Dobór odpowiednich opraw oświetleniowych do środowisk przemysłowych wymaga uwzględnienia wielu czynników technicznych, eksploatacyjnych i bezpieczeństwa.
Cele artykułu
-
Omówienie kluczowych kryteriów doboru opraw oświetleniowych do stref zagrożonych wybuchem.
-
Wyjaśnienie, dlaczego określone typy opraw są wybierane z myślą o bezpiecznej konserwacji i utrzymaniu ruchu.
-
Przedstawienie zasad doboru opraw do środowisk ciężkich i o podwyższonej odporności mechanicznej.
Wnioski dla projektantów i zarządców obiektów
-
Po lekturze artykułu zarządcy obiektów, inżynierowie oraz projektanci instalacji elektrycznych mogą podejmować bardziej świadome decyzje dotyczące doboru oświetlenia, zwiększając bezpieczeństwo i wydłużając żywotność opraw w wymagających warunkach przemysłowych.
-
Artykuł pokazuje, że oświetlenie przemysłowe w strefach zagrożonych i środowiskach agresywnych musi być właściwie sklasyfikowane, zaprojektowane i utrzymywane z wykorzystaniem certyfikowanych opraw oraz rygorystycznych norm, aby zapewnić bezpieczeństwo, zgodność z przepisami, trwałość i długoterminową niezawodność eksploatacyjną.
Oświetlenie w środowiskach przemysłowych i strefach zagrożonych
Systemy oświetleniowe stosowane w środowiskach przemysłowych oraz strefach zagrożonych wybuchem podlegają szczególnym wymaganiom, które wykraczają poza zapewnienie odpowiedniego poziomu natężenia światła. W zakładach przemysłowych, strefach o ograniczonej dostępności oraz w warunkach środowiskowych o podwyższonej agresywności oświetlenie musi być nie tylko funkcjonalne, lecz przede wszystkim bezpieczne, niezawodne, trwałe i łatwe w utrzymaniu.
Nieprawidłowy dobór opraw lub brak właściwej konserwacji może prowadzić do powstania zagrożeń dla bezpieczeństwa, przedwczesnych awarii urządzeń oraz niezgodności z obowiązującymi przepisami.
Artykuł został podzielony na trzy zasadnicze części:
-
klasyfikację stref zagrożonych wybuchem oraz dobór opraw przeznaczonych do tych środowisk, ze szczególnym uwzględnieniem ochrony przeciwwybuchowej i zgodności z regulacjami,
-
strategie projektowe umożliwiające bezpieczną i efektywną konserwację instalacji oświetleniowych bez zakłócania procesów technologicznych,
-
kluczowe normy i parametry techniczne opraw, pozwalające na ich stosowanie w warunkach ekstremalnych, takich jak wysoki stopień ochrony IP, odporność materiałowa, odporność na drgania, uderzenia oraz skrajne temperatury.
Oświetlenie w strefach zagrożonych wybuchem (ATEX)
Oświetlenie w strefach zagrożonych wybuchem wymaga stosowania specjalistycznych opraw zaprojektowanych w taki sposób, aby minimalizować ryzyko zapłonu atmosfer wybuchowych, takich jak gazy, pary, pyły czy włókna palne. Oprawy te muszą spełniać wymagania dyrektywy ATEX (2014/34/UE) oraz norm zharmonizowanych EN i IEC, w szczególności serii EN IEC 60079.
Każda oprawa musi być przeznaczona do konkretnej strefy zagrożenia oraz odpowiedniej grupy i kategorii urządzeń. Dodatkowo jej klasa temperaturowa (T) nie może przekraczać temperatury samozapłonu substancji występujących w danym środowisku.
Klasyfikacja stref zagrożonych wybuchem
W europejskim systemie ATEX wyróżnia się następujące strefy:
-
Strefa 0 – atmosfera wybuchowa występuje stale lub przez długie okresy.
-
Strefa 1 – atmosfera wybuchowa może występować sporadycznie w normalnych warunkach pracy.
-
Strefa 2 – atmosfera wybuchowa występuje rzadko i przez krótki czas, najczęściej w warunkach awaryjnych.
Dla pyłów palnych obowiązują analogicznie strefy 20, 21 i 22.
Rodzaje opraw oświetleniowych do stref ATEX
Oprawy ognioszczelne (Ex d)
Oprawy w wykonaniu ognioszczelnym są projektowane w taki sposób, aby ewentualny zapłon wewnątrz obudowy nie mógł przenieść się na atmosferę zewnętrzną. Obudowy wykonywane są zazwyczaj z aluminium odlewanego ciśnieniowo lub stali nierdzewnej, co zapewnia wysoką wytrzymałość mechaniczną, odporność korozyjną oraz efektywne odprowadzanie ciepła. Precyzyjnie wykonane połączenia gwintowane lub kołnierzowe umożliwiają schłodzenie gazów wydostających się z wnętrza obudowy.
Oprawy iskrobezpieczne (Ex i)
Oprawy iskrobezpieczne działają przy poziomach energii elektrycznej na tyle niskich, że nie są w stanie wywołać zapłonu atmosfery wybuchowej. Ograniczenie napięcia i prądu w obwodzie eliminuje ryzyko powstania iskier lub niebezpiecznych temperatur. Rozwiązania te są szczególnie przydatne w strefach, w których atmosfera wybuchowa może występować często lub stale, a także tam, gdzie wymagane jest oświetlenie przenośne, wykorzystywane podczas inspekcji i prac serwisowych.
Utrzymanie i konserwacja systemów oświetleniowych
Przy doborze opraw do instalacji przemysłowych kluczowe znaczenie ma możliwość ich bezpiecznej konserwacji przy minimalnym wpływie na ciągłość pracy zakładu. Systemy, które nie zostały zaprojektowane z myślą o łatwym utrzymaniu, w praktyce często nie są właściwie serwisowane, co prowadzi do pogorszenia warunków bezpieczeństwa.
Ze względu na obowiązek okresowego testowania oświetlenia awaryjnego i ewakuacyjnego (zgodnie z normą EN 1838 oraz EN 50172), system oświetleniowy powinien umożliwiać przeprowadzanie testów bez konieczności wyłączania obiektu z eksploatacji. W praktyce stosuje się m.in.:
-
wydzielone oprawy oświetlenia awaryjnego niezależne od oświetlenia podstawowego,
-
systemy samokontroli opraw, które sygnalizują lokalnie usterki lub przesyłają informacje do systemów centralnego nadzoru.
Projektując oświetlenie w obrębie instalacji technologicznych, należy także uwzględnić bezpieczny dostęp do opraw, np. poprzez:
-
montaż opraw na wysokościach umożliwiających dostęp z typowej drabiny serwisowej,
-
lokalizowanie opraw z dala od zbiorników i urządzeń utrudniających dostęp,
-
stosowanie słupów oświetleniowych uchylnych lub obrotowych,
-
montaż opraw na niezależnych konstrukcjach umożliwiających serwis z podnośników,
-
stosowanie opraw z przyłączem wtykowym w miejscach trudno dostępnych.
W zakładach, w których wymagane jest częste mycie instalacji (np. przemysł spożywczy, chemiczny, farmaceutyczny), oprawy muszą posiadać odpowiedni stopień ochrony IP, umożliwiający czyszczenie strumieniem wody bez ryzyka uszkodzenia.
Oprawy do środowisk ciężkich i wymagających
Dobierając oprawy do trudnych warunków pracy, należy uwzględnić kilka kluczowych parametrów technicznych.
Stopień ochrony IP
System stopni ochrony IP zgodny z normą IEC 60529 / EN 60529 określa odporność obudowy na wnikanie ciał stałych i cieczy. Przykładowo IP65 oznacza pełną ochronę przed pyłem oraz odporność na strumień wody.
Odporność materiałowa i korozyjna
Dobór materiałów obudowy, klosza i elementów montażowych powinien uwzględniać obecność substancji chemicznych. Nie istnieje jeden materiał odporny na wszystkie środowiska – aluminium może sprawdzić się w obecności glikolu, ale będzie podatne na korozję w środowisku z podchlorynem sodu. W takich przypadkach preferowana jest stal nierdzewna lub tworzywa o podwyższonej odporności chemicznej.
Odporność na uderzenia i drgania
Stopień odporności na uderzenia określa norma IEC 62262 (IK), gdzie wartości od IK00 do IK11 wskazują rosnącą odporność mechaniczną. W miejscach narażonych na uszkodzenia mechaniczne lub wandalizm zaleca się stosowanie opraw o wysokim współczynniku IK.
Zakres temperatur pracy
Standardowe oprawy wewnętrzne są przystosowane do pracy w zakresie około 0–40°C. W środowiskach o skrajnych temperaturach, takich jak hale wysokiego składowania, obszary gorących procesów technologicznych czy mroźnie, konieczne jest stosowanie opraw o rozszerzonym zakresie temperatur pracy, zgodnym z warunkami otoczenia.
Kompleksowe podejście do oświetlenia przemysłowego
Oświetlenie przemysłowe w strefach zagrożonych i środowiskach agresywnych wymaga podejścia kompleksowego. Odpowiednia klasyfikacja stref, projektowanie z myślą o łatwej konserwacji oraz dobór opraw o potwierdzonej odporności na trudne warunki eksploatacyjne są kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa i niezawodności systemu.
Zastosowanie opisanych zasad pozwala ograniczyć ryzyko, zwiększyć efektywność operacyjną oraz zapewnić długotrwałą zgodność z przepisami. Inwestycja w odpowiednio dobrane systemy oświetleniowe chroni pracowników i infrastrukturę, a jednocześnie ogranicza koszty przestojów i awarii w krytycznych instalacjach przemysłowych.
Definicje
Strefa zagrożona wybuchem – obszar, w którym może występować atmosfera wybuchowa w postaci mieszaniny powietrza z substancjami palnymi.
Oprawa ognioszczelna (Ex d) – urządzenie elektryczne zdolne do powstrzymania skutków zapłonu wewnętrznego.
Oprawa iskrobezpieczna (Ex i) – urządzenie, które nie jest w stanie wygenerować energii wystarczającej do zapłonu atmosfery wybuchowej.
Inwerter – urządzenie przekształcające prąd stały w prąd przemienny.
