가스 혼합물이나 미세 입자가 폭발성 대기를 형성하는 경우 전기 장치의 점화 위험을 피하기 위해 적절한 보호 콘셉트가 필요하다. 한 가지 옵션으로 많은 공간과 에너지를 필요로 하는 전기 장치를 안전하게 보관하는데 특히 적합한 Ex p 압력 방폭 인클로저가 있다.

점점 더 많은 사용자가 방폭 등급으로 압력 방폭(Ex p)을 선택하고 있다. 압력 방폭은 안전할 뿐만 아니라 경제적, 기능적인 이점을 제공한다. 내부의 모든 장치가 안전하게 패키징 되었다면, 즉 방폭 기준에 따라 설치되었다면 사용자는 문을 닫고 편안하게 뒤로 기댈 수 있다. 압력 방폭 인클로저는 견고성, 간단한 설치, 무게 절감 측면에서도 인상적이다.

어떻게 작용하나?

R. STAHL은 세 가지 기본 사양으로 방폭 등급 압력 방폭의 제어 및 모니터링 시스템을 제공한다. 이 시스템은 단일 구조를 가지며, 항상 Ex p 컨트롤 유닛, Ex p 압력 스위치, 디지털 및 비례 제어가 있는 Ex p 플러싱 밸브로 구성된다. 시간 주기와 압력 분석을 기반으로, 예컨대 압축 공기 등 보호 가스가 플러싱 밸브를 통해 Ex p 인클로저 내부로 이송되어 자동으로 조절된다. 또한 적절한 냉각을 위해 온도 모니터링과 온도 제어가 내부에 통합되어 있다. 이때 시스템은 매우 작은 용량(10리터 용량)부터 4,000리터 용량의 초대형 Ex p 제어 캐비닛에 이르기까지 요구사항을 충족한다.

전형적인 Ex p 압력 방폭 인클로저의 작동은 세 단계로 나뉜다.

•준비 단계 : 압축 공기나 불활성 가스가 플러싱 밸브를 통해 Ex p 인클로저로 공급되고, 과압이 생성된다. 이 값에 도달하면 Ex-p 컨트롤 유닛에 의해 조절되는 이른바 프리 퍼지 단계가 시작된다.

•프리 퍼지 단계 : 제어 캐비닛 내부에 있는 장치를 시험 가동하기 전에 폭발 가능성이 있는 혼합물을 인클로저에서 제거해야 한다. 미리 설정된 인클로저 내부 압력에 도달하면 플러싱 밸브가 열린다. 그런 다음 공기 배출 밸브를 추가로 열어서 보호 가스로 플러싱 한다. 이러한 공기 배출 밸브(압력 스위치)는 제어된 흐름 조건을 보장하기 위해 여러 위치에 배치된다. 매우 작은 압력 부하(0.002bar)에서 매우 짧은 플러싱 시간이 장점이다. 덕분에 더 얇은 제어 캐비닛 벽(2mm 미만)을 사용할 수 있다. 이는 비용을 낮춘다. 프리 퍼지 단계가 끝나면 플러싱 밸브가 닫히고, 플러싱 흐름이 멈춘다. 인클로저 내부 압력이 설정된 값으로 다시 돌아가고, 공기 배출 밸브가 닫힌다.

•작동 단계 : 정상 작동이 시작되고, 제어 장치는 폭발성 가스나 분진의 유입을 방지하기 위해 인클로저 내부 압력을 제어 및 조절한다. 누출 손실은 플러싱 밸브에 의해 자동으로 보상된다.

다양한 방폭 등급

Ex p 시스템은 Zone 1과 2의 가스 폭발 위험 영역과 Zone 21과 22의 분진 폭발 위험 영역에서 사용할 수 있다. Ex Zone 1 또는 21(Ex pxb)이 있는 경우 설치된 Ex p 시스템은 페일 세이프 시스템이어야 한다. 이는 일반적으로 중복 Ex p 시스템을 사용하여 달성된다.

대안 버전으로 Ex Zone 1 또는 21에서 Ex pyb 사용 시 설치된 모든 장치는 최소한 Ex Zone 2에 대해 인증 받은 것이어야 한다. Ex Zone 2에서 장치는 스파크와 온도로 인한 위험이 줄어든다. 이 경우 간단한 모니터링 장치로 충분하다. 시스템이 Ex Zone 2 또는 22(Ex pzc)에서 사용되는 경우 Ex p 시스템의 간단한 평가로도 충분하다.

사용자 친화적인 압력 방폭 인클로저

Ex p 보호 등급은 매우 견고하고 내구성이 있으며(15년의 서비스 수명은 드문 일이 아님), 특히 실용적인 취급 측면에서 많은 이점이 있다. 일반 시판 Ex e 인클로저뿐만 아니라 더 작고 더 큰 표준 인클로저도 사용할 수 있다. 또한 인클로저가 훨씬 가볍다. 일반적인 Ex d 인클로저 무게는 180kg이지만 해당 Ex p 인클로저의 무게는 40kg에 불과하다. 안쪽에서 바깥으로의 부싱도 방폭 등급 Ex d에서는 설계할 필요가 없다. Ex e 케이블 그랜드는 튜브와 호스에도 사용할 수 있다.

인클로저에 내장된 구성요소가 과열되지 않도록 해야 하므로 사용하는 곳의 약 4분의 3에서 공조기가 필요하다. 주로 제어 캐비닛이 매우 온난한 기후대에서 사용되고 있기 때문이다. 제어 캐비닛은 광범위한 온도 범위(-30~+60°C)에서도 사용된다. 추가 에어컨 장치나 와전류 공기 냉각기, 물 또는 퍼지 공기 냉각의 사용이 에어 컨디셔닝에 적합하다.

진행 방법

Ex p 방폭 등급에 입문하는 가장 쉬운 방법은 사전 조립된 장치를 사용하는 것이다. 여기에 자신의 장치를 보관할 수도 있다. 또 다른 방법은 U 인증 Ex p 빈 인클로저를 준비하는 것이다. 이때 표준 치수의 인클로저를 선택하는 것이 좋다. 빈 인클로저를 직접 마련하고(또는 마련하도록 하고), 적절한 Ex p 시스템을 구입하여 구성요소를 직접 조립하는 방법도 있다.

그 이유는 “전체 반제품”이 검사 기관이나 자격을 갖춘 사람 또는 승인된 회사를 통해 전체 승인에서 필요한 모든 테스트를 거치기 때문이다. 이때 Ex p 시스템과 함께 사용되는 빈 인클로저가 U 인증 장치인 경우 도움이 된다. 빈 인클로저가 U 인증 장치가 아닌 경우 Ex p 규격 IEC 60079-2의 요구사항에 따라 전체 표면도 테스트해야 한다.

 
이벤트 시 어떻게 해야 하나?

잠금장치가 움직일 때 내부 압력으로 인해 도어 또는 덮개가 저절로 열리는 경우 다음 조치를 통해 사용자가 부상을 입지 않도록 보호해야 한다.
•모든 잠금장치가 풀리기 전에 인클로저 압력이 천천히 빠져나가도록 여러 잠금장치를 사용한다.
•인클로저를 열 때 압력을 안전하게 배출할 수 있도록 두 곳에 잠금장치를 사용한다.
•최대 내부 압력을 2.5kPa 이상으로 제한한다.
•압력 방폭 인클로저, 모든 라인 및 연결 부품은 최대 과압 테스트를 통과해야 한다.

작동 중 압력 상승이 발생하여 인클로저, 라인 또는 연결 부품이 변형될 수 있는 경우 변형이 발생할 수 없는 값으로 최대 내부 과압을 제한하는 안전장치를 설치해야 한다.

Ex Zone 1과 21에서는 압력 손실이 발생할 경우 Ex pxb 제어 캐비닛에서 더 이상 위험이 없는지 확인해야 한다. 자동 전압 차단은 사용자에게 간단하기 때문에 여기에서 확실히 믿을 수 있다. 자동 전압 차단을 사용하지 않거나 안전 장치 및 안전 장치가 작동된 경우 결과에 대한 위험 평가가 이루어져야 한다. 반면에 Ex Zone 2와 22에서는 신호 램프, 경적 또는 제어실 모니터링 등의 경보로 충분하다.

전 망

Ex p 시스템은 공간 절약 방식으로 구현될 수 있고, 연결하기 쉬운 솔루션이라는 장점이 있다. R. STAHL이 제공하는 다양한 기본 크기를 통해 추가 구성요소에도 충분한 공간을 제공하고, 적합한 솔루션을 찾을 수 있다. Ex p 시스템의 향상된 흐름 기술은 이에 필요한 압축 공기 공급을 크게 줄이고, 에너지 비용을 절감한다. 사용자는 방폭 측면뿐만 아니라 비용 측면에서도 안전하게 된다.

알스탈(R. STAHL)
발덴부르크 지역에 소재한 R. STAHL은 90년 이상 폭발 위험 영역의 안전 기술 분야를 선도하고 있으며, 방폭 부품과 시스템을 공급하는 세계적인 선두 업체다. R. STAHL에서는 자동화, 제어 및 분배, 설치, 운영과 모니터링, 조명, 신호, 경보 관련 제품을 제공하고 있으며, 다양한 제공 범위 중에서 고객 맞춤형 방폭 시스템 솔루션에 더욱 집중하고 있다. 또한 컨설팅, 프로젝트 계획 및 엔지니어링부터 교육에 이르는 포괄적인 서비스가 수요에 맞게 제품의 맞춤형 조합에 보완되고, 많은 선구적인 기술 성과와 늘어나는 특허는 회사의 개발 능력을 부각시켜준다. 고객들은 국제 인증과 승인을 통해 R. STAHL 제품을 전 세계에서 사용할 수 있다.