Tiêu chuẩn chống cháy nổ trong thiết bị điện

Theo thống kê, các vụ cháy nổ phần lớn do chập cháy thiết bị điện, do vậy các thiết bị điện cần đáp ứng được một số tiêu chuẩn chống cháy nổ, đặc biệt là khi các thiết bị điện này được thi công cho các môi trường có nguy cơ cháy nổ cao như kho bãi, hầm mỏ...

Tiêu chuẩn chống cháy nổ ATEX là gì?

ATEX viết tắt của cụm từ ATmosphères EXplosibles, là tập hợp các chỉ dẫn mô tả các thiết bị và môi trường làm việc được phép với một sự cố nổ trong môi trường không khí bình thường. Chỉ dẫn này bắt nguồn từ một chỉ dẫn 94/9/EC của Pháp. Tiêu chuẩn chống cháy nổ dùng để đánh giá các thiết bị điện có khả năng ngăn ngừa sự cố cháy nổ, và có thể chịu đựng sự cố cháy nổ xảy ra. Một thiết bị điện theo chuẩn chống cháy nổ được thiết kế sao cho phần vỏ của thiết bị điện sẽ cô lập sự cố nổ gas hay hơi bên trong thiết bị. Từ đó ngăn ngừa nguy nguy cơ cháy nổ do hồ quang của thiết bị điện gây ra.

Tiêu chuẩn chống cháy nổ ATEX cũng có nghĩa là ngăn ngừa sự bắt lửa từ bề mặt của thiết bị khi gas hay khí cháy nổ bao quanh. Các thiết bị này được thiết kế sao cho khi hoạt động, nhiệt độ bề mặt của thiết bị sẽ không gây bắt lửa.

Phần vỏ của một thiết bị điện chống cháy nổ thường được làm bằng nhôm đúc hoặc thép không rỉ, được thiết kế đặc biệt để cô lập tia lửa điện hoặc sự cố cháy nổ bên trong thiết bị. Để đạt được cấp phòng nổ, phần vỏ thiết bị phải cô lập sự cố cháy nổ bên bên trong thiết bị và ngăn không cho nguồn nhiệt, tia lửa điện…bên trong thiết bị lan tỏa ra vùng khí gas, bụi có khả năng cháy nổ xung quanh.

Các nhân tố gây ra cháy nổ

Để phòng chống cháy nổ, các nhà sản xuất thiết bị điện đã phân loại ra các nhân tố gây ra cháy nổ và áp dụng các tiêu chuẩn này. Cháy và nổ là hai hiện tượng khác nhau và chúng cũng có các nhân tố kích hoạt khác nhau.

Nhân tố gây cháy:

• Nguồn nhiệt hay nguồn đánh lửa: bề mặt nóng, ngọn lửa trần hay khí nóng, tia lửa điện khi đóng tiếp điểm hoặc ma sát cơ khí, tĩnh điện, sét, song điện từ…
• Nguyên liệu: khí gas, hơi dung môi, các loại bụi, sợi …
• Chất xúc tác cho nhiên liệu: khí oxy …

Nhân tố gây nổ:

• Nguồn nhiệt hay nguồn đánh lửa: bề mặt nóng, ngọn lửa trần hay khí nóng, tia lửa điện khi đóng tiếp điểm hoặc ma sát cơ khí, tĩnh điện, sét, song điện từ…
• Nguyên liệu: khí gas, hơi dung môi, các loại bụi, sợi …
• Chất xúc tác cho nhiên liệu: khí oxy …
• Không gian kín.
• Mật độ của nguyên liệu thích hợp.

Nguồn bắt lửa hiệu quả là một thuật ngữ được định nghĩa trong chỉ thị ATEX của châu Âu như một sự kiện, kết hợp với ôxy và nhiên liệu đầy đủ ở dạng khí, sương, hơi hoặc bụi, có thể gây nổ. Khí methane, hydro hoặc than đá là những ví dụ về nhiên liệu có thể.

Các nguồn đánh lửa hiệu quả là:

• Sét đánh.
• Ngọn lửa: từ điếu thuốc lá đã đến hoạt động hàn.
• Tác động tạo ra tia lửa tác động. Thí dụ, một cái búa thổi trên một bề mặt thép gỉ xỉn hoặc một cú đánh bằng búa trên đá lửa. Tốc độ và góc va đập (giữa mặt và búa) rất quan trọng; một cú đánh 90 độ trên bề mặt là tương đối vô hại.
• Các tia lửa ma sát tạo ra cơ học. Sự kết hợp của vật liệu và tốc độ xác định hiệu quả của nguồn đánh lửa. Ví dụ, ma sát thép thép 4,5m / s với lực lớn hơn 2 kN là một nguồn đánh lửa hiệu quả. Sự kết hợp của nhôm và rỉ cũng rất nguy hiểm. Nhiều tia lửa đỏ nóng thường cần thiết để có nguồn đánh lửa hiệu quả.
• Tia lửa điện . Ví dụ, một kết nối điện bị hỏng hoặc một máy phát áp lực bị lỗi.
• Nhiệt độ bề mặt cao . Điều này có thể là kết quả của việc xay xát, mài, xát, ma sát cơ học trong hộp nhồi hoặc ổ đỡ hoặc chất lỏng nóng được bơm vào một chiếc tàu. Ví dụ, đầu của dụng cụ cắt bằng máy tiện có thể dễ dàng đạt nhiệt độ 600 C (1100 ° F); một ống hơi nước áp suất cao có thể cao hơn nhiệt độ tự động của một số hỗn hợp nhiên liệu / không khí.
• Xả tĩnh điện . Điện tĩnh có thể được tạo ra bởi không khí trượt trên cánh, hoặc chất lỏng không dẫn điện chảy qua màn lọc bộ lọc.
• Bức xạ nhiệt

Tiêu chuẩn chống cháy nổ theo dải nhiệt độ chịu đựng

Phân lớp nhiệt độ định nghĩa nhiệt độ bề mặt tối đa của thiết bị điện dưới điều kiện hoạt động bình thường và bị lỗi. Nhiệt độ bề mặt tối đa của thiết bị điện phải luôn thấp hơn nhiệt độ đánh lửa của nguyên liệu cháy nổ (khí, bụi, hơi) ở nơi lắp thiết bị đó. Thiết bị điện càng ít bị nóng lên thì càng ít khả năng xảy ra cháy nổ. Nhiệt độ đánh lửa của nguyên liệu cháy nổ (khí, bụi, hơi) là nhiệt độ thấp nhất mà sự cố cháy nổ có thể xảy ra do tiếp xúc giữa nguyên liệu cháy nổ (khí, bụi, hơi) và nhiệt độ bề mặt thiết bị.

Các kiểu bảo vệ chống nổ