Equipos e instalaciones eléctricas en sitios clasificados peligrosos
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Escrito por Administrator   
Jueves, 17 de Septiembre de 2009 15:32

 

Las características de las canalizaciones y equipos eléctricos destinados a operar en ambientes clasificados peligrosos, deben poseer unos requisitos mínimos de seguridad establecidos en la norma NTC 2050; sin embargo, la información suministrada a continuación, será descrita de manera muy simple para el entendimiento de las exigencias de norma. Si por alguna razón, no se puede cumplir con lo dispuesto en este documento, contáctenos inmediatamente para consultar la norma o estudiar la situación, para obtener una respuesta o solución dentro de los parámetros impuestos.

 

ROTULADO DE EQUIPOS
Los equipos eléctricos destinados a operar en ambientes clasificados peligrosos, y que poseen algún modo de protección especial para esa operación, en el rótulo deben aparecer los siguientes datos:
  • Clase: I, II ó III
  • Grupo A, B, C. ó D para Clase I y/o Grupo E, F ó G para Clase I
  • Temperatura máxima T1, T2, T2A,….. T6
  • División 1 ó 2

Las excepciones en el rótulo de los equipos son:

  • No es necesario rotular los equipos con la Temperatura, en aquellos que no generen calor, p. e. cajas de unión, tuberías, accesorios o que no generen más de 100°C
  • No es necesario rotular el Grupo para equipos fijos de alumbrado, aprobados para ambientes Clase I División 2 ó Clase II División 2
  • <!--[endif]-->No es necesario rotular los equipos fijos de propósito general distintos a los de alumbrado, aceptados por la norma en Clase I División 2.
  • No es necesario rotular los equipos fijos herméticos al polvo distintos a los de alumbrado, aceptados por la norma en Clase II División 2.
  • Se debe rotular más información de temperaturas, para equipos que funcionan a más de 40°C.
  • Nota: Sin rótulo ó “Div. 1” ó “División 1”, son aptos para División 1. Con rótulo “Div. 2” ó “División 2” solo para División 2.

CLASE I

MEDIDORES, INSTRUMENTOS Y RÉLES

CLASE I DIVISIÓN 1

Cualquier tipo de medidor (p. e. contadores de energía, medidores de corriente o de voltaje, etc.), transformadores de instrumentos, resistencias, rectificadores, tubos termoiónicos (tubos de vacío), relés (p. e. protección diferencial), interruptores, interruptores automáticos, pulsadores, timbres de alarma y/o sirenas; deben estar en encerramientos aprobados a prueba de explosión, según Grupo (A, B, C ó D) y Código de Temperatura (T1,…ó T6) del gas o vapor presente en el ambiente; ó dentro de encerramientos purgados y presurizados según Norma NFPA 496 de 1993. Si los requerimientos eléctricos son inferiores a 30 V y 50 mA, el modo de protección preferido es la Seguridad Intrínseca; pero en sistemas mayores a 3 Vatios, tensión superior a 50 V ó 250 mA, probablemente sea más conveniente otra técnica. Es necesario recordar, que los equipos o elementos eléctricos con más de 1.2 V, 0.1 A, 25 mili-Watt ó 20 micro-Joules, deben ser aprobados para ambientes clasificados peligrosos Clase I División 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


CLASE I DIVISIÓN 2
En donde los medidores, instrumentos y relés tengan contactos de apertura y cierre, pulsadores, timbres de alarma y sirenas; deben estar en encerramientos a Prueba de Explosión, sistemas purgados o presurizados, o protegidos a través de sistemas intrínsecamente seguros. Podrán instalarse en encerramientos de propósito general si los contactos de corte de corriente están:
  • Sumergidos en Aceite
  • Metidos en una cámara herméticamente sellada contra la entrada de vapores o gases
  • En circuitos no incendiarios, o
  • Parte de un componente no incendiario certificado

Se permite el uso de encerramientos de propósito general, cuando las instalaciones eléctricas contenidas no posean contactos de apertura y cierre, y además equipos que no superen el 80% de la temperatura de Ignición en grados centígrados del gas o vapor presente en el ambiente.

Se permite conectar instrumentos de control de procesos mediante cordón flexible, clavija y tomacorriente, siempre que:
  • Se instale un interruptor que no ponga en riesgo de ignición el ambiente circundante (encerramiento a Prueba de Explosión), de modo, que no se dependa de la clavija para interrumpir la corriente.
  • La corriente no supere los 3 amperios en 120 voltios nominales máximo.
  • El cordón flexible de la alimentación del instrumento de control no tenga más de 90 cm de longitud, y sea del tipo aprobado para trabajo extrapesado o pesado.
  • La clavija y el tomacorriente sean del tipo de seguridad que impida su desconexión accidental y posean polo a tierra.
  • El tomacorriente debe llevar una etiqueta de advertencia “NO OPERAR BAJO CARGA”.

MÉTODOS DE ALAMBRADO FIJO

CLASE I DIVISIÓN 1
El alambrado debe estar dispuesto en:

  • Tubería Conduit Metálica Rígida (Tipo Rigid), con rosca Tipo NPT (rosca cónica)
  • Tubería intermedia de acero (Tipo IMC) con rosca Tipo NPT (rosca cónica), o
  • Cable Tipo MI con accesorios terminales aprobados para lugares peligrosos clasificados. La exigencia con respecto a la certificación de estos elementos, se realiza, debido a que existen dispositivos para ambientes no clasificados. Por tanto, se debe verificar el rotulado para su aceptación en la instalación.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Todas las cajas, herrajes y juntas, deben estar roscadas para ser conectadas a los conduit, o a los terminales de los cables; y además deben ser a Prueba de Explosión.

Las uniones roscadas del conduit metálico rígido y el conduit metálico intermedio, deben ser fabricadas con una terraja de corte estándar (NPT), que proporcione una conicidad de ¾” por pie; y además, en la instalación deberán tener por lo menos cinco (5) hilos cubiertos, los cuales deben realizarse con una herramienta apropiada, para garantizar la continuidad eléctrica entre las partes instaladas (no se permiten instalaciones apretadas con la mano). Las entradas métricas de los equipos, deben ser identificadas para suministrar los accesorios correspondientes o colocar adaptadores certificados. Los cables Tipo MI se deben instalar con soportes para evitar los esfuerzos en los accesorios terminales.

 

Excepcionalmente, se podrá usar en instalaciones subterráneas de sitios clasificados peligrosos, conduit rígido no metálico en lugar de las canalizaciones y cable señalado anteriormente; solamente si se cumplen estrictamente las siguientes condiciones:

  • El conduit rígido no metálico, esté embebido en una envoltura de concreto de cinco centímetros de espesor, y
  • E conduit está enterrado a más de 60 centímetros, medidos desde la parte superior de éste hasta el nivel del suelo, y
  • Se use una cubierta de concreto de 5 centímetros de espesor, y
  • Se usa en los últimos 60 centímetros antes del afloramiento, conduit metálico tipo rígido (tipo Rigid) o intermedio de acero (tipo IMC), y
  • Se debe incluir un conductor de puesta a tierra de los equipos, para dar continuidad eléctrica a las canalizaciones y poner a tierra las partes no portadoras de corriente.

 

 

 

 

 

 

 

 

Debido a que el Cable Tipo MI es muy poco flexible, la Norma permite el uso de otros cables; teniendo en cuenta las siguientes exigencias:

Se puede usar Cable Tipo MC o ITC certificado Clase I División 1, si:

  • La industria tiene acceso restringido al público, y
  • El mantenimiento y la supervisión es realizado por personal calificado, y
  • El Cable posee un blindaje continuo de aluminio corrugado, y
  • El Cable es hermético al Gas y al vapor, y
  • El Cable tiene una chaqueta externa de Polímero adecuado, y
  • El Cable tiene un conductor independiente de Puesta a Tierra, y
  • En la Instalación del Cable se usan terminales y accesorios certificados para esa aplicación.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CLASE I DIVISIÓN 2


En lugares Clase I División 2 esta permitido usar tubería rígida metálica tipo rigid, tubería conduit intermedia de acero tipo IMC, ambas con roscado cónico tipo NPT, o cable tipo MI con accesorios de terminación aprobados para esos lugares. Adicionalmente se permite el uso de conductos de barras empaquetadas (canalizada), conductos de alambres empaquetados, cables tipo PLTC, cable tipo ITC (en bandejas portacable, en canalizaciones, soportados por cables mensajeros o directamente enterrados), cuando el cable este certificado para esos usos. Otros cables permitidos son: ITC, PLTC, MI, MC, MV o TC en bandejas portacables de modo que se evite los esfuerzos de tracción en los accesorios terminales.

 

No es necesario que las cajas, accesorios y juntas sean a Prueba de Explosión, siempre que los equipos y elementos eléctricos contenidos, no produzcan un riesgo de ignición al poseer apertura o cierre de circuitos, temperaturas superiores al 80% en grados centígrados, de la temperatura de ignición del gas o vapor presente en el ambiente.

CONEXIONES FLEXIBLES

CLASE I DIVISIÓN 1
Cuando se necesiten conexiones flexibles, como en los terminales de los motores, estos deben ser aprobados para ambientes Clase I División 1, al igual que los accesorios terminales. La longitud de estos elementos están determinados por norma, y debe tenerse precaución en el tipo de accesorio terminal (macho o hembra) en cada uno de sus extremos.


CLASE I DIVISIÓN 2
Cuando se requiera flexibilidad limitada, como en los terminales para motores, se pueden usar herrajes metálicos flexibles, conduit metálico flexible con herrajes aprobados, conduit metálico flexible hermético a los líquidos con herrajes aprobados, conduit no metálico flexible hermético a los líquidos con herrajes aprobados, o cordones flexibles aprobados para uso extrapesado, teniendo en cuenta que debe incluirse un conductor adicional para la puesta a tierra.

SELLADO Y DRENAJE DE LA TUBERÍA CONDUIT

El uso del sello en la tubería Conduit y en los cables ubicados en sitios clasificados peligrosos, se debe a:

  • El sello evita el paso de gases y vapores a través de la canalización eléctrica (tubo conduit), impidiendo su presencia en sitios no clasificados.
  • El sello evita el fenómeno de la precompresión, consistente en el aumento de la presión de una explosión, cuando viaja a través de la canalización (tubería).
La instalación del sello debe cumplir con las siguientes características:

  • La ubicación del sello debe ser de fácil acceso, para permitir su revisión.
  • Se debe usar sello con drenaje, para evacuar los condensados producidos dentro de la tubería. Es recomendable usar este accesorio, en sistemas expuestos a fuertes cambios de temperatura (p. e. instalaciones eléctricas exteriores), o en sitios donde existe la posibilidad de que queden atrapados líquidos en dicho sistemas.
  • El compuesto sellante debe ser resistente a los ataques químicos, al clima y soportar temperaturas superiores a los 93º C (aprobado y certificado).
  • El espesor del compuesto sellante dentro del sello, no debe ser menor a su diámetro (p. e. para un sello ø de 3”, el espesor no puede ser inferior a este valor) y en ningún caso inferior a 1.6 cm.
  • La sección transversal total de todos los conductores permitidos dentro de un sello, no debe superar el 25% de la sección transversal del conduit metálico rígido del mismo diámetro comercial, excepto si esta específicamente aprobado para un porcentaje de ocupación mayor.
  • Se debe aplicar sellante a los herrajes terminales de los cables tipo MI, para evitar que la humedad o algún líquido, entre en contacto con el aislamiento del cable.
  • El uso de cintas de teflón o compuestos para la unión en las roscas del conduit, pueden debilitar el sello e interrumpir la trayectoria de la puesta a tierra de los equipos.
  • Los cables trenzados de norma calibre No. 2 AWG o superiores, tienen una separación suficiente entre los hilos para permitir el paso de gases, vapores y llamas; anulando el propósito de los sellos. Para evitar esta situación, se deben usar cables compactados o sellar cada conductor individualmente.
  • No se deben hacer empalmes ni derivaciones, en los elementos y accesorios destinados únicamente para sellamiento con compuesto, y los encerramientos en donde se hayan hecho empalmes y conexiones, no se deben rellenar con sellante.

UBICACIÓN DE SELLOS

CLASE I DIVISIÓN 1
En los lugares División 1, se ubicarán los sellos en cada tramo de tubo que entre en una cubierta para interruptores, interruptores automáticos, fusibles, relés, resistencias u otros aparatos que puedan producir arcos, chispas o altas temperaturas. Los sellos deben colocarse lo más cerca posible de las cubiertas y en ningún caso a más de 18 in. (50 cm). Solo se permitirá conectar entre el sello y la cubierta uniones, acoples, reducciones, codos, codos tapados y conduletas de tuberías en L, T, X que sean a prueba de explosión. Las conduletas no deben ser mayores que el diámetro de la tubería conduit. Ver Figura No.15. (Sección 501-5(a) (1)).

Excepción: Los tramos de tamaño comercial de 1½” o menor, que entran a una cubierta a prueba de explosión en donde se encuentran Interruptores, fusibles, interruptores automáticos, relés u otros aparatos que puedan producir arcos o chispas, no necesitan llevar sellos si los contactos que interrumpen la corriente están:
  • En una cámara herméticamente sellada contra la entrada de gases o vapores.
  • Sumergidos en aceite de acuerdo a lo especificado en las Secciones 501-6 (b) (1) y 501-6 (b) (2).
  • Encerrado de fábrica dentro de una cámara a prueba de explosión, dentro de un encerramiento aprobado para el sitio y marcado "factory sealed" o equivalente.

En sitios clasificados Clase I División 1; en cada tramo de tubo de tamaño comercial de 2 in. o mayor, que entra a una cubierta o accesorio donde hay terminales, derivaciones o empalmes; deberá colocarse un sello lo más cerca posible de la cubierta y en ningún caso a más de 18 in. (50 cm). Ver Figura No. 16 (Sección 501-5 (a) (2)).
Cuando dos o más cubiertas requieran sellos cortafuegos, y están unidas por niples o por tramos de tubería de longitud no mayor de 36 in (100 cm), será suficiente colocar un sólo sello en el niple o tramo de tubería; siempre y cuando las distancias del sello a las cajas, ninguna sobrepase las 18 in. (50 cm). Ver Figura No. 17. (Sección 501-5(a) 3)).
En cada tramo de tubería que traspasa los límites físicos o imaginarios de una zona clasificada División 1, deberá colocarse un sello en dicha frontera. Si se imposibilita su colocación en el punto exacto, éste podrá instalarse dentro de 10 ft (3.05 m) del límite interna o externamente de la División 1; con la condición de que no habrá unión, acoplamiento, caja o accesorio entre el sello y la línea divisoria. De tal manera, que el gas o vapor penetrado en la tubería no migre más allá del sello. Ver Figura No. 18 (Sección 501-5(a) (4)).
Excepción:
Un conduit metálico continuo que pase a través de un lugar Clase I División 1, sin accesorios hasta una distancia de 12 in (30 cm) de cada límite, no necesita estar sellado, siempre que los puntos terminales del tubo estén en lugares no peligrosos. Ver figura 19.

CLASE I DIVISIÓN 2


En sitios Clase I División 2, los sellos del conduit se deben ubicar como se indica a continuación:

Toda caja o cubierta que contenga elementos productores de chispas, arcos o altas temperaturas, ubicada en un sitio clasificado Clase I División 2; deberá ser a prueba de explosión. Dicho encerramiento deberá poseer un sello cortafuego en todas y cada una de sus entradas, a una distancia no mayor de 50 cm. medido desde el borde externo del encerramiento. Ver Figura No. 19 (Sección 501-5 (b) (1)).
En sitios clasificados Clase I División 2; en cada tramo del conduit de tamaño comercial de 2 in. o mayor, que entra a una cubierta o accesorio donde hay terminales, derivaciones o empalmes; deberá colocarse un sello lo más cerca posible de la cubierta y en ningún caso a más de 18 in. (50 cm). En cajas de uso general permitidas en sitios División 2, no requiere de sellos. Ver Figura No. 20 (Secciones 501-5 (a) (2) y 501-5 (b) (1)).
Cuando dos o más cubiertas requieran sellos cortafuegos, y están unidas por niples o por tramos de tubería de longitud no mayor de 36 in (100 cm), será suficiente colocar un sólo sello en el niple o tramo de tubería; siempre y cuando las distancias del sello a las cajas, ninguna sobrepase las 18 in. (50 cm). Ver Figura No. 21. (Secciones 501-5(b) (1) y 501-5(a)(3)).
En cada tramo del conduit que traspasa los límites físicos o imaginarios de una zona clasificada Clase I División 2 a una no peligrosa, deberá colocarse un sello en dicha frontera. Si se imposibilita su colocación en el punto exacto, éste podrá instalarse en cercanías del límite interna o externamente de la División 2, con la condición de que no habrá unión, acoplamiento, caja o accesorio entre el sello y la línea divisoria. De tal manera, que el gas o vapor penetrado en la tubería no migre más allá del sello. Ver Figura No. 22 (Sección 501-5 (b) (2)).
Excepción No.1:
Un conduit metálico continuo que pase a través de un lugar Clase I División 2, sin accesorios hasta una distancia de 12 in (30 cm) de cada límite, no necesita estar sellado, siempre que los puntos terminales del tubo estén en lugares no peligrosos. Ver Figura No.23
Excepción No.2:
Terminación del sistema Conduit en un sitio exterior no clasificado, donde la transición del método de cableado es hecho por bandeja porta cable, cable guía, ductos ventilados, cable tipo MI o cable cubierto; no requiere ser sellado donde pasa de un sitio Clase I División 2 hasta una área no clasificada exterior. El Conduit no terminará en un encerramiento que contenga una fuente de ignición.

Excepción No.3:
En sistemas conduit que pasan de un encerramiento o cuarto no clasificado, como resultado de una presurización del tipo Z, hasta un sitio Clase I, División 2; no requerirá de sello en el límite.

Excepción No.4:
En los segmentos de sistemas conduit sobre piso, no requerirán de sello donde pasen de un sitio Clase I, División 2, hasta un lugar no clasificado, si son reunidas las siguientes condiciones.

  • Ninguna parte del segmento del sistema conduit, pasa a través de un sitio Clase I, División 1, donde el conduit contenga uniones, acoples, cajas o accesorios dentro de 12 in. (305 mm) de la Clase I, División 1; y
  • El segmento del sistema conduit está localizado completamente en un sitio abierto, y
  • El segmento de sistema conduit no está directamente conectado a bombas, servicios de conexión o procesos para flujo, presión, o análisis de medida, etc., que dependa de la presión sobre un sólo sello, diafragma, o tubo para prevenir fluidos inflamables o combustibles de todo el sistema conduit, y
  • El segmento de sistema conduit contiene solamente tubería metálica roscada, uniones, acoples, cajas y accesorios en el sitio no clasificado, y
  • El segmento de sistema conduit está sellado a la entrada de cada encerramiento o terminales, derivación o empalmes en lugares Clase I, División 2.

INTERRUPTORES, INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS, CONTROLADORES DE MOTORES Y FUSIBLES


Las instalaciones eléctricas de estos equipos y elementos productores de chispas en su gran mayoría, se podrán instalar de la siguiente manera:
CLASE I DIVISIÓN 1
En lugares Clase I División 1, los interruptores, interruptores automáticos, controles de motores y fusibles, incluyendo los dispositivos como pulsadores, relés y similares; estarán en cubiertas aprobadas Clase I División 1.
CLASE I DIVISIÓN 2
En lugares Clase I División 2, se tendrán en cuenta las siguientes disposiciones:
  • Tipo requerido: Deberán estar en cubiertas aprobadas Clase I División 1.
  • Seccionadores: Que no sean usados para interrumpir corriente pueden usarse en cubiertas de uso general.
  • Fusibles: Pueden usarse en cubiertas de uso general, si su corriente es de 3 Amperios en 120 voltios nominales. De igual modo, si los contactos de apertura y cierre se encuentran sumergidos en aceite.
  • Interruptores automáticos: Se podrán usar en cubiertas de uso general, si su corriente nominal no sobrepasa los 3 Amperios en 120 voltios; y adicionalmente, deberán tener una protección contra sobrecorrientes.
  • Fusibles con relleno no combustible: Irán dentro de aparatos de alumbrado.

MOTORES Y GENERADORES

CLASE I DIVISIÓN 1
En lugares Clase I, División 1 se tendrán en cuenta las siguientes disposiciones:
  • Serán aprobados para lugares Clase I División 1.
  • Serán del tipo completamente cerrado, con ventilación de presión positiva desde una fuente de aire limpio y descarga en un lugar seguro; también deberá tener, un dispositivo que no permita la energización hasta que el aire haya sido renovado por lo menos 10 veces.
CLASE I DIVISIÓN 2
En lugares Clase I, División 2; si tienen elementos que produzcan chispas, altas temperaturas o cortes de corriente, deben ser aprobados para lugares Clase I División 1. Se permite el uso de motores Jaula de Ardilla abiertos o cerrados, que no sean a Prueba de Explosión sin escobillas.
CLASE I DIVISIÓN 2
  • Aparatos aprobados: Estarán marcados y aprobados para Clase I División 2.
  • Lámparas portátiles: Deberán ser aprobadas para Clase I División 1
  • Alumbrado fijo: Si alcanza el 80% de temperatura de ignición del medio ambiente, éste deberá ser aprobado para sitios Clase I División 1.
  • Alumbrado Colgante: Suspendidos y alimentados por tubería rígida metálica, con tornillos de fijación en las uniones, para evitar que se aflojen. Nunca deben quedar suspendidos de los conductores de alimentación.

TOMACORRIENTES Y CLAVIJAS

Los tomacorrientes y clavijas deben ser de un tipo que ofrezca conexión con el conductor de puesta tierra de un cordón flexible y estar aprobados para su uso en esos lugares.
CLASE I DIVISIÓN 1 y 2
Los tomacorrientes y clavijas en lugares clasificados peligrosos, deben ser aprobados y certificados para ambientes Clase I División 1.

CIRCUITOS RAMALES MULTICONDUCTORES

No están permitidos los circuitos ramales multiconductores en los lugares Clase I División 1. Excepto cuando los dispositivos de desconexión del circuito abran de forma simultánea todos los conductores no puestos a tierra del circuito multiconductor.

CONEXIÓN EQUIPOTENCIAL

En instalaciones donde se requiera una flexibilidad limitada y el control de las corrientes de falla dependa del contacto de la canalización, se debe instalar un puente de conexión equipotencial en los acoples flexibles, como se muestra en la figura 31.

CORDONES Y CABLES FLEXIBLES

CLASE I DIVISIÓN 1 Y 2
Se permitirá el uso de cordones y cables flexibles de acuerdo con la tabla 400-4 de la NTC 2050 Código Eléctrico Colombiano, en sitios clasificados peligrosos los siguientes:

  • Nombre Comercial: Cable de Ascensores; Letra de tipo: EO; Sección transversal: De 20AWG hasta 2AWG; Aislamiento: Termoendurecido; Recubrimiento Externo: 1 Algodón y forro de Neopreno.
  • Nombre Comercial: Sin, Letra de tipo: ETP y ETT; Aislamiento: Termoplástico; Forro de cada conductor: ETP – Rayón y ETT- ninguno; Recubrimiento Externo: ETP- Termoplástico y ETT-1 Algodón o equivalente y un forro Termoplástico.