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NBR IEC 60079-14 de 11/2016: projeto, seleção e montagem de instalações elétricas em atmosferas explosivas

Como deve ser feita a seleção de equipamentos reparados, de segunda mão ou existentes? Qual a relação entre níveis de proteção de equipamento (EPL) e zonas? Qual a relação entre Grupo e Subgrupo do gás, vapor ou poeira e Grupo e Subgrupo do equipamento? Qual a relação entre temperatura de ignição do gás ou vapor e Classe de Temperatura do equipamento? Essas questões estão sendo apresentada no texto sobre a montagem de instalações elétricas em atmosferas explosivas.

30/11/2016 - Equipe Target

Atmosferas explosivas

A NBR IEC 60079-14 de 11/2016 - Atmosferas explosivas - Parte 14: Projeto, seleção e montagem de instalações elétricas contém os requisitos específicos para o projeto, seleção, montagem e inspeção inicial de instalações elétricas em, ou associadas com, áreas classificadas. Quando for necessário que o equipamento atenda a outras condições ambientais, como, por exemplo, proteção contra o ingresso de água ou resistência à corrosão, métodos adicionais de proteção podem ser necessários.

Os requisitos desta norma são aplicáveis somente para a utilização de equipamentos sob condições atmosféricas normalizadas, de acordo com a NBR IEC 60079-0. Para outras condições, precauções adicionais podem ser necessárias, e os equipamentos necessitam ser certificados para estas outras condições.

Por exemplo, muitos materiais inflamáveis e muitos materiais que são normalmente relacionados como não inflamáveis podem queimar vigorosamente sob condições de ambientes enriquecidos com oxigênio. As condições atmosféricas normais definidas na NBR IEC 60079-0 são relacionadas com as características ambientais para a explosão da atmosfera e não com a faixa de operação dos equipamentos, por exemplo: temperatura: – 20 °C a 60 °C; pressão: 80 kPa (0,8 bar) a 110 kPa (1,1 bar); e ar com conteúdo normal de oxigênio, tipicamente 21 % v/v.

Os requisitos desta norma são adicionais aos requisitos de instalações para áreas não classificadas. Para tensões até 1.000 V ca ou 1.500 V cc, os requisitos desta norma são baseados nos requisitos da Série IEC 60364, embora os requisitos de outras normas nacionais possam ser aplicáveis.

Esta norma se aplica a todos os equipamentos elétricos, incluindo fixos, portáteis, transportáveis e pessoais, e instalações permanentes ou temporárias. Não se aplica a instalações elétricas em minas sujeitas à presença de grisu. Pode ser aplicada às instalações elétricas em minas onde outras atmosferas explosivas de gás, que não devido à presença de grisu, podem ser formadas e para as instalações elétricas na superfície de instalações de minas. Orientações adicionais sobre os requisitos de risco de misturas híbridas de poeiras combustíveis ou fibras combustíveis e gases ou vapores inflamáveis são apresentadas no Anexo M.

Nenhuma consideração é estabelecida nesta norma sobre os riscos de toxicidade que podem estar associados com os gases inflamáveis, líquidos e poeiras combustíveis, em concentrações que são normalmente muito mais baixas que os respectivos limites inferiores de explosividade. Em locais onde pessoas possam estar expostas a concentrações potencialmente tóxicas de material inflamável, convém que precauções específicas sejam adotadas. Tais precauções estão além do escopo desta norma.

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Como deve ser feita a seleção de equipamentos reparados, de segunda mão ou existentes?

Qual a relação entre níveis de proteção de equipamento (EPL) e zonas?

Qual a relação entre Grupo e Subgrupo do gás, vapor ou poeira e Grupo e Subgrupo do equipamento?

Qual a relação entre temperatura de ignição do gás ou vapor e Classe de Temperatura do equipamento?

Medidas de proteção objetivam reduzir a um nível aceitável a possibilidade de que uma instalação elétrica possa se tornar uma fonte de ignição. Por meio de um projeto cuidadoso das instalações elétricas, é frequentemente possível alocar muitos dos equipamentos elétricos em uma área não classificada ou de menor risco.

Quando equipamentos elétricos são instalados em áreas onde concentrações explosivas e quantidades de gases inflamáveis, vapores, névoas ou poeiras possam estar presentes na atmosfera, medidas de proteção são aplicadas para reduzir a possibilidade de explosão devido à ignição por arcos, centelhas ou superfícies quentes que são produzidas em operação normal ou sob condições de falhas especificadas. Muitos tipos de poeiras que são geradas, processadas, manipuladas e estocadas são combustíveis.

Quando estas poeiras entram em processo de ignição, podem queimar rapidamente e com força explosiva considerável, se misturadas com o ar em proporções apropriadas. É frequentemente necessário utilizar equipamentos elétricos em locais onde tais materiais combustíveis estão presentes, e precauções adequadas necessitam, desta forma, ser consideradas para assegurar que todos os equipamentos estejam adequadamente protegidos, de forma a reduzir a possibilidade de ignição de uma atmosfera explosiva externa.

Em equipamentos elétricos, fontes potenciais de ignição incluem arcos e centelhas elétricas, superfícies quentes e faiscamentos devido a atrito. Medidas de proteção objetivam reduzir a um nível aceitável a possibilidade de que uma instalação elétrica possa se tornar uma fonte de ignição.

Por meio de um projeto cuidadoso das instalações elétricas, é frequentemente possível alocar muitos dos equipamentos elétricos em uma área não classificada ou de menor risco. Quando equipamentos elétricos são instalados em áreas onde concentrações explosivas e quantidades de gases inflamáveis, vapores, névoas ou poeiras possam estar presentes na atmosfera, medidas de proteção são aplicadas para reduzir a possibilidade de explosão devido à ignição por arcos, centelhas ou superfícies quentes que são produzidas em operação normal ou sob condições de falhas especificadas.

A ignição de poeiras combustíveis por equipamento pode ocorrer de diversas formas. Uma delas por superfícies dos equipamentos, com temperatura acima da temperatura mínima de ignição da poeira combustível envolvida. A temperatura na qual o tipo de poeira pode causar ignição é uma função das propriedades da poeira, se a poeira estiver na forma de uma nuvem ou em camada, na espessura da camada e na geometria da fonte de aquecimento.

Por arcos oriundos de partes elétricas, como chaves, contatos, comutadores, escovas ou similares; por descarga de uma carga eletrostática acumulada; por energia irradiada (por exemplo, radiação eletromagnética); por faiscamentos mecânico ou faiscamentos por atrito associado com o equipamento. De forma a evitar o risco de ignição em poeiras é necessário que: a temperatura de superfície na qual a poeira possa estar depositada, ou na qual possa estar em contato com a poeira em forma de nuvem, seja mantida abaixo do limite de temperatura especificada nesta norma; qualquer parte elétrica centelhantes, ou partes possuindo uma temperatura acima do limite de temperatura especificada nesta norma: esteja confinada em um invólucro com proteção adequada ao ingresso de poeira, ou a energia dos circuitos elétricos seja limitada, de forma a evitar arcos, centelhas ou temperaturas capazes de causar a ignição da poeira combustível; qualquer outra fonte de ignição seja evitada.

Muitos tipos de proteção são disponíveis para equipamentos elétricos em atmosferas explosivas (ver NBR IEC 60079-0), e esta norma apresenta requisitos específicos para o projeto, seleção e montagem de instalações elétricas em atmosferas explosivas. Esta parte da NBR IEC 60079 é suplementada por outras normas IEC ou NBR, como, por exemplo, a série IEC 60364 com relação aos requisitos das instalações elétricas. Esta parte também faz referência à NBR IEC 60079-0 e suas normas associadas para requisitos de construção, ensaio e marcação adequada de equipamentos elétricos.

Esta norma apresenta os requisitos específicos para projeto, seleção, montagem e inspeção inicial de equipamentos elétricos em áreas classificadas. Esta norma considera que as instruções dos fabricantes são seguidas. Os aspectos de inspeção, manutenção e reparos também representam um papel fundamental, em relação à gestão de instalações em áreas classificadas, sendo os usuários alertados a utilizar as NBR IEC 60079-17 e NBR IEC 60079-19, assim como as instruções dos fabricantes para informações adicionais com relação a estes aspectos de segurança.

Em qualquer instalação industrial, independentemente do tamanho, podem existir muitas fontes de ignição, além daquelas associadas com equipamentos elétricos. Avaliações e medidas adicionais podem ser necessárias para garantir a segurança devido a outras fontes de ignição possíveis, embora orientações sobre estes aspectos estejam além do escopo desta norma.

Áreas classificadas são divididas em Zonas 0, 1 e 2 para gases, vapores e névoas inflamáveis, de acordo com a NBR IEC 60079-10-1, e em Zonas 20, 21 e 22 para poeiras combustíveis, de acordo com a NBR IEC 60079-10-2, de forma a facilitar a correta seleção de equipamentos elétricos e o projeto adequado das instalações elétricas. É recomendado que equipamentos elétricos, sempre que possível, sejam instalados em áreas não classificadas. Onde isso não for possível, é recomendado que os equipamentos elétricos sejam instalados em uma área onde a ocorrência de uma atmosfera explosiva seja menos provável.

As instalações elétricas em áreas classificadas também devem estar de acordo com os requisitos apropriados para instalações em áreas não classificadas. Entretanto, os requisitos para áreas não classificadas são insuficientes para instalações em áreas classificadas. Quando uma proteção adicional for necessária para atender a outras condições ambientais, por exemplo, proteção contra ingresso de água e resistência contra corrosão, o método utilizado não pode afetar adversamente a integridade do equipamento.

Equipamentos e materiais elétricos devem ser instalados e utilizados dentro de suas faixas nominais de potência, tensão, corrente, frequência, regime de serviço, assim como outras características onde não conformidades podem colocar em risco a segurança da instalação. Em particular, cuidados devem ser adotados para assegurar que a tensão e a frequência sejam apropriadas para o sistema de alimentação no qual os equipamentos são instalados e que a classe de temperatura tenha sido adequadamente estabelecida para a tensão, frequência e outros parâmetros.

Equipamentos para instalação em áreas classificadas são normalmente projetados para as tensões normalizadas pela IEC, de acordo com a IEC 60038. Se a tensão de alimentação estiver fora destas tensões normalizadas, então o equipamento necessita ser especialmente selecionado e certificado. Todos os equipamentos e circuitos elétricos em áreas classificadas devem ser especificados e instalados de acordo com as Seções 5 a 13, inclusive, e com os requisitos adicionais para o tipo de proteção adequado (Seções 14 a 23).

Convém que as instalações sejam projetadas e os equipamentos e materiais sejam instalados de forma a facilitar o acesso para inspeção e manutenção (NBR IEC 60079-17). Os equipamentos e sistemas utilizados em circunstâncias excepcionais, por exemplo, para pesquisa, desenvolvimento e planta-piloto onde equipamentos com tipos de proteção “Ex” não sejam disponíveis, não necessitam atender aos requisitos desta Norma, contanto que a instalação esteja sob a supervisão de um uma entidade competente e que uma ou mais das seguintes condições, quando aplicável, sejam atendidas: medidas sejam adotadas para assegurar que a atmosfera explosiva não ocorra; ou medidas sejam adotadas para assegurar que estes equipamentos estejam desligados antes da ocorrência de uma atmosfera explosiva, em cujos casos uma ignição após a desconexão, como, por exemplo, devido a partes aquecidas, deve também ser evitada; ou medidas sejam adotadas para assegurar que as pessoas e o ambiente não sejam expostos ao risco de incêndios ou explosões.

Adicionalmente, as medidas, condições ou controles devem ser documentados por uma entidade competente que: esteja familiarizada com estes requisitos e com quaisquer outras normas aplicáveis e códigos de práticas referentes à instalação de equipamentos e sistemas elétricos para áreas classificadas, e tenha acesso a todas as informações necessárias para realizar a avaliação. Quando não puder ser evitado que uma camada de poeira se acumule ao redor dos lados e da parte de baixo de um equipamento, ou quando o equipamento estiver totalmente envolto em poeira, devido ao efeito do isolamento térmico, uma temperatura de superfície muito menor pode ser necessária.

Se for necessário o nível de proteção dos equipamentos Da todos os requisitos para o EPL Da devem ser atendidos. Para instalações onde a espessura da camada seja superior a 50 mm, a temperatura máxima de superfície do equipamento pode ser marcada com a temperatura máxima de superfície TL, tomando como referência a espessura de camada permitida.

Quando o equipamento for marcado como TL, para uma determinada espessura de camada, a temperatura de ignição da poeira, na espessura de camada L, deve ser aplicada no lugar de T5 mm. A temperatura máxima de superfície do equipamento TL deve ser no mínimo 75 °C mais baixa que a temperatura de ignição da poeira na espessura de camada L. Exemplos de poeira em forma de camada de espessura excessiva podem ser encontrados no Anexo L.

A radiação na faixa do espectro ótico, especialmente no caso de focalização, pode se tornar uma fonte de ignição. A luz solar, por exemplo, pode iniciar uma ignição, se objetos concentrarem a radiação (por exemplo, espelho côncavo, lentes etc.). As radiações de fontes de luz de alta intensidade, como “flashes” de câmeras ou alguns LED, são, sob certas circunstâncias, intensamente absorvidas pelas partículas e estão podem então se tornar uma fonte de ignição.

Luminárias com fontes de luz contínua do tipo divergente normalmente não são consideradas um risco de ignição. No caso de radiação a laser (por exemplo, sinalização, telemetria, inspeções, trenas eletrônicas), a energia ou densidade de potência do feixe, mesmo que desfocado a longas distâncias, pode ser tão elevada que uma ignição seja possível. Neste caso, o aquecimento é causado principalmente pelo efeito do feixe de laser sobre as poeiras em camada ou por absorção pelas partículas da atmosfera.

Focalização intensa pode causar temperaturas que excedem 1 000 °C no ponto focal. Deve ser considerada a possibilidade de que o próprio equipamento produza a radiação (por exemplo, lâmpadas, arcos elétricos, lasers etc.) e possa ser uma fonte de ignição. Sobretensões durante o chaveamento podem ocorrer se disjuntores a vácuo ou contatores a vácuo forem utilizados, e transientes de chaveamento conhecidos como múltiplos surtos podem ocorrer quando um motor de alta tensão é desligado.

Estes transientes dependem de diversos fatores de instalação e de projeto, como: princípio de extinção de arco do contator ou disjuntor; potência do motor; comprimento do cabo de alimentação de força; capacitância do sistema e outros fatores. Em certos casos, múltiplos surtos podem resultar em sobretensões durante o chaveamento, que são muito elevadas, ultrapassando a capacidade do isolamento do estator do motor, ocasionando deterioração do isolamento e centelhamento.

Na prática, isto geralmente ocorre quando motores de alta tensão com correntes de partida IA > 600 A são desconectados durante condições de partida, travamento (rotor bloqueado) ou de sobrecarga. Disjuntores ou contatores a vácuo são geralmente associados com transientes de alta tensão. Supressores de surto necessitam ser instalados nos painéis de força, entre o disjuntor e a terminação do cabo do motor, para cada um dos três condutores de fase. Os picos de tensão que surgem podem danificar o isolamento do enrolamento, que pode causar a deterioração do isolamento e centelhamento.

Se disjuntores ou contatores a vácuo forem utilizados para o chaveamento de motores, no seu projeto de instalação é necessário considerar um supressor de surto adequado, como um varistor a óxido de zinco com centelhador. Este limite de corrente inicial de partida corresponde aos seguintes limites superiores de potência, dependendo da relação entre a corrente inicial de partida IA e a corrente nominal IN e da queda de tensão durante a partida (até aproximadamente 20 %): aproximadamente 750 kW para motores alimentados com até 3,0 kV; aproximadamente 1.500 kW para motores alimentados com até 6,0 kV; aproximadamente 2.500 kW para motores alimentados com até 10,0 kV.

FONTE: Equipe Target

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