SCINTILLE? NO GRAZIE!
SICUREZZA CON
R. STAHL
SE NON SCATTA LA SCINTILLA
La presenza simultanea di sostanze combustibili, ossigeno e una sorgente di accensione può scatenare un'esplosione. Il modo di protezione a sicurezza intrinseca punta a prevenire questa situazione, eliminado uno dei componenti di questa triade esplosiva. In un circuito a sicurezza intrinseca la quantità di energia viene ridotta a un grado di non pericolosità, così da escludere la sorgente di accensione in forma di scintille ed effetti termici. In questo modo si evita l'innesco nel funzionamento abituale o, a seconda del livello di protezione, anche in condizioni di guasto del componente.
L'impiego dei primi dispositivi di campo a sicurezza intrinseca e delle relative barriere di sicurezza risale a oltre cinquant'anni fa.Negli anni si è avuta una costante crescita della gamma e della diversificazione delle applicazioni. Attualmente il modo di protezione a sicurezza intrinseca (Ex i) è molto diffuso ed è una parte imprescindibile della protezione antideflagrante. Questo modo di protezione copre una vasta gamma di applicazioni e oggi viene utilizzato dal semplice cablaggio punto a punto fino all'automatizzazione digitale a livello dell'industria 4.0. Le soluzioni a sicurezza intrinseca (Ex i) consentono l'acquisizione diretta dei dati di processo nell'area classificata con pericolo d'esplosione, riducono i tempi e i costi di installazione e possono essere diagnosticate e manutenute durante il funzionamento.
Da anni vengono impiegate versioni di bus di campo a sicurezza intrinseca, soprattutto per la messa in rete di dispositivi di acquisizione dei segnali da remoto, terminali di comando e apparecchiature di analisi. Le installazioni di bus di campo Ex i con PROFIBUS PA o Foundation Fieldbus H1 vengono comunemente utilizzate anche per la comunicazione digitale fino al dispositivo in campo (i.e. attuatore, sensore). Lo sviluppo non si è fermato neanche di fronte alla tecnologia di trasmissione via radio; in questo ambito la sicurezza intrinseca rende flessibile l'utilizzo delle antenne. Al momento si punta a sviluppare soluzioni a sicurezza intrinseca per l'Industrial Ethernet. Per dare impulso allo sviluppo di concetti Ethernet a sicurezza intrinseca accettati a livello internazionale, R. STAHL partecipa attivamente al gruppo di lavoro del progetto Advanced Physical Layer (APL), nonché all'Intrinsically Safe Ethernet Working Group. Di seguito vengono fornite informazioni dettagliate in merito alla sicurezza intrinseca, ai seminari e servizi in questo ambito e alle soluzioni interface Ex i di R. STAHL.
IL VANTAGGIO DELLA SICUREZZA INTRINSECA
Al contrario di altri consueti modi di protezione, tra cui la custodia a prova di esplosione "Ex d" e la pressurizzazione "Ex p", il modo di protezione a sicurezza intrinseca non richiede l'utilizzo di alcuna custodia speciale che impedisca la propagazione verso l'atmosfera esterna di un'esplosione interna alla custodia. Questo modo di protezione comprende la combinazione di sorgente di corrente/tensione, cavo e utenza che generalmente è presente nelle aree a rischio di esplosione. Proprio per questo si raggiunge un livello di sicurezza molto elevato consentendone l'impiego anche in aree ad alto rischio di esplosione come la zona 0.
Inoltre, risultano particolarmente agevoli l'impiego e la sostituzione di apparecchi Ex i durante il funzionamento. Gli ampliamenti e le riparazioni possono essere eseguiti nelle aree esposte a rischio di esplosione anche sotto tensione (hot work). Inoltre, è possibile inserire o scollegare gli apparecchi senza spegnere completamente o parzialmente gli impianti (hot swap). Questa caratteristica è molto vantaggiosa, quando occorre cercare un'anomalia o sostituire gli apparecchi.
Grazie alla facilità di utilizzo, all'atissimo livello di protezione e alle molteplici possibilità di instalazione, la sicurezza intrinseca è di fatto un modo di protezione imprescindibile per l'automazione dei processi e la comunicazione dei dati nelle aree esposte a rischio di esplosione.
LA CURVA DEL LIMITE DI ESPLOSIONE: IL METRO DI MISURA PER I CIRCUITI ELETTRICI A SICUREZZA INTRINSECA
I suddetti valori massimi consentiti per il mantenimento della sicurezza intrinseca per tensione (U) e intensità di corrente (I) sono stati determinati in via sperimentale. Vengono definiti con l'ausilio delle curve dei limiti di esplosione; per ogni gruppo di esplosione esiste una curva. Un circuito elettrico viene considerato a sicurezza intrinseca, se le coppie di valori di tensione e intensità di corrente si trovano al di sotto della curva del limite di esplosione determinante per l'atmosfera esplosiva. Per l'utilizzo in zona 1 o 0, il valore ammesso deve essere ridotto ulteriormente del fattore di sicurezza di 1,5.
Esempio: nella zona 1 o 0, il valore consentito deve essere abbassato del fattore di sicurezza 1,5. Se un componente elettrico viene adoperato nel gruppo Ex IIC e in zona 1, deve essere alimentato al massimo con 102 mA.
Per l'impiego in zona 0, questi valori di corrente e tensione di un apparecchio con circuiti elettrici a sicurezza intrinseca devono essere mantenuti anche quando si verificano due guasti ai componenti interni. I circuiti elettrici per la zona 1 devono compensare un solo guasto ai componenti interni. Nella zona 2 è sufficiente che vengano mantenuti questi valori nel funzionamento normale.
La marcatura Ex i viene integrata con la lettera a, b o c in base all'area di applicazione stabilita (zona 0, 1 o 2). La stessa integrazione specifica anche il livello di protezione dell'apparecchio (Equipment Protection Layer – EPL) per il componente elettrico autorizzato all'uso in zona 0, 1 o 2. L'ELP designato con Ga, Gb o Gc viene indicato nell'attestato di esame CE del tipo e sulla targhetta dell'apparecchio.
| Area di applicazione | EPL | Livello di sicurezza | Nessun innesco | Denominazione |
|---|---|---|---|---|
| Zona 2 | Gc | normale | durante il funzionamento normale | ic |
| Zona 1 | Gb | alto | durante il funzionamento normale e con un guasto | ib |
| Zona 0 | Ga | molto alto | durante il funzionamento normale e con due guasti | ia |
![[Translate to Italienisch:] Ex Eigensicherheit Zündgrenzkurven R. STAHL](/fileadmin/_processed_/3/d/ex-sicurezza-intrinseca-grafico-rstahl-729x769_1981cebc90.jpg "Ex Sicurezza intrinseca Grafico R. STAHL")
CERTIFICATO DI SICUREZZA INTRINSECA
Ai sensi della norma DIN EN 60079-14, prima della messa in funzione di un circuito elettrico a sicurezza intrinseca, occorre comprovare la sicurezza intrinseca, per assicurare che la sorgente, i cavi e le utenze soddisfino i requisiti della norma anche quando sono interconnessi tra loro. Come parte della documentazione sulla protezione contro le esplosioni, la prova deve constatare che durante il funzionamento non si generino scintille o superfici calde. Per la prova vengono presi in esame i valori di tensione, intensità di corrente e potenza, così come gli accumulatori con le loro capacità e induttività. Se i valori iniziali della sorgente relativi a tensione, intensità di corrente e potenza (UO, IO, PO) non superano i valori in entrata dell'utenza collegata (UI, II, PI) e le capacità collegate e le induttività dell'utenza (CI, LI) e del cavo (CC, LC) non superano i valori limite di CO e LO, la sicurezza intrinseca è facilmente comprovabile.
Questa prova deve essere documentata. I valori della prova vengono indicati nelle istruzioni per l'uso dei rispettivi apparecchi. I valori dei cavi possono essere ricavati dalla scheda tecnica oppure possono essere usati valori tipici dell'utilizzo standard. I valori definitivi per il cavo vengono determinati dalla sua lunghezza.
La prova risulta più complessa per le utenze con induttività LI e capacità CI efficaci simultaneamente. In tali circostanze, gli utilizzatori possono ricorrere ai valori della sorgente certificati per questo caso oppure dimezzare i valori limite di CO e LO in base alla cosiddetta regola del 50%. In determinati casi particolarmente complicati, ad esempio con circuiti elettrici alimentati da più sorgenti, occorre eseguire calcoli dettagliati. Su richiesta, R. STAHL offre il servizio di effettuazione di questi calcoli complessi.
Eccezione per i componenti elettrici semplici: nel concetto di protezione della sicurezza intrinseca è possibile utilizzare determinati componenti elettrici considerati "semplici" senza attestato di esame CE del tipo. Tuttavia questa opzione richiede attenzione, poiché presuppone un'accurata valutazione personale di apparecchi e componenti, quali interruttori, LED, termocoppie o termometri a resistenza Pt100 ai sensi delle norme IEC EN 60079-0 e 60079-11. A seconda del tipo di costruzione, è necessario valutare fattori quali, il comportamento di riscaldamento, l'isolamento verso terra, la protezione IP, ecc., nonché documentare per iscritto il risultato della valutazione. R. STAHL, in qualità di esperto della protezione contro le esplosioni, supporta il mercato anche in questo caso, fornendo perizie conformi agli standard e valutazioni dei componenti elettrici semplici.
INSIEME PER LA SICUREZZA INTRINSECA
Da oltre cento anni affrontiamo il problema della protezione antideflagrante con la massima serietà. Puntiamo sulla trasmissione attiva delle conoscenze, così da garantire sempre la sicurezza integrale dei collaboratori e delle macchine della vostra azienda. Per questo i nostri docenti (collaboratori di lunga data di R. STAHL e membri attivi in commissioni normative nazionali e internazionali) organizzano vari seminari e corsi di aggiornamento dedicati alla sicurezza intrinseca. Così potete rimanere sempre al passo con le innovazioni della tecnologia della protezione Ex. Per una comprensione approfondita dell'argomento, lo studio teorico è sempre abbinato a esercizi pratici. Chiedete informazioni sui nostri seminari aperti!
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