危險區域設備安裝選用 屋內線路裝置規則之替代要求 報告人 : 楊哲彰 防爆檢測實驗室 電力及電網技術組綠能與環境研究所 2017 年 4 月 7 日 危險區域劃分 易燃性物質特性確認 ( 爆炸上下限 閃點 沸點 蒸氣壓 比重 ) 洩漏源 洩漏等級 洩漏率 區域範圍 通風型式 通風等級 相鄰區域 地形 天候 職業安全衛生法施行細則 職業安全衛生法 機械設備器具安全標準 正確選用 安裝 操作 保養維護 確保完整防爆功能之設備 / 組件安裝 符合規定之操作條件 人員具備必要之防爆安全知識 正確的維修或保養替換 屋內線路裝置規則 機械設備器具型式檢定作業要點 機械設備器具安全資訊申報登錄辦法 安全標示與驗證合格標章使用及管理辦法 性能 構造 試驗 標示及危險區域劃分依據 CNS 或 IEC 標準 國家標準系列與國際標準系列有不一致者, 以國際標準系列規定為準 使用防爆電氣設備或採取防爆安全措施 適用之氣體族群 溫度等級 適當的設備保護位準 (EPL) 防爆功能經確認 ( 型式檢定 / 驗證 製造廠製程品質查驗 ) 1
防爆電氣設備依職業安全衛生法第 7 條規定辦理 : 安全資訊申報登錄 是否列入型式驗證之項目, 待未來中央主管機關公告 型式檢定 (type verification) 安全資訊申報登錄 (Declaration) 型式驗證 (certification) 強制項目 : 防爆燈 防爆電動機 防爆開關箱 職安法第 7 條 所有防爆電氣設備 未公告 職安法第 8 條 型式檢定合格標章安全標示驗證合格標章 ( 型式檢定合格字號 ) TD000000 職安法第 7 條之機械安全管理 中央主管機關或勞動檢查機構 產製者 輸入者 產品設計開發完成 國外合格產品輸入 提出申請 型式檢定 / 驗證機構 書面審查 構造檢查 報告審核或型式試驗 於經銷 生產 倉儲 勞動 營業之場所或其他場所之產品檢驗或調查 市場查驗 依據 IEC 標準驗證或國內型式檢定合格者 取得型式檢定合格證明書 取得登錄完成通知書 核發證書 生產廠場品質系統評估 前往安全資訊申報登錄生產品質一致性查核 + 產品監督 於生產廠場或倉儲場所, 執行取樣檢驗 查核產銷紀錄完整性及製造階段產品安全規格一致性 2
職安法第 7 條之機械安全管理 中央主管機關或勞動檢查機構 產製者 輸入者 產品設計開發完成 國外合格產品輸入 提出申請 型式檢定 / 驗證機構 書面審查 構造檢查 於經銷 生產 倉儲 勞動 營業之場所或其他場所之產品檢驗或調查 市場查驗 機械設備器具安全資訊申報登錄辦法 產品安全資訊申報登錄即型式驗證規依據 IEC 標準驗費收費標準證合格者 安全標示與驗證合格標章使用及管理辦法 取得型式檢定合格證明書 取得登錄完成通知書 機械設備器具監督管理辦法 核發證書 報告審核或型式試驗 生產廠場品質系統評估 機械設備器具型式檢定作業要點 機械設備器具安全標準 前往安全資訊申報登錄生產品質一致性查核 + 產品監督 於生產廠場或倉儲場所, 執行取樣檢驗 查核產銷紀錄完整性及製造階段產品安全規格一致性 屋內線路裝置規則 ( 民國 104 年 6 月修正 ) 第 6 條本規則條文若與國家標準 (CNS) 有關時, 應以國家標準為準 ; 國家標準未規定時, 得依國際電工技術委員會 (IEC) 標準或其他經中央主管機關認可之標準 第五章特殊場所 第 294 條特殊場所分為左列七種 : 一 有危險氣體 蒸氣場所二 有塵埃場所三 有危險物質存在場所四 火藥庫等危險場所五 散發腐蝕性物質場所六 潮濕場所七 公共場所 IEC 60079-14: Explosive atmospheres- Part 14: Electrical installations design, selection, and erection (Ed 5.0 2013-11) CNS 3376-14 爆炸性氣體環境用電機設備 - 第 14 部 : 危險區域之電機設備裝置 ( 不包含礦坑用 ) ( 民國 91 年 12 月 ) 3
IEC 標準排除 ( 不適用 ) 之場所 醫療儀器 醫療場所 具有自燃 ( 發火 ) 性物質 (pyrophoric) 之設備或其場所 射擊火炮 軍事用途與其場所 不正確安裝與維護實例 銘版資訊損失 視窗功能失效 電纜保護裝置安裝錯誤 額外過度塗裝提高潛在靜電放電風險 耐壓防爆外殼扣件遺失或未緊鎖 設備安裝位於儲槽防溢堤內, 未適當架高 塗膠破壞耐壓防爆接合面 4
屋內線路裝置規則與 IEC 標準主要差異 危險區域分類 ( 危險場所,hazardous area classification) 屋內線路裝置規則 危險場所 * 第一種場所 第二種場所 描述 爆炸性氣體於通常之使用下聚集修繕保養時聚集設備損壞故障或操作錯誤時聚集 正常操作下爆炸性起體聚集, 或與第一種場所周圍或鄰接而爆炸性氣體可聚集 * 無針對粉塵環境明確規定 CNS / IEC 標準 危險區域 Zone 0 ( 氣體 ) Zone 20 ( 粉塵雲 ) Zone 1 ( 氣體 ) Zone 21 ( 粉塵雲 ) Zone 2 ( 氣體 ) Zone 22 ( 粉塵雲 ) 描述 爆炸性環境連續 長時間或經常存在 在正常操作下, 爆炸性環境可能存在 在正操操作下, 爆炸性環境不太可能存在, 若存在亦僅為極短暫的時間 屋內線路裝置規則與 IEC 標準主要差異 保護型式 (type of protection), 或稱構造 屋內線路裝置規則 CNS / IEC 標準場所 油浸防爆構造 o 油浸構造 (oil immersion o ) 耐壓防爆構造 d 耐壓防爆外殼構造 (flameproof enclosures d ) 內壓防爆構造 f 正壓外殼構造 (Pressurized enclosures p ) 增加安全防爆構造 e 增加安全構造 (Increased safety e ) 特殊防爆構造 s 特殊防爆構造 (special protection s ) 填粉防爆構造 (Powder filling q ) 本質安全 (Intrinsic safety i ) 模鑄防爆構造 (Encapsulation m ) 保護型式 n (Type of protection n ) 外殼 t, td (Enclosure t, td ) 保護型式 (Type of protection pd ) 本質安全 (Intrinsic safety id ) 模鑄防爆構造 (Encapsulation md ) 氣體類 粉塵類 5
屋內線路裝置規則與 IEC 標準主要差異 氣體或蒸氣著火度 ( 發火度 ) v.s 溫度等級 屋內線路裝置規則 CNS / IEC 標準 說明 G1 T1 > 450 C G2 T2 > 300 C G3 T3 > 200 C G4 T4 > 135 C G5 T5 > 100 C (G6) T6 > 85 C 氣體或蒸氣爆發等級 v.s 氣體族群 (gas group) 屋內線路裝置規則 MESG(mm) 1 > 0.6 2 0.4-0.6 3 3a 氫氣 3b 二硫化碳 <0.4 3c 乙炔 3n 全部 CNS / IEC 標準 MESG(mm) IIA 0.9 IIB 0.5-0.9 IIC 0.5 屋內線路裝置規則與 IEC 標準主要差異 保護型式 ( 構造 ) 及危險區域 屋內線路裝置規則 整體而言, 第一種場所僅能使用耐壓防爆構造 增加安全構造僅可使用於第二種場所 插頭插座僅可為耐壓防爆型 CNS / IEC 標準 危險區域 EPL 保護型式 Zone 0 Ga i (ia), m (ma), sa Zone 1 Ga or Gb d (db), e (eb), i (ib), m (mb), o, p (px/pxb, py/pyb*), q, sb Zone 2 Ga, Gb or Gc i (ic), m (mc), n (na, nr, nc, nl), p (pz/pzc), e (ec)*, sc Zone 20 Da m (ma), t (ta), i (ia), iad, sa Zone 21 Da or Db m (mb), t (tb), td, pd, I (ib), ibd, sb Zone 22 Da, Db or Dc m (mc), t (tc), td, pd, i (ic), sc 6
易燃性氣體族群與溫度等級類別 IIB T4 為防爆電氣常見之氣體族群與溫度分類等級, 約已適用 96% 之易燃性氣體環境 120 250 100 200 80 150 60 100 40 50 20 0 I IIC IIB IIA 0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 氣體族群分類 (Group) 溫度分類 (Temperature classification) 參考資料 :IEC-60079-20-1 Explosive atmospheres - Part 20-1: Material characteristics for gas and vapour classification - Test methods and data CNS 3376-12 爆炸性氣體環境用電機設備第 12 部 : 依據最大實驗安全間隙即最小引燃電流電混合氣體或蒸氣之分類 設備電纜入口保護裝置 - 電纜系統 (Cable System) 耐壓防爆 (Ex d) 外殼電纜入口螺紋規格, 僅允許公制 M 或 NPT (IEC 60079-1: 2014) 盲塞不可使用轉接頭 (adapter, or reducer) 電纜封函蓋 (Cable gland) 遮隱元件 (blanking plug) 7
電纜封函蓋使用注意事項 應注意電纜外皮被附材質拉申強度 (tensile strength) 不可過低 ( 例 : 小於 2.5 N/mm 2 之 PVC 15.0 N/mm 2 之 PE) 線材 Coldflow 效應影響密閉性 Ex d 設備應使用 Ex d 電纜封函蓋 ; 非 Ex d 設備可使用 Ex e 電纜封函蓋 依規定扭矩緊鎖, 螺紋至少嚙合 5 圈 (Ex d) 3.5 圈 ( 其他 ) 橡膠緊迫密封環尺寸與電纜尺寸應匹配, 橡膠緊迫環為耗材, 應定期維護更換 為達額外之 IP 等級, 通常需要使用墊片或 O-ring 電纜彎曲半徑應至少大於電纜外徑之 8 倍 電纜自電纜封函蓋引出後, 至少 25mm 後始可彎折 Barrier type cable gland 8
設備電纜入口保護裝置 - 導管系統 (Conduit System) 設備電纜入口處 危險區域邊界進出處 導線 ( 包含各股絕緣層 ) 總截面積應小於導管內截面積之 40% 長導管必要時應安裝排洩閥 導管應維持可接地性 螺紋嚙合至少 5 個螺紋 導管密封裝置 (Conduit sealing fitting) 離設備出口不超過 18 英吋 (45cm) 本質安全設備連接 本質安全設備 (IS equipment) 通常需與相連設備 (associated apparatus) 連接, 以確保外部連接之非本質安全電路, 不影響本質安全設備之安全性 相連設備通常置於非危險區域 危險區域 非危險區域 本質安全設備 相連設備 ( 例 : 安全閘 隔離器 ) V max (Ui) V out (Uo) I max (Ii) I out (Io) P max (Pi) P out (Po) Ci + C cable Co Li + L cable Lo 9
謝謝聆聽 楊哲彰 防爆檢測實驗室工業技術研究院 mepeccd.itri.org.tw TEL: 03-5914923 E-mail: meccyang@itri.org.tw 10