Tủ điện phòng nổ: hộp phân phối Ex d hay tủ điều áp Ex p
Biên soạn: TS. Nguyễn Thành Trung · 11 phút đọc ·
Tủ điện phòng nổ là cụm từ khách hàng dùng cho cả một dải thiết bị: từ hộp phân phối chiếu sáng 250 A treo tường ở xưởng sơn, tới tủ điều khiển 630 A đặt trong phòng bơm. Trong báo giá, cùng ba chữ "tủ điện chống nổ" có thể là hai sản phẩm khác nhau hẳn về nguyên lý, về cách vận hành và về chi phí. Người mua không hỏi rõ thì dễ so sánh hai thứ không so sánh được.
Một tình huống hay gặp: nhà máy cần tủ phân phối cho dây chuyền mới. Một nhà cung cấp chào hộp vỏ nhôm chịu nổ. Nhà cung cấp khác chào tủ thép điều áp kèm bộ điều khiển khí, giá cao hơn hẳn. Kỹ sư mua hàng thấy hai báo giá cùng ghi Zone 1, IP66 và đánh giá cái đắt là "chào cao". Thực ra tủ thứ hai chứa được thiết bị đóng cắt công nghiệp thông thường bên trong, còn hộp thứ nhất thì không. Hai thứ giải hai bài toán khác nhau.
Bài này tách các kiểu tủ điện phòng nổ, đối chiếu từng kiểu với hồ sơ sản phẩm trong catalog, rồi đưa cách chọn theo vùng, dòng điện và nhiệt độ. Khung chung của cả chủ đề nằm trong bài trụ phòng nổ trong nhà máy; nếu bạn quan tâm đến phần lắp đặt và đấu nối vào vỏ, bài tủ điện và hộp đấu dây phòng nổ đi sâu hơn.
Tủ điện phòng nổ gồm những kiểu nào?
Tên gọi phổ biến trên thị trường: tủ điện chống nổ, tủ điện chống cháy nổ, tủ phân phối phòng nổ, hộp phân phối phòng nổ. Về cấu tạo, chúng thuộc ba hướng.
| Hướng | Nguyên lý | Hợp với | Ví dụ trong catalog |
|---|---|---|---|
| Hộp phân phối vỏ chịu nổ | Vỏ Ex d, thường kèm Ex e ở khoang đấu dây; vỏ chứa được vụ nổ bên trong |
Tải vừa và nhỏ, chiếu sáng, động cơ nhỏ | BXMD53, BXMD8061, HRMD91, HRMD95, HRMD96 |
| Tủ điều áp | Vỏ kín thổi khí sạch giữ áp dương, khí cháy không vào được | Thiết bị đóng cắt cỡ lớn, cần thiết bị công nghiệp thông thường bên trong | PXK-px, PXK-pz, PXB |
| Vỏ rỗng tự lắp | Vỏ đã chứng nhận, người dùng tự lắp linh kiện đã chứng nhận | Cấu hình riêng, số lượng ít | BX-e, BXT-W và các dòng vỏ rỗng |
Nguyên lý từng dạng bảo vệ nằm trong bài các dạng bảo vệ Ex; riêng điều áp có bài Ex p là gì.
Hộp phân phối vỏ chịu nổ: thông số thực tế
Các dòng này chia theo dòng điện tối đa và nhóm khí. Bảng dưới lấy đúng từ hồ sơ.
| Mã | Dạng bảo vệ khí theo hồ sơ | Dòng điện, điện áp tối đa | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| BXMD53 | Ex db eb IIC T6 Gb; Ex tb IIIC T80°C Db |
Hồ sơ chưa ghi | Zone 1, 2, 21, 22; IP66; -40°C đến +55°C |
| BXMD8061 | Ex db eb mb IIC T5/T4 Gb tuỳ nhiệt độ môi trường |
250 A, 690 V AC, 500 V DC | Vỏ thép không gỉ; có tuỳ chọn bộ sưởi phòng nổ |
| HRMD91 | Ex db IIB+H2 |
Hồ sơ chưa ghi | Có phiên bản [ib]; -60°C đến +60°C |
| HRMD95 | Ex db IIB+H2; có phiên bản [ia Ga], [ib Gb] |
2000 A, 1000 V AC, 1500 V DC | Cấu trúc bản lề riêng |
| HRMD96 | Ex db IIC T6…T4 Gb; có phiên bản [ia Ga], [ib Gb] |
1000 A, 1000 V AC, 1500 V DC | Ốc siết cáp khuyến nghị DQM-II hoặc DQM-III Ex d |
Bốn điều cần đọc kỹ từ bảng này.
Một: IIB+H2 không phải IIC. Thiết bị IIB+H2 dùng được cho khu vực yêu cầu IIB và có thêm hydro, nhưng chưa phủ toàn bộ nhóm IIC (nhóm này còn có axetylen). Khu vực có axetylen cần IIC đầy đủ như BXMD53, BXMD8061 hoặc HRMD96. Quy tắc tương thích chỉ đúng một chiều, xem nhóm khí IIA, IIB, IIC.
Hai: cấp nhiệt độ phụ thuộc nhiệt độ môi trường. Hồ sơ BXMD8061 ghi T5 khi môi trường tối đa +40°C và T4 khi tối đa +55°C. Tức là cùng một tủ, ở nơi nóng hơn thì cấp nhiệt độ thấp đi một bậc. Chất cháy cần T5 mà tủ đặt ở nơi +50°C thì không đạt. Xem cấp nhiệt độ T1–T6.
Ba: ký hiệu trong ngoặc vuông. [ib] hay [ia Ga] cho biết bên trong tủ có phần mạch an toàn nội tại liên kết, ví dụ để lấy tín hiệu từ cảm biến ở vùng nguy hiểm hơn. Đây là phiên bản riêng, không phải mọi tủ cùng dòng đều có. Xem an toàn nội tại Ex ia.
Bốn: hồ sơ không đủ ở một số mã. BXMD8050 và HRMD93 trong catalog chưa ghi dạng bảo vệ Ex ở đúng cột. Cần xin chứng chỉ gốc để biết nhãn chính xác, không suy từ vùng và cấp IP.
Tủ điều áp: khi nào đáng chọn
Hộp vỏ chịu nổ có giới hạn: vỏ càng lớn, càng khó chế tạo đủ chắc để chứa vụ nổ, và bên trong chỉ được lắp linh kiện đã chứng nhận phòng nổ. Khi cần tủ lớn chứa thiết bị đóng cắt công nghiệp thông thường, cách khác là điều áp: thổi khí sạch hoặc khí trơ vào vỏ, giữ áp dương để khí cháy bên ngoài không vào được.
| Mã | Dạng bảo vệ theo hồ sơ | Dòng điện, điện áp tối đa | Vùng theo nhãn |
|---|---|---|---|
| PXK-px | Ex db eb pxb IIC T4 Gb; Ex pxb tb IIIC T130°C Db |
630 A, 1000 V AC, 1500 V DC | Zone 1 trở xuống, vế bụi Zone 21 |
| PXK-pz | Ex pz IIC T5 Gc; Ex pD IIIC T95°C Dc |
630 A, 690 V AC, 500 V DC | Zone 2 và Zone 22 theo nhãn |
| PXB | Ex px IIB T4 Gb; Ex px IIIC T130°C Db |
Hồ sơ chưa ghi | Vỏ thép sơn tĩnh điện hoặc thép không gỉ; nhóm IIB |
Ba điểm đáng chú ý:
- PXK-pz chỉ dành cho
Zone 2. NhãnGcvàDcứng vớiZone 2vàZone 22. Phần mô tả vùng trong hồ sơ ghiZone 1vàZone 2, không khớp với nhãn. Khi hai chỗ khác nhau thì nhãn và chứng chỉ là căn cứ, và cần xác nhận với nhà cung cấp trước khi đặt vàoZone 1. - PXB chỉ đạt nhóm
IIB. Khu vực có hydro hoặc axetylen không dùng được. - Điều áp là một hệ thống, không phải một cái vỏ. Tủ cần bộ điều khiển để xả khí trước khi cấp điện và giám sát áp suất khi vận hành. Mất áp thì tủ phải báo hoặc ngắt theo thiết kế. Chi tiết quy trình xả khí, thông số áp suất và thời gian xả lấy từ tài liệu của từng sản phẩm, bài này không nêu con số.
Chi phí vận hành của tủ điều áp cũng khác: cần nguồn khí nén hoặc khí trơ sạch và có người phụ trách kiểm tra hệ thống. Với tải nhỏ, hộp vỏ chịu nổ thường đơn giản hơn.
Linh kiện đi vào tủ
Với hộp tự lắp hoặc tủ cấu hình riêng, từng linh kiện bên trong phải được chứng nhận:
- Aptomat: BL8060,
Ex db eb IIC Gb, 1 A đến 63 A, tối đa 690 V AC. - Cầu chì: BRT8060,
Ex eb mb IIC Gb, 0,5 A đến 16 A. - Vỏ rỗng: BX-e và các dòng BXT.
Hai nguyên tắc khi tự lắp. Thứ nhất, tổng thể phải được đánh giá cùng nhau: cấp nhiệt độ của tủ phụ thuộc vào công suất tổn hao bên trong, không chỉ vào từng linh kiện riêng. Thứ hai, ai lắp ráp tổ hợp là người chịu trách nhiệm hồ sơ chứng nhận của tổ hợp đó. Xem chứng chỉ CO/CQ thiết bị phòng nổ.
Chọn tủ điện phòng nổ theo bốn câu hỏi
- Vùng nào? Lấy từ hồ sơ phân vùng:
Zone 1cầnGb,Zone 2cầnGc, bụiZone 21cầnDb,Zone 22cầnDc. Xem phân vùng nguy hiểm. - Chất cháy nào, nhiệt độ môi trường bao nhiêu? Nhóm khí chọn theo chất khắt khe nhất; cấp nhiệt độ đối chiếu với nhiệt độ môi trường thật, như ví dụ
T5vàT4ở trên. - Dòng điện và điện áp bao nhiêu? Đối chiếu với dòng tối đa ghi trong hồ sơ: BXMD8061 tới 250 A, HRMD96 tới 1000 A, HRMD95 tới 2000 A, tủ điều áp PXK tới 630 A. Dòng thực tế của tủ phải nằm trong giới hạn của mã đã chọn, tính cả hệ số đồng thời.
- Vật liệu vỏ và môi trường? Môi trường ăn mòn ưu tiên vỏ thép không gỉ hoặc GRP. Xem chọn đèn phòng nổ mục vật liệu vỏ: nguyên tắc đồng bộ vật liệu bu lông và vỏ áp dụng như nhau.
Lắp đặt và vận hành
- Điểm cáp vào vỏ quyết định tủ còn giữ chứng nhận hay không. Dùng ốc siết cáp đúng dạng bảo vệ và đúng kích thước cáp; hồ sơ HRMD96 khuyến nghị DQM-II hoặc DQM-III
Ex d. Xem chọn ốc siết cáp phòng nổ. - Không khoan thêm lỗ lên vỏ đã chứng nhận.
- Tiếp địa: hồ sơ HRMD91 ghi điểm tiếp địa M6/M8; kiểm tra theo bài tĩnh điện và tiếp địa khu vực nguy hiểm.
- Không mở vỏ khi còn điện trong vùng; thay linh kiện theo quy trình bảo trì, xem bảo trì thiết bị phòng nổ.
Danh mục sản phẩm: tủ phân phối phòng nổ, hộp phân phối, vỏ tủ rỗng và thiết bị điện phòng nổ. Cần tư vấn theo hồ sơ phân vùng thì liên hệ; chưa có hồ sơ thì bắt đầu từ dịch vụ đánh giá phân vùng nguy hiểm.
Câu hỏi thường gặp
Tủ điện phòng nổ khác tủ điện thường ở điểm nào?
Vỏ, thiết bị đóng cắt và đấu nối bên trong được chứng nhận Ex đồng bộ, với dạng bảo vệ, nhóm khí, cấp nhiệt độ và cấp IP ghi trên nhãn. Tủ điện thường không có thông tin đó và có thể trở thành nguồn mồi ở khu vực nguy hiểm.
Tủ điện chống nổ và tủ điện phòng nổ có giống nhau không?
Là cùng một họ thiết bị. "Chống nổ" và "chống cháy nổ" là cách gọi thông dụng, "phòng nổ" sát bản chất hơn. Điều quyết định là nhãn Ex và chứng chỉ gốc, không phải tên gọi.
Khi nào dùng tủ điều áp thay vì hộp vỏ chịu nổ?
Khi cần tủ lớn chứa thiết bị đóng cắt công nghiệp thông thường hoặc dòng điện lớn. Tủ điều áp cần hệ thống khí sạch và giám sát áp suất, nên với tải nhỏ hộp vỏ chịu nổ thường đơn giản hơn.
Tủ điện phòng nổ IIB+H2 có dùng được ở khu vực có axetylen không?
Không. IIB+H2 phủ nhóm IIB và thêm hydro, chưa phủ toàn bộ nhóm IIC. Khu vực có axetylen cần thiết bị IIC đầy đủ.
Vì sao cùng một tủ lại có cấp nhiệt độ T5 và T4?
Cấp nhiệt độ phụ thuộc nhiệt độ môi trường tối đa. Theo hồ sơ BXMD8061, tủ đạt T5 khi môi trường tối đa +40°C và T4 khi tối đa +55°C. Cần đối chiếu với nhiệt độ thực tế tại vị trí lắp.
