I. División Regional
Cómo definir las regiones.
Según los estándares de la industria, las zonas se definen de la siguiente manera: Zonas de gas: clasificadas según la frecuencia y duración de la aparición de gas explosivo (Zona 0: aparición continua o frecuente; Zona 1: posible aparición periódica u ocasional durante el funcionamiento normal; Zona 2: aparición a corto plazo durante condiciones anormales), según la norma GB 50058-2014, Código de Diseño para Instalaciones Eléctricas en Atmósferas Explosivas;
Zonas de polvo: las fuentes de liberación de polvo se clasifican en continuas, primarias y secundarias según la frecuencia de liberación, correspondiendo a la Zona 20 (nube de polvo continua), la Zona 21 (liberación periódica y ocasional durante el funcionamiento normal) y la Zona 22 (ocurrencia a corto plazo en condiciones anormales). Fuentes de liberación: las fugas por rotura de contenedores, los puntos de carga y descarga y los rincones con poca ventilación deben estar señalizados. Cobertura: dentro de una zona de riesgo de explosión, todos los equipos eléctricos (iluminación, alimentación, control y comunicaciones) deben cumplir con los requisitos de protección contra explosiones, y el uso de equipos eléctricos comunes no a prueba de explosiones está estrictamente prohibido. La división de zonas es el primer paso para la personalización de equipos a prueba de explosiones; una designación incorrecta de la zona invalida todo lo demás.
II.
Tipo a prueba de explosiones
¿Cómo elegir el tipo a prueba de explosiones? Según los estándares industriales a prueba de explosiones, los tipos se seleccionan de la siguiente manera: Tipo d a prueba de explosiones: el diseño de la carcasa evita que las explosiones internas se propaguen al entorno circundante (mecanizado preciso de las dimensiones de presión y espacio, enfriamiento de los gases de escape por debajo de la temperatura de ignición), adecuado para las zonas 0/1/2 (motores, transformadores, dispositivos de control); Tipo e de seguridad aumentada: el equipo que no genera chispas de arco en funcionamiento normal toma medidas adicionales para mejorar la seguridad (evitando chispas de arco a temperaturas peligrosas), adecuado para las zonas 1/2 (cajas de conexiones, motores, luminarias); Tipo i intrínsecamente seguro: utilizando métodos a prueba de explosiones que reducen la energía de ignición, asegurando que las chispas de arco no puedan encender el entorno en condiciones normales y de falla (la resistencia limitadora de corriente de barrera de seguridad limita la corriente de salida), adecuado para instrumentos, sensores y E/S;
Otros: recinto de presión positiva p, tipo encapsulado m, tipo relleno de aceite o, tipo relleno de arena q, tipo antichispas n (la zona 22 puede seleccionar el tipo antichispas n, tipo de ignición a prueba de polvo tD);
compuesto: compuesto antideflagrante más intrínsecamente seguro a prueba de explosiones: el tipo a prueba de explosiones se adapta según el equipo y la zona: antideflagrante y de mayor seguridad para motores y luces, intrínsecamente seguro para sensores e instrumentos, antideflagrante y encapsulado para armarios de control.
III. Grupos de niveles
¿Cómo se determinan las temperaturas para cada grupo de nivel? Según las normas industriales para la selección de equipos a prueba de explosiones, los niveles de clasificación son los siguientes: Categoría de gas: los entornos de gas explosivo se dividen en tres niveles: IIA, IIB e IIC (IIC es el más difícil de encender y tiene los requisitos más altos; el hidrógeno y el acetileno pertenecen a IIC); Categoría de polvo: los entornos de polvo explosivo se dividen en tres niveles: IIIA, IIIB y IIIC (IIIC es el más peligroso debido a su polvo conductor); Grupo de temperatura: seis niveles de T1 a T6 (T1 ≤ 450 °C, T2 ≤ 300 °C, T3 ≤ 200 °C, T4 ≤ 135 °C, T5 ≤ 100 °C, T6 ≤ 85 °C), y la temperatura de la superficie del equipo debe ser inferior a la temperatura de ignición de los combustibles en el sitio; Nivel de protección del equipo: EPL Ga, Gb, Gc corresponden a la zona (Ga para la Zona 0, Gb para la Zona 1, Gc para la Zona 2); Ejemplo de selección: Zona 2, Clase IIA, temperatura de ignición 480 °C, temperatura ambiente -25 a 40 °C, cableado de cable blindado, se puede seleccionar EPL. Ga/Gb/Gc, categoría IIA/IIB/IIC, equipo con dispositivo de entrada blindado que cumpla con el rango de temperatura: solo cuando los tres parámetros (nivel, grupo y temperatura) sean correctos se puede realizar la selección adecuada.
Comprar equipo IIC para ubicaciones IIA es un desperdicio de dinero; comprar equipo IIA para ubicaciones IIC es desastroso.
IV.
Motores y equipos eléctricos
¿Cómo se fabrican los motores y equipos eléctricos?
Según la tecnología industrial a prueba de explosiones, se toman las siguientes medidas para motores y equipos eléctricos: Motores a prueba de explosiones: sellados y fijados herméticamente; la temperatura superficial de la carcasa se limita a un valor inferior a la temperatura de combustión lenta de la capa de polvo (generalmente menos de 2/3 de la temperatura de ignición de la nube de polvo); el diseño a prueba de polvo emplea sellado hermético, prevención de acumulación superficial y alivio de presión; nivel de protección: el nivel de protección de las carcasas de los motores con partes activas expuestas no es inferior a IP54, y en otros casos no es inferior a IP20. Las cajas de conexiones para motores con voltajes inferiores a 1000 voltios solo pueden conectarse internamente al motor cuando el nivel de protección del motor sea IP44 o superior; la protección externa de la caja de conexiones no debe ser inferior a IP54; las luminarias antiexplosivas evitan que el equipo se convierta en una fuente de ignición, con un diseño de bajo aumento de temperatura; las cajas de conexiones antiexplosivas tienen un diseño estructural sellado; los riesgos específicos del polvo, debido a las características únicas de explosión secundaria del polvo (la explosión inicial remueve el polvo acumulado, provocando una explosión de mayor escala), son riesgos que los motores antiexplosivos de gas no pueden controlar por completo;
las entradas de cables requieren anillos de sellado antipolvo específicos; la puesta a tierra de los equipos eléctricos antiexplosivos debe estar conectada a tierra de forma fiable para evitar la acumulación de electricidad estática;
la resistencia de puesta a tierra debe cumplir los requisitos: los motores y los equipos eléctricos son el núcleo de la línea de producción antiexplosiva, y los cuatro componentes de sellado antipolvo, prevención de acumulación, alivio de presión y puesta a tierra son indispensables. Cableado de armarios eléctricos
Cómo diseñar y cablear armarios de control eléctrico.
Según las normas industriales a prueba de explosiones, el cableado de los armarios de control eléctrico debe realizarse de la siguiente manera: Seis elementos clave para armarios a prueba de explosiones personalizados: método de instalación (montaje en suelo, montaje en pared, empotrado), dirección de entrada/salida de cables (superior, inferior, izquierda, derecha), número de puertas y dirección de apertura, dimensiones especiales (profundidad, anchura, altura), marcas a prueba de explosiones (Ex db, Ex eb, Ex px, Ex ia, etc.), clasificación a prueba de explosiones (IIA, IIB, IIC), clase de temperatura (T1 a T6), grado de protección (IP54, IP65, IP66); cableado: utilizar cables y alambres a prueba de explosiones, garantizar un cableado ordenado y seguro, y sellar adecuadamente los dispositivos de entrada de cables para evitar la entrada de gases o polvo explosivos; Especificaciones de diseño: GB 3836.15-2024 Atmósferas explosivas – Parte 15: Especificaciones de diseño, selección e instalación para instalaciones eléctricas (selección de equipos, prevención de chispas de ignición, protección eléctrica, interrupción de la alimentación y aislamiento eléctrico, sistemas de cables y cableado, sistemas de entrada de cables y elementos de sellado, motores rotativos, luminarias, calefacción eléctrica, protección contra explosiones, seguridad aumentada, seguridad intrínseca, presión positiva, requisitos adicionales);
normas básicas: GB/T 3836.1-2021 Atmósferas explosivas – Parte 1: Requisitos generales para equipos (Requisitos generales para la construcción, ensayo y marcado) – Los armarios de control eléctrico y el cableado son esenciales para las líneas de producción a prueba de explosiones;
tanto el sellado como el taponamiento deben ser impecables.
Conclusión
¿Cómo personalizar los sistemas a prueba de explosiones para líneas de producción no estándar? La conclusión es: la protección contra explosiones requiere cinco pasos: área, tipo, nivel, motor y armario eléctrico. Área – Gas: Zona 0, Zona 1, Zona 2 (según la frecuencia y duración de ocurrencia); Polvo: Zona 20, Zona 21, Zona 22 (nivel continuo, fuentes de liberación de Nivel 1 y Nivel 2); Todos los equipos eléctricos en áreas peligrosas deben ser a prueba de explosiones (GB 50058-2014); Tipo – A prueba de explosiones (d) (la carcasa soporta una explosión interna sin propagación; Zona 0/1/2 motores, transformadores y dispositivos de control); Seguridad aumentada (e) (medidas adicionales, sin chispas normales; Zona 1/2 cajas de conexiones, motores y luces); Intrínsecamente seguro (i) (energía limitada por debajo del umbral de ignición; instrumentos, sensores y E/S); Presión positiva (p) encapsulado (m) llenado de aceite (o) llenado de arena (q) sin chispas (n); Zona 22: seleccione el nivel sin chispas (n); nivel de prevención de ignición de polvo (tD); Nivel – Gas: IIA/IIB/IIC; Polvo: IIIA/IIIB/IIIC (el polvo conductor IIIC es el más peligroso); Grupo de temperatura: T1 a T6 (T6 ≤ 85 grados Celsius) por debajo de la temperatura de ignición de los combustibles en el sitio; Zonas correspondientes EPL Ga/Gb/Gc; Motores: sellados y comprimidos, temperatura de la superficie por debajo de la temperatura de combustión lenta de la capa de polvo (menos de 2/3 de la temperatura de ignición de la nube de polvo), sello a prueba de polvo con alivio de presión y antiacumulación, nivel de protección IP54 (partes vivas expuestas), caja de conexiones sellada, protección contra explosiones secundarias, puesta a tierra confiable; Armarios eléctricos: método de instalación, dimensiones de la puerta del armario, marcado a prueba de explosiones Ex db/eb/px/ia, nivel IIA/IIB/IIC, temperatura T1 a T6, protección IP54/65/66, los cables cumplen con los requisitos a prueba de explosiones para el sellado de entrada (GB 3836.15-2024, GB/T 3836.1-2021).
Según la práctica del sector, la personalización a prueba de explosiones se puede resumir en una frase: la zona determina el tipo, el nivel determina el precio, la temperatura determina la seguridad;
estos tres niveles se corresponden, y solo entonces una línea de producción a prueba de explosiones puede superar la prueba de aceptación.
