استانداردهای الکتروموتور ضد انفجار و درجه حفاظت IP در الکتروموتورها :

درجه حفاظت IP در الکتروموتورها :

شاید بخواهیم بدانیم منظور از استاندارد IP در الکتروموتورها به چه معنا است؟ برای رسیدن به جواب این سوال در وهله اول باید معنی IP را بدانیم. IP مخفف Ingress Protection یا همان سطح محافظتی می باشد.هر تجهیز صنعتی برای استحکام و طی طول عمر مفید خود میبایست از یک سری عوامل خارجی محفوظ بماند. از این رو با تدوین استاندارد بین المللی در این زمینه، ادبیات مشترکی بین تولیدکنندگان و مصرف کنندگان انواع تجهیزات خصوصا تجهیزات صنعتی به وجود آمد. در همین راستا استاندارد بین المللی IEC 60034-5 به صورت خاص به بررسی مفاهیم و الزامات درجه حفاظت در الکتروموتورها و ژنراتورها می پردازد.

بعد از ثبت این استاندارد تمامی سازندگان الکترو موتورها یا همان موتورهای الکتریکی موظف شدند که به این قانون احترام گذاشته و در ساخت الکترومور مقدار مقاومت الکتروموتور خود را در برابر نفوذ عوامل خارجی مثل گرد و غبار و همچنین مایعات در نظر بگیرند. وجود این مشخصه بر روی بدنه یا همان پلاک الکتروموتور ها به کاربران و خریداران کمک نموده و این اطمینان را به وجود می آورد که موتور الکتریکی مورد نظرشان در محیط مناسب و با توجه به شرایط جوی موجود قابل استفاده است.

سطح حفاظتی الکتروموتورها بسته به نوع کاربری آنها متغیر می باشد.مثلا اگر موتور الکتریکی ما قرار است در محیطی باشد که ریزگردها در آن به مقدار قابل توجهی وجود دارند ,طبعا IP  این موتور میبایست بالا در نظر گرفته شود. در ادامه به بررسی سطح حفاظتی یا همان IP در الکتروموتور ها و نحوه استفاده از این استاندارد می پردازیم.

آشنایی با کاربرد و نحوه استفاده از استاندارد IP :

برای اکثر افراد این سوال پیش می آید که به چه صورت از این استاندارد استفاده می شود ؟ و یا چگونه می توان سطح محافظتی الکتروموتور را تشخیص داد؟

این سطح حفاظتی شامل دو عدد بر روی پلاک های الکتروموتورها قابل مشاهده است.یعنی موتورهای الکتریکی بسته به نوع کاربردشان اعداد متفاوتی را بر روی پلاکشان دارند.که بعد از IP نوشته می شود.حال هر کدام از این اعداد بیانگر سطح حفاظتی الکتروموتور ها می باشد.

بر این اساس هر یک از این اعداد در جدولی آورده شده است که نشان می دهد که به چه معنا است و ما را در انتخاب موتور الکتریکی متناسب با کاربرد مورد نیاز یاری می دهد.

همانطور که در ابتدای مقاله عنوان شد, هدف از این استاندارد بررسی الزامات و مفاهیم حفاظت از الکتروموتورها در برابر عوامل خرجی مانند گرد و غبار و مایعات می باشد و بنابراین عدد اول در این استاندارد سطح حفاظت در برابر گردو غبار و عدد دوم سطح حفاظت در برابر مایعات را برای ما مشخص می کند.

اولین رقم رتبه IP که میتواند از 0 تا 6 باشد به محافظتی که محفظه در برابر اجسام جامد خارجی ارائه می دهد اشاره دارد. بالاترین سطح حفاظت به این معنی است که موتور کاملاً در برابر گرد و غبار و ریز گردها تا سایز اعلام شده محافظت می شود. علاوه بر این، این یک فاکتور ایمنی است که می تواند از ورود تصادفی قطعات بزرگ مانند ابزارو سیم و … به درون محفظه الکتروموتور نیز جلوگیری کند.

رقم دوم رتبه IP که میتواند از 0 تا 8 باشد به محافظتی که محفظه در برابر نفوذ مایعات ارائه می دهد اشاره دارد. بالاترین سطح حفاظت در اینجا به این معنی است که موتور در برابر جت های آب با فشار و دمای بالا محافظت می شود.

به عنوان مثال این استاندارد بر روی پلاک موتورهای الکتریکی به صورت IPXY نمایش داده می شود.که کاراکتر X عدد اول و Y عدد دوم می باشد.

گاهی هم این استاندارد بر روی الکتروموتور ها به صورت تک عددی نمایش داده می شود که در این صورت به جای آن از حرف X استفاده می شود. و به این معنی است که کاراکتر X در تجهیز فوق موضوعیت ندارد.

به عنوان مثال: IPX4 – IP4X

در ادامه مفهوم این اعداد را در جدولی به همراه چند مثال ذکر خواهیم کرد.

عدد اول مقداردرجه استاندارد حفاظت الکتریکیIP  ( کاراکتر اول مربوط به حفاظت در برابر گرد و غبار) :

۰- محفاظت نشده

۱- حفاظت شده در برابر ورود اشیاء بزرگتر از 50 میلیمتر مانند دست

۲- حفاظت شده در برابر ورود اشیاء بزرگتر از 12.5 میلیمتر مانند انگشت

۳- حفاظت شده در برابر ورود اشیاء بزرگتر از 2.5 میلیمتر مانند پیچ گوشتی

۴- حفاظت شده در برابر ورود اشیاء بزرگتر از 1 میلیمتر مانند سیم

۵- حفاظت شده در برابر غبار پس از 2 الی 8 ساعت کارکرد تجهیز,ورود جزیی غبار به داخل تجهیز قابل پذیرش است.

۶-ضد غبار ,پس از 2 الی 8 ساعت کارکرد ,هیچ غباری نباید به داخل تجهیز وارد شود.

عدد دوم مقداردرجه استاندارد حفاظت الکتریکی IP  (کاراکتر دوم مربوط به حفاظت در برابر مایعات) :

۰- محفاظت نشده

۱- حفاظت شده در برابر بارش عمودی قطره های آب,ورود آب به صورت جزیی قابل قبول است.

۲- حفاظت شده در برابر بارش عمودی قطره های آب در حالی که محفظه 15 درجه نسبت به حالت عمودی زاویه پیدا کرده است.

۳- حفاظت در برابر اسپری آب تحت زاویه 60 درجه نسبت به حالت عمودی

۴- حفاظت شده در برابر پاشش آب از تمام جهات, ورود جزیی  آب قابل قبول است.

۵- حفاظت شده در برابر جت آب از تمام جهات, ورود جزیی  آب قابل قبول است.

۶- حفاظت شده در برابر جت آب فشار قوی از هر جهت, ورود جزیی  آب قابل قبول است.

۷- حفاظت شده در برابر  اثرات ورود آب بر اثر غوطه وری در عمق 15 سانتیمتر الی 1 متر به مدت ۳۰ دقیقه

۸- حفاظت شده در برابر  اثرات ورود آب بر اثر غوطه وری در عمق های زیاد و مدت زمان های طولانی

حال با ذکر مثال هایی در این زمینه شماره در خواندن درجه بنده سطح حفاظتی الکتروموتورها یاری می دهیم :

IP54 به معنی حفاظت شده در برابر غبار پس از 2 الی 8 ساعت کارکرد تجهیز و حفاظت شده در برابر پاشش آب از تمام جهات

IP02 محافظت نشده در برابرگرد و غبار و حفاظت شده در برابر بارش عمودی قطره های آب در حالی که محفظه 15 درجه نسبت به حالت عمودی زاویه پیدا کرده است.

استانداردهای الکتروموتور ضد انفجار :

الکتروموتورهای ضد انفجار دسته ای از الکتروموتورها هستند که به منظور استفاده در برخی محیط ها با خطر حریق و انفجار به کار برده میشوند. در این مقاله قصد داریم پس از ارائه تعریفی کامل از الکتروموتور ضد انفجار، ابتدا استانداردهای جهانی اعم از آمریکایی و اروپایی در طبقه بندی محیط های کاری از حیث خطر انفجار و آتش سوزی را بررسی کنیم.

الکتروموتور ضد انفجار چیست؟

در برخی محیط های کاری به علت وجود مواد قابل انفجار از جمله گازها و مواد اشتعال زا امکان استفاده از الکتروموتورهای معمولی وجود ندارد زیرا با یک جرقه از سمت سیستم الکتریکی خطر انفجار و اشتعال وجود دارد. بنابراین موتورهایی با حفاظت ویژه که قابلیت ضد انفجار داشته یا می توانند انفجار را درون خود سیستم خنثی کنند، برای چنین محیط های کاری طراحی شده است که به آن الکتروموتور ضد انفجار گفته می شود.

استانداردهای محیطی در خصوص احتمال حریق و انفجار :

نحوه ضد انفجار کردن الکتروموتورها تا حد زیادی به این بستگی دارد که چه خطراتی در محیط کاری موتور وجود دارد و ممکن است باعث بروز انواع حریق و انفجار شود. دو استاندارد کلی آمریکایی و اروپایی در این در این زمینه برای محیط های کاری وجود دارد که در ادامه بررسی خواهیم کرد .

استاندارد اروپایی IEC :

استاندارد اروپایی ‏IEC برای فضاهای در نظر گرفته می‌شود که در آن بخارات و گازهای قابل اشتعال پراکنده هستند، بیشترین کاربرد این استاندارد در صنایع شیمیایی و مکان های مانند پتروشیمی‌ها است. طبق این استاندارد بر اساس مقدار گاز یا بخارات قابل اشتعال، فضاها به سه دسته تقسیم می شوند:

منطقه صفر یا 0 Zone : در چنین محیط ‌هایی هوا یا گاز قابل اشتعال بیش از ۱۰۰۰ ساعت در سال وجود دارد. در چنین شرایطی شما به هیچ عنوان حق استفاده از الکتروموتور یا سایر تجهیزات الکتریکی را ندارید.

منطقه 1 یا  1 Zone  : در چنین محیط‌ هایی معمولاً مخلوطی از از گازهای قابل اشتعال و هوا وجود دارد که میزان آنها به حد اشتعال و انفجار نمی‌رسد.

منطقه  2 یا  2 Zone  : در این محیط‌ها معمولاً مخلوط گاز و هوا به میزان قابل اشتعال نمی‌رسد و در صورتی که این میزان قابل اشتعال باشد مدت کوتاهی پایدار خواهد بود.

معمولا طبق این استاندارد الکتروموتورهای ضد انفجار را کد بندی می‌کنند و روش مورد استفاده برای این کد بندی به صورتی است که ابتدا علامت مربوط به ضد انفجار بودن EX  نوشته می شود و بعد از آن نوع حفاظت موتور، گروه بندی مربوط به محیط که در قسمت بالا توضیح دادیم، میزان درجه حرارت قابل تحمل و مجاز برای سیستم و در پایان شماره IP ثبت می شود. در ضمن این مورد را به یاد داشته باشید که بعد از نوشتن کدهای گفته شده و یا قبل از آنها پارامترهای ضروری در خصوص الکتروموتور مانند: سال ساخت، سازنده، مدل، آمپر، ولتاژ، قدرت و… نیز ثبت می‌شوند.

در کد نویسی‌های روی پلاک موتور ضد انفجار عبارت ثابت EEx به همراه حروف d,a,p,e,n ثبت میشود که نشان دهنده نوع حفاظت الکتروموتور مورد نظر شما خواهد بود، در ادامه مفهوم مشخصه این کد نویسی‌ها را برای شما بیشتر توضیح می‌دهیم و نمونه‌های رایج در بازار را خدمت شما معرفی می‌کنیم.

موتورهای a : این موتورها در منطقه کاری 1 (Zone1) مورد استفاده قرار میگیرند و امنیت آنها به این صورت است که وقتی درون آنها انفجاری رخ میدهد یا این که روال عادی کار موتور باعث به وجود آمدن یک جرقه می‌گردد، این موضوع به هیچ عنوان محیط بیرون از موتور را تحت تاثیر نخواهد گذاشت. پوشش قوی و ضخیمی که این موتورها دارند باعث شده است که به طور کلی ارتباط آنها با فضای کاری بیرون قطع شود، اما همین موضوع باعث افزایش وزن آنها شده است. به همین دلیل شما شاهد این خواهید بود که این موتورها وزن بالاتری نسبت به نمونه‌های مشابه بدون قابلیت ضد انفجار بودن دارند.

موتورهای b : امنیت این موتورها در برابر انفجار یا آتش سوزی همانند گروه قبلی است، با این تفاوت که علاوه بر موتور، ترمینال مورد استفاده برای آن هم ضد انفجار است.

موتورهای c : در این موتورها فضای داخلی الکتروموتور و بیرون آن با استفاده از یک گاز بی اثرِ تحت فشار جداسازی شده است و به همین صورت فضای بیرونی و داخلی به صورت کامل از هم جدا شده اند. این موتورها نیز در منطقه کاری 1 (Zone1) کار میکنند.

موتورهای d : معمولاً این موتورها را با نام موتورهای ضد جرقه می‌شناسند و برای ساخت آن‌ها شرایط را در نظر گرفتند که در مواقع عادی و غیر عادی کار، هیچگونه جرقه‌ای روی فضای کاری بیرون از موتور تاثیر نگذارد. این موتور‌ها بیشتر در منطقه کاری 2 (Zone2) مورد استفاده قرار میگیرند.

موتورهای e : این موتورها از نظر امنیت در برابر انفجار در رتبه خوبی قرار دارند، اما باید در نظر داشته باشید که این موتورها دارای شرایطی امنیتی خاص هستند و بالطبع در شرایط خاص مورد استفاده قرار میگیرند.

نکته نهایی که در خصوص این استاندارد اروپایی باید در نظر داشته باشید این است که می‌توان گفت بیشترین استفاده را در تمام جهان دارد.

استاندارد ملی برق آمریکا NEC :

در استاندارد ملی برق آمریکا، فضای کاری مورد نظر موتورهای ضد انفجار بر اساس نوع مواد آتش ‌زا به 3 رده بندی متفاوتClass تقسیم می‌شود که این دسته بندی عبارت است از :

کلاس 1: محیط کاری که در آن انواع گاز قابل اشتعال وجود داشته باشد، مانند تاسیسات نفتی و یا صنایع پتروشیمی

کلاس 2: محیط کاری که در آن انواع گرد و غبار قابل اشتعال مانند آلومینیوم، منیزیوم، زغال سنگ و… وجود داشته باشد.

کلاس 3: محیط کاری است که در آن انواع فیبرهای قابل اشتعال مثل براده‌های چوب، الیاف مختلف مانند کنف و پنبه و… وجود داشته باشند.

طبق استاندارد ملی برنامه آمریکا هر یک از کلاس‌های بالا به طور کلی در در دو دسته بندی مجزا قرار می گیرند که اصطلاحاً به آن Division میگویند. به طور خلاصه میتوان گفت:

Division 1 بیانگر این است است که معمولاً گازها و بخارات قابل اشتعال در فضای کاری موتور الکتریکی مورد نظر شما پراکنده می‌شوند و شما باید از الکتروموتورهای ضد انفجار استفاده کنید.

Division 2 نشانگر فضاهایی است که معمولاً در شرایط عادی هیچ گونه گاز یا بخارات آتش زایی در آن وجود ندارد و وجود گاز های قابل اشتعال در آن آن معمولاً به دلیل خرابی یا از کار افتادگی برخی از تجهیزات در سیستم می باشد، در چنین فضای شما باید از از موتورهای ضد انفجار مشخص شده و مناسب استفاده کنید.

Division 0 این مورد دقیقاً مانند Zone 0 در استاندارد اروپایی است و شما حق ندارید در چنین محیط‌هایی از هر گونه الکتروموتور یا تجهیزات الکتریکی دیگر استفاده کنید.

تقسیم بندی الکتروموتورهای ضد انفجار :

در صورتی که مکان مورد نظر شما نیاز به موتورهای الکتریکی ضد انفجار داشته باشد شما نباید به دنبال نحوه ضد انفجار کردن الکتروموتور باشید بلکه باید از همان ابتدای کار یک الکتروموتور استاندارد ضد انفجار خریداری کنید که با میزان خطری که در محیط کار شما را تهدید می‌کند سازگاری داشته باشد. الکتروموتورهای ضد انفجار معمولاً به دو گروه کلی تقسیم می‌شوند و به طبع هر کدام از این گروه‌ها زیرمجموعه‌های دارند که در ادامه توضیحات مختصری را در خصوص آن‌ها در اختیار شما قرار می‌دهیم.

گروه I : موتور‌ها معمولاً در محیط‌هایی که در آن غبارهای قابل اشتعال وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرند؛ مانند معادن زغال سنگ و…

گروه II : الکتروموتور‌هایی که در این دسته قرار می‌گیرند معمولاً در مکان هایی مانند صنایع شیمیایی و پتروشیمی مورد استفاده هستند و انواع الکتروموتورهای این گروه در سه دسته قرار دارند:

دسته IIC : این موتورها در شرایطی مورد استفاده هستند که درصد احتمال بروز هرگونه حادثه آتش سوزی و انفجاری بسیار زیاد است. این مورد مهم را در خصوص این بدنه آنها معمولاً از قسمتهای داخل موتور ایزوله شده است و به همین دلیل حرارت زیادی در روی بدنه موتور مشاهده نمی‌شود.

دسته IIB : این الکتروموتورها معمولاً در مکان‌های استفاده می‌شود که در آن گاز های اشتعال زا و بخارات قابل آتش‌سوزی مانند اکسید اتیلن، دی اتیل اتر، اتیل اتر، دی متیل اتر، اتیلن و… وجود دارد.

دسته IIA : الکتروموتور‌های قرار گرفته در این دسته بندی در مکانهایی مورد استفاده قرار می گیرند که گازهای اشتعال زا مانند اتیل استات، متانول، استون، استیک اسید، دکان،‏ بوتان، اتان، پروپان و… وجود دارند.