UTILIZACIÓN DE VARIADORES Y ARRANCADORES EN MOTORES ATEX

Presentación del tema: "UTILIZACIÓN DE VARIADORES Y ARRANCADORES EN MOTORES ATEX"— Transcripción de la presentación:

1 UTILIZACIÓN DE VARIADORES Y ARRANCADORES EN MOTORES ATEX
Febrero 2014

2 1 2 3 4 Introducción ATEX Designación motores ATEX Soluciones variador
Descripción arrancador

3 ¿Qué es una atmósfera explosiva?
Es una mezcla con aire, en condiciones atmosféricas, de sustancias inflamables en forma de gases, vapores, nieblas o polvos, en la que después de una ignición, la combustión se propaga hacia la mezcla no quemada. Para que se produzca una explosión deben coincidir: La atmósfera explosiva Un foco de ignición Esto requiere la coexistencia de: Una sustancia combustible (gas, vapor, niebla o polvo) Un oxidante (aire) en un intervalo de concentración determinado Una fuente energética capaz de iniciar la reacción. En un emplazamiento con una atmósfera explosiva hay que tener en que: Los equipos que van a ser instalados en dicha zona deben ser seguros y no susceptibles de iniciar una explosión. (ATEX 95) La forma en la que se trabaja en dicha zona peligrosa (ATEX137)

4 Directivas ATEX ATEX 95 ATEX 137 *EHSRs Zonas
El término ATEX, del acrónimo francés “Atmosphères Explosibles” (equipos en áreas con alto riesgo de explosión), está compuesto por dos directivas europeas complementarias. Directiva 1999/92/EC (ATEX137) cubre los requerimientos mínimos para la mejora de la seguridad y salubridad del entorno de trabajo en atmosferas con riesgo de explosión. Clasifica las distintas zonas en gases, vapores y polvo. Directiva 94/9/EC (ATEX 95) cuyo objetivo es certificar que el equipamiento y los sistemas de protección funcionan adecuadamente en ambientes explosivos. Aplica tanto a los dispositivos eléctricos como mecánicos capaces de generar la explosión como a los sistemas de protección encargados de eliminar o minimizar la misma ATEX 95 Directiva de Producto 94/9/EC Requerimientos y certificados para fabricantes ATEX 137 Directiva protección trabajadores 1999/92/EC Clasifica las zonas y determina la categoría de producto permisible *EHSRs Requerimientos de producto Zonas Análisis de riesgos Categoría 1 Zona 0/20 Categoría 2 Zona 1/21 Categoría 3 Zona 2/22 * Essential health and safety requirements

5 ¿Cómo se clasifican los equipos instalados en atmósferas explosivas?
Los equipos y sistemas de protección para atmósferas explosivas, se clasifican según diferentes criterios. Estas clasificaciones, al ir marcadas sobre los materiales, permiten una indicación más clara al usuario para su empleo seguro. Por el estado de la sustancia combustible, en Clases: - Clase I: La sustancia combustible se presenta en forma de gas, vapor o niebla. - Clase II: La sustancia combustible se presenta en forma de polvo combustible. 2. Por el ambiente industrial en que está prevista su instalación, en Grupos - Grupo I: Corresponde a aparatos y sistemas de protección para minería subterránea o zonas superficiales de las minas en las que se pueden presentar mezclas explosivas de gases y polvos. - Grupo II: Equipos destinados al resto de instalaciones con presencia de atmósfera explosiva. Al contrario que con anterioridad, ahora se establecen categorías de material en relación con las zonas de ubicación de los aparatos y de los sistemas de protección o de su nivel de seguridad. Por la sensibilidad de la sustancia a la iniciación de la explosión por arco eléctrico o por llama, en Subgrupos: IIA, IIB, IIC. Por la sensibilidad de la sustancia a la iniciación de la explosión por contacto con una superficie caliente, en Clases Térmicas. Clases de Temperatura: T1…T6.

6 Clase de temperatura (ºC) Temperatura máxima de la superficie (ºC)
La temperatura mínima que provoca una explosión de gas o vapores de mezclas explosivas se denomina temperatura de ignición. Para evitar el riesgo de explosión, la temperatura de la superficie del motor debe estar siempre por debajo de la temperatura de explosión de la mezcla explosiva. Clase de temperatura (ºC) Temperatura máxima de la superficie (ºC) EN / IEC NEC T1 450 T2 T2A 12B T2C T2D 300 280 260 230 215 T3 T3A T3B T3C 200 180 165 160 T4 T4A 135 120 T5 100 T6 85

7 ¿Cómo se clasifican los equipos instalados en atmósferas explosivas?
5. Por la probabilidad de que los equipos aporten una fuente de energía que desencadene la explosión, los equipo se clasifican en Categorías. En función del nivel de seguridad se establecen dos categorías para el Grupo I (M1 y M2) y tres categorías para el Grupo II (1, 2 y 3) Categoría M1 y 1: Comprende los aparatos diseñados y, si es necesario, equipados con medios de protección especiales, de manera que puedan funcionar dentro de los parámetros operativos especificados por el fabricante y asegurar un nivel de protección muy alto. Los aparatos de esta categoría deben estar previstos para utilizarse en ambientes en los que se produzcan de forma constante, duradera o frecuente mezclas explosivas de gases, vapores, nieblas o polvos. Los aparatos de categoría M1 están normalmente destinados a funcionar de forma continua aún con la presencia de atmósferas explosivas. Estos aparatos deben asegurar el nivel de protección aún en el caso de avería infrecuente, de forma que: En caso de fallo de uno de los medios de protección, al menos un segundo medio independiente asegure el nivel de protección requerida En caso de que se produzcan dos fallos independientes, esté asegurado el nivel de protección requerido

8 ¿Cómo se clasifican los equipos instalados en atmósferas explosivas?
Categoría M2 y 2: Comprende los aparatos diseñados para poder funcionar en las condiciones prácticas fijadas por el fabricante y basados en un alto nivel de protección. Los aparatos de esta categoría están destinados a utilizarse en un ambiente en el que sea probable la presencia de una atmósfera explosiva y asegurarán el nivel de protección requerido, aún en el caso de avería frecuente o de fallos de funcionamiento que habitualmente se tienen en cuenta. Los aparatos de categoría M2 son normalmente aquellos que, en caso de detección de una atmósfera explosiva (por encima del nivel de concentración fijado reglamentariamente), deberá poder cortarse su alimentación energética Categoría 3: Comprende los aparatos diseñados para poder funcionar en las condiciones prácticas fijadas por el fabricante y asegurar un nivel de protección normal. Los aparatos de esta categoría están destinados a utilizarse en un ambiente en el que sea poco probable e infrecuente la formación de mezclas explosivas, y cuando ocurre su presencia es de corta duración.

9 ¿Cómo se clasifican las zonas?
Se considerarán zonas sin riesgo aquéllas en las que no cabe esperar la formación de atmósferas explosivas. Para las zonas con riesgo se establecen tres niveles de probabilidad de formación de atmósfera explosiva: Zona 0 (gases) o Zona 20 (polvos): atmósfera explosiva presente frecuentemente Zona 1 (gases) o Zona 21 (polvos): formación ocasional Zona 2 (gases) o Zona 22 (polvos): condiciones anormales, sólo breve tiempo

10 ¿Qué modos de protección existen para los equipos ATEX?
Para los equipos eléctricos pueden emplearse los siguientes métodos de protección:

11 ¿Qué modos de protección existen para los equipos ATEX?
Para los equipos eléctricos pueden emplearse los siguientes modos de protección:

12 GRUPO II (INDUSTRIA DE SUPERFICIE)
Clasificación ATEX Los estándares CENELEC / IEC proporcionan un criterio que determina la clasificación del equipamiento en grupos y categorías de acuerdo con EN / IEC : GRUPO I ( MINAS) CAT DESCRIPCIÓN M1 Equipamiento diseñado para operar en ambientes donde es frecuente una atmosfera explosiva. M2 Equipamiento que debe desconectarse si existe riesgo de explosión. Ambientes con atmósferas explosivas frecuentes. GRUPO II (INDUSTRIA DE SUPERFICIE) CAT DESCRIPCIÓN ETIQ ZONA 1 Equipamiento con alto grado de protección. La presencia de atmósferas explosivas es continua o durante largos periodos de tiempo. 1G (gas) 1D (polvo) 0 (gas) 20 (polvo) 2 Equipamiento con alto grado de protección. La presencia de atmósferas explosivas es ocasional. 2G (gas) 2D (polvo) 1 (gas) 21 (polvo) 3 Equipamiento con grado de protección normal. La presencia de atmósfera explosiva es improbable. 3G (gas) 3D (polvo) 2 (gas) 22 (polvo) CLASIFICACIÓN SUB-GRUPOS PARA GASES EN ATMÓSFERAS EXPLOSIVAS (MOTORES ANTI- EXPLOSIÓN) GRUPO DESCRIPCCIÓN IIA Acetone, ammonia, benzene, butane, butanol, alcohol butylic, ethane, ethanol, acetate of ethyl, gasoline, hepthanes, hexanes, natural gas, methanol, naphtha, propane, propanol, toluene, esthirene, solvents in general IIB Acetaldeide, cyclopropane, diethylic ether, ethene, monoxide of carbon IIC Acetylene, butadiene, oxide of ethene, hydrogen, oxide ofpropylene, gases containing over 30% of hydrogen

13 ¿Qué hace falta para poner en el mercado un equipo ATEX?
Para que un equipo o sistema pueda ser comercializado ya no debe cumplir una lista de normas armonizadas, sino que debe haber sido diseñado y construido de acuerdo con los requisitos esenciales de seguridad y salud y deberá estar provisto de una declaración de conformidad Esta conformidad se basa en: Cumplir con todos los Requisitos Esenciales de Seguridad aplicables. Disponer de la Declaración de Conformidad CE Marcado CE de los equipos

14 Procedimiento para equipos Grupo I, Cat M2 y Grupo II Cat2
Procedimiento para equipos Grupo I, Cat M2 y Grupo II Cat2. Grupo I y II CatM2 y 2

15 Procedimiento para equipos Grupo I, Cat M1 y Grupo II Cat1 y Grupo II Cat3

16 Procedimiento para equipos Grupo II, Categoría 3 en zona 2/22 c
SD700: Equipos de fabricación en serie Control interno de la fabricación (anexo VIII): Es el procedimiento mediante el cual el fabricante o representante garantiza y declara que los aparatos cumplen con los requisitos aplicables de la directiva. El fabricante adoptará todas las medidas necesarias para que el proceso de fabricación garantice la conformidad de los aparatos con los requisitos aplicables Declaración de conformidad específica para el motor (necesario disponer del certificado ATEX y de las HHDD) y el variador Marcado CE y Declaración CE No es necesaria la intervención del NB

17 Ejemplo declaración conformidad

18 HHDD del motor

19 Requerimientos adicionales del fabricante del motor

20 Tabla resumen clasificación ATEX
Se entregará: la declaración de conformidad, la declaración CE y el equipo irá con marcado CE

21 DESIGNACIÓN MOTORES ATEX Y ZONAS DESIGNACIÓN DE MOTORES
TIPO DESCRIPCIÓN tD/DIP Envolvente protección contra ignición debido a polvo de acuerdo con IEC nA Anti- chispas. Caja de conexiones con seguridad aumentada. d Anti- explosión (Diseño robusto) de Anti- explosión con caja de conexiones con seguridad aumentada. e Seguridad aumentada. Caja de conexiones con seguridad aumentada. p Presurizado . (Construcción especial)

22 VARIADOR DE VELOCIDAD PARA MOTORES EN ZONA ATEX 2/22
Solución motores “Ex nA” y “Ex d, de y p” en Zona 2/22: Relé monitorización temperatura ATEX (PT100s o PTCs) en zona segura que bien puede accionar el paro seguro STO del variador o el interruptor de corte correspondiente del equipo aguas arriba. Selección apropiado de motor (derating si aplica). Clase de Temperatura del motor. Frecuencia de conmutación > 3kHz (menor THDi a motor, menor calentamiento). Filtrado Eliminación/Reducción chispas y arcos (capacitivas) en el interior del motor. Filtrado Declaración conformidad específica variador-motor emitida por Power Electronics Solución para motores “Ex d” y “Ex p” (Zona 1) : La construcción de estos motores eliminan todos los riesgos excepto el de sobrecalentamiento de la carcasa que podría alcanzar la temperatura de ignición. Para eliminar dicho riesgo se puede instalar: Relé certificado ATEX (PT100s o PTCs) conectadas a canal de seguridad de paro seguro STO (SD700). Relé certificado ATEX (PT100s o PTCs) conectadas al interruptor de corte correspondiente del equipo aguas arriba. Selección apropiado de motor (derating si aplica). Clase de Temperatura del motor. Filtrado. Frecuencia de conmutación >3kHz (menor THDi a motor, menor calentamiento). Filtrado.

23 VARIADOR DE VELOCIDAD PARA MOTORES EN ZONA ATEX 2/22
La instalación de variador con motores “Ex e” en Zona 2/22 requiere de una certificación por un organismo autorizado. Esa certificación se emitirá tras un ensayo completo del sistema. VENTAJAS SERIE SD700 PARA MOTORES ATEX EN ZONA 2/22 El variador SD700 ofrece prestaciones únicas para aplicaciones ATEX como: Filtro dV/dt de serie con sistema CLAMP que reduce el dV/dt entre V/µs. Reduce los picos de tensión en bornes de motor (máx. 2,1xVent) Reduce las corrientes por cojinetes y el riesgo de generación de chispas. Dispone de modelo térmico de control de motor integrado y configurable. Opera a 4kHz de frecuencia de conmutación. Reduce el sobrecalentamiento del motor (bajo THDi%)

24 ARRANCADORES ELECTRÓNICOS PARA MOTORES EN ZONA ATEX 2/22
Los arrancadores electrónicos V2, V5 y VS65 de Power Electronics no incurren en efectos contraproducentes. Excepto el posible sobrecalentamiento del motor si el proceso de arranque es muy frecuente y muy largo. Solución motores Ex nA y Ex tD/DIP ( Zona 2/22): Declaración conformidad específica incluyendo una limitación en el número de arranques y tiempo de arranque. Solución para motores Ex d y Ex p (Zona 2/22) : La construcción de estos motores eliminan todos los riesgos excepto el de sobrecalentamiento de la carcasa. Para eliminar dicho riesgo se puede optar por lo siguiente: Instalación relé de protección ATEX (PT100s o PTC) conectado al contactor de línea (VS65). Relé certificado ATEX (PT100s o PTC) conectadas a interruptor aguas arriba pertinente. La instalación de arrancador con motores “Ex e” en Zona 2/22 requiere de un ensayo y certificación.

25 appreciate your attention
POWER ELECTRONICS appreciate your attention More info: