NO161100B - Kabelventilert elektrisk installasjon. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning ved kapslede elektriske installasjoner til bruk på steder hvor miljøfaktorer kan forårsake korrosjon i installasjonen og det dessuten foreligger; ytterligere risiko på grunn av mulige forekomster av brann-.og eksplosj onsf årlige gassblandinger. Mer spesielt omfatter anord-> ningen en gassledning eller gasskanal integrert i den eller de elektriske kabler som er forbundet med installasjonen.

Et slikt sted er f.eks. olje- og gassinstallasjoner til havs samt gruver. Under slike forhold er elektriske installasjoner ikke bare utsatt for korrosjon, men representerer i seg selv et faremoment da de ved gnistdannelse kan komme til å antenne eventuelle forekommende brann- og eksplosjonsfårlige gassblandinger. Disse faremomenter søkes unngått ved at de elektriske installasjoner, f.eks. elektriske motorer, kapsles slik at installasjonen er beskyttet mot korrosjon og man unn-går at gnistdannelser fører til antennelse av brennbare og eksplosive gassblandinger i installasjonens nærhet. I til-

legg gjøres kapslingen eksplosjonssikker i den forstand at den skal være i stand til å motstå en plutselig og voldsom trykkøkning inne i kapslingen. Slike trykkpulser benevnes vanligvis som en eksplosjon i den elektriske installasjon,

men er ikke sjelden forårsaket av et overslag i den elektriske installasjon, noe som fører til en trykkøkning i den omgivende atmosfære.

Forskrifter og krav som vedrører slike eksplosjons- og brannsikre kapslinger for elektriske installasjoner på risikobehef-tet sted finnes i CENELEC Europanorm (EN) 50014 som gir gene-relle krav for konstruksjon og testing av elektriske apparater til bruk i potensielt eksplosive atmosfærer. Her spesifiseres bl.a. maksimale eksperimentelt sikre spalter eller klaringer, f.eks. mellom flenser, for pakninger osv.

Forskrifter for eksplosjonssikre kapslinger for elektriske installasjoner finnes dessuten i EN 50018 hvor det er gitt spesifikasjoner for brannsikre skjøter, forbindelser og pakninger, bl.a. for roterende elektriske maskiner, foruten for luftings- og dreneringsanordninger. Det fremgår der at slike kapslinger kan være innrettet til å motstå et innvendig prøve-trykk på fra 3,5 til 15 bar over et tidsrom på mellom 10 og 60 s. Et innvendig trykkimpuls vil i løpet av dette tidsrom utjev-nes gjennom;forbindelser og skjøter.

Det er således ikke mulig å gjøre en kapsling av denne art fullstendig tett. Dette fører imidlertid til at korrosive medier kan trenge inn i kapslingen og forårsake korrosjon i den elektriske installasjon. For å unngå dette blir kapslingen tilført en innvendig beskyttelsesatmosfære, f.eks. i form av tørr luft eller en inert gass som nitrogen. Beskyttelsesgassen kan tilføres fra et sentralt sted gjennom kanaler til hver enkelt kapsling. Eksempler på dette er omtalt i DE-OS 3113000, DE-PS 3126602 samt DE-PS 3834522. Ved at beskyttelsesgassen dessuten gis et overtrykk slik at atmosfæren inne i kapslingen står under et høyere trykk enn det utvendige atmosfæretrykk, vil det ytterligere sikres mot inntrengning av korrosive medier i form av f.eks. vann, damp og gass i kapslingen. Forskrifter for slike trykksatte kapslinger finnes i EN 50016 hvor det er spesifisert at overtrykket skal minst være 0,5 mbar (50 Pa) relativt til det utvendige trykk ved hvert punkt inne i kapslingen og dens forbundne kanaler eller skjøter hvor en lekkasje kan finne sted. Videre kreves det at beskyttelsesgassen som benyttes til spyling og trykksetting av kapslingen ikke skal være brennbar. Det er som nevnt vanlig å benytte tørr luft eller en inert gass som nitrogen.

Da som ovenfor omtalt ikke er mulig å gjøre eksplosjonssikre kapslinger helt tette, vil beskyttelsesgassen lekke ut og det må for å opprettholde minimumstrykket kontinuerlig til-føres gass gjennom dertil innrettede gassledninger eller gass-kanaler. Fordelaktig kan slike gassledninger være anordnet integrert i den eller de elektriske kabler som fører til kapslingen. av den elektriske installasjon. Et eksempel på dette er vist i DE-RS 3433522.

Ved et uhell kan imidlertid gassledningen bli revet av på

et eller flere steder og eksplosjons- og brannfarlige gassblandinger kan trenge inn i ledningen og komme inn i kapslingen hvor beskyttelsesgassen etter et slikt uhell fort vil lekke ut. Den inntrengende gassblanding kan så antennes av en gnist fra den elektriske installasjon i kapslingen og eksplosjonen eller brannen kan forplante seg tilbake gjennom gassledningen og antenne eventuelle volumer av farlige gass--blandinger ved bruddstedet. Likeledes kan en gassbrann eller gasseksplosjon på bruddstedet forplante seg inn i kapslingen/ ■ og forårsake store skader. En mulighet til å forhindre dette består i f.eks. med regelmessige mellomrom i gassledningen å anordne trykk- eller temperaturfølsomme detektorer som be-virker at forbundne ventiler i gassledningen sperrer av de partier av ledningen som er beskadiget og således forhindrer videreforplantningen av brannen og/eller eksplosjonen. Dette er imidlertid en utstyrskrevende og svært kostbar løsning,

da gassledningssystemet på et brukssted av den nevnte art,

med mange kapslede elektriske installasjoner, kan være svært omfattende.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er derfor å skaffe

en løsning på disse problemer. Dette oppnås med anordningen i henhold til oppfinnelsen ved at gassledningen eller gasskanalen har en innvendig diameter som er mindre enn kvelningsdiameteren for den eller de angjelde nevnte gassblandinger, og at det på en fri av gassledningen eller gasskanalen i kapslingen innragende ende eventuelt er anordnet et eksplosjonssperrende organ. Ytterligere trekk ved anordningen i henhold til oppfinnelsen er angitt i de vedføyde underkrav.

Med kvelningsdiameter forstås her en karakteristikk for en gassblanding, idet kvelningsdiameteren uttrykker minimumsdia-meteren for et rør hvorigjennom en flamme i en stasjonær gassblanding kan forplante seg over en ubegrenset avstand. Under disse forhold vil flammehastigheten hurtig innta en verdi som er omtrent lik standard forbrenningshastighet. Kvelningsdiameteren avhenger ikke av materialet i rørveggen, selv om et sterkt materiale naturligvis er nødvendig. For praktiske for-mål er betydningen av kvelningsdiameteren at den representerer den øvre grense for åpningsdiameteren i en flammesperre som sikrer kvelning av flammen. Over den grense vil ikke flammen kveles uansett lengden av sperren. Det er da forutsatt at gassblandingen befinner seg ved atmosfærisk trykk og temperatur. Da gassblandinger i kanaler og ledninger vanligvis er ikke-stasjonære vil eksplosjonsflammer her forplante seg langt hurtigere enn standard forbrenningshastighet. I slike til-feller må åpningene til en lokal flammesperre i realiteten være mindre enn kvelningsdiameteren, f.eks. høyst halvparten av denne. Effektiviteten av flammesperren øker med lengden av denne. Ved den foreliggende oppfinnelse benyttes gassledninger som over hele sin lengde har en innvendig diameter som er mindre enn og fortrinnsvis mindre enn 0,5 ganger kvelningsdiameteren, noe som effektivt vil hindre brann i selv ikke-stasjonære gassblandinger.

Verdier av kvelningsdiameterne for gassblandinger som typisk opptrer på steder av de i innledningen nevnte art er gitt i den nedenstående tabell. Man skal i den forbindelse merke seg at kvelningsdiameteren varierer med blandingsforholdet for gassen og verdiene i tabellen er minimumsverdier for de forskjellige gassblandinger ved atmosfærisk temperatur og trykk. De fleste mettede hydrokarboner og løsemiddeldamper har en kvelningsdiameter i luft som ligger nær den for propan, men hurtigbrennende gasser og damper har mindre kvelningsdiametre. Kvelningsdiameteren må ikke forveksles med den maksimale eksperimentelt sikre spalte eller klaring slik disse er angitt i EN 50014 og praktisk kommer til uttrykk i EN 50018,

punkt 4, tabell 1-4.

Det vil forstås at den innvendige diameter på gassledningene må være avpasset etter kvelningsdiameteren for de gassblandinger som kan opptre i gassledningens omgivelser.

Som ovenfor nevnt kan eksplosjons- og brannfarlige gassblandinger trenge inn i kapslingene om den trykksatte beskyttelses-gass forsvinner. En innvendig eksplosjon er da en normal hen-delse. Også ved overslag, f.eks. på grunn av isolasjonsfeil i den elektriske installasjon, kan det skje en voldsom trykkøk-ning inne i kapslingen. Kapslingene er i henhold til gjeldende forskrifter konstruert for slike hendelser. Por imidlertid å hindre at et slikt innvendig trykk- for<p>lanter- seg Æra kapslingen og inn i gassledningen kan det være anordnet en trykkutjevnende dyse på enden av gassledningen inne i kapslingen.

Et utførelseseksempel på, samt noen anvendelser av anordningen i henhold til oppfinnelsen vil bli beskrevet nærmere i den følgende med henvisning til den ledsagende tegning. Fig. 1 viser skjematisk ledningsopplegget for en enkelt krets.

Fig. 2 viser innføring av gassledningen i en kapsling.

Fig. 3, 4 og 5 viser forskjellige utførelser av en trykkutjevnende dyse.

På fig. 1 betegner 1 en luftkompressor og 2 en beholder for gass som via ventiler 3 eller 4 føres gjennom gassledningen 5. Gassledningen 5 er integrert i den elektriske kabel 6 og munner ut i et eksplosjonssperrende organ 7 i kapslingen 8. Det eksplosjonssperrende organ 7 kan f.eks. være en trykkutjevnende dyse. Gassledningen 5 fortsetter gjennom kabelen 6' som fører fra kapslingen 8 til den påfølgende kapsling 8' som er vist til høyre på fig. 1.

På fig. 2 er det mer detaljert vist hvordan kabelen 6, 6' er ført inn og ut av kapslingen 8, idet de frie ender av gassledningene 5 fra henholdsvis den inn- og utgående kabel 6, 6' her er forbundet med hverandre med et koblingsstykke 10. Dysen 7 kan være et enkelt rørstykke med passende lengde og diameter. De elektriske ledninger i kabelen 6 er betegnet med 9.

Fig. 3 viser en eksplosjonssperrende utførelse av dysen 7, der boringens diameter m er mindre enn den innvendige diameter i gassledningen 5, mens lengden 1 kan være 6 mm eller mer.

På fig. 4 er det vist en annen utførelse av dysen 7 med en lengde på 6 mm eller mer og vesentlig større boring, men dyse-åpningen er redusert ved innlegg av f.eks. en metalltråd 11 'som gir dysen'det' rette'strømningstverrsnitt. En ytterligere utførelse av dysen er vist på fig. 5, hvor selve dysen består av et meget tynt rør 12 som fører fra gassledningen 5 og inn i kapslingsrommet. Andre løsninger for å skaffe en trykkutjevnende dyse er også mulig, f.eks. ved at boringen i dysen har form av en skruelignende kanal. En trykkimpuls i gassen i kapslingen på grunn av temperaturøkningen ved en eventuell eksplosjon vil da bli utjevnet ved at gassen må passere den skruelignende kanal i dysen. Det vil forståes at utførelsen av den eksplosjonssperrende dyse skal ta utgangspunkt i forskrifter som er vist f.eks. i EN 50018 og som er basert på spesifi-serte maksimale eksperimentelt sikre spalter eller klaringer.

Gassledningen 5 i kabelen 6 vil under normale forhold kontinuerlig føre gass, f.eks. tørr luft eller en inert gass som nitrogen til kapslingene for å opprettholde det forskrifts-messige overtrykk i kapslingenes beskyttende atmosfære. Gassledningen 5 kan i spesielle situasjoner også benyttes til transport av brannslukkende gass fra et sentralt sted for dermed å kunne benyttes ved slukking av brann i f.eks. en elektrisk motor installert i kapslingen. Gassledningen 5 kan dessuten benyttes til transport av testgass til kapslingen i forbindelse med prøving av eksplosjonssikkerhet eller brann-sikkerhet. Likeledes kan gassledningen benyttes for å føre spylegass til kapslingen. Er det i kapslingen installert måle-utstyr, f.eks. i form av sensorer eller detektorer kan gassledningen 5 også benyttes for å transportere testgass til kapslingen for prøving av måleutstyret.

Ved bruk av anordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse skaffes derfor en gassledning som enkelt og hurtig kan installeres med kostnader som er langt lavere enn andre til-tak som gir en grad av beskyttelse som i realiteten er langt dårligere enn den som fås ved å gjøre bruk av kjennskapet til gassblandingers kvelningsdiameter.

Claims (4)

1. Anordning ved kapslede elektriske installasjoner til bruk på sted hvor miljøfaktorer kan forårsake korrosjon i installasjonen og det dessuten foreligger ytterligere risiko på grunn av mulig forekomst av brann og eksplosjonsfårlige gassblandinger, idet anordningen omfatter en gassledning eller gasskanal integrert i den eller de elektriske kabler som er forbundet med installasjonen og hvor gassledningen fortrinnsvis er innrettet til transport av gass under trykk, karakterisert ved at gassledningen eller gasskanalen har en innvendig diameter som er mindre enn kvelningsdiameteren for den eller de angjeldende nevnte gassblandinger, og at det på en fri, av gassledningen eller gasskanalen i kapslingen innragende ende eventuelt er anordnet et eksplosjonssperrende organ.

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at gassledningens eller gasskanalens innvendige diameter ligger mellom 0,13 og 3,68 mm avhengig av den angjeldende gassblanding.

3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at gassledningen eller gasskanalen har en innvendig diameter som er høyst 0,5 ganger kvelningsdiameteren for den eller de angjeldende nevnte gassblandinger.

4. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at det eksplosjonssperrende organ utgjøres av en trykkutjevnende dyse.