Ładunek elektrostatyczny w środowiskach ATEX — dlaczego uziemienie cysterny to nie to samo co zwykłe uziemienie

Przewodnik o zagrożeniu wybuchowym ATEX oraz przewodnik o bezpieczeństwie iskrobezpiecznym (Ex i) opisują, jak samo urządzenie elektryczne może uniknąć stania się źródłem zapłonu w strefie zagrożonej wybuchem. Ten artykuł dotyczy źródła zapłonu niezwiązanego z urządzeniami elektrycznymi: ładunku elektrostatycznego części nieelektrycznych (plastikowy IBC, płaszcz cysterny, strumień proszku) — oraz dyscypliny połączeń wyrównawczych, która specjalnie zarządza tym ryzykiem, określonej w IEC 60079-32-1.

Jak powstaje ładunek

Gdy ciecz, proszek lub gaz przepływa wzdłuż powierzchni (napełnianie lub opróżnianie zbiornika, transport rurą, wypływ przez dyszę), tarcie powoduje rozdzielenie ładunków — proces całkowicie niezależny od jakiegokolwiek zasilania elektrycznego, występujący więc również w instalacji całkowicie beznapięciowej. Przy wystarczającym nagromadzeniu ładunku na izolowanej części przewodzącej (nieuziemiony płaszcz cysterny, luźny zbiornik IBC, osoba bez obuwia antystatycznego) może dojść do wyładowania iskrowego, gdy tylko ta część znajdzie się wystarczająco blisko uziemionego obiektu — a w atmosferze wybuchowej taka iskra może stanowić źródło zapłonu, całkowicie niezależnie od jakiegokolwiek okablowania czy urządzeń elektrycznych.

Dlaczego jest to odrębna dyscyplina

Zwykłe uziemienie instalacji elektrycznej (główna szyna uziemiająca, przewody ochronne — zob. przewodnik o głównej szynie uziemiającej) ma na celu odprowadzenie prądu zwarciowego w przypadku usterki elektrycznej. Elektrostatyczne połączenie wyrównawcze ma na celu coś innego: usunięcie różnicy ładunków między dwiema częściami przewodzącymi, z których żadna nie jest częścią obwodu elektrycznego — na przykład płaszcz cysterny i instalacja nalewcza, do której jest podłączona. Oba przypadki wymagają połączenia z ziemią, ale w innym celu i z innym wymaganiem rezystancji.

Wymaganie rezystancji z IEC 60079-32-1

Dla połączenia wyrównawczego podczas załadunku lub rozładunku cysterny lub zbiornika mobilnego praktyczne wytyczne wskazują:

• całkowicie metaliczne połączenie (podwozie, zbiornik, rurociągi i armatura wzajemnie połączone) o rezystancji 10 Ω lub mniejszej — wyższa wartość wskazuje na korozję lub poluzowane połączenie, które należy najpierw zbadać;
• zacisk uziemiający podłączany przed rozpoczęciem operacji załadunku lub rozładunku i odłączany dopiero po jej zakończeniu;
• jako praktyczna górna granica dla połączenia wyrównawczego w szerszym sensie (w tym przez powierzchnię, np. podłogę antystatyczną) — 1 MΩ: wystarczająco wysoka, aby chronić osobę przed porażeniem prądem w przypadku usterki elektrycznej, wystarczająco niska, aby odprowadzać ładunek statyczny w akceptowalnym czasie.

Znaczenie praktyczne

Przy pracach z cieczami palnymi, proszkami lub gazami w strefie ATEX (cysterny, IBC, silosy, odciąg pyłu) zacisk uziemiający powinien być rzeczywiście podłączony przed rozpoczęciem operacji — nie jako formalność, lecz jako kontrola funkcjonalna, najlepiej z monitorowaniem ciągłości, które blokuje operację w chwili utraty połączenia. Jest to odrębne od regularnej kontroli ATEX samej instalacji elektrycznej i ją uzupełnia (zob. przewodnik o okresowej kontroli ATEX).

Częste błędy

1. Założenie, że cysterna stykająca się metal-do-metalu z ramieniem nalewczym jest automatycznie uziemiona — korozja, farba lub izolowane złącze mogą elektrycznie przerwać to pozornie metaliczne połączenie.
2. Podłączenie zacisku uziemiającego dopiero po rozpoczęciu napełniania, podczas gdy właśnie pierwsze sekundy przepływu cieczy mogą dawać największe nagromadzenie ładunku.
3. Mylenie elektrostatycznego połączenia wyrównawczego z główną szyną uziemiającą instalacji elektrycznej (§542.4) — oba są połączeniem z ziemią, ale o innym celu, innym wymaganiu rezystancji i często fizycznie odrębnym punkcie podłączenia.
4. Brak okresowej kontroli samego zacisku uziemiającego i przewodu (korozja, zerwany drut w przewodzie zacisku), przez co wartość rezystancji niezauważenie przekracza praktyczną granicę.

Zobacz również

• ATEX — zagrożenie wybuchowe
• Bezpieczeństwo iskrobezpieczne (Ex i) — bariera i parametry entity
• Okresowa kontrola ATEX (IEC 60079-17)
• Główna szyna uziemiająca (§542.4)