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Instalações Elétricas em Atmosferas Explosivas

Bulgarelli - Julho / 1998 1

Janeiro/2006 - Duque 1

Curso de Formação de Operadores de Produção

ATMOSFERAS EXPLOSIVASATMOSFERAS EXPLOSIVASEE

CLASSIFICAÇÃO DE ÁREASCLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS



Plano de classificação de áreas da UEP

A seguir serão listadas as informações que devemconstar nos Planos de Classificação de Área,incluindo legenda e procedimentos operacionais.É sugerida a Lista de Equipamentos Elétricos eEletrônicos em Áreas Classificadas para arastreabilidade dos mesmos. É sugerida asinalização das áreas classificadas com cartazespadronizados. São abordados os meios paradivulgação dos Planos e de Avisos referentes aÁreas Classificadas.




• Plano de Áreas Classificadas, deverá ser indicadosobre o arranjo geral, em cada nível;

• Representar as áreas Classificadas em cada nível,com nome e tag dos equipamentos e fontes derisco, incluindo cortes e vistas laterais.

• O Plano de Áreas Classificadas deverá ter formatoadequado para que um único desenho consolidetodas as plantas, vistas e cortes, permitindo assimfacilidade de consulta e afixação em locais públicosda plataforma.




• Documentos Complementares (arranjo geral,diagrama de ventilação, plano de segurança, lista dedados para classificação de áreas);

• A atualização do plano de áreas classificadas deveser realizada, incorporando todas as modificaçõesefetuadas ao longo da vida da unidade, de arranjo,de processo, de ventilação, aberturas e acessos,etc., incluindo novos compartimentos, skids eequipamentos de risco.




Unidades tipo FPSO, FSO

Estes tipos de unidade têm requisitos adicionais,conforme regras das classificadoras,superpondo/unindo as áreas classificadas típicas,como abaixo:- embarcação para armazenamento (naviopetroleiro);- planta de processamento de óleo/gás, no convésde produção;- torre do swivel;- poço do turret para ancoragem e conexão dosrisers de produção/exportação;- utilidades, etc.



Layout





Lista de equipamentos



Mapa de Classificação de Áreas



Mapa de Classificação de Áreas






Equipamentos elétricos em áreas classificadas

Em Áreas Classificadas apenas poderão serempregados Equipamentos Elétricosespecialmente construídos para uso ematmosferas potencialmente explosivas, comCertificado de Conformidade que ateste aadequação do mesmo para a atmosfera do local.Também, os equipamentos devem serinstalados conforme requisitos das normasaplicáveis e mantidos adequadamente paraassegurar a integridade da proteção “Ex”.




Certificado de Conformidade:• Portaria 176 de 17/07/00 (ex 121/96) doINMETRO : Obrigatoriedade de certificação deequipamentos elétricos fabricados ouimportados/comercializados no Brasil,destinados à aplicação em atmosferaspotencialmente explosivas.






Certificado de Conformidade:• Equipamentos elétricos e eletrônicos erespectivos acessórios de instalação, devem seradequados para a atmosfera explosivacorrespondente, atestado através de Certificadode Conformidade, emitido por Organismo deCertificação Credenciada (OCC) independente.









Para especificar adequadamente equipamentoselétricos para uso em atmosferas explosivas, asseguintes informações são necessárias:

• Classificação de área;• Temperatura de ignição do gás ou vapor presente;• Grupo de gases ou vapores da substânciainflamável;• Influência externa e Temperatura ambiente.












MÉTODOS DE PROTEÇÃO PARA EQUIPAMENTOSELÉTRICOS “EX”

A explosão é confinada em um compartimento capaz de resistira pressão desenvolvida durante uma possível explosão, nãopermitindo a propagação para as áreas vizinhas.

CONFINAMENTO

Separa fisicamente a atmosfera potencialmente explosiva dafonte de ignição.

SEGREGAÇÃO

Controla a fonte de ignição de forma que ela não possuaenergia térmica ou elétrica suficiente para detonar a atmosferaexplosiva.

PREVENÇÃO



MÉTODOS DE PROTEÇÃO PARA EQUIPAMENTOSELÉTRICOS “EX”

A probabilidade do equipamento elétrico se tornar uma fonte deignição é reduzida pela adoção de medidas construtivas adicionais.

SUPRESSÃO



É todo equipamento que está encerrado em uminvólucro capaz de suportar a pressão de explosãointerna sem se romper, não permitindo que a explosãose propague para o meio externo.

Este método de proteção baseia-se no conceitode confinamento da explosão.

À PROVA DE EXPLOSÃOEx-d



EQUIPAMENTO “À PROVA DE EXPLOSÃO”



Invólucros geralmente muito pesados e volumosos;

Dificuldade para manutenção e instalação (invólucroscom juntas flangeadas com muitos parafusos); requerunidades seladoras em instalações com eletrodutosInvólucro não vedado à entrada de água e de umidadepor condensação

Não admite modificações/furação pelo campo

Os invólucros de alumínio montados na região expostaa névoa salina “se dissolvem” com o tempo

O invólucro não pode ser aberto na área; necessidadede desligar a alimentação elétrica

EQUIPAMENTOS “Ex-d” - PRINCIPAISCARACTERÍSTICAS:



Invólucro à prova deexplosão – tamparoscada

EQUIPAMENTOS “Ex-d” - EXEMPLO

- tampa com pelomenos 5 fios derosca perfeitamenteencaixados





Luminária à provade explosão paralâmpadaincandescente oumista

Ex d

EQUIPAMENTOS “Ex-d” - EXEMPLO



Consiste em manter presente no interior doinvólucro um gás de proteção com uma pressãopositiva superior à pressão atmosférica, de modo quese houver presença de mistura inflamável ao redor doequipamento esta não entre em contato com partesque possam causar uma ignição.

Esta técnica de proteção é baseada no conceitode segregação.

PRESSURIZADOEx-p



EQUIPAMENTOS “ Ex-p” - PRINCIPAISCARACTERÍSTICAS:

Utilização, geralmente, de ar de instrumento (limpo,seco e não-contaminado) como gás de proteção

A pressão interna usual é de 0,20 a 0,25“ H2O (5 a 6mm coluna d’água)

Supervisão da pressão interna com alarme e/oudesenergização do equipamento

Técnica utilizada em painéis elétricos de um modo gerale em motores elétricos de grande porte, fora de série

Necessidade de purga do volume interno do invólucro,antes de ser reenergizado após parada.



EQUIPAMENTOS “Ex-p” - EXEMPLOS

Motor de corrente contínua, de perfuração, do tipo industrial comum, aberto.Pressurização do motor através de ventilação forçada e sistema de dutos, comtomada de ar fora de área classificada.



EQUIPAMENTOS “Ex-p” - EXEMPLOS

Console do Sondador do Sistema SCR Ross Hill, de plataformas deperfuração, instalado em Zona 2.A pressurização permite a montagem de vários comutadores comuns naporta e instrumentos e sinaleiras comuns, atrás da janela de vidro.



Equipamentos que em condições normais deoperação não produzem centelhamento ou altastemperaturas e que são dotados de medidasconstrutivas adicionais de modo a aumentar a suasegurança.

Este método de proteção é baseado noconceito de supressão da fonte de ignição.

SEGURANÇAAUMENTADA - Ex-e





EQUIPAMENTOS “Ex-e” - PRINCIPAISCARACTERÍSTICAS:

Flexibilidade de instalação: permite cabos conectadosaos equipamentos através de prensa-cabos, nãonecessitando dos eletrodutos metálicos e suas unidadesseladoras.

Possibilidade de serem utilizados invólucros de plástico,fazendo com que os equipamentos (luminárias, caixas determinais, etc.) sejam mais leves e mais resistentes àcorrosão em atmosfera marinha.



- Corpo em resina poliester reforçado com fibra de vidro

- Tampa em policarbonato

- Chave corta circuito, com desenergização da luminária assim

que a tampa for aberta

- Vedação IP-66

- Contato de lâmpada mais robusto.

EQUIPAMENTOS “Ex-e” - EXEMPLOS

Luminária fluorescente, Ex-e, 40W, 220V



EQUIPAMENTOS “Ex-e” - EXEMPLOS

- Corpo em material plástico

- O plugue só pode ser inserido ouremovido se a chave estiver desligada(para não provocar centelhamento nadesconexão do plugue e desgaste comconsequente aquecimento)

- A chave só liga se o plugue estiverencaixado no local para não exporterminais vivos

- A parte centelhante - contatos dachave - está embutida em bloco selado,do tipo à prova de explosão (Ex-d)

- O conjunto tem estanqueidade quantoà penetração de água.

Tomada com chave à prova de explosão + segurança aumentada (Ex-de)



Circuito, dispositivo ou sistema que não écapaz de liberar energia suficiente para inflamar umaatmosfera explosiva, quer seja em condições normaisou anormais de operação. São divididos nascategorias: “ia” ou “ib”.

Este método utiliza o conceito de prevenção daignição, através da limitação da energia.

SEGURANÇA INTRÍNSECA

Ex-i



EQUIPAMENTOS “Ex-i” - EXEMPLOS:

Aparelhos de comunicação (rádio, telefone).

Em geral aplicado a sistemas deinstrumentação, com possibilidade de aberturados equipamentos para calibração no campo,com a planta em operação.

Medição de nível em tanques de líquidosinflamáveis.



NÃO ACENDÍVELEx-n

Exemplos de equipamentos Ex-n: luminárias, motoresde indução.

Atenção: aplicação apenas em Zona 2.

Proteção aplicável a equipamentos que em condiçõesnormais de operação e sob certas condições anormaisespecificadas não sejam capazes de causar a igniçãoda mistura explosiva.





MARCAÇÃO DE EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS“Ex” (ABNT)

Br Ex ia IIC T6

CERTIFICAÇÃOIndica que a Certificação éBrasileira

PROTEÇÃOIndica que o equipamento possuialgum tipo de proteção paraatmosfera potencialmente explosiva

TEMPERATURAIndica a classe de temperaturade superfície do equipamento T1 (450º), T2 (300º), T3 (200º), T4 (135º), T5 (100º), T6 (85º)

GRUPOIndica o grupo para o qual oequipamento foi construído GRUPO IIC GRUPO IIB GRUPO IIA

TIPO DE PROTEÇÃOIndica o tipo de proteção que o equipamento possui:

“d” – À prova de Explosão “p” – Pressurizado “m” – Encapsulado “o” – Imerso em Óleo “q” – Imerso em Areia “e” – Segurança Aumentada “ ia ” – Segurança Intrínseca, categoria “a” “ ib” – Segurança Intrínseca, categoria “b” “n” – Não Acendível



EXEMPLO DE PLAQUETA DEEQUIPAMENTOS “Ex”

Fabricante Nome dolaboratóriocredenciado

Nº do certificado

Equip. adequadopara atmosferaexplosiva

Classe detemperatura

Grupo dogás (IIC)

Tipo de proteção,combinando os tipos“e”, “d” e “m”

Símbolo paraequip. “Ex”



Todo equipamento elétrico,independente de ser adequado ou nãopara aplicação em uma atmosferaexplosiva, possui uma proteção inerentecapaz de evitar, principalmente, danosfísicos às pessoas (ex.: choque elétrico,ferimento, etc.) e danos ao próprioequipamento, quer seja pela penetraçãode corpos sólidos estranhos, quer sejapela penetração de água.

Grau de ProteçãoGrau de Proteção



Embora o Grau de Proteção não sejaespecífico para equipamentos elétricospara uso em atmosferas inflamáveis, elepoderá constar como uma característicaadicional para determinados Tipos deProteção.

Grau de ProteçãoGrau de Proteção



• Grau de Proteção:• IP (Ingress Protection) - NBR 6146 / IEC 529

Características construtivas aplicadas ao invólucro visando:Características construtivas aplicadas ao invólucro visando:

<< Proteção de pessoas contra o contato a partes Proteção de pessoas contra o contato a partes energizadasenergizadas sem semisolamento, contra o contato a partes móveis no interior doisolamento, contra o contato a partes móveis no interior doequipamento, e proteção contra a entrada de corpos sólidosequipamento, e proteção contra a entrada de corpos sólidosestranhosestranhos

<< Proteção do equipamento contra o ingresso de água em seu interiorProteção do equipamento contra o ingresso de água em seu interior

1° Dígito: proteção contra entrada de corpos sólidos1° Dígito: proteção contra entrada de corpos sólidos

IP - X Y

2° Dígito: proteção contra entrada de água2° Dígito: proteção contra entrada de água

NBR-6146NBR-6146



• Primeiro Dígito

• IP - X Y

• Proteção contraentrada deCORPOSSÓLIDOS

Graus de Proteção Graus de Proteção - NBR 6146 / IEC 529- NBR 6146 / IEC 529





Graus de Proteção Graus de Proteção - NBR 6146 / IEC 529- NBR 6146 / IEC 529

• SegundoDígito

• IP - X Y

• Proteção contraentrada de ÁGUA



• IP - 41

• 4 - Protegido contraentrada de objetossólidos comdimensão maior doque 1,0 mm

• 1 - Gotas de águacaindo na verticalnão prejudicam oequipamento Painéis de UTR - Unidade Terminal RemotaPainéis de UTR - Unidade Terminal Remota

Instalados em área abrigada (dentro de subestação).Instalados em área abrigada (dentro de subestação).

• Exemplo deGrau deProteção

• NBR 6146/IEC 529



• IP - 54

• 5 - Protegido contrapoeira e contato apartes internas doinvólucro

• 4 - Água projetada dequalquer direção nãotem efeito prejudicial

Painel de Controle LocalPainel de Controle Local instalado ao tempo instalado ao tempo


• NBR 6146/IEC 529



• IP - 55• 5 - Protegido contra

poeira e contato apartes internas doinvólucro

• 5 - Água projetadapor bico emqualquer direçãonão tem efeitosprejudiciais


• NBR 6146/IEC 529

Motores, caixas de passagem e Motores, caixas de passagem e caixas de ligação dos cabos de forçacaixas de ligação dos cabos de força



• IP - 65

• 6 - Totalmenteprotegido contraentrada de poeira econtato a partesinternas

• 5 - Água projetadapor bico emqualquer direçãonão tem efeitosprejudiciais


• NBR 6146/IEC 529

Junction-Box com cabos e Junction-Box com cabos e multicabos de instrumentaçãomulticabos de instrumentação

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