Prowadniki kablowe ESD dla obszaru ATEX (strefy zagrożenia wybuchem)

Wytyczne ATEX

ATEX to skrót od francuskiego "ATmosphères EXplosibles" i jest używany jako synonim dyrektyw unijnych regulujących ryzyko wybuchu w obszarach z atmosferą wybuchową.

Obecnie istnieją dwie dyrektywy ATEX: ATEX Equipment Directive 2014/34/EU oraz ATEX Workplace Directive 1999/92/EC. Pierwsza, dyrektywa sprzętowa, formułuje wymagania dla urządzeń stosowanych w miejscach zagrożonych wybuchem. Zagrożenie takie występuje np. w przemyśle chemicznym i w kopalniach, ale także w wielu obszarach przemysłu przetwórczego – tam, gdzie mamy do czynienia ze spichlerzami i z młynami zbożowymi, systemami malarskimi, obróbką drewna, obróbką tekstyliów itp.

Dyrektywa dotycząca urządzeń jest wykorzystywana także w ocenie prowadników kablowych. Komponent w rozumieniu wytycznych ATEX to „każdy element niezbędny do bezpiecznego funkcjonowania urządzeń i systemów ochronnych, ale niemający funkcji autonomicznej”. Prowadniki kablowe pasują dokładnie do tego opisu.

Wymagania ATEX dotyczące e-prowadnika

Co to konkretnie oznacza przy doborze odpowiedniego prowadnika kablowego do obszaru zagrożonego wybuchem? Czy e-prowadnik musi być zgodny z ATEX? Odpowiedź na to pytanie nie jest łatwa.

Chociaż e-prowadnik jest komponentem zgodnym z ATEX, nie musi być certyfikowany. Dlaczego? Zgodnie z oceną TÜV Rheinland, prowadniki kablowe nie podlegają dyrektywie 2014/34/UE, ponieważ same w sobie nie pełnią autonomicznej funkcji i muszą być napędzane. Nie mają też własnego źródła zapłonu. Ewentualny ładunek elektrostatyczny sam w sobie nie jest kryterium, które pozwoliłoby na umieszczenie ich w dyrektywie.

Przewodzące prowadniki kablowe z tworzywa sztucznego

Ponieważ prowadniki nie są objęte dyrektywą, ich producenci nie mogą deklarować zgodności. Z drugiej strony, producent systemu lub maszyny, który wykorzystuje prowadniki kablowe, musi uzyskać zatwierdzenie swojego systemu przez inspektora ATEX.

Jak opisano powyżej, możliwość wystąpienia ładunków elektrostatycznych nie stanowi wystarczającego kryterium ATEX, jednak istnieje pewne ryzyko: jeżeli w prowadniku kablowym znajduje się ładunek elektrostatyczny, podczas rozładowywania może dojść do lekkiego wyładowania. A to może wystarczyć, aby wybuchowe gazy lub łatwopalne opiłki zapaliły się lub eksplodowały. To niebezpieczeństwo wyładowania elektrycznego jest określane skrótem ESD (electrostatic discharge).

Aby przeciwdziałać wyładowaniom elektrostatycznym i tym sasamym ułatwić homologację całego systemu, pomocne jest zastosowanie prowadników kablowych wykonanych z materiału przewodzącego. Oprócz prowadników metalowych, istnieją również e-prowadniki wykonane z tworzywa sztucznego, ze specjalnych związków przewodzących, często nazywanych po prostu lub nazwą własną: materiałem ESD.

Cechy szczególne e-prowadników ESD

Kilku wytwórców plastikowych prowadników kablowych oferuje konstrukcje ESD. Podczas produkcji, w narzędziu do formowania wtryskowego, zamiast standardowego tworzywa sztucznego stosuje się mieszankę przewodzącą. Kształt i wygląd części ESD niewiele różni się od części standardowych. Aby mieć pewność, że nie zostaną one pomylone z częściami innymi niż ESD, firma igus produkuje swoje e-prowadniki ESD w kolorze innym niż standardowe — szarym (podobnym do RAL7015) zamiast czarnego.

Konstrukcja

Oprócz materiału, również konstrukcja prowadnika ma decydujące znaczenie dla ciągłego, stałego rozładowania. Aby zrozumieć dlaczego, spójrzmy na przykład e-prowadników firmy igus z systemu modułowego E4.1: ogniwa prowadnika mają zablokowane połączenie ze sobą. Wewnętrzne ogniwa e-prowadnika chwytają ogniwa zewnętrzne znajdujące się po obu stronach. Taka konstrukcja podcięcia zapewnia stały kontakt między ogniwami prowadnika, a tym samym miliony cykli bezpiecznego rozładowania.

Zmienione właściwości mechaniczne

Pomimo tej samej geometrii, właściwości mechaniczne prowadników ESD różnią się od standardowych konstrukcji. Wartości istotne dla projektowania, takie jak maksymalna masa wypełnienia i maksymalna długość bez podparcia, mogą odbiegać od normy – i zwykle są niższe. Ścieralność zmienia się, gdy zmienia się materiał. Dlatego w przypadku trudnych, marginalnych zastosowań prowadników kablowych zachęcamy do konsultacji z nami. Chętnie doradzimy – na miejscu, przez telefon czy platformę do komunikacji (np. MS Teams).

Uziemienie podczas instalacji

Oprócz ogólnie obowiązujących instrukcji montażu prowadnika kablowego, ważne jest przestrzeganie zasad dla dokonywania jego instalacji w strefach zagrożonych wybuchem. Szczególnie istotne pozostaje prawidłowe uziemienie całego systemu prowadnika kablowego. Podstawa nośna i połączenia po obu stronach muszą być uziemione. W przypadku e-prowadników prowadzonych liniowo trzeba również uziemić rynny prowadzące. Oczywiście wszystkie zainstalowane komponenty muszą być przewodzące. Warto również zwrócić uwagę na przewody. By spełnić kryteria ATEX, należy stosować przewody ekranowane, a ich ekrany też trzeba odpowiednio uziemić.

Przykłady zastosowań prowadników kablowych ESD

Istnieje wiele obszarów zastosowania e-prowadników w obszarze zagrożenia wybuchem. Przykładem może być ich wykorzystanie na wagonie-cysternie i na platformie wiertniczej. Innym rodzajem aplikacji jest wózek wygarniający węgiel w elektrowni (patrz: trzy zdjęcia poniżej). Fot.: igus GmbH

igus
www.igus.pl