikowymi.
2.5. Należy podjąć wszelkie niezbędne środki w celu zapewnienia, że miejsce pracy, urządzenia do wykonywania pracy i inne zespolone urządzenia łącznikowe dostępne pracownikom zostały zaprojektowane, wykonane, połączone i zainstalowane, a także utrzymywane i używane w sposób minimalizujący ryzyko wybuchu, a w sytuacji jego nastąpienia będą kontrolowały lub minimalizowały jego rozprzestrzenianie się w miejscu pracy lub w urządzeniach. W takich miejscach pracy muszą zostać podjęte właściwe środki w celu minimalizacji fizycznych skutków wybuchu dotykających pracowników.”
Jak widać z powyższego cytatu, kable mają tu duże znaczenie, ale nie w kontekście produktowym, tylko wytworzenia całego układu instalacyjnego.
WS: Zatem jeżeli czytamy, czy słyszymy o tym że kable stosowane w instalacjach związanych ze strefami zagrożenia wybuchowego powinny być niepalne, czy wykazywać inne cechy szczególne, co opierać się na normach, czy też nie?
MT: Oczywiście, że tak. Zmierzając do osiągnięcia stanu bezpiecznego zarówno projektant, jak i użytkownik (występujący kodeksowo w roli pracodawcy) musi opierać się na najnowszych zdobyczach nauki i techniki. Wiedzę ta mamy głównie w normach. Korzystając z norm (aktualnych, nie wycofanych) mamy pewność skutecznego postępowania w tym kierunku.
Wracając do normy kablowej o niepalności w poniższym punkcie normy (aktualnej) PN-EN 60079-14:2014-06 czytamy:
„9.3.9. Odporność na rozprzestrzenianie się płomienia
Kable do instalacji stacjonarnej powinny posiadać:
a) charakterystyki rozprzestrzeniania się płomienia, które pozwalają im wytrzymać próby zgodnie z IEC 60332-1-2 lub IEC 60332-3-22, odpowiednio (patrz UWAGA);
b) inne zabezpieczenia przed rozprzestrzenianiem się płomienia (np. układanie w rowach wypełnionych piaskiem); lub
c) kable wchodzące do obszarów niebezpiecznych należy instalować z przegrodą zapobiegającą rozprzestrzenianiu się płomienia z obszaru niezagrożonego do obszaru niebezpiecznego.
UWAGA: IEC 60332-1-2 lub IEC 60332-3-22 określa użycie wstępnie zmniejszanego płomienia o mocy 1 kW i jest przeznaczona do ogólnego użytku, z wyjątkiem tego, że określona procedura może nie być odpowiednia do testowania małych, pojedynczych, izolowanych przewodów lub kabli o przekroju całkowitym mniejszym niż 0,5 mm2, ponieważ przewód topi się przed zakończeniem badania, lub do badania małych kabli światłowodowych, ponieważ kabel jest uszkodzony przed zakończeniem badania. W takich przypadkach stosowana jest procedura podana w IEC 60332-3-22.
Ponieważ użycie izolowanego przewodu lub kabla, który opóźnia rozprzestrzenianie się płomieni i spełnia zalecenia normy IEC 60332-1-2, samo w sobie nie jest wystarczające, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się pożaru w każdych warunkach instalacji, zaleca się, aby wszędzie tam, gdzie ryzyko rozprzestrzeniania się płomieni jest wysokie, na przykład w przypadku długich pionowych ciągów wiązek kabli, należy również podjąć specjalne środki ostrożności podczas instalacji.
Nie można zakładać, że skoro próbka kabla spełnia wymagania eksploatacyjne zalecane w normie IEC 60332-1-2, to wiązka kabli będzie zachowywała się podobnie. W takich sytuacjach możliwa jest weryfikacja poprzez badanie pionowego rozprzestrzeniania się płomienia pionowo zamontowanych wiązek przewodów lub kabli zgodnie z serią norm IEC 60332-3.”
Aby zatem zapewnić minimum ryzyka wybuchu projektant musi działać absolutnie kompleksowo.
Spójrzmy na poniższy rysunek:
- Każde urządzenie [1] pracujące (dopuszczone do pracy) w strefie zagrożenia wybuchem (atmosfera potencjalnie wybuchowa) musi spełniać wymagania dyrektywy 2014/34/UE, czy być bezpieczne pod względem potencjału generowania eksplozji.
- Żadne urządzenie [2], które znajduje się poza strefą nie może wpływać na urządzenie [1] w sposób zagrażający wybuchem, a jeżeli znajdują się w nim podsystemy zabezpieczające urządzenie [1], muszą one również być wykonane tak, aby spełniały wymagania ATEX.
- Połączenie kablowe [3] również musi być tak wykonane, aby nie zwiększało ryzyka wybuchu. W szczególności w wypadku zapalenia się izolacji w części poza strefą zagrożenia płomień nie może przedostać się do strefy. Dotyczy to nie tylko samego kabla, ale wymagań dla sposobu jego ułożenia (patrz wyżej na fragment cytatu z normy zaznaczony kolorem zielonym).
Wnioski:
- Producent aplikacji (instalacji) jak na powyższym rysunku musi wykonać formalną (pisemną) ocenę ryzyka.
- Producent instalacji jak wyżej musi wykonać projekt (wraz z obliczeniami), który dokładnie uwzględnia wyniki oceny ryzyka z punktu 1.
- Spełnienia ATEX-u nie gwarantuje odpowiedni kabel, tylko cały system.
- Zagadnienie palności kabla jest tylko małym fragmentem zagadnienia.
- Projektant ma całą paletę możliwości osiągnięcia ATEX-u, a iskrobezpieczeństwo jest tylko jedną opcją z tej szerokiej palety bardzo rozmaitych rozwiązań.[2]
- Sam kabel niczego tu nie załatwia (ważne jest co jest na jego obu końcach), ale bez odpowiedniego kabla instalacja też nie jest bezpieczna.
WS: Na koniec poruszmy jeszcze zagadnienie iskrobezpieczeństwa.
MT: Jest to jeden z wielu sposobów redukcji ryzyka wybuchu. Zdecydowanie wiąże się z parametrami użytego w danym obwodzie kabla/przewodu, ale nie jest to jedyny sposób uniknięcia wybuchu. Na poniższa lista wymienia jakie mamy środki [nawiasie „kwadratowym” oznaczenie literowe środka]:
- osłony/obudowy ognioszczelne [d],
- osłony gazowe z nadciśnieniem [p] (wypełnienie obudowy gazem niewybuchowym),
- osłony piaskowe [q] (patrz też wyżej punkt b cytatu z normy PN-EN 60079-14:2014-06),
- osłony olejowe [o],
- osłony budowy wzmocnionej [e],
- iskrobezpieczeństwo [i],
- budowa typu [n] (obudowa zapobiegająca wnikaniu do wnętrza łatwopalnych substancji – czyli szczelna),
- hermetyzacja [m],
- eliminacja źródeł zapłonu za pomocą metod konstrukcyjnych,
- konstrukcyjnego zabezpieczenia urządzeń nieelektrycznych [c],
- nadzorowania źródeł zapłonu[b] (urządzeń nieelektrycznych),
- zanurzenia w cieczy [k] (urządzeń nieelektrycznych).
WS: Ale w końcu czy kable mają być niepalne, czy nie?
MT: Zasadniczo tak, ale nie tylko, a ponad wszystkim trzeba wykonywać ocenę ryzyka przed i w czasie realizacji projektu, ponieważ liczy się podejście kompleksowe, a nie wycinkowe. Niestety nie jest tak, że jak damy kabel spełniający jakąś normę, to jest już całkiem dobrze i możemy spać spokojnie. Liczy się nawet montaż obiektowy.
Spójrzmy na ten zabawny rysunek, aby zapamiętać problem niepalności kabla (lub wiązki kabli oczywiście):
[1] Nie należy się przejmować, że podano tutaj stary numer dyrektywy ATEX. Wynika to po prostu z faktu, iż dyrektywa ATEX USER jest wcześniejsza i nie była później modyfikowana. Nie umniejsza to działania aktu prawnego.
[2] <sup>[1]</sup> Nie należy się przejmować, że podano tutaj stary numer dyrektywy ATEX. Wynika to po prostu z faktu, iż dyrektywa ATEX USER jest wcześniejsza i nie była później modyfikowana. Nie umniejsza to działania aktu prawnego.
