Tiêu chuẩn EN 60079 - An toàn cho thiết bị điện trong môi trường dễ cháy nổ
Tiêu chuẩn EN 60079 đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo an toàn về thiết kế, sản xuất và sử dụng thiết bị điện trong khu vực có nguy cơ cháy nổ cao. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về tiêu chuẩn này và tác động của nó đối với an toàn công nghiệp.
Mục lục
1. Tiêu chuẩn EN 60079 là gì?
EN 60079 là một bộ tiêu chuẩn Châu Âu (EN-European Norm) quy định các yêu cầu về thiết kế, sản xuất và sử dụng thiết bị điện trong môi trường có nguy cơ cháy nổ. Tiêu chuẩn này được xây dựng nhằm đảm bảo an toàn phòng nổ cho thiết bị và con người khi vận hành trong khu vực có khí, hơi hoặc bụi dễ cháy.
Cụ thể, tiêu chuẩn EN 60079 đưa ra các yêu cầu kỹ thuật về:
- Cấu tạo, vật liệu và kiểu bảo vệ của thiết bị điện phòng nổ;
- Phương pháp phân loại khu vực nguy hiểm (Zone 0, 1, 2 – khí và hơi dễ cháy; Zone 20, 21, 22 – bụi dễ cháy);
- Quy trình đánh giá và thử nghiệm an toàn để chứng minh thiết bị không gây đánh lửa trong điều kiện làm việc bình thường hoặc khi có sự cố dự kiến.
Tham khảo thêm:
2. Phạm vi áp dụng của bộ tiêu chuẩn EN 60079
EN 60079 áp dụng cho các thiết bị điện, hệ thống điều khiển, chiếu sáng, cảm biến, động cơ, bảng điện, thiết bị truyền thông, đèn LED chống nổ… được lắp đặt trong môi trường có khí, hơi, bụi dễ cháy nổ, thường gặp trong các ngành: dầu khí, khai thác than, lọc hóa dầu, sản xuất hóa chất, năng lượng, sơn - dung môi, hoặc sản xuất hạt nhựa.
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu chung đối với kết cấu, thử nghiệm và ghi nhãn thiết bị điện và các thành phần Ex được dự kiến sử dụng trong khí quyển nổ.
Các điều kiện khí quyển tiêu chuẩn (liên quan đến các đặc tính nổ của khí quyển) mà ở đó có thể giả thiết rằng thiết bị điện có thể làm việc là:
- Nhiệt độ - 20 °C đến + 60 °C;
- Áp suất 80 kPa (0,8 bar) đến 110 kPa (1,1 bar); và
- Không khí có hàm lượng ôxy bình thường, thường là 21 % về thể tích.
Tiêu chuẩn này và các tiêu chuẩn khác bổ sung cho tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu thử nghiệm bổ sung đối với thiết bị làm việc bên ngoài dải nhiệt độ tiêu chuẩn, nhưng có thể cần có các xem xét và thử nghiệm bổ sung đối với thiết bị làm việc bên ngoài dải áp suất khí quyển tiêu chuẩn và hàm lượng ôxy tiêu chuẩn, đặc biệt liên quan đến các kiểu bảo vệ phụ thuộc vào việc dập lửa như ‘vỏ bọc không xuyên nổ “d”’ (TCVN 10888-1 (IEC 60079-1)) hoặc giới hạn năng lượng, ‘an toàn tia lửa “i”‘ (IEC 60079-11).
3. Cấu trúc và phân nhóm trong bộ tiêu chuẩn EN 60079
Bộ tiêu chuẩn EN 60079 không chỉ gồm một phần duy nhất mà được chia thành nhiều phần nhỏ (Part), mỗi phần quy định chi tiết cho một phương thức bảo vệ hoặc loại thiết bị cụ thể.
Dưới đây là các phần quan trọng nhất trong hệ thống EN 60079:
| Mã tiêu chuẩn | Tên tiêu chuẩn (tiếng anh) | Nội dung |
|---|---|---|
| EN 60079-0 | General Requirements | Quy định yêu cầu chung về cấu trúc, vật liệu, nhiệt độ bề mặt, ký hiệu, nhãn mác cho tất cả thiết bị Ex. Là nền tảng cho các phần còn lại. |
| EN 60079-1 | Flameproof Enclosures “d” | Quy định phương pháp bảo vệ bằng vỏ chống nổ (Ex d) giữ chặt vụ nổ bên trong không lan ra ngoài. |
| EN 60079-2 | Pressurization “p” | Quy định thiết bị được bảo vệ bằng áp suất dương (Ex p), sử dụng không khí hoặc khí trơ để ngăn khí cháy xâm nhập. |
| EN 60079-5 | Powder Filling “q” | Sử dụng vật liệu bột (như cát thạch anh) để ngăn ngừa tia lửa, bảo vệ linh kiện điện tử bên trong. |
| EN 60079-6 | Oil Immersion “o” | Bảo vệ thiết bị bằng cách ngâm trong dầu, cách ly nguồn đánh lửa với khí cháy. |
| EN 60079-7 | Increased Safety “e” | Tăng cường cách điện, khoảng cách, cấu tạo nhằm ngăn ngừa tia lửa hoặc quá nhiệt. |
| EN 60079-11 | Intrinsic Safety “i” | Hạn chế năng lượng điện để không đủ gây đánh lửa (Ex ia, Ex ib). |
| EN 60079-13 | Encapsulation “m” | Bảo vệ bằng bọc nhựa hoặc nhựa epoxy, ngăn tiếp xúc khí cháy (Ex ma, Ex mb). |
| EN 60079-15 | Type of Protection “n” | Dành cho thiết bị ít khả năng phát tia lửa (Ex n), thường dùng trong Zone 2. |
| EN 60079-18 | Encapsulation “m” | Tương tự phần 13, dùng cho thiết bị có linh kiện điện tử nhỏ. |
| EN 60079-29-1 / -2 / -3 | Gas detectors and sensors | Quy định thiết bị phát hiện và đo nồng độ khí cháy (Gas detectors). |
| EN 60079-31 | Protection by enclosure “t” (Dust) | Yêu cầu bảo vệ chống bụi cho thiết bị dùng trong môi trường bụi dễ cháy (Ex t). |
| EN 60079-46 | Assemblies | Yêu cầu đối với các tổ hợp thiết bị phức hợp (hệ thống gồm nhiều phần tử Ex khác nhau). |
Mỗi phần trong EN 60079 được coi là một tiêu chuẩn độc lập, nhưng phải tuân thủ kết hợp với EN 60079-0 (phần quy định chung) để đảm bảo thiết bị đạt đầy đủ yêu cầu phòng nổ.
4. Phân loại khu vực và nhóm khí, bụi theo EN 60079
Để xác định mức độ nguy hiểm và lựa chọn phương thức bảo vệ phù hợp, tiêu chuẩn EN 60079 chia môi trường nổ thành nhóm khí và nhóm bụi, kèm theo phân cấp nhiệt độ giới hạn (Temperature Class – T1 đến T6):
a. Nhóm khí dễ cháy (Gas Group)
Group I: Dành cho thiết bị dùng trong hầm mỏ, có khí mêtan.
Group II: Dành cho thiết bị công nghiệp thông thường, gồm ba phân nhóm:
- IIA – Khí dễ cháy nhẹ (propane, ethane...).
- IIB – Khí có khả năng cháy nổ trung bình (ethylene...).
- IIC – Khí có khả năng cháy nổ mạnh (hydrogen, acetylene...).
b. Nhóm bụi dễ cháy (Dust Group)
IIIA – Bụi sợi dễ cháy (vải, gỗ...).
IIIB – Bụi phi dẫn điện (nhựa, bột hữu cơ).
IIIC – Bụi dẫn điện (nhôm, than...).
c. Phân loại nhiệt độ bề mặt (Temperature Class)
Thiết bị phải có nhiệt độ bề mặt thấp hơn nhiệt độ bắt cháy của khí hoặc bụi xung quanh.
| Nhóm nhiệt độ | Nhiệt độ tối đa (°C) |
|---|---|
| T1 | 450°C |
| T2 | 300°C |
| T3 | 200°C |
| T4 | 135°C |
| T5 | 100°C |
| T6 | 85°C |
Việc xác định đúng Zone, Group và Temperature Class là yếu tố bắt buộc trong quá trình thiết kế, chứng nhận và ghi nhãn thiết bị theo tiêu chuẩn EN 60079.
5. Yêu cầu thử nghiệm và đánh giá thiết bị theo EN 60079
5.1. Nguyên tắc chung của việc thử nghiệm và đánh giá
Để thiết bị điện được chứng nhận theo EN 60079, nhà sản xuất phải chứng minh rằng sản phẩm an toàn khi hoạt động trong môi trường có nguy cơ cháy nổ. Quá trình đánh giá bao gồm:
- Thử nghiệm kỹ thuật (Type Testing);
- Đánh giá thiết kế và cấu trúc bảo vệ;
- Kiểm tra sự phù hợp trong sản xuất (Conformity Assessment);
- Thử nghiệm định kỳ (Routine Testing).
Mục tiêu là đảm bảo thiết bị không phát sinh nguồn đánh lửa, giữ ổn định nhiệt độ bề mặt dưới ngưỡng cho phép, đảm bảo độ kín, độ bền cơ học và điện môi, phù hợp với cấp bảo vệ chống nổ đã công bố (Ex type).
5.2. Các hạng mục thử nghiệm chính trong EN 60079
Tiêu chuẩn EN 60079 quy định nhiều loại thử nghiệm khác nhau tùy thuộc vào phương thức bảo vệ của thiết bị (Ex d, Ex e, Ex i, Ex p, Ex t...). Một số thử nghiệm cơ bản bao gồm:
a) Thử nghiệm cơ học
Kiểm tra độ bền va đập, chống rung, chịu áp lực nổ và độ kín khít của vỏ đèn, vỏ động cơ, hộp đấu nối.
Thiết bị kiểu Ex d (vỏ chống nổ) phải chịu được áp suất nội sinh khi khí cháy nổ phát sinh bên trong mà không bị nứt hoặc rò rỉ ngọn lửa ra ngoài.
b) Thử nghiệm nhiệt độ
Đo nhiệt độ bề mặt tối đa của thiết bị trong điều kiện hoạt động bình thường và khi xảy ra lỗi dự kiến.
Nhiệt độ này phải thấp hơn nhiệt độ tự cháy của môi trường khí hoặc bụi xung quanh.
Thiết bị được phân loại theo cấp nhiệt độ T1–T6, trong đó T6 là cấp an toàn cao nhất (≤85°C).
c) Thử nghiệm điện
Kiểm tra độ bền điện môi, điện trở cách điện, dòng rò, và khả năng chịu xung điện áp.
Đối với thiết bị Ex i (an toàn nội tại), mạch điện phải được giới hạn về dòng điện, điện áp và năng lượng sao cho không thể phát sinh tia lửa có năng lượng đủ để kích nổ.
d) Thử nghiệm bảo vệ chống xâm nhập (Ingress Protection)
Đánh giá cấp bảo vệ IP (theo EN 60529 hoặc IEC 60529).
Đảm bảo bụi, hơi nước, hoặc khí dễ cháy không thể xâm nhập vào vùng có linh kiện điện gây đánh lửa.
e) Thử nghiệm bảo vệ chống bụi nổ (Ex t)
Đo khả năng ngăn bụi bám và xâm nhập, giới hạn nhiệt độ bề mặt, độ bền vỏ bảo vệ, nhằm đảm bảo thiết bị không gây cháy bụi.
f) Thử nghiệm áp suất và rò rỉ khí
Với thiết bị có buồng kín hoặc hệ thống nạp khí bảo vệ (Ex p), cần kiểm tra tốc độ rò rỉ, áp suất duy trì, và hệ thống giám sát khí bảo vệ hoạt động chính xác.
5.3. Quy trình đánh giá và chứng nhận
Quá trình đánh giá thiết bị theo EN 60079 thường bao gồm các bước sau:
Bước 1. Xem xét hồ sơ thiết kế (Design Review)
Nhà sản xuất cung cấp bản vẽ kỹ thuật, mô tả vật liệu, sơ đồ mạch điện, phân tích rủi ro đánh lửa (Ignition Hazard Assessment).
Cơ quan chứng nhận (Notified Body) đánh giá sự phù hợp của thiết kế với yêu cầu tiêu chuẩn.
Bước 2. Thử nghiệm mẫu điển hình (Type Test)
Mẫu sản phẩm được thử nghiệm tại phòng thí nghiệm được công nhận (Accredited Lab) theo từng phần của EN 60079.
Các thử nghiệm này nhằm xác định mức độ bảo vệ Ex, cấp nhiệt độ, cấp bảo vệ IP, và khả năng chịu va đập, rung, áp suất nổ.
Bước 3. Đánh giá hệ thống quản lý chất lượng
Nhà sản xuất phải duy trì hệ thống quản lý chất lượng sản xuất theo tiêu chuẩn ISO/IEC 80079-34, đảm bảo sản phẩm hàng loạt vẫn đạt cùng chất lượng như mẫu thử.
Bước 4. Cấp chứng chỉ và gắn dấu Ex
Khi thiết bị đạt yêu cầu, tổ chức chứng nhận sẽ cấp Chứng chỉ hợp chuẩn EN 60079 / ATEX Certificate.
Thiết bị được gắn ký hiệu Ex kèm mã bảo vệ như:
Ex d IIB T4 Gb (trong đó ký hiệu thể hiện kiểu bảo vệ, nhóm khí, cấp nhiệt độ và mức bảo vệ thiết bị).
Bước 5. Kiểm tra định kỳ sau chứng nhận
Cơ quan chứng nhận có thể tiến hành kiểm định giám sát định kỳ để đảm bảo thiết bị sản xuất hàng loạt vẫn tuân thủ đúng mẫu đã chứng nhận.
Tiêu chuẩn EN 60079 là nền tảng quan trọng để thiết kế và chứng nhận thiết bị điện phòng nổ tại châu Âu. Nó không chỉ đảm bảo an toàn kỹ thuật mà còn là điều kiện tiên quyết để sản phẩm được phép lưu hành hợp pháp trong khối EU, đồng thời thể hiện năng lực kỹ thuật và uy tín của nhà sản xuất trên thị trường quốc tế. Nếu còn bất cứ thắc mắc nào hãy để lại bình luận hoặc gọi Hotline 0332599699 của HALEDCO để được giải đáp.
Tài liệu tham khảo:
https://webstore.iec.ch/en/publication/62417
https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_equipment_in_hazardous_areas
