Instalações Elétricas e de Instrumentação em Atmosferas Explosivas

Transcrição

1 Tipo de Proteção Ex p Invólucros Pressurizados - NBR IEC Tipo de proteção que consiste em manter, no interior do invólucro, uma pressão positiva de ar, superior à pressão atmosférica Se houver presença de mistura inflamável ao redor do equipamento, esta não entre em contato com suas partes internas que possam causar ignição. A pressão interna é mantida com ou sem a renovação contínua do ar de pressurização Pressurização pzc Redução de classificação de área de Zona 2 para área não classificada Pressurização pxb Redução de classificação de área de Zona 1 para área não classificada Pressurização pyb Redução de classificação de área de Zona 1para Zona 2(Ventilação) Tipo de proteção que provê EPL Gb para Zona 1 (pxbou pyb) ou EPL Gc para Zona 2 (pzc) 02/ Exemplos de instalação Ex pz Gc - Painéis pressurizados Tipo de Proteção Ex pzc Invólucros Pressurizados - NBR IEC Painel Local de Controle Pressurização pzc (Zona 2 Área não classificada) 02/

2 Tipo de Proteção Ex pzc / Ex pxb Invólucros Pressurizados - NBR IEC Painel de UTR(Unidade Terminal Remota) de SDCDou PLCinstalado em Zona 2 - Ex pzcou Zona 1 -Ex pxb(zona1) Pressurizado com ar de instrumento 02/ Tipo de Proteção Ex pyb Invólucros Pressurizados - NBR IEC Exemplos de instalação: Ex py Gb - Shelters de Analisadores Shelter com Analisadores de Diesel Instalado em área de Zona 2 - Grupo IIC Pressurização pyb(diluição Zona 1 Zona 2) 02/

3 Tipo de Proteção Ex pyb Invólucros Pressurizados - NBR IEC Exemplos de instalação: Ex py Gb - Shelters com Analisadores Sheltercom Analisadores de Diesel instalado em área de Zona 2 - Grupo IIC Pressurização pyb (Diluição Zona 1 Zona 2) 02/ Tipo de Proteção Ex pzc Invólucros Pressurizados - NBR IEC Exemplos de instalação: Analisadores instalados no interior de Shelter pressurizado -Ex pyb. Equipamentos Ex instalados internamente: Ex eb, Ex na, Ex ib, Ex db ou Ex pzc 02/

4 Tipo de Proteção Ex pzc Motor com Invólucro Pressurizado - NBR IEC Motor Ex pzc (Zona 2) Tensão nominal de 13.2 kv pressurizado com ar de instrumento 02/ Tipo de Proteção Ex pzc / Ex pxb Invólucros Pressurizados - NBR IEC Válvula de Alívio Filme sobre geração de ignição em estator de motor de ALTA TENSÃO Sistema de Purga e Pressurização Motor Ex pzc(zona 2) ou Ex pxb(zona1) Tensão nominal de 13.2 kv pressurizado com ar de instrumento 02/

5 Tipo de Proteção Ex pzc / Ex pxb Invólucros Pressurizados - NBR IEC Motores Ex pzc(zona 2) ou Ex pxb(zona1) Tensão nominal de 13.2 kv pressurizados com ar de instrumento 02/ Motores com tipo de proteção Ex pzc / Ex pxb Invólucros Pressurizados - NBR IEC Pressurização do tipo pzc Redução de classificação de área de Zona 2 para área não classificada. Requisito de ALARMEem caso de detecção de baixa pressão de ar de pressurização. Pressurização do tipo pxb Redução de classificação de área de Zona 1 para área não classificada Requisitos de ALARME e de INTERTRAVAMENTO (Trip)em caso de baixa pressão de ar de pressurização 02/

6 Tipo de Proteção Ex m Encapsulamento em resina -NBR IEC Tipo de proteção no qual as partes que são capazes de provocar ignição em uma atmosfera explosiva são encapsuladasem um composto de tal modo que a atmosfera explosiva não entra em ignição sob condições especificadas de operação ou instalação. Equipamentos Ex m não devem causar ignição nas seguintes circunstâncias: Ex ma: Em qualquer condição anormalespecificada de operação e instalação Zona 0 / EPL Ga Ex mb: Em condições de falhas especificadas de operação e instalação Zona 1 / EPL Gb Ex mc: Em condições normaisde operação e instalação Zona 2 / EPL Gc 02/ Tipo de Proteção Ex t Proteção por temperatura do invólucro - NBR IEC Definição:Tipo de proteção para atmosferas com poeiras combustíveis, onde o equipamento Ex possui um invólucro que provê proteção contra ingresso de poeira e meios de limitara temperatura de superfície 02/

7 Tipo de Proteção Ex t Proteção por temperatura do invólucro - NBR IEC Nível de proteção de equipamento (EPL) Zona de aplicação Grupo IIIC Grupo IIIB Grupo IIIA ta Zona 20 IP6X IP6X IP6X tb Zona 21 IP6X IP6X IP5X tc Zona 22 IP6X IP5X IP5X Especificação da temperatura máxima de superfície de invólucro de equipamentos Ex t : T MAX = T 5 mm -75 C (Camada de poeira) T MAX = 2/3 T CL (Nuvem de poeira) 02/ Tipo de Proteção Ex op Proteção de equipamentos ópticos - NBR IEC Equipamentos ópticos na forma de lâmpadas, lasers, LEDs, switches ópticos, conversores eletro-ópticos e fibras ópticas, são cada vez mais utilizados em sistemas de comunicação, inspeção, sensoreamento e medições em atmosferas explosivas, inclusive em redes de automação do tipo Ethernet instaladas em áreas classificadas contendo gases ou poeiras No processamento de materiais, são utilizadas radiações ópticas com elevada irradiância, capazes de gerar a ignição de gases inflamáveis ou poeiras combustíveis Quando estas instalações são realizadas no interior ou próxima às atmosferas explosivas, a radiação de tais equipamentos pode passar através destas atmosferas Dependendo das características da radiação, esta pode ser capaz de causar a ignição de uma atmosfera explosiva presente no ambiente Uma radiação óptica pode ser absorvida por superfícies ou partículas, levando estas a se aquecerem e, sob determinadas circunstâncias, permitir que estas atinjam uma elevada temperatura, a qual pode causar a igniçãode uma atmosfera explosiva presente no ambiente A Norma NBR IEC abrange equipamentos ópticos para os Grupos I, II e III e EPL Ga, Gb, Gc, Da, Db, Dc, Ma ou Mb 02/

8 Tipo de Proteção Ex op Proteção de equipamentos ópticos - NBR IEC Radiação óptica inerentemente segura op is Radiação visível ou em infravermelho que é incapaz de produzir energia suficiente sob condições normais ou de falha especificada para causar a ignição de uma atmosfera explosiva específica Radiação óptica protegida op pr Radiação visível ou em infravermelho que está confinada ou protegida em uma fibra óptica ou outro meio de transmissão sob condições normais de construção com proteção mecânica adicional baseado na premissa de que não há fuga de radiação do confinamento Sistema óptico com intertravamento op sh Sistema para confinar a radiação visível ou infravermelha dentro de uma fibra óptica ou outro meio de transmissão com desligamento por intertravamento para reduzir de forma confiável a intensidade do feixe não confinado a níveis seguros, dentro de um período especificado, no caso de falha do confinamento tornando a radiação não confinada 02/ Tipo de Proteção Ex op Proteção de equipamentos ópticos - NBR IEC Blindagem de aço Capa externa Fita para barreira contra umidade de alumínio e plástico tape moisture barrier Revestimento secundário ou capa ou buffer Fibra óptica Componente sólido para resistência Capa interna Exemplo de projeto de cabo óptico multi-fibra Ex op pr para aplicações em atmosferas explosivas Switch gerenciável para redes Ethernet Ex op is para aplicações em atmosferas explosivas Ex na [op is T6 Ga] IIC T4 Gc Ex e mb ib [ib opis] IIC T4 [Ex op is Da] IIIC 02/

9 Tipo de Proteção Ex o Imersão em óleo -NBR IEC Definição: Tipo de proteção em que o equipamento elétrico ou partes deste estão imersas num líquido de proteção, de forma que, se houver uma atmosfera explosiva acima do líquido ounaparteexternadoinvólucro,esta nãoépossíveldeser inflamada. Tipo de proteção que provê EPL Gb, adequado para instalação em áreas do tipo Zona 1 ou 2 02/ Tipo de Proteção Ex q Imersão em areia -NBR IEC Reator eletrônico para lâmpadas fluorescentes Definição: Tipo de proteção na qual as partes que são capazes de causar a ignição de uma atmosfera explosiva são fixas em posição e completamente imersas por um material de enchimento. O material de enchimento normalmente é o quartzo (areia) ou partículas de vidro. Corrente nominal 16 A. Potência nominal de consumo 1,0 kva. Fonte de alimentação de tensão 1,0 kv. Tipo de proteção que provê EPL Gb, adequado para instalação em áreas do tipo Zona 1 ou Zona 2. 02/

10 Caixas de Areia para passagens em fronteiras de Áreas classificadas e Áreas Não Classificadas Exemplo de proteção para Fronteira de Áreas Passagem de Cabos entre Área Classificada e Não Classificada Casa de Controle Local com ambiente interno pressurizado e climatizado Bandejas e cabos externos instalados em áreas classificadas 02/ Caixas de Areia para passagens em fronteiras de áreas classificadas e não classificadas Área Classificada Área não classificada Vantagens em relação ao sistema com eletrodutos + unidades seladoras: Dispensa instalação e selagem/identificação de unidades seladoras (critério da fronteira) Facilita serviços de instalação inicial de cabos. Areia Facilita serviços de passagem de novos cabos em casos de ampliação, sem necessidade de quebra de parede para passagem de novos eletrodutos ou quebra de unidades seladoras existentes. Tipo de instalação mais segura e menos sujeita a erros ou falhas de montagem. 02/

11 Caixas de Areia para passagens em fronteiras de áreas classificadas e não classificadas 02/ MCT MULTI CABLE TRANSIT Passassagem de cabos entre áreas Ex e áreas não Ex 02/

12 MCT MULTI CABLE TRANSIT Passassagem de cabos para o interior de painéis Ex 02/ Selagem entre os fluídos de processo e equipamentos elétricos, eletrônicos e de instrumentação Ex ABNT NBR IEC TS Atmosferas explosivas -Parte 40: Requisitos para selagem do processo entre fluidos inflamáveis do processo e sistema elétricos Um selo do processo é um dispositivo que evita a migração do fluido do processo de seu compartimento original projetado para o sistema elétrico externo. Os equipamentos elétricos e de instrumentação com uma interface em contato diretocom os fluidos de processo sob pressão necessitam incorporar um selo de processo para evitar a migração do fluido inflamável para o sistema de fiação. Os selos primáriosdo processo são considerados como sendo os selos do processo que estão diretamenteem contato com os fluídos do processo, sob condições normais de operação. São considerados como selos secundáriosdo processo os selos do processo que entram em contato com os fluídos do processo somente no caso de falhados selos primários. Os equipamentos com selo duplodo processo são considerados os equipamento que incorporam, ao longo de qualquer caminho potencial de vazamento, um selo primáriodo processo e um ou mais selos secundáriosdo processo, de tal forma que é necessária a falha de um ou mais selos do processo para permitir a migração dos fluidos do processo, a partir de seus compartimentos previstos, para os componentes do sistema de fiação do equipamento Ex. 02/

13 Traço elétrico resistivo para instalação em Áreas Classificadas Elementos resistivos do tipo auto reguláveis ou aquecedores com isolação mineral Cintas, aquecedores e acessórios de montagem devidamente certificados para instalação em áreas Ex Normas IEC aplicáveis: NBR IEC Traceamento elétrico resistivo - Parte 1: Requisitos gerais NBR IEC Traceamento elétrico resistivo -Parte 2: Procedimento de projeto, instalação e manutenção 02/ Traço elétrico resistivo para instalação em Áreas Classificadas Normas IEC aplicáveis: NBR IEC Traceamento elétrico resistivo - Parte 1: Requisitos gerais NBR IEC Traceamento elétrico resistivo -Parte 2: Procedimento de projeto, instalação e manutenção 02/

14 Motores Ex na e Ex de aptos a operar acionados por Conversores de Frequência Requisitos para motores Ex certificados para acionamento por Conversor de Frequência Ensaios e avaliação, em laboratório, do conjuntomotor Ex com conversor de frequência típico. Aplicável para toda a linha de motores Ex 02/ Tensão nominal do motor (U N ) (kv) U N < 1,0 1,0 U N 6,0 Norma Petrobras N-2919 Rev. A (2015) Critérios de Seleção de Motores Ex Tabela5 -Critérios de Seleção de Tipo de Proteção Ex e de EPL de Motor com partida direta na rede para Instalação em Áreas Classificadas contendo Gases Inflamáveis Classificação da área de gases inflamáveis Zona 2 Zona 1 Tipo de proteção EPL Tipo de proteção Ex e Gb Ex e ou Ex de Ex na Gc (Ver 7.2.3) Ex e Ex pzc Ex na (Ver 7.2.4) Gb Ex e ou Ex pxb EPL U N > 6,0 Ex pzc Gc Ex pxb Gb Gc Gb Gb A menos que especificado em contrário na Folha de Dados, motores com tensão nominal até 1,0 kv para instalação em áreas classificadas de gases inflamáveis do tipo Zona 1 -Grupo IICdevem possuir tipo de proteção Ex e (ABNT NBR IEC ) A menos que especificado em contrário na Folha de Dados, nos casos gerais de especificação para instalação em áreas classificadas de gases inflamáveis do tipo Zona 2, que requeiram equipamentos com EPL Gc, motores com tensão nominal superior a 1,0 kv e inferior a 11,0 kv, devem possuir tipo de proteção Ex na (ABNT NBR IEC ). 02/

15 Requisitos para Motores Ex acionados por conversor de frequência Motores Ex acionados por Conversor de Frequência: Motores Ex operados com variação de frequência e tensão por um conversor devem ser ensaiados com o conversor especificado ou com um conversor COMPATÍVELem relação às especificações de tensão e corrente de saída Motores Ex na, Ex ec, Ex eb, Ex t, Ex pzc, Ex pyb, Ex de A documentação descritiva para o motor Ex (certificado de conformidade ou manual do fabricante referenciado no certificado) deve incluir os requisitos técnicos necessários e condições requeridas para utilização com um conversor compatível. 02/ Principais características de motores Ex aptos a operar controlados por conversores Potência: 0,37 a 370 kw (Ex de, Ex na, Ex ec, Ex eb, Ex t, Ex pzc, Ex pyb) Polos: 2, 4, 6 e 8 Carcaça: Ferro Fundido -90 a 355 (Ex de / Ex na) Tensão: até 660 V, 60 Hz Classe de temperatura: T4 (135 ºC) para Ex d T3 (200 ºC) para Ex na Temperatura ambiente: <60 ºC para Ex de <40 ºC para Ex na Pelo menos um dos mancaisdas carcaças 315 e 355deve ser isolado quando o motor operar com conversor de frequência 02/

16 Placa de dados de motores Ex aptos a operar controlados por conversores 02/ Exemplos de características requeridas para conversor de frequência para controlar motores Ex Faixa de frequência para motores de 4 polos: 6 a 70 Hz, conforme curva de derating indicada no certificado de conformidade do motor Ex Faixa de frequência para motores de 2 polos: 6 a 60 Hz, conforme curva de derating indicada no certificado de conformidade "Ex" do motor Característica operacional: PWM Frequência de chaveamento: Maior ou igual a 2,5 khz Tipo de controle: VETORIAL 02/

17 DERATINGde torque para motores Ex controlados por conversor de frequência Limitação de torque em função da frequência para motores operando com conversor, para cargas do tipo Torque Constante Relação f/fn Torque no motor A 0 f/fn< 0.25 ((f/fn) ).Tn B 0.25 f/fn< 0.50 (0.4. (f/fn) ).Tn C 0.50 f/fn< 0.83 (0.3. (f/fn) ).Tn D 0.83 f/fn< Tn E f/fn > /(f/fn) f = frequência de operação do motor fn = frequência nominal do motor (60 Hz) Tn = torque nominal do motor 02/ Certificação para motores Ex na aptos a operar acionados por conversores de frequência Marcação de Motores Ex naaptos a operarem com Conversor de Frequência Ex na IIC T3 Gc IP55 / IP56 / IP66 Frequência: 6 a 70 Hz 02/

18 Certificação para linha de motores Ex de aptos a operar acionados por conversores de frequência Marcação de Motor Ex deapto a operar com Conversor de Frequência Ex de IIB T* Gb Classe T (Conforme Tabela 9 do Certificado) Grau de proteção até IP66 Frequência: de 6 a 70 Hz 02/ Exemplos de requisistos para a certificação para linha de motores Ex aptos a operar acionados por conversores O número do certificado é finalizado pela letra X para indicar as seguintes restrições na utilização dos motores: 1. O equipamento quando operado com inversor de frequência, este deve ser com característica operacional PWM com controle vetorial e com frequência de chaveamento mínima de 2.5 khz 2. Para motores de 2 polos, a faixa permitida para variação da frequência é de 6 a 60 Hz. Para motores de 4 ou mais polos, a faixa permitida é de 6 a 70 Hz. 3. Devem ser respeitados os valores apresentados de Derating-torque máximo do motor em função da frequência com inversor, para casos de torque constante 4. O inversor de frequência deve ser instalado em área não classificada 5. É de responsabilidade do usuário ligar sensores de temperatura instalados no motor a um dispositivo adicional que assegure a proteção térmica. Este dispositivo deve ser ajustado de acordo com os parâmetros fornecidos pelo fabricante do motor e deve estar em conformidade com a Norma NBR IEC Projeto, seleção e montagem de instalações elétricas em atmosferas explosivas 02/