Aanpassing schakelkast in ATEX-ruimte is specialistenwerk

Elektriciteit in explosiegevoelige zone

Elektrische verdeelkasten zijn in ATEX-omgevingen geen graag geziene gasten. Daarom worden ze ook zo vaak mogelijk buiten deze zones geplaatst. Toch kan het in zekere gevallen niet anders. In dat geval moeten explosieveilige schakel­kasten ingezet worden. Maar kan dat zomaar? En welke maatregelen moeten er genomen worden bij aanpassingen?

 

ATEX tegen explosiegevaar

Wie een explosiegevoelige omgeving wil omschrijven, zal onmiddellijk denken aan het karakteristieke gaslek, gevolgd door een vonk die de boel doet exploderen. De ont­snapping van gas is echter niet het enige gevaar, want ook stofexplosies komen heel frequent voor. Daarnaast kunnen chemische reacties leiden tot het vormen van een explosief mengsel. Om gas- of stofexplosies te veroorzaken, is er vaak niet meer nodig dan een kleine vonk. Elektrische installaties, met hun relaisschakelingen, hete printplaten en vlambogen, zijn dus als geen ander gevoelige materie in deze zones. De leidraad om dit te voorkomen, vinden we in de ATEX-regels, die in de loop der jaren frequent aangepast werden. Beide bekend in de oren klinkende ATEX95 en ATEX137 werden in 2016 aangepast naar respectievelijk ATEX114 en ATEX153. Voor die laatste betreft het alleen een naamswijziging, bij de ATEX 114 gaat het vooral om een uitdieping van de regels voor fabrikanten, want deze richtlijn beschrijft de wettelijke verplichtingen waaraan apparatuur die binnen explosie­gevaarlijke omgevingen wordt gebruikt, moet voldoen. Op elektrisch gebied is hiervoor de onderliggende IEC-norm EN 60079 van toepassing. Deze norm behandelt de certificering van apparatuur binnen gevaarlijke omgevingen met een kans op een explosie. De norm is de praktische handleiding bij de bovenliggende Europese richtlijn ATEX 114. Voor mechanische apparatuur is dat de IEC 80079-36/37.

 

IECEx05

Relatief nieuw is de IECEx05-certificatie. Dit is een certificatie voor personen die werkzaam zijn in explosiegevaarlijke gebieden of verantwoordelijk zijn voor de veiligheid in die gebieden. De certificering is gebaseerd op IEC 60079 en voldoet daarmee aan de ATEX-wetgeving. Verwacht wordt dat deze certificering steeds vaker gevraagd zal worden in de toekomst om te mogen werken in ATEX-gebieden. Er is nog altijd een zekere grijze zone bij onderhoudsdiensten, die leidt tot terughoudendheid: welk werk in een ATEX-omgeving mag men zelf uitvoeren en welk werk kan beter uitbesteed worden aan een gespecialiseerde installateur? Het AREI zal, in het geval van elektrische herstellingswerken, het antwoord geven.

ATEX 153

ATEX 153 situeert zich meer op het bedrijfsniveau. Aan de hand van een veiligheidsaudit die het bedrijf moet laten uitvoeren, wordt er van elk lokaal een zone gemaakt met een cijferaanduiding (0, 1 en 2 voor gas; 20, 21 en 22 voor stof). In tabel 1 vindt u de omschrijving van de diverse zones terug. Afhankelijk van die toewijzing mogen enkel apparaten geïnstalleerd worden die voldoen aan de voorwaarden van die zone. Het zijn de fabrikanten die verantwoordelijk zijn om hun componenten geschikt te laten verklaren voor een bepaalde ATEX-zone. Op elke ATEX-gecertificeerde component komt een code die aanduidt waar het apparaat gebruikt kan worden. De aanduiding is steeds te vinden op de betreffende component, maar vraag bij de minste twijfel altijd even na.

 

De componenten worden verder opgedeeld volgens de wijze waarop ze bescherming bieden. Dat ge­beurt via de aanduiding Ex met een bijbe­horende letter zoals Ex d of Ex n. In tabel 2 vindt u de betekenis hierover terug. Verder bestaat een ATEX-code meestal nog uit een aanduiding die de maximale oppervlaktetemperatuur van de component opgeeft, over een Ingress Protection-getal (IP-waarde) en over een indicatie van de toepasbare gasgroep (I, IIA, IIB en IIC). I staat hier voor mijnbouw, de groep onder II voor alle andere industriële toepassingen. De A, B en C staan voor het type gas. Hier wordt weleens tegen gezondigd. Er wordt bijvoorbeeld wel Ex-materiaal gebruikt, maar niet met de juiste zoneringsvereisten. Vooral bij herstellingswerken blijft dit een issue. Er is niet meteen een vervangingsstuk beschikbaar – of het is te duur – en dan wordt er vlug een andere component in een schakelkast geplaatst. Een ander frequent gemaakte fout is dat men wel geschikte componenten gebruikt, maar vervolgens nalaat om de schakelkast ook correct volgens de ATEX- zonering uit te voeren.

 

Specifiek voor de schakelkast

In de ATEX 153 staan er, naast de zoneringseisen, nog an­dere verplichtingen. Zo moet een ExplosieVeiligheidsDocument (EVD) opgesteld worden. Dit is een uitgebreide lijst, maar voor schakelkasten zijn de volgende zaken van tel:

• beschrijving van de arbeidsplaats en de aanwezige werkplekken (plattegrond, lay-out …);
• resultaten van de risicobeoordeling: zone-indeling (tekstueel en tekening), risico’s bij een normaal bedrijf, bepaling van ont­stekingsbronnen;
• organisatorische maat­regelen ter voorkoming van explosiegevaar zoals ont­stekingsbronnen vermijden;
• bijlagen: componentenlijst elektrische en mechanische apparatuur in ATEX-zones.

Uit dit specifieke document moeten dus onder andere de explosieveiligheidsmaat­regelen en het te gebruiken materiaal blijken. De ont­stekingsbronnen kunnen erg verschillend zijn, de meeste situeren zich ook in de elektrotechnische sfeer:

• Schakelcomponenten voor motoren, pompen, verlichting, verdeeldozen;
• Statische elektriciteit;
• Zwerfstromen (EMC);
• Hete oppervlakken (koelvinnen van printplaten e.d.).

Het uiteindelijke doel is dan ook om alle risico’s die voortvloeien uit het gebruik van een schakelkast, zo veel mogelijk in te dijken. Explosieveilige kasten zijn er steeds op gericht om zowel preventief als curatief op te treden. Preventief, omdat ze zo gebouwd zijn dat ze geen uitwendige explosiegevaarlijke stoffen of gasmengsels binnenlaten bij de contacten. En curatief, omdat ze zo robuust gebouwd zijn dat mogelijke inwendige vonken binnen de behuizing blijven. Om dat te bewerkstelligen, creëert men bijvoorbeeld een overdruk in de kast (Ex p – pressurisation).

Ook beschermingswijzen Ex d (Flameproof enclosure) en Ex e (increased safety) worden hier vaak toegepast. Deze beschermingswijzen komen tegemoet aan de nood om toch schakelkasten in ATEX-omgevingen te zetten. Bij Ex e gaat het dan bv. over een kast waar er enkel en alleen gebruikgemaakt wordt van ATEX-gecertificeerd schakelmateriaal. Ex p is dan weer een beschermingswijze waarbij de kast permanent onder overdruk van perslucht of inert gas geplaatst wordt. Op die manier wordt verhinderd dat er een explosief mengsel in de kast kan komen. De overdruk wordt gecreëerd door een gecertificeerd toestel. De eisen die gesteld worden aan Ex p-overdrukkasten, zijn niet min: de kasten moeten voldoende stijf en stevig zijn, zodat er ook na jarenlang gebruik geen vervorming ontstaat en de lek­verliezen minimaal blijven. Het spreekt ook voor zich dat er hier zeer omzichtig met doorvoeringen moet worden omgegaan. Wartels mogen de afdichting van de kast niet ongedaan maken. De plaatsers van de oorspronkelijke installatie zijn zich altijd bewust van de ATEX- problematiek, maar dat is zeker niet altijd het geval bij bedrijven die kleine herstellingen uit­voeren.

 

Bekabeling

Over bekabeling kunnen we kort zijn: er bestaan eigenlijk geen echt specifieke ATEXkabels. Kabels worden niet gezien als ‘apparaat’ en maken dus niet rechtstreeks deel uit van de ATEX-richtlijnen. Wel moet u erop toezien dat u bij vervanging een kwaliteitskabel gebruikt zonder knikken of scheuren in de mantel. Bovendien mag de kabel geen aanleiding geven tot warmteontwikkeling of vonkvorming. Bemerk dat de temperatuurontwikkeling in een kabel in rechtstreeks verband staat met de diameter en de lengte van de geleiders (wet van Joule). Bij vervanging dus het best dezelfde lengte gebruiken.
Ook belangrijk is de wijze waarop de kabel aangesloten is op de andere componenten in de installatie, want hier worden vaak fouten tegen gemaakt bij reparatie.

Doorvoering met wartels

De wartelkeuze staat perfect beschreven in de recent geüpdatete IEC 60079-14:2013 die afgeleid is uit de ATEX 114. In deze norm staat aangegeven welke wartels gebruikt kunnen worden bij de van toepassing zijnde beschermingswijze. Het valt aan te raden om zo veel mogelijk gebruik te maken van apparaten waarvan de wartels al voorzien zijn. Zo bent u zeker dat de wartel in dezelfde ATEX-zone gebruikt kan worden, tenzij anders aangegeven door de fabrikant.
Moet u toch wartels gebruiken, let dan op een plaatsing volgens de regels van de kunst: stevige verbindingen, geen zichtbare naakte geleiders en de aarding correct aansluiten.
Niet-gebruikte wartelopeningen moeten ook goed afgesloten worden met goedgekeurde wartelafdichtingen.