norma española UNE-EN Atmósferas explosivas Abril 2013 TÍTULO CORRESPONDENCIA OBSERVACIONES ANTECEDENTES

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1 norma española UNE-EN Abril 2013 TÍTULO Atmósferas explosivas Parte 11: Protección del equipo por seguridadd intrínseca "i" Explosive atmospheres. Part 11: Equipment protection by intrinsic safety "i". Atmosphères explosives. Partie 11: Protection de l'équipement par sécurité intrinsèque "i". CORRESPONDENCIA Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN :2012, que a su vez adopta la Norma Internacional IEC :2011. OBSERVACIONES Esta norma anulará y sustituirá a las Normas UNE-EN :2007, UNE-ENN :2010 (parcialmente) y UNE-EN :2010 antes de ANTECEDENTES Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 202 Instalaciones eléctricas cuya Secretaría desempeña AFME. Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 11012:2013 LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A: 153 Páginas AENOR 2013 Reproducción prohibida Génova, MADRID-España info@aenor.es Tel.: Fax:

2 ÍNDICE Página PRÓLOGO OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN NORMAS PARA CONSULTA TÉRMINOS Y DEFINICIONES Generalidades AGRUPAMIENTO Y CLASIFICACIÓN DEL MATERIAL DE SEGURIDAD INTRÍNSECA Y DEL MATERIAL ASOCIADO REQUISITOS DE CONFORMIDAD DE LOS NIVELES DE PROTECCIÓN E INFLAMACIÓN DE LOS MATERIALES ELÉCTRICOS Generalidades Nivel de protección "ia" Nivel de protección "ib" Nivel de protección "ic" Conformidad con la ignición en el ruptor Conformidad con la inflamación térmica Generalidades Temperatura de componentes pequeños de Grupo I y Grupo II Cableado en el material de seguridad intrínseca de Grupo I y Grupo II Pistas de circuitos impresos para Grupo I y Grupo II Material de seguridad intrínseca y temperatura de componentes para Grupo III Material simple CONSTRUCCIÓN DEL MATERIAL Envolventes Generalidades Envolventes para material de Grupo I o Grupo II Envolventes para material de Grupo III Dispositivos de conexión de los circuitos externos Bornes Tomas de corriente Determinación de la relación inductancia a resistencia exterior (L o /R o ) máxima, para fuentes limitadas por resistencia Cables conectados permanentemente Requisitos para conexiones y accesorios de material IS ubicado en zona no peligrosa Distancias de separación Generalidades Separación de las partes conductoras Tensión entre partes conductoras Distancias en el aire Distancias de separación a través del encapsulado Distancia de separación a través de un aislante sólido Separaciones compuestas Línea de fuga Distancia bajo revestimiento Requisitos para los circuitos impresos montados Separación mediante pantallas conectadas a tierra Cableado interno Requisitos de rigidez dieléctrica... 45

3 Relés Protección contra la inversión de polaridad Conductores de puesta a tierra, conectores y bornes de conexión Encapsulado Generalidades Encapsulado usado para la separación de atmósferas explosivas COMPONENTES DE LOS QUE DEPENDE LA SEGURIDAD INTRÍNSECA Características asignadas de los componentes Conectores para conexiones internas, placas y componentes enchufables Fusibles Pilas y baterías primarias y secundarias Generalidades Construcción de la batería Fuga de electrolito y ventilación Tensiones de los elementos Resistencia interna de una pila o de una batería Baterías en el interior de equipo protegido por otro tipo de protección Baterías destinadas a ser utilizadas y reemplazadas en atmósferas explosivas Baterías destinadas a ser utilizadas, pero no reemplazadas, en atmósferas explosivas Contactos externos de recarga de las baterías Semiconductores Efectos transitorios Limitadores de tensión en paralelo Limitadores de corriente en serie Fallo de componentes, de conexiones y de separaciones Dispositivos piezoeléctricos Células electroquímicas para la detección de gases COMPONENTES INDEFECTIBLES, CONJUNTOS DE COMPONENTES INDEFECTIBLES E INTERCONEXIONES INDEFECTIBLES DE LAS QUE DEPENDE LA SEGURIDAD INTRÍNSECA Nivel de protección "ic" Transformadores de red Generalidades Medidas de protección Construcción de transformadores Ensayos de tipo para los transformadores Ensayos individuales para los transformadores de red Transformadores distintos a los transformadores de red Arrollamientos indefectibles Arrollamientos amortiguadores Inductancias realizadas por conductores aislados Resistencias de limitación de corriente Condensadores Condensadores de bloqueo Condensadores de filtro Montajes shunt de seguridad Generalidades Shunts de seguridad Shunt de limitación de tensión Cableado, pistas de circuito impreso y conexiones Componentes que presentan una separación galvánica Generalidades Componentes de aislamiento entre circuitos de seguridad intrínseca y de seguridad no intrínseca Componentes de aislamiento entre circuitos de seguridad intrínseca... 63

4 9 REQUISITOS ADICIONALES PARA MATERIAL ESPECÍFICO Barreras de seguridad de diodos Generalidades Construcción Material de concepto de bus de campo de seguridad intrínseca (FISCO) Lámparas de mano y lámparas de casco VERIFICACIONES DE TIPO Y ENSAYOS DE TIPO Ensayo de inflamación en el ruptor Generalidades Ruptor de ensayo Mezclas de gas de ensayo y corriente de calibración del ruptor de ensayo Ensayo con el ruptor de ensayo Consideraciones sobre los ensayos Ensayos de temperatura Ensayos de rigidez dieléctrica Determinación de parámetros de un componente mal definido Ensayos de pilas y baterías Generalidades Ensayo de fuga del electrolito para pilas y baterías Inflamación por chispa y temperatura superficial de pilas y baterías Ensayo de presión del contenedor de una batería Ensayos mecánicos Mezcla de encapsulado Determinación de la aceptabilidad de los fusibles que requieren encapsulado Particiones Ensayos del material de seguridad intrínseca que contiene dispositivos piezoeléctricos Ensayos de tipo de las barreras de seguridad de diodos y shunts de seguridad Ensayo de tracción del cable Ensayos de los transformadores Ensayos de aislantes ópticos Generalidades Ensayos de acondicionamiento térmico, dieléctrico y carbonización Ensayo de cortocircuito y ensayo dieléctrico Capacidad de corriente de las conexiones de los paneles de circuitos impresos indefectibles VERIFICACIONES Y ENSAYOS INDIVIDUALES Ensayos individuales para barreras de seguridad de diodos Barreras terminadas Diodos para barreras "ia" de dos diodos Ensayos individuales para los transformadores indefectibles MARCADO Generalidades Marcado de elementos de conexión Marcados de advertencia Ejemplos de marcado DOCUMENTACIÓN ANEXO A (Normativo) ANEXO B (Normativo) EVALUACIÓN DE LOS CIRCUITOS DE SEGURIDAD INTRÍNSECA RUPTOR PARA EL ENSAYO DE CIRCUITOS DE SEGURIDAD INTRÍNSECA

5 ANEXO C MEDIDAS DE LAS LÍNEAS DE FUGA, DISTANCIAS EN EL AIRE Y DISTANCIAS DE SEPARACIÓN A TRAVÉS DEL ENCAPSULADO O DE UN AISLANTE SÓLIDO ANEXO D (Normativo) ENCAPSULADO ANEXO E ENSAYO DE ENERGÍA TRANSITORIA ANEXO F (Normativo) ANEXO G (Normativo) DISTANCIAS DE SEPARACIÓN ALTERNATIVAS PARA PLACAS DE CIRCUITO IMPRESO MONTADAS Y SEPARACIÓN DE COMPONENTES CONCEPTO DE BUS DE CAMPO DE SEGURIDAD INTRÍNSECA (FISCO) REQUISITOS DE MATERIAL ANEXO H ENSAYOS DE IGNICIÓN PARA LOS CIRCUITOS DE FUENTES DE ALIMENTACIÓN LIMITADAS POR SEMICONDUCTOR BIBLIOGRAFÍA Figura 1 Separación de bornes de circuitos de seguridad intrínseca y de circuitos de seguridad no intrínseca Figura 2 Ejemplo de separación de partes conductoras Figura 3 Determinación de las líneas de fuga Figura 4 Determinación de las líneas de fuga y distancias en el aire en placas de circuito impreso Figura 5 Ejemplo elementos de conexión independientes y no independientes Figura A.1 Circuitos resistivos Figura A.2 Circuitos capacitivos del Grupo I Figura A.3 Circuitos capacitivos del Grupo II Figura A.4 Circuitos inductivos del Grupo II Figura A.5 Circuitos inductivos del Grupo I Figura A.6 Circuitos inductivos del Grupo II C Figura A.7 Circuito inductivo simple Figura A.8 Circuito capacitivo simple Figura A.9 Capacidad equivalente Figura B.1 Ruptor para los circuitos de seguridad intrínseca Figura B.2 Disco de contacto de cadmio Figura B.3 Portahilos Figura B.4 Ejemplo de ejecución práctica del ruptor Figura B.5 Dispositivo para la fusión de los electrodos de wolframio Figura C.1 Medida de la distancia en el aire Figura C.2 Medida de distancias compuestas Figura C.3 Medida de la línea de fuga Figura C.4 Medida de una línea de fuga compuesta Figura D.1 Ejemplos de montajes encapsulados de acuerdo a los apartados y Figura D.2 Utilización del encapsulado usando mezcla de encapsulado sin envolvente Figura D.3 Ejemplos de conjuntos usando moldeado de acuerdo a lo especificado en el apartado Figura E.1 Ejemplo de circuito de ensayo Figura E.2 Ejemplo de una onda de salida Figura G.1 Sistema típico Figura H.1 Factor de seguridad frente a probabilidad de ignición

6 Tabla 1 Aplicabilidad de los capítulos específicos de la Norma IEC Tabla 2 Clasificación en temperatura del cableado de cobre (para una temperatura ambiente máxima de 40 ºC) Tabla 3 Clasificación en temperatura de las pistas de circuito impreso (para una temperatura ambiente máxima de 40 ºC) Tabla 4 Disipación de potencia máxima permitida dentro de un componente sumergido en polvo Tabla 5 Distancias en el aire, líneas de fuga y distancias de separación Tabla 6 Espesor mínimo de la pantalla o diámetro mínimo de hilo de la pantalla en función de la corriente asignada de los fusibles Tabla 7 Composición de las mezclas explosivas de ensayo para un factor de seguridad 1, Tabla 8 Composición de las mezclas explosivas de ensayo para un factor de seguridad 1, Tabla 10 Tensiones para los ensayos individuales de los transformadores indefectibles Tabla 11 Texto de marcado de advertencia Tabla A.1 Corriente de cortocircuito admisible en función de la tensión y del grupo del equipo Tabla A.2 Capacidad admisible en función de la tensión y del grupo del equipo Tabla A.3 Reducción admisible de la capacidad efectiva en presencia de una resistencia de protección en serie Tabla F.1 Distancias en el aire, líneas de fuga y distancias de separación para los niveles de protección "ia" e "ib" cuando se cumple el grado de protección y las condiciones especiales para el material y la instalación Tabla F.2 Distancias en el aire, líneas de fuga y distancias de separación para el nivel de protección "ic" cuando se cumple el grado de protección y las condiciones especiales para el material y la instalación Tabla G.1 Evaluación de corriente de salida máxima para su uso con fuentes rectangulares FISCO "ia" e "ib" Tabla G.2 Evaluación de corriente de salida máxima para su uso con fuentes rectangulares FISCO "ic" Tabla H.1 Secuencia de ensayos Tabla H.2 Factor de seguridad proporcionado por varias mezclas de ensayo explosivas que se pueden usar para los ensayos de la tabla H Tabla H.3 Ejemplo de circuito de Grupo I con características descritas por la curva II de la figura H.1 Esto pasa la secuencia de ensayo de la tabla H Tabla H.4 Ejemplo de circuito de Grupo I con características descritas por la curva III de la figura H.1 Esto no pasa la secuencia de ensayo de la tabla H OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta parte de la Norma IEC especifica la construcción y los ensayos para el material eléctrico de seguridad intrínseca destinado a ser utilizado en atmósferas explosivas y para el material eléctrico asociado que está previsto para conectarse a circuitos de seguridad intrínseca que penetran en tales atmósferas. Este tipo de protección se aplica al equipo eléctrico cuyos circuitos no son capaces de provocar una explosión en la atmósfera explosiva circundante. Esta norma también se aplica al material eléctrico o partes del equipo eléctrico situado fuera de la atmósfera explosiva o protegido por otro tipo de protección mencionado en la Norma IEC en el que la seguridad intrínseca de los circuitos eléctricos situados en la atmósfera explosiva puede depender del diseño y construcción de dicho equipo eléctrico o de sus partes. Los circuitos eléctricos expuestos a la atmósfera explosiva se evalúan para su uso en tales atmósferas mediante la aplicación de esta norma. Los requisitos para los sistemas de seguridad intrínseca se recogen en la Norma IEC Esta norma complementa y modifica los requisitos generales de la Norma IEC con la excepción de lo indicado en la tabla 1. Si algún requisito de esta norma entra en conflicto con un requisito de la Norma IEC , debe prevalecer el requisito de esta norma.

7 Si los requisitos de esta norma se aplican tanto al material de seguridad intrínseca como al material asociado, se emplea en esta norma el término "material". Esta norma hace referencia únicamente a equipos eléctricos; por ello, cuando en esta norma se emplea el término "equipo" siempre significa "equipo eléctrico". Si un material asociado se ubica en una atmósfera explosiva, éste se debe proteger con un tipo de protección apropiado que aparezca en la Norma IEC y también se aplican al material asociado los requisitos de este método de protección y las partes importantes de la Norma IEC Tabla 1 Aplicabilidad de los capítulos específicos de la Norma IEC Capítulo o apartado de la Norma IEC Ed. 5.0 (2007) Ed. 6.0 (2011) Título del capítulo/apartado (normativo) Aplicabilidad de los capítulos de la Norma IEC en la Norma IEC Material intrínsecamente seguro Material asociado Grupo I y Grupo II Grupo III 1 1 Objeto y campo de aplicación 2 2 Referencias normativas 3 3 Términos y definiciones 4 4 Agrupamiento de equipo Grupo I Se aplica Se aplica Grupo II Se aplica Se aplica Grupo III Se aplica Se aplica Equipo para una atmósfera explosiva concreta Influencias ambientales Temperatura ambiente Fuente externa de calor o frío Temperatura de servicio Determinación de la temperatura superficial máxima Se aplica Se aplica Equipo eléctrico de Grupo I Se aplica Equipo eléctrico de Grupo II Se aplica Equipo eléctrico de Grupo III Se aplica Temperatura de componente pequeño para equipos eléctricos de Grupo I y II Se aplica General Resistencia mecánica del equipo Tiempos de apertura

8 Capítulo o apartado de la Norma IEC Ed. 5.0 (2007) Ed. 6.0 (2011) Título del capítulo/apartado (normativo) Corrientes de circulación en espacios cerrados (por ejemplo en máquinas eléctricas grandes) Aplicabilidad de los capítulos de la Norma IEC en la Norma IEC Material intrínsecamente seguro Material asociado Grupo I y Grupo II Retención en las juntas Equipo de radiación ultrasónico o electromagnético Aplicabilidad Especificación de materiales Materiales plásticos Elastómeros Resistencia térmica Resistencia a la luz Cargas electrostáticas en materiales externos no metálicos Grupo III Se aplica Se aplica Se aplica Se aplica SR 7.5 Partes metálicas accesibles Se aplica Se aplica 7.5 SR Agujeros roscados Composición del material Se aplica Se aplica Grupo I Se aplica Grupo II Se aplica Grupo III Se aplica 8.2 SR Agujeros roscados

9 Capítulo o apartado de la Norma IEC Ed. 5.0 (2007) Ed. 6.0 (2011) Título del capítulo/apartado (normativo) Aplicabilidad de los capítulos de la Norma IEC en la Norma IEC Material intrínsecamente seguro Material asociado Grupo I y Grupo II Grupo III 9 9 Cierres Dispositivos de cierre Manguitos Materiales usados para cementación Componentes Ex Instalaciones de conexión y compartimentos de terminales Instalaciones de conexión para conductores de conexión a tierra Entradas en los espacios cerrados Requisitos adicionales para máquinas rotatorias Requisitos adicionales para aparamenta Requisitos adicionales para fusibles Requisitos adicionales para enchufes, tomas de corriente y conectores Requisitos adicionales para luminarias Requisitos adicionales para lámparas de casco y de mano Se modifica Se modifica General Baterías Tipos de célula Células de la batería Clasificación de baterías Intercambiabilidad Carga de baterías principales Escape Conexiones Orientación

10 Capítulo o apartado de la Norma IEC Ed. 5.0 (2007) Ed. 6.0 (2011) Título del capítulo/apartado (normativo) Reemplazo de células o baterías Paquete de baterías reemplazable Aplicabilidad de los capítulos de la Norma IEC en la Norma IEC Material intrínsecamente seguro Material asociado Grupo I y Grupo II Grupo III Documentación Conformidad del prototipo o muestra con los documentos General Configuración del ensayo Ensayos sobre mezclas de ensayo explosivas Orden de los ensayos Espacios cerrados metálicos, partes metálicas y partes de cristal de los espacios cerrados Espacios cerrados no metálicos o partes no metálicas de los espacios cerrados Equipo eléctrico de Grupo I Equipo eléctrico de Grupo II y III Resistencia al impacto Ensayo de caída Se aplica Se aplica Criterio de aceptación Se aplica Se aplica Grado de protección (IP) por espacios cerrados General Se aplica Se aplica Temperatura de servicio Se modifica Se modifica Se modifica

11 Capítulo o apartado de la Norma IEC Ed. 5.0 (2007) Ed. 6.0 (2011) Título del capítulo/apartado (normativo) Temperatura superficial máxima Aplicabilidad de los capítulos de la Norma IEC en la Norma IEC Material intrínsecamente seguro Material asociado Grupo I y Grupo II Ensayo de choque térmico Ensayo de ignición de componente pequeño (Grupos I y II) Ensayo de torsión para manguitos Espacios cerrados no metálicos o partes no metálicas de los espacios cerrados Grupo III Se modifica Se modifica Se modifica Se aplica Resistencia térmica al calor Resistencia térmica al frío Resistencia a la luz Resistencia a agentes químicos para equipos eléctricos de Grupo I Continuidad a tierra Ensayo de resistencia superficial de las partes de los espacios cerrados en material no metálico Se aplica Se aplica Medición de capacidad Se aplica Se aplica SR Verificación de clasificaciones de ventiladores SR Capacidad alternativa de juntas tóricas elastoméricas Ensayos individuales Responsabilidad del fabricante Marcado

12 Capítulo o apartado de la Norma IEC Ed. 5.0 (2007) Ed. 6.0 (2011) Título del capítulo/apartado (normativo) Aplicabilidad de los capítulos de la Norma IEC en la Norma IEC Material intrínsecamente seguro Material asociado Grupo I y Grupo II Grupo III Instrucciones Anexo A (Normativo) Anexo B (Normativo) Anexo C Anexo D Anexo E SR SR Anexo A (Normativo) Anexo B (Normativo) Anexo C SR Anexo D Anexo E Anexo F Requisitos adicionales para prensaestopas Requisitos para componentes Ex Ejemplo de banco de ensayo de resistencia al impacto Método de evaluación de riesgos alternativos que abarca los "niveles de protección de equipo" para equipos Ex Motores suministrados por conversores Ensayo de aumento de temperatura de máquinas eléctricas Diagrama de flujo de pautas para ensayos de espacios cerrados no metálicos o partes no metálicas de espacios cerrados (26.4) Se aplica Se aplica Se aplica Este requisito de la Norma IEC se aplica sin cambios. Este requisito de la Norma IEC no se aplica. excepto Este requisito de la Norma IEC no se aplica cumpla las condiciones especificadas. Se modifica Este requisito de la Norma IEC se modifica según se detalla en esta norma. SR Sin requisitos. NOTA Los números de capítulo de esta tabla se muestran únicamente a título informativo. Los requisitos aplicables de la Norma IEC se identifican con el título de capítulo que sea normativo. Esta tabla está escrita en contraposición a los requisitos específicos de la Norma IEC , ed Los números de capítulo de la edición previa se muestran únicamente a título informativo. Con ello se pretende que se puedan usar los requisitos generales de la Norma IEC , ed. 5.0 cuando sea necesario con esta parte de la Norma IEC Cuando no haya requisitos, indicado con SR, o exista un conflicto entre requisitos, prevalecerán los requisitos de la edición más reciente. 2 NORMAS PARA CONSULTA Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta). IEC Atmósferas explosivas. Parte 0: Equipo. Requisitos generales. IEC Atmósferas explosivas. Parte 7: Protección del equipo por seguridad aumentada "e". IEC Atmósferas explosivas. Parte 25: Sistemas eléctricos de seguridad intrínseca.

13 IEC Aislamiento eléctrico. Evaluación y designación térmica. IEC Método de determinación de los índices de resistencia y de prueba a la formación de caminos conductores de los materiales aislantes sólidos. IEC (todas las partes) Fusibles miniatura. IEC Especificaciones para tipos particulares de hilos para bobinas electromagnéticas. Parte 3: Hilo de cobre de sección circular esmaltado con poliéster, clase 155. IEC Especificaciones para tipos particulares de hilos para bobinas electromagnéticas. Parte 7: Hilo de cobre de sección circular esmaltado con poliimida, clase 220. IEC Especificaciones para tipos particulares de hilos para bobinas electromagnéticas. Parte 8: Hilo de cobre de sección circular esmaltado con poliesterimida, clase 180. IEC Especificaciones para tipos particulares de hilos para bobinas electromagnéticas. Parte 13: Hilo de cobre de sección circular esmaltado con poliéster o poliesterimida con sobrecapa de poliamida-imida, clase 200. IEC Grados de protección proporcionados por las envolventes (Código IP). IEC :2007 Coordinación de aislamiento de los equipos en los sistemas (redes) de baja tensión. Parte 1: Principios, requisitos y ensayos. IEC :2003 Coordinación de aislamiento de los equipos en los sistemas (redes) de baja tensión. Parte 3: Uso de revestimiento, encapsulado o moldeado para la protección contra la contaminación. IEC Redes de comunicaciones industriales. Especificación de fieldbus. Parte 2: Especificación de la capa física y definición de servicios. IEC Lámparas de casco para utilización en minas con riesgo de grisú. Parte 1: Requisitos generales. Construcción y ensayos relacionados con el riesgo de explosión. ANSI/UL Fusibles de baja tensión. Parte 1: Requisitos generales.