لوحات ATEX: مفهوما الحماية Ex d و Ex e
لوحة ATEX: اللوحة المخصصة لجو انفجاري هي تجهيزة معتمدة بمفهوم حماية يوافق منطقتها. فمفهوم Ex d المانع للهب يسمح بحدوث انفجار داخل الحاوية مع منع انتقال اللهب إلى الخارج، بينما يهدف مفهوم Ex e للسلامة المعززة إلى منع نشوء القوس والحرارة المفرطة أساساً؛ ويمكن الجمع بين المفهومين في لوحة واحدة.
المحتويات
ملاءمة اللوحة لجو انفجاري ليست مسألة حاوية أكثر سماكة، بل التزام حرفي بقواعد تصميم معتمد لمنطقة ومجموعة غاز وصنف حرارة محددة. وفي هذا المجال فإن حاوية تُثقب في الموقع أو حشوة كابل غير ملائمة تُبطل الشهادة بأكملها. تتناول هذه المقالة تصنيف المناطق ومفهومي Ex d و Ex e وصنف الحرارة ومجموعة الغاز والقيود العملية التي تظهر في تصميم اللوحات.
تصنيف المناطق وفئات التجهيزات
تُقسم الأجواء الانفجارية إلى مناطق بحسب مدة وجود الجو الخطر. فللغازات والأبخرة تعني المنطقة 0 وجوداً مستمراً، والمنطقة 1 وجوداً عارضاً في التشغيل العادي، والمنطقة 2 وجوداً عند العطل فقط؛ وللأغبرة تقابلها المناطق 20 و21 و22. ولكل منطقة فئة تجهيزات ومستوى حماية مسموحان، وللمنطقة 1 يعد المطلب النموذجي الفئة 2 بمستوى Gb. وعند تخطيط الموقع يكون أفضل نهج ممكن هو إخراج اللوحة من المنطقة الخطرة وترك المشغلات والحساسات الضرورية فقط في الميدان، وهذا يقلل الكلفة وتعقيد الصيانة بوضوح.
ما الفرق بين Ex d و Ex e؟
يقوم مفهوم Ex d المانع للهب على حصر المكونات التي تنتج قوساً بالضرورة داخل غلاف متين جداً. ويتحمل الغلاف انفجاراً داخلياً ويتيح، عبر فراغات لهب محددة، تبريد الغازات الساخنة أثناء خروجها فلا يشتعل الجو الخارجي. أما مفهوم Ex e للسلامة المعززة فيتخذ المسار المعاكس: تُتخذ تدابير إضافية تمنع نشوء القوس والشرر وحرارة السطح المفرطة في التشغيل العادي، وأساس المفهوم هو مسافات عزل موسعة وأطراف محمية من التراخي وارتفاع حرارة منخفض. وعملياً يشيع الحل المختلط: أجهزة التبديل في حجيرة Ex d، وقسم الأطراف والتوزيع في حاوية Ex e.
صنف الحرارة ومجموعة الغاز وقراءة العلامة
يجب أن تبقى أعلى حرارة سطح يمكن أن تبلغها التجهيزة أدنى من حرارة اشتعال الغاز المحيط بهامش آمن، ويُعبَّر عن هذه العلاقة بأصناف حرارة من T1 إلى T6، ويمثل T6 أدنى حرارة سطح. وتُقسم مجموعات الغاز إلى IIA و IIB و IIC بحسب طاقة الاشتعال وخصائص انتقال اللهب، وأصعبها IIC التي تضم الهيدروجين والأسيتيلين. وتحمل علامة Ex هذه المعلومات بالتتابع، وقراءتها الصحيحة تبين مباشرة المنطقة التي يجوز فيها الاستخدام. ويُذكر مجال حرارة المحيط أيضاً على العلامة، والاستخدام خارج هذا المجال يقع خارج نطاق الشهادة.
القيود العملية في تصميم اللوحة
| حقل العلامة | مثال للقيمة | المعنى |
|---|---|---|
| مجموعة التجهيزة | II | الصناعات السطحية عدا المناجم |
| الفئة والجو | 2 G | ملائمة للمنطقة 1 وجو غازي |
| مفهوم الحماية | db eb | حاوية مانعة للهب مع سلامة معززة |
| مجموعة الغاز | IIC | المجموعة الأصعب وتشمل الهيدروجين والأسيتيلين |
| صنف الحرارة | T4 | أعلى حرارة سطح محدودة بـ135 درجة مئوية |
| مستوى حماية التجهيزة | Gb | المستوى العالي المطلوب للمنطقة 1 |
في حاويات Ex e ليس عدد الأطراف وتوزيعها حراً؛ إذ تحددهما معاً مسافات العزل الموسعة والتيار المسموح لكل طرف وحد ارتفاع الحرارة داخل الحاوية. ولذلك تكون لوحة Ex e أكبر بوضوح من لوحة قياسية بالوظيفة ذاتها. وتُنفَّذ مداخل الكابلات بحشوات Ex معتمدة فقط، وتُسد الفتحات غير المستخدمة بسدادات معتمدة، ولا يجوز فتح ثقب جديد في الحاوية في الموقع. وفي حجيرات Ex d يكون صنف براغي الغطاء وعددها وعزم ربطها جزءاً من الشهادة، وبرغي واحد ناقص يُلغي خاصية منع اللهب. وإدارة الحرارة مقيدة أيضاً: فلأن المراوح وفتحات التهوية غير ممكنة غالباً يجب تخفيض الحمل الحراري الداخلي بالتصميم.
الاعتماد والتركيب والتدخل في الموقع
تُعتمد تجهيزات الأجواء الانفجارية بمشاركة جهة مُبلَّغ عنها بحسب الفئة المعنية، ويقدم المُصنِّع إعلان مطابقة مع تعليمات الاستخدام. وعند التركيب تُطبق بلا استثناء متطلبات هذه التعليمات في التأريض والإحكام ونوع الحشوة وعزوم الربط. والقاعدة الأساسية للتدخل في الموقع هي عدم إدخال أي تغيير خارج التصميم على حاوية معتمدة؛ فزر إضافي أو مدخل كابل جديد أو طرف مختلف لا يكون ممكناً إلا بموافقة المُصنِّع وتحديث نطاق الشهادة. ويُجرى الفحص الدوري بواسطة عاملين أكفاء وفق قائمة فحص محددة وتُحفظ سجلاته.
النقاط الرئيسية: لوحة ATEX
- Ex d يحصر الانفجار و Ex e يمنعه — المفهومان يعملان بمنطق مختلف ويمكن الجمع بينهما.
- المنطقة والفئة ومستوى الحماية يجب أن تتوافق — فالمنطقة 1 تستوجب عادة الفئة 2 والمستوى Gb.
- صنف الحرارة يتبع حرارة اشتعال الغاز — ويُعلن على العلامة مع مجموعة الغاز.
- الحاوية المعتمدة لا تُعدَّل في الموقع — فثقب جديد أو حشوة مختلفة أو جهاز مضاف يُبطل الشهادة.
- مصدر المعيار — كتالوج منشورات IEC: iec.ch.
أسئلة شائعة
هل يمكن وضع اللوحة خارج المنطقة الخطرة؟
حيث يكون ذلك ممكناً فهو الحل الأفضل. فوضع لوحة التحكم والتوزيع في المنطقة الآمنة وترك مشغلات وحساسات وصناديق ميدانية معتمدة فقط في المنطقة الخطرة يقلل الكلفة وتعقيد الصيانة. كما يبسط قياس الغاز وإجراءات التصاريح أثناء الأعمال.
لماذا تكون لوحة Ex e أكبر من اللوحة القياسية؟
لأن السلامة المعززة تفرض مسافات عزل أكبر وتياراً أقل لكل طرف وحد ارتفاع حرارة أشد. فالعدد ذاته من الدوائر يحتاج إلى حجم أطراف أكبر وتباعداً داخلياً أوسع. ويجب إدخال ذلك في تخطيط المساحة في مرحلة مبكرة من التصميم.
هل يمكن تحويل لوحة قياسية إلى لوحة Ex معتمدة؟
لا. فمطابقة Ex تتطلب أن تكون الحاوية والأطراف والحشوات والمكونات الداخلية جزءاً من تصميم معتمد ككل. واعتماد لوحة قائمة لاحقاً غير ممكن عملياً؛ والطريق الصحيح هو اختيار حل Ex معتمد للتطبيق.
مقالات ذات صلة
- درجة الحماية IP: كيف تُقرأ رموز IP؟
- مادة حاوية اللوحة وعملية الطلاء: كيف تختار بشكل صحيح؟
- أنواع أنظمة التأريض: TN-S وTN-C-S وTT وIT
- كل المقالات التقنية
تقدم Devpan دعماً هندسياً في مشاريع الأجواء الانفجارية: اختيار حلول Ex الموافقة لتصنيف المنطقة وتصميم الواجهات ولوحات المنطقة الآمنة. تواصل معنا لمراجعة متطلبات مشروعك. حل Devpan ذو صلة: خدمة تصميم مشاريع اللوحات الكهربائية.
