Jak bezpečně zajistit prostory proti úniku plynu
Řešení splňující požadavky aktivní bezpečnosti
Autor ve svém článku uvádí v praxi běžně používaný způsob ochrany proti úniku plynu, u kterého ale není zajištěna bezpečná funkce vypnutí. Na dvou příkladech poté popisuje řešení, která splňují požadavky aktivní bezpečnosti.
Současný stav a konkrétní situace
Na vstupní plynové potrubí byl namontován ventil, který je osazen napěťovou cívkou 230 V/AC. To znamená, že ventil je bez napětí na cívce otevřen. Při přivedení napětí na řídící ventil cívky uzavře armatura přívod plynu např. do kotelny. Jelikož u takto sestaveného elektrického obvodu není zajištěna bezpečná funkce vypnutí, nelze považovat ani takto zapojený uzávěr plynu za bezpečný pro uzavření přívodu plynu v případě, kdy sonda úniku plynu zareaguje na daný stav – únik.
Zdůvodnění: Elektrickým obvodem cívky ventilu neprochází za normálních podmínek žádný proud. V tomto pracovním základním stavu bez proudu může vzniknout na obvodu cívky porucha, aniž by byla zjištěna. Například oxidace kontaktu spínacího relé, přerušení vinutí cívky, povolení svorek, přerušení kabelu.
Řešení
Varianta č. 1
Použití detektoru úniku plynu např. typ DHP4, který splňuje ČSN EN 50054 jako signalizátor, má reléové výstupy a „akumulátor“ energie pro vypnutí ventilu při vypnutí proudu, a dále elektromagnetického havarijního ventilu EVH 1015.22 až EVH 1100.22/P (podle velikosti a tlaku plynu), kde je cívka na 24 V/DC. V detektoru je neustále nabíjená kapacita (akumulátor energie), která se při výpadku síťového napětí vybije do vinutí cívky a ventil zavře. Pokud dojde k zaznamenání úniku plynu, rovněž detektor vypíná elektromagnetický ventil a ten uzavírá přívod plynu do objektu.
Charakteristika a specifika této varianty:
- pokud je cívka bez elektrického proudu nemůže na vinutí cívky vzniknout porucha vlivem přepětí nebo přehřátí a tím přerušení vinutí cívky. Navíc vinutí cívky na 24 V/DC je vyrobeno z dvouvrstvě izolovaného měděného drátu průměru 0,5mm
- na ventilech jsou použity průmyslové konektory podle EN 175301-803 (ISO4400) s elektrickým krytím IP54, které jsou určeny i do vlhkého prostředí (na různé přístroje – ventily, snímače, spínače, apod.) a které díky kabelové ucpávce a doporučeného průměru připojovacího kabelu, zamezí přístup vlhkosti k vlastním kontaktům. Dále kontakty cívky i konektoru jsou vyrobeny z mosazi, která je povrchově upravena niklováním, a tím jsou dostatečně chráněny před oxidací a zvyšováním přechodových odporů. Průřez a průměr připojovacího kabelu je uvedeno v montážním návodu výrobcem elektromagnetických ventilů.
- přerušení kabelu – přichází v úvahu pouze jako úmysl, proti kterému nelze zajistit žádné zamezení
- konektor je na cívku ventilu nasunut a zajištěn šroubem, tím je zajištěno náhodné odpojení konektoru od ventilu bez použití nářadí
- detektor je vybaven obvodem, který sleduje činnost senzoru a jeho neporušenost, v případě závady senzoru nebo obvodu je toto signalizováno podle návodu na obsluhu detektoru
- testování celého zabezpečovacího obvodu – detektor a ventil. Je doporučeno výrobcem elektromagnetických ventilů i detektorů v návodu na obsluhu a údržbu tím, že minimálně jednou za rok doporučuje ověření funkčnosti detektoru a tím i obvodu ventilu plynovým zapalovačem tak, že se nechá unikat plyn v blízkosti asi 5 cm od senzoru (bez plamene!). Pokud přístroj pracuje bezchybně, detektor signalizuje výskyt plynu v obou úrovních.
Zkouší se i zvuková signalizace a vnější, detektorem ovládaná zařízení – ventil. Další ověření funkčnosti se provádí odpojením napájecího napětí detektoru – vytažením nebo odpojením připojovacího kabelu, čímž dojde k uzavření ventilu vlivem vypnutí proudu.
Obr. 1 Schéma zapojení detektoru a uzavírací armatury podle varianty č. 1
Varianta č. 2
Použití jakéhokoli detektoru úniku plynu s reléovými výstupy a elektromagnetických ventilů EVPE 1010.02 až EVPE 1100.02/P (podle velikosti), popřípadě s připravovanými ventily EVHNC 1015.02 až EVHNC 1100.02/P, které jsou pod napětím otevřeny a uzavírají s vypnutím proudu. Při úniku plynu detektor provádí přerušení přívodu proudu do elektromagnetického ventilu a ten uzavírá přívod plynu do objektu. Při vypnutí elektrického proudu ventily rovněž zavírají přívod plynu. Toto řešení je jednoznačně aktivní. Má nevýhodu v trvalé spotřebě elektrické energie podle typu ventilu 26 W až 90 W.
Obr. 2 Schéma zapojení detektoru a uzávěru plynu podle varianty č. 2
Předpisy
TPG 938 01 čl. 4.10 cituji: „Funkce havarijního uzávěru musí vykazovat pozitivní bezpečnost, tzn., že automaticky uzavře přívod plynu, jestliže jeho koncentrace v chráněném prostoru překročí nastavený limit nebo se přeruší ovládací napětí.“ Tento článek naplňuje řešení varianty č. 2.
Varianta č. 1 splňuje toto ustanovení pouze tehdy, jsou-li použity detektory, které mají „akumulátor energie“ (např. kapacitu) a reléové výstupy, které dokážou při přerušení napájení detektoru překlopit naakumulovanou energii přes spínací kontakty relé do vinutí cívky elektromagnetického ventilu a tím uzavřít přívod plynu do objektu – např. sestavy detektoru DHP4 a ventilů EVH s cívkou 24 V/DC.
Author states in his article in the practice commonly used method of protection against leakage of gas, but for which there is no guarantee of safe shutdown. The following describes two examples of solutions that meet the requirements of active safety.