Tolkninger foretatt av NK 31

Last ned pdf

Radiofrekvent stråling fra radioantenner i eksplosjonsfarlige områder

Spørsmål:

Kan CLC/TR 50427:2004 brukes, i stedet for tabellverdiene i NEK 420:2016-60079-14, til beregning av terskelverdier for radiofrekvent stråling fra radioantenner som skal være aktive under en nød- eller kritisk situasjon?

Argumentasjon:

NK 31 har på sitt møte 2019-12-04 behandlet en sak vedrørende krav til utstrålt effekt fra radioantenner i eksplosjonsfarlige områder. Saken ble fremmet av NK31s medlemmer som bl.a. er representert ved operatørselskaper på norsk sokkel.

I NEK 420A:2016-60079-14, avsnitt 6.7.2 tabell 8 er det angitt terskelverdier for maksimalt tillatt effekt for radiostråling fra antenner i eksplosjonsfarlige områder, henholdsvis 6 W, 3,5 W og 2 W for gruppe IIA, IIB og IIC, samt 6 W for gruppe III.

For noe sikkerhetskritisk radioutstyr, f.eks. stasjonær maritim og aeronautisk VHF, er det ikke praktisk mulig å overholde disse terskelverdiene og samtidig overholde krav om at sikkerhetskritisk utstyr skal være aktivt i en nød- eller kritisk situasjon. Det er derfor behov for tolkning av hvordan kravene skal anvendes for å vurdere risiko for at en antenne skal kunne utgjøre en tennkilde.

I NEK 420A:2016-60079-14 og NEK EN IEC 60079-0:2018 er det henvisninger til CLC/TR 50427:2004 som angir beregningsgrunnlaget for grenseverdiene. CLC/TR 50427:2004 gir en detaljert teknisk gjennomgang av flere forhold som kan føre til at radioantenner blir en tennkilde.

NEK 420A:2016-60079-14 og NEK EN IEC 60079-0:2018 gjengir kun hovedtrekkene fra CLC/TR 50427:2004, og gir brukeren på denne måten et forenklet grunnlag for å vurdere risiko. For de fleste praktiske forhold er disse forenklingene tilstrekkelige, men i noen tilfeller dette føre til problemene som nevnt over.

Selv om det ikke er angitt i NEK 420A:2016-60079-14 eller NEK EN IEC 60079-0:2018, forstår NK 31 det slik at grenseverdiene er en forenklet fremstilling av CLC/TR 50427:2004, og at direkte anvendelse av beregningsmetodene i CLC/TR 50427:2004 vil gi et mer presist resultat som fortsatt opprettholder et nødvendig sikkerhetsnivå.

Eksempelvis tar grenseverdiene i NEK 420A:2016-60079-14 og NEK EN IEC 60079-0:2018 kun hensyn til effekt. CLC/TR 50427:2004 tar også hensyn til faktorer som avstand mellom antenne, nærliggende struktur, frekvenser og modulasjonstype.

NK 31 mener at nødvendig tennkildekontroll kan opprettholdes selv om terskelverdiene i NEK 420A:2016-60079-14 overstiges, ved å ta hensyn til flere faktorer. Videre mener NK 31 at metoden og faktorene som er beskrevet i CLC/TR 50427:2004 gir et tilstrekkelig grunnlag slike vurderinger.

NK 31 har på bakgrunn av dette besluttet følgende: 

Tolkning:

Minimum tilsvarende sikkerhetsnivå som kravene i NEK 420:2016-60079-14, avsnitt 6.7.2 er ansett oppfylt under følgende forutsetninger:

a)  Under planleggingen av radiotekniske anlegg skal det kontrolleres om utstrålt effekt fra antennen kan begrenses til terskelverdiene gitt i NEK 420A:2016 – 60079-14, tabell 8.

b)  Hvis utstrålt effekt kan begrenses er ytterligere vurderinger ikke nødvendig.

c)  Hvis utstrålt effekt overstiger terskelverdiene kan det gjøres en risikovurdering i henhold til CLC/TR 50427 dersom følgende er oppfylt:

1. At utstyret er definert som sikkerhetskritisk.
2. At det foreligger krav om at sikkerhetskritisk utstyr skal være aktivt i en nød- eller kritisk situasjon
3. At beregninger utføres og dokumenteres av en person med nødvendig radiofaglig kompetanse
4. At antennen er sertifisert som utstyr for bruk innenfor aktuell EPL
5. At produsenten av antennen rådføres i forhold til tenkt bruk. Antennen skal minimum være konstruert for effekten som planlegges.
   

   MERKNAD Ettersom beregningsmetoden i CLC/TR 50427 tillater en høyere tilført effekt enn det NEK EN IEC 60079-0:2018 tillater, er det nødvendig å rådføre seg med produsenten av antennen. Antennen er sertifisert etter grenseverdiene i standarden, men produsenten kan vite mer om hvorvidt antennen egner seg for bruk på høyere effekter.

6. At det tas tilstrekkelig hensyn til faktorer som kan påvirke installasjonen i ettertid, slik som strukturelle endringer og midlertidige konstruksjoner, stillas eller lignende.
7. At dokumentasjon og fysiske installasjoner merkes tydelig med advarsler om minste sikre avstand mellom antenne og ledende struktur.
8. At det kun er antennen som er installert i potensielt eksplosjonsfarlig område, mens det aktive sendeutstyret er plassert i et sikkert område eller på annen måte beskyttet.

Last ned pdf

Bakgrunn

I NK 31 møte nummer 3 – 2021 – ble det besluttet å opprette en ad hoc arbeidsgruppe for å gi innspill til komiteen i anledning en diskusjon rundt temaet jording av through-glands når disse er satt inn i en ikke-metallisk kapsling (f.eks. en koblingsboks) uten at innføringen har forbindelse til jord gjennom en jordingsplate (ECP).

Årsaken er at det hersker en del usikkerhet og motstridende oppfatninger i markedet rundt dette temaet, og NK 31 har fått flere spørsmål fra industrien om hvilke krav som gjelder og hvordan de skal tolkes. Ad hoc arbeidsgruppen som ble opprettet ble derfor bedt om å gi innspill som kan danne grunnlag for en offisiell uttalelse, evt fortolkning av regelverket.

I tiden fra arbeidet startet opp og til tolkingen ble publisert er NEK EN 60079-14 kommet i oppdatert utgave (2024). NK 31 ser ikke at det er vesentlige endringer i ordlyden i den nye utgaven, og at tolkningen fremdeles er relevant selv om den er gjort opp mot 2014 utgaven av standarden.

Tekniske forhold som er relatert til problemstillingen

 Spørsmålet berører 3 ulike problemstillinger som må behandles hver for seg;

A: Risiko for personskade ved berøring av en nippel som har blitt spenningsførende etter en feil som involverer farlige spenningsnivåer.

Hensynet til personsikkerhet i forbindelse med utsatte anleggsdeler er et generelt elektrofaglig tema som berøres av blant annet NEK 400 og NEK IEC 60364. NK 31 legger til grunn at risikoen kan avhenge av spesifikke forhold ved installasjonen, og at ansvaret for å etterleve relevante bestemmelser ligger hos eier av anlegget. Ettersom NK 31 sitt arbeidsområde går spesifikt på bestemmelser for eksplosjonsfarlige områder, som særlig berører olje- og gassindustrien, velger komitéen likevel å peke på en uttalelse fra Oljedirektoratet fra 1991 som åpner for at «pakknipler» ikke alltid anses som en utsatt anleggsdel som krever jording.

B: Risiko for at utstyret blir en tennkilde som følge av at nippelen har blitt spenningsførende ved en feil, uavhengig av spenningsnivåer.

God installasjonspraksis skal sikre at man unngår risikoen for at nipler blir spenningsførende som følge av feil på installasjonen. Eksempler på slike feil kan være at lederne legges stramt over kanten av nippelen innvendig i utstyret, eller andre feil som kan føre til skade på isolasjonen. Plassforhold internt i koblingshuset kan i noen tilfeller gjøre det vanskelig eller umulig å helt unngå slik risiko.

C: Risiko for at kombinasjonen av utstyr og nippel kan bli en tennkilde ved oppbygging og utladning av statisk elektrisitet.

Det er produsenten av utstyrets ansvar å sikre hensyn til risiko knyttet til oppbygging av statisk elektrisitet i tråd med NEK EN 60079-0, og bruker har i praksis liten eller ingen mulighet til å vurdere slik risiko på eget grunnlag. Bruker er derfor nødt til å støtte seg til produsentens dokumentasjon for å kunne avgjøre hva som er riktig praksis i hvert tilfelle.

NK 31 har på bakgrunn av dette besluttet å gå ut med følgende anbefaling:

NEK NK 31 anbefaler at metallnipler montert i utstyr av ikke-ledende materialer alltid forbindes til jord. I de tilfeller der utstyret ikke er levert med en fastmontert forbindelse i form av f.eks. en jordingsplate (ECP) bør alternative metoder benyttes under installasjon. En slik metode kan være å montere jordingsører utvendig og/eller innvendig som er forbundet med enten et jordingspunkt i utstyret og/eller utvendig ledende struktur. Dersom jordingsøre benyttes, vil montering på innsiden av kapslingen være foretrukket så lenge plassforhold tillater det og det finnes et egnet punkt på innsiden for jording eller utjevning.

Unntak kan vurderes dersom følgende 3 krav er oppfylt:

• Utstyret brukes i område IIA eller IIB, kategori 2G eller 3G.
• Bruker kan vise til at installasjonspraksis og plassforhold i utstyret tilsier at det ikke er en nærliggende risiko for at nippelen blir spenningsførende ved skade på ledernes isolasjon etter montasje. Eksempel på slike risikobegrensende tiltak kan være at kabelens kappe eller skritt er intakt forbi innerveggen på boksen (typisk > 5 mm) og at alle ledere er forlagt slik at de ikke er utsatt for klem eller annen mekanisk påvirkning.
• Produsenten av utstyret har levert dokumentasjon som viser at det er tatt hensyn til risiko knyttet til statisk elektrisitet, selv med bruk av metallnipler uten egen jordforbindelse. Eksempler på slik dokumentasjon kan være en av følgende:
  • At det ikke er gitt spesielle krav i sertifikatet («X») som omhandler tiltak mot statisk elektrisitet.
  • Bevis for at overgangsmotstand mellom nippel og praktisk egnet jordpunkt er målt til < 1 GΩ. Jordpunktet kan for eksempel være en jordklemme eller skinne internt i utstyret, eller direkte målt mot metallstruktur der utstyret er montert. Slike målinger kan utføres av produsent, installatør, eier eller annen kompetent person.

Det presiseres at unntaket som er beskrevet ovenfor primært er tiltenkt vurderinger av allerede installert utstyr, og brukere oppfordres til å følge det generelle kravet om jording/potensialutjevning til alle nye installasjoner.