Приміщення для заряджання акумуляторів навантажувачів — вибухонебезпека та вентиляція

Служба внутрішнього транспорту на великому тепличному підприємстві — навантажувачі, візки-насоси, AGV для переміщення між теплицею та цехом обробки — часто працює на свинцево-кислотних тягових акумуляторах, які заряджаються вночі. Цей процес заряджання не позбавлений ризику: NEN-EN-IEC 62485-3 тому встановлює вимоги до конструкції приміщення для заряджання, вентиляції та безпечної роботи з промисловими акумуляторами.

Чому водневий газ є ризиком

Під час заряджання (особливо на останній стадії та під час вирівнювального/дозаряджання) частина зарядного струму розкладає воду в електроліті на водень і кисень — електроліз. Водневий газ утворює з повітрям вибухову суміш, щойно концентрація перевищує 4 об.% (нижня межа вибуховості, НМВ). Оскільки водень легший за повітря, він накопичується у верхній частині приміщення або над самим акумулятором, якщо вентиляція недостатня.

Вентиляція: ключова вимога

Норма вимагає розрахованої мінімальної продуктивності вентиляції, а не фіксованого відчуття "провітрювання достатньо". Спрощена формула з норми:

Q = 0,05 × n × I_gas × C_rt × 10⁻³ (Q у м³/год)

де n — кількість елементів, I_gas — газоутворювальний зарядний струм (мА на Аг номінальної ємності — береться з документації на акумулятор/зарядний пристрій, вищий під час вирівнювального заряджання, ніж під час крапельного) і C_rt — номінальна ємність в Аг. Коефіцієнт 10⁻³ переводить I_gas з мА в А — наприклад, для акумулятора на 12 елементів, 256 Аг та I_gas = 10 мА/Аг це дає ≈ 1,5 м³/год. На практиці це виражається у двох правилах проєктування:

• Приплив повітря знизу, витяжка зверху приміщення — водень піднімається.
• Природна вентиляція часто недостатня за вищої потужності заряджання або в менших приміщеннях; тоді обов'язкова механічна витяжка.

Зверніть увагу: I_gas відрізняється залежно від типу акумулятора, характеристики заряджання та стадії заряджання — розраховуйте це для кожного проєкту за фактичними характеристиками зарядного пристрою, не використовуйте фіксоване емпіричне значення.

Не автоматично зона ATEX

Поширене хибне уявлення: "утворюється водневий газ, отже це зона ATEX". За правильно розрахованої вентиляції (згідно з наведеною вище формулою) концентрація водню залишається значно нижчою за НМВ, тому на практиці часто класифікація зони ATEX не потрібна — за умови, що вимогу до вентиляції дійсно розраховано і доведено дотримано. Без такого розрахунку (або за несправної вентиляції) під час заряджання навколо акумулятора все ж виникає вибухонебезпечна зона. Див. посібник з ATEX щодо загальної класифікації зон, якщо оцінка ризику все ж призводить до зони ATEX.

Інші вимоги норми

• Зона безпеки безпосередньо навколо акумулятора, в якій під час заряджання не повинно бути джерел займання (куріння, відкритий вогонь, іскроутворювальний інструмент).
• Електробезпека самої зарядної установки (кабелі, зарядні роз'єми, зарядний пристрій).
• Засоби для промивання очей та індивідуальний захист від бризок електроліту (їдка акумуляторна кислота) під час обслуговування/ доливання води.

Поширені помилки

1. Вважати приміщення для заряджання "самоочевидно безпечним" без фактичного розрахунку продуктивності вентиляції — природна вентиляція, яка колись була достатньою, може перестати бути такою після розширення парку машин або переходу на швидкі зарядні пристрої.
2. Допускати джерела займання в зоні безпеки навколо акумулятора під час заряджання, навіть якщо концентрація в цей момент здається (поки) низькою.
3. Припускати, що приміщення для заряджання акумуляторів за визначенням є зоною ATEX — і навпаки: припускати, що воно ніколи не може бути зоною ATEX, не розрахувавши вимогу до вентиляції.

Пов'язані матеріали

• ATEX і вибухонебезпечні зони
• Електрична дуга — ризик, енергія та захист