T.C. ÇALIŞMA VE SOSYAL GÜVENLİK BAKANLIĞI İŞ SAĞLIĞI VE GÜVENLİĞİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ Muhtemel Patlayıcı Ortamlarda Kullanılan Elektrik Tesisatının İş Sağlığı ve Güvenliği Açısından İncelenmesi Alper Yasin ÖZÇELİK İSG Uzm.Yrd. Elektrik Müh. İSTANBUL-2014
İçerik Genel Bilgiler Elektrikli Ateşleme Kaynakları Elektrikli Aletlerde Kullanılan Koruma Tipleri Elektrikli Aletlerde Kullanılan Koruma Yöntemleri Mevzuat Sonuçlar ve Öneriler
PATLAMA ÜÇGENİ Genel Bilgiler
Elektrikli Ateşleme Kaynakları Elektrik Arkı Sıcak Yüzeyler Statik Elektrik Arızalar
Elektrik Arkı Şalterler açılıp kapandığında, Elektrostatik olarak yüklü elemanlar deşarj olduklarında, Kablolar hasar gördüklerinde, Kısa devre anında meydana gelen dengeleme akımı Elektrikli ekipmanların çalışmasında ortaya çıkar. Patlayıcı ortamı ateşlemesini önlemek için alev sızdırmaz ( exproof) cihazlar kullanılmalıdır.
Sıcak Yüzeyler Elektrikli aletlerin (aydınlatma armatürleri gibi) yüzeylerinin çalışmalarından dolayı ısınır ve patlama riski olan ortamlarda tehlike arz eder.
Statik Elektrik Sürtünme ve hava akımı gibi olaylar sonucu yalıtkan maddelerin yüzeylerinde serbest elektronların toplanması sonucu oluşur, Ani yük boşalmalarına sebep olması nedeniyle büyük kazalara sebep olabilir.
Arızalar Elektrikli ekipmanlarda meydana gelebilecek kısa devre gibi durumlardan dolayı patlama tehlikesi yaşanabilir.
ELEKTRİKLİ ALETLERDE KULLANILAN KORUMA TİPLERİ d-tipi Koruma (Alev Sızmaz Koruma) e-tipi Koruma, Artırılmış Emniyet p-tipi Koruma, Basınçlı Tip Koruma q-tipi Koruma, Kumlu Koruma m-tipi Koruma, Kapsüllü Koruma n-tipi Koruma o-tipi Koruma i-tipi Koruma
d-tipi Koruma (Alev Sızmaz Koruma) Ark veya ısı üreten alet (transformatör, kesici, yol verici gibi) basınca dayanıklı bir muhafaza içerisine yerleştirilir. d-tipi muhafaza sayesinde, içinde patlayan gaz, dış kısımda hazır bekleyen ve patlama kıvamında olan gazı ateşleyemez Patlama anında sızan alev soğur ve ısısı da dış ortamdaki gazı patlatmaya yetmez.
e-tipi Koruma, Artırılmış Emniyet Normal çalışması icabı ark çıkarmayan fakat buna rağmen patlayıcı ortamı tehlikeye düşürmemesi için ilave önlem alınan bir uygulamadır Ek bir tedbirdir. Klemens kutuları, kablo bağlantıları, sincap kafes asenkron motor ve küçük transformatörlerde uygulanabilir.
p-tipi Koruma, Basınçlı Tip Koruma Patlayıcı gaz veya buharın girmesi istenmeyen bölge dışarıya karşı basınç altında tutularak patlayıcı gazın tehlikeli bölgeye girmesi önlenir. Basınçlı hava ile tehlikeli bölgenin basıncı bir miktar yüksek tutulur.
q-tipi Koruma, Kumlu Koruma Gaz girmesi istenmeyen bölmeleri kuvars kumu veya tozu ile doldurularak patlayıcı gaz veya buharın bu bölmelere girmesi önlenir. Kum hem gazın sıcak yüzeylere girmesine ve hem de sıcak elektronik yüzeylerin soğumasına yardımcı olmaktadır.
m-tipi Koruma, Kapsüllü Koruma Isı veya ark üreten aletler veya parçaları reçine gibi bazı kimyasal madde içine gömülerek ortamı tehlikeye düşürmesi önlenir. Büyük miktarda enerji üretmeyen transformatör ve rölelerde de uygulanmaktadır Ölçü, kumanda kontrol gibi otomasyon devrelerinde yaygındır.
n-tipi Koruma Normal çalışmada elektrikli aletin patlayıcı ortamı ateşleme ihtimali az olduğu yerlerde kullanılır.
o-tipi Koruma Ark veya ısı çıkaran aletler yağa daldırılarak patlayıcı ortamdan izole edilirler.
i-tipi Koruma Elektrikli cihaz kendinden emniyetli devreler içerir. Patlayıcı ortama giden enerji kısıtlanır, bu sayede ortamın ateşlenmesi engellenir.
Elektrikli Aletlerde Kullanılan Koruma Yöntemleri Elektrik Motorları i. d-tipi "alev-sızdırmaz" ii. iii. iv. e-tipi "artırılmış emniyetli" p-tipi "basınçlı" n-tipi "ark çıkarmaz"
i. d-tipi korumalı elektrik motorları En yaygın kullanılan koruma yöntemidir. Motoru dış ortamdan izole eder. Pompalar, fanlar, eziciler, konveyör sistemleri, miller, vinçler kullanım alanlarından bazılarıdır.
d-tipi korunmuş motorların temel karakteristikleri aşağıdaki gibidir. 1. Alev yolu içerir. 2. Kuvvetlendirilmiş gövde, bağlantı kutusu ve son koruyuculara sahiptir. 3. Motor bileşenleri arasındaki birleşme yüzeyi daha büyüktür. 4. Dış çevreye ark akışı oluşmasını önlemek amacıyla motor mili ile yataklar arasındaki açıklık azaltılmıştır. 5. Tüm komponentler için basınç testi yapılır. (gövde, son koruyucular, bağlantı kutuları ve bağlantı kutusu gövdesi ) 6. Patlamaya karşı korunmuş kablo girişleri kullanılmalıdır.
Ex-e tipi korumalı elektrik motorları Normal çalışması icabı ark çıkarmayan fakat buna rağmen patlayıcı ortamı tehlikeye düşürmemesi için ilave önlem alınan sincap kafesli asenkron elektrik motorlarında gerçekleştirilen bir uygulamadır.
Ex-p, tipi korumalı elektrik motorları Patlayıcı gaz veya buharın girmesi istenmeyen bölge dışarıya karşı basınç altında tutularak patlayıcı gazın tehlikeli bölgeye girmesi önlenir. Büyük ve fırçalı motorlarda uygulanır. İşletme maliyetleri ve bakım giderlerinin yüksek olmasından dolayı çok yaygın olmayan bir uygulamadır.
Ex-n Ark Çıkarmayan (Non Sparking) Motorlar Ex-e tipi korumanın daha az hassas şeklidir Ex na motorların normal motorlardan farkı rotorun aşırı ısınmamasıdır.
Devre Kesici ve Yol Vericiler Çalışma prensibinden dolayı ark çıkaran aletlerdir. d ve ya p tipi koruma uygulanır. İşletme şartlarına göre boyutları değişkenlik gösterir.
Transformatörler d-tipi korunurlar Yağlı trafolarda, o-tipi yani yağlı koruma uygulanmaktadır. Patlayıcı gaz yükseldiğinde elektrik kesilmesini sağlamak amacıyla transformatörün giriş ve çıkışında kesiciler bulunmaktadır.
Genel Amaçlı Exproof Cihaz ve Ek Kutular Sanayide kablo eklemek ve içerisine cihaz yerleştirmek maksadı ile geliştirilmiş genel amaçlı exproof ekipmanlar mevcuttur. Kablo bağlama elemanı ( ek kutusu) olarak kullanıldığı gibi içerisine istenirse kontaktör, sigorta veya kesici konularak bir motora yol vericisi veya herhangi bir şalt kutusu şeklini alabilmektedir.
d-tipi korunan kutularda, tıpkı motor şasilerinde olduğu gibi alev yolları mevcuttur. Kutu içerisinde oluşabilecek kıvılcım bu alev yollarından soğuyarak dışarıya iletilir. e ve ya i-tipi koruma da uygulanabilir. motor yol verme, kumanda, bağlantı kutusu gibi farklı uygulamalarda kullanılmaktadır.
Kablolar Yapıları icabı normal çalışma şartlarında ark çıkarmazlar. Ancak herhangi bir nedenle kopar veya kesilir ise ark çıkarabilirler. Ex-koruma olarak, kablolarda iki önlem alınır. Birincisi dış kılıfın zırhlı yapılarak kesilme, kopma ve ezilmenin korunması, ikincisi de yanmanın önlenmesidir. Yandıklarında alevi ilerletmeyecek yapıda olmaları gerekmektedir.
Kablolar patlama korumalı cihazlara bağlanırken, cihazın patlama korumalı özelliğini bozmamalıdır.
Kablo Bağlama Elemanları Kablo Ekleri Geçmeli Tip Ekleme (Fiş-priz)
Kablo Ekleri Kablolar özel kimyasal maddelerle ve piyasada kolayca bulunan ekler ile birbirlerine bağlanmaktadır. Yer altı şehir şebekelerinde kullanılan kablo ek tertibatı ve ek mufları patlayıcı ortamlarda kullanılabilir. Özel kablo ekleri yer altı madenlerinde ve hareketli açık maden işletmelerinde kullanılır.
Geçmeli Tip Ekleme (FİŞ-PRİZ) Hareketli elektrik şebekesinde ve 10 kv' a kadar uygulanmaktadır. Kolayca çekilerek açılmamalı ve ark çıkmasına neden olmamalıdırlar. Kablolarda 3 fazın yanı sıra bir de pilot damarı mevcuttur. Fişin pilot ucu diğer faz pimlerinden daha kısadır ve fiş açılırken önce pilot pimi çıkar ve elektriğin kesilmesini sağlar. Çalışma güvenliğini artırmak için sigorta korumalı prizler geliştirilmiştir.
Aydınlatma Aygıtları 1. Akkor Flamanlı Aydınlatma Aygıtı Anahtar kısmında ark çıkabilir. En önemli sorun ampulün cam yüzeyinin ve duy kenarlarının yüzey ısısıdır. Özel ampul imal edilmesi veya normal ampullerin kullanılabilmesi için tedbir alınması gerekir. Üç tip koruma uygulanır. i. d-tipi koruma ii. iii. e-tipi koruma d ve e-tipi koruma
i. d-tipi koruma Ampul özel imal edilmiş bir cam fanus ile kaplıdır. Bu cam 10 veya 15 atmosfer statik basınca ve ayrıca darbelere dayanıklı olarak imal edilmiş olmalıdır. Basınca dayanıklı muhafazayı cam fanus oluşturur. Ampul değiştirmek için elektriğin kesilmiş olması gerekir.
ii. e-tipi koruma Özel fanus imali yerine özel ampul imal edilirse e-tipi koruma uygulanabilir Ampul biraz büyükçe imal edilerek yüzeyin genişlemesi ve böylece yüzey sıcaklığının düşmesi sağlanır. Darbelere, toz ve neme karşı önlem alınır. Bu maksatla cam fanusun üzerine bir çelik ızgara geçirmek yeterli olmaktadır.
iii. d ve e-tipi karışık koruma Ampul değişimi esnasında ark ampulün dip kısmında çıkar. Yaylı bir mekanizma ile kontağın duyun dışında ufak hacimli başka bir bölmede oluşması sağlanır. Ampulün üzerine cam fanus geçirilir ve tel kafesle de darbelere karşı korunmalıdır.
2. Floresan tüplü armatörler Ark çıkaran kısmı Starter' larıdır. Akkor flamanlı lambalarda olduğu gibi tüpün yüzey sıcaklığı da sorundur. Starterin özel korumaya ve floresan tüpünde basınca ve darbelere dayanıklı özel bir tüp içerisine konulması gerekir veya özel bir floresan tüp imal edilerek starter ve yüzey sıcaklığı sorunu ortadan kaldırılabilir.
İki tip koruma tipi uygulanır. i. d-tipi koruma ii. e-tipi koruma
1. d-tipi korunmuş floresan tüplü armatürler Starter ve floresan tüp iki ayrı d-tipi korunmuş muhafaza içersine yerleştirilir. Floresan tüp ise basınca dayanıklı özel imal edilmiş bir cam tüp içersine konulur.
2. e-tipi Korunmuş Floresan Armatürler Starter ve yüzey sıcaklığı sorununu çözmek için akkor flamanlı armatürlerde olduğu gibi özel floresan lamba imal edilmiştir. Bu floresanlarda starter görevini tüp içine yerleştirilmiş olan şerit halindeki bir direnç üstlenir. Floresan ampul bu direnç yardımı ile start alır. Bu nedenle bu tip floresan lamba tüplerinin ucunda tek pim vardır. Tek pimli özel floresan kullanılarak yapılan bir ex-korumalı armatürde, ark çıkaran kısım olmadığı için e-tipi koruma uygulanabilir. Bu durumda basınca dayanıklı bir koruyucu tüpe gerek yoktur.
3. Civa buharlı armatürler Starter varsa d tipi Starter yoksa e tipi
Mevzuat Avrupa Birliği Mevzuatı (ATEX) Bölge tarifleri ve exproof ile ilgili birçok teknik hususları da içermektedir Patlayıcı ortamda kullanılan elektrik ve mekanik tüm aletleri kapsamaktadır Aletleri kullanma ortamlarına göre kategorilere ayırmıştır.
Türkiye de Mevzuat 20/6/2012 tarihli ve 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu, Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik, Muhtemel Patlayıcı Ortamda Kullanılan Teçhizat ve Koruyucu Sistemler İle İlgili Yönetmelik, Yapı İşlerinde İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetmeliği,
Sonuçlar ve Öneriler Risk Değerlendirmesi yapılmalı, Öncelikli olarak elektrikli cihaz ve tesisatın patlayıcı gazın hiç olmadığı ve ya en az olduğu yerlere kurulmalı, Mümkün değilse elektrik tesisatı ve teçhizatının alev sızdırmaz (Exproof) özellikte olmalı, Havalandırmayla ortamdaki patlayıcı özellikteki maddeler uzaklaştırılmalı, Statik elektriğin oluşması önlenmeli
Topraklama ve yıldırımdan korunma tesisatı uygun yapılmalı, Tesisatın kontrolü, topraklama ölçümü ve periyodik bakımı düzenli ve yetkili kişilerce yapılmalı, Saha işaretlemelerinin eksiksiz yapılması, Çalışanlara oto kontrol geliştirmeye yönelik düzenli olarak görsel materyal ağırlıklı eğitimler verilmesi,
Teşekkürler Alper Yasin ÖZÇELİK İSG Uzm. Yrd. Elektrik Müh. ayozcelik@csgb.gov.tr