Kapsülleme (Ex m), yağa daldırma (Ex o) ve toz dolgu (Ex q)

Kapsülleme (Ex m), sıvıya daldırma (Ex o, eski adıyla yağa daldırma) ve toz dolgu (Ex q) korumayı ayırma yoluyla sağlar: gazı tutuşturabilecek parçalar, patlayıcı ortamın onlara ulaşamayacağı ya da bir alevin dışarı çıkamayacağı şekilde bir bariyerle çevrilir. Ex m bu parçaları katı bir dolgu malzemesine (compound) gömer ve gaz ile toz için EPL Ga veya Da'ya kadar kullanılabilir. Ex o onları koruyucu bir sıvıya daldırır ve gaz için EPL Gb (ob) veya Gc (oc) sağlar. Ex q ise onları kuvars veya cam taneleri içine yerleştirir ve 1000 V, 16 A ve 1000 W sınırları içinde gaz için EPL Gb sağlar.

Bu yazı her bir ilkeyi, seviyeleri ve EPL'leri, içeriye nelerin konabileceğini, tipik kullanımları ve her yöntemin nereye uygun olduğunu belirleyen sınırları açıklar.

Temel noktalar

• Kapsülleme "m" üç seviyeye sahiptir: ma (EPL Ga, Da, Ma), mb (Gb, Db, Mb) ve mc (Gc, Dc); üç yöntem içinde Bölge 0, Bölge 20 ve tozlu alanlarda kullanılabilen tek yöntemdir.
• ma seviyesi iki iç bileşen arızasında, mb bir arızada, mc ise normal çalışmada emniyetli kalmalıdır; IEC 60079-18:2025'e göre ma 1 kV, mb ve mc ise 11 kV ile sınırlıdır.
• Sıvıya daldırma "o" iki seviyeye sahiptir: 11 kV'a kadar ob (EPL Gb, Mb) ve 15 kV'a kadar oc (EPL Gc); 2015 baskısından itibaren AA devrelerdeki anahtarlama kontaklarını da koruyabilir.
• Ex o'da sıvı yüzeyindeki yüzey sıcaklığı hiçbir zaman 200 °C'yi aşamaz ve sıvının kapalı kap parlama noktası, en sıcak sıvı ve bileşen sıcaklığının en az 25 K üzerinde olmalıdır.
• Toz dolgu "q", anma değerleri 1000 V, 16 A ve 1000 W'ı aşmayan ekipman için yalnızca gazda EPL Gb (veya Mb) sağlar; gaz dolgunun içine girebilir, ancak içeride oluşan bir alev taneler tarafından söndürülür.
• Her üçü de genellikle üretim sırasında kapatılır: kapsüllenmiş parçalar normalde onarılmaz, değiştirilir; toz dolgulu kaplar ise ya kalıcı olarak kapatılır ya da onarım sırasında açılıp yeniden doldurulacak ve yeniden kapatılacak şekilde tasarlanır.

Tutuşturma kaynağını gömmenin üç yolu

Bu üç yöntem basınçlandırma ile aynı aileye aittir: bir patlamayı muhafaza içinde tutmak veya enerjiyi sınırlamak yerine tutuşturma kaynağını ortamdan ayırırlar. Aralarındaki fark bariyer malzemesidir ve bu seçim her birinin nerede uygulanabilir olduğunu belirler.

Kapsülleme "m"

İlke

Kapsüllemede, kıvılcım veya ısınma yoluyla gazı ya da tozu tutuşturabilecek her parça, ona yapışan bir dolgu malzemesiyle tamamen çevrilir; böylece ne patlayıcı ortam ne de bir toz tabakası bu parçaya ulaşabilir. Dolgu malzemesi genellikle ısıyla sertleşen (termoset) bir reçinedir, ancak standart yapışma özelliğine sahip diğer metal olmayan muhafazaları da kapsar.

Kapsüllemenin işlemesini üç unsur sağlar:

• Kalınlık ve yapışma. Dolgu malzemesi her gerilimli parçayı asgari bir kalınlıkla çevrelemeli ve bileşenlere, devre kartlarına, terminallere ve varsa muhafaza duvarına yapışık kalmalıdır; böylece bir sınır boyunca gaz yolu açılmaz. Küçük boşluklara yalnızca sıkı sınırlar içinde izin verilir.
• Sıcaklık. Dolgu malzemesinin belirlenmiş bir sürekli çalışma sıcaklığı aralığı vardır. Hem normal çalışmada hem de seviye için dikkate alınan arızalarda kullanım sıcaklığı bu aralık içinde kalmalıdır; çünkü aşırı ısınan dolgu malzemesi çatlayabilir, büzülebilir veya yapışmasını kaybedebilir.
• Arıza toleransı. İç arızalar kapsüllemeye zarar vermemeli veya aşırı yüzey sıcaklıklarına yol açmamalıdır. Bir arızanın bir bileşeni aşırı ısıtabileceği yerlerde termik sigorta veya akım sınırlayıcı eleman gibi bir koruma cihazı içeriye yerleştirilir ya da beslemenin girişinde (upstream) tanımlanır.

ma, mb ve mc seviyeleri

ma ve mb için bazı bileşenler doğru şekilde kapsüllenmiş, sıcaklığa uygun ve anma gerilimi, akımı ve gücünün en fazla üçte ikisinde kullanılıyorsa arızalanmaz kabul edilir: dirençler, tek katlı spiral sarımlı bobinler, plastik film, kağıt ve seramik kondansatörler ile yarı iletkenler. IEC 60079-7'nin artırılmış emniyet gerekliliklerini karşılayan sargılar da arızalanmaz kabul edilir. Diğer tüm bileşenlerin veya bu bileşenlerden anma değerlerinin üçte ikisinin üzerinde kullanılanların arızalanabileceği varsayılır ve bunlar arıza değerlendirmesine dahil edilir.

ma seviyesi, kendinden emniyet olmadan EPL Ga'ya ulaşmanın az sayıdaki yolundan biridir; Bölge 0 ve Bölge 20 için sensörlerde ve küçük cihazlarda görülmesinin nedeni budur. Toz için EPL Da ekipmanın en yüksek yüzey sıcaklığı, ekipman bir toz tabakasıyla kaplıyken belirlenir ve işaretleme tabaka kalınlığını milimetre cinsinden alt indis olarak gösterir, örneğin T200 320 °C. Bu tür işaretlemelerin nasıl okunduğu için bkz. Ex t.

İçeride neler bulunabilir

• Anahtarlama kontakları (röleler, reed anahtarlar) dolgu malzemesinin kontak aralığına girmemesi için kendi gövdelerinde, yani bir ark odasında bulunmalıdır; ma seviyesi ek kısıtlamalar getirir.
• Piller ve aküler normal çalışmada gaz salmamalıdır; bu nedenle havalandırmalı ve valf regülasyonlu hücreler kapsam dışıdır ve arıza koşullarındaki gaz çıkışı kontrol altında tutulmalıdır.
• Kablolar genellikle dolgu malzemesinin içine kalıplanır. Serbest uç, uygun şekilde korunan bir buat içinde sonlandırılmalıdır; bağlantı yapmak için kapsüllemenin kendisi açılamaz.

Tipik kullanımlar

Kapsülleme, bir miktar ısı üreten ancak yüksek güç çekmeyen küçük parçalara uygundur: solenoid valf bobinleri, yaklaşım anahtarları ve sensörler, LED modülleri ve sürücüleri, küçük güç kaynakları, sigortalar ve elektronik düzenekler. Diğer yöntemlerin içinde de yaygın olarak kullanılır; örneğin artırılmış emniyetli bir aydınlatma armatürü içindeki kapsüllenmiş bir sürücü, Ex eb mb IIC T4 Gb gibi bir kombinasyon olarak işaretlenir. Bkz. kombine koruma yöntemleri.

Sınırlamalar

• Pratikte onarılamaz. Kapsüllenmiş bir düzenek arızalandığında komple değiştirilir.
• Isı. Dolgu malzemesi ne kadar güç harcanabileceğini sınırlar ve arızaların dolgu malzemesinin sıcaklık aralığı içinde kalması için sertifikalı besleme koşullarına (anma gerilimi ve beklenen en yüksek kısa devre akımı) uyulmalıdır.
• Mekanik ve kimyasal hasar. Çatlaklar, kırılmalar, solventlerden kaynaklanan şişme veya UV nedeniyle gevrekleşme bariyeri bozabilir.
• Sertifika koşulları. Kapsüllenmiş bobinlerin çoğu, belirli bir ön sigorta veya ek mekanik koruma gerektiren bir "X" taşır. Bkz. X ve U ekleri.

Sıvıya daldırma "o"

İlke

Sıvıya daldırmada elektriksel parçalar koruyucu bir sıvının yüzeyinin altında bulunur; böylece sıvının üzerindeki veya muhafazanın dışındaki patlayıcı ortam tutuşturulamaz. Arklar ve sıcak noktalar sıvının altında kalır; gazla temas eden yalnızca sıvı yüzeyi ve dış muhafazadır.

Bu yöntem, IEC 60079-6'nın 2015 baskısına kadar yağa daldırma olarak adlandırılıyordu. Bu baskı yöntemi sıvıya daldırma olarak yeniden adlandırdı, ob ve oc seviyelerini getirdi, her iki seviyede kıvılcım üreten kontakların korunmasına izin verdi ve koruyucu sıvıya ilişkin gereklilikler ekledi.

Temel gereklilikler

• Daldırma derinliği. Gerilimli parçalar mümkün olan en düşük sıvı seviyesinin altında, gerilimle birlikte artan ve anahtarlama cihazları için daha büyük olan bir derinlikte kalmalıdır. Örneğin 2015 baskısında 1000 V'a kadar bu derinlik, anahtarlama cihazı yoksa 10 mm, varsa 20 mm'dir.
• Seviye göstergesi. Sıvıyla doldurulmuş her bölme, ortam sıcaklığı aralığındaki genleşme ve büzülmeyi hesaba katan, asgari ve azami seviyeleri işaretli bir seviye göstergesine ihtiyaç duyar. Anahtarlama cihazı içeren ob ekipmanında, sıvı asgari seviyenin altına düşerse bir seviye emniyet cihazı enerjiyi otomatik olarak kesmelidir.
• Kapalı veya nefes alan. Kapalı (hermetik) bir muhafaza en az 10 kPa'ya ayarlanmış bir basınç tahliye cihazına sahiptir ve açıldığında bunu gösteren görünür bir iz bırakmalıdır. Kapalı olmayan bir muhafaza, bakım gerektiren kurutucu maddeli bir cihaz üzerinden nefes alır. Havalandırıcı ve tahliye çıkışları aşağıya bakar ve en az IP66'dır.
• Sıcaklık. Sıvının serbest yüzeyindeki ve gazın ulaşabileceği her yüzeydeki sıcaklık sıcaklık sınıfı içinde kalmalı ve hiçbir zaman 200 °C'yi aşmamalıdır. Sıvının kapalı kap parlama noktası, en sıcak sıvı yüzeyi ve daldırılmış bileşen sıcaklığının en az 25 K üzerinde olmalıdır.
• Sıvı. İlgili IEC sıvı standartlarına uygun mineral yağ, silikon sıvısı veya sentetik organik ester ya da en az 300 °C yanma noktası içeren bir spesifikasyonu karşılayan başka bir sıvı. Mineral yağ, Grup I (maden) ekipmanı için kabul edilmez.
• Anahtarlama. Anahtarlama cihazlarına yalnızca AA devrelerde, ob için 1000 V'a, oc için 6,6 kV'a kadar izin verilir. Sıvı altında DA anahtarlamaya izin verilmez.
• Bağlantılar. Saha kablolaması hiçbir zaman sıvıya daldırma ile korunmaz: buşingler üzerinden başka bir uygun koruma tipine sahip bir terminal bölmesine girer.

Tipik kullanımlar ve sınırlamalar

Sıvıya daldırma esas olarak transformatörlerde, anahtarlama cihazlarında ve sıvının zaten yalıtım ve soğutma için kullanıldığı benzer ağır elektrik ekipmanında görülür. Küçük ekipmanda nadirdir.

Sınırları sıvıdan kaynaklanır. Ekipman üreticinin belirttiği konumda monte edilmelidir, seviye ve kurutucu madde düzenli olarak kontrol edilmelidir, kaçaklar korumayı ortadan kaldırır ve sıvı bir yangın yükü ekler. Ex o yalnızca gaz için bir yöntemdir ve toz için EPL sağlamaz.

Toz dolgu "q"

İlke

Toz dolguda tutuşmaya neden olabilecek parçalar yerlerine sabitlenir ve kuvars veya katı cam partiküllerinden oluşan bir dolguyla tamamen çevrelenir. Kapsüllemeden farklı olarak dolgu gazı dışarıda tutmaz: gaz taneler arasındaki boşluklara sızabilir ve hatta içeride tutuşabilir. Ancak boşluklar o kadar küçük, dolgu içindeki yollar o kadar uzun ve dardır ki, oluşan her alev dışarıya ulaşmadan soğur ve söner.

Temel gereklilikler

• Dolgu malzemesi. Nominal elek açıklıkları 1 mm ile 500 µm arasında derecelendirilmiş, boşluk kalmayacak şekilde (örneğin kap titreştirilerek) doldurulmuş kuvars veya katı cam partikülleri.
• Mesafeler. Gerilimli parçalar ile kap arasında dolgu üzerinden ölçülen asgari mesafeler gerilimle artar; örneğin 2015 baskısında 250 V'a kadar 5 mm, 1000 V'ta 14 mm'dir.
• Kap. En az IP54 (IP43 yalnızca temiz ve kuru odalar için, sertifikada bir "X" ile). Dolgunun dışarı sızmaması için her aralık en küçük partikülden en az 0,1 mm daha küçük olmalıdır.
• Bileşenler. Röle gibi kapalı bir serbest boşluğa sahip bir bileşenin serbest hacmi en fazla 30 cm³ olabilir ve çevresinde ilave dolgu bulunmalıdır. Normal çalışmada tüm kondansatörlerde depolanan toplam enerji 20 J'ü aşmamalıdır.
• Kapatma. Kaplar üretim sırasında doldurulup kapatılır; ya kalıcı olarak (açılması görünür iz bırakır) ya da onarım için açılıp yeniden doldurulacak ve yeniden kapatılacak şekilde tasarlanır. Toz dolgulu bir kaba giren kablolar ekipmanın ayrılmaz bir parçasıdır.

Tipik kullanımlar ve sınırlamalar

Toz dolgu, arıza koşullarında kıvılcım üretebilecek veya ısınabilecek kompakt parçalar için kullanılır: kondansatörler, aydınlatma armatürlerindeki elektronik balast ve sürücü bileşenleri, küçük transformatörler, sigortalar, elektronik modüller ve kendinden emniyetli devreler için ilişkili cihazlar. Bir Ex bileşen olarak çoğunlukla başka bir muhafazanın, tipik olarak artırılmış emniyetli bir muhafazanın içine monte edilir.

Sınırları açıktır: yalnızca gaz, en fazla EPL Gb, en fazla 1000 V, 16 A ve 1000 W anma beslemesi ve sahada içeriye erişim yok. Toz dolgulu bir parça hasar görürse veya dolgu sızarsa parça değiştirilir.

Aralarında nasıl seçim yapılır

Uygulamada seçim çoğu zaman birden fazla yöntemi birleştiren bir ürünün üreticisi tarafından yapılır: kapsüllenmiş bir sürücü ve toz dolgulu bir kondansatör içeren artırılmış emniyetli bir aydınlatma armatürü veya kapsüllenmiş bir sensör içeren bir motor terminal kutusu gibi. Kullanıcının görevi, genel işaretlemenin ve EPL'nin bölgeye, gaz grubuna ve sıcaklık sınıfına uygun olduğunu kontrol etmektir.

Pratik örnek: Bölge 1'deki bir skid üzerinde solenoid valf bobini

Bölge 1'de, gaz grubu IIB ve sıcaklık sınıfı T4 olan bir solvent skid'i üzerindeki bir valf için solenoid bobini gerekmektedir. Ex mb IIC T4 Gb işaretli bir bobin uygundur: mb, EPL Gb sağlar; IIC, IIB'yi kapsar ve T4 gereklilikle örtüşür. Aynı skid yanıcı tozun bulunduğu bir yerdeyse bobinin ayrıca Ex mb IIIC T130 °C Db gibi bir toz işaretlemesine ihtiyacı vardır ve en yüksek yüzey sıcaklığı toza uygun olmalıdır (bkz. toz için yüzey sıcaklığı sınırları).

Ardından gözden kaçması kolay ayrıntılar kontrol edilmelidir:

• Besleme. Sertifika anma gerilimi aralığını belirtir; 28 V ile beslenen 24 V DA'lık bir bobin, sıcaklık sınıfının izin verdiğinden daha sıcak çalışabilir.
• Ön sigorta. Kapsüllenmiş bobinlerin çoğu, sargı arızasında dolgu malzemesini korumak için beslemede belirli bir anma değeri ve kesme kapasitesine sahip bir sigorta gerektiren bir "X" taşır.
• Kablo sonlandırma. Kalıplanmış kablo, sertifikalı bir rakora sahip Ex eb buat gibi Bölge 1'e uygun bir buatta sonlanmalıdır.
• Çalışma rejimi ve ortam. Ortam sıcaklığı aralığının üst sınırında sürekli enerjili çalışma en sıcak durumdur; bu durum sertifikalı ortam sıcaklığı aralığıyla karşılaştırılmalıdır.

Sık yapılan hatalar

• Bir kabloyu kısaltmak veya bir bileşeni değiştirmek için kapsüllenmiş bir parçayı kesmek. Dolgu malzemesindeki her kırılma korumayı yok eder; parça değiştirilmelidir.
• Ex q veya Ex o'nun tozu kapsadığını varsaymak. Her ikisi de yalnızca gaz için olan yöntemlerdir; tozlu alanlar Grup III için işaretlenmiş Ex m, Ex t, Ex i veya Ex p ekipman gerektirir.
• Sıvı seviyesini göz ardı etmek. Sıvısı azalmış bir Ex o cihazı korumalı değildir; seviye ve kurutucu madde, IEC 60079-17 kapsamında rutin muayene kalemleridir.
• Sıvı dolgulu ekipmanı yanlış konumda monte etmek; bu, gerilimli parçaları sertifikalı derinlikten daha fazla yüzeye yaklaştırabilir.
• Ön sigortalar, beklenen en yüksek kısa devre akımı veya kapsüllenmiş parçalar için mekanik koruma gibi X koşullarını gözden kaçırmak.
• Bir bileşen üzerindeki "m" işaretini tüm ürünün derecesi olarak görmek. Kombine ekipmanın EPL'sini en zayıf yöntemi belirler.

Sık sorulan sorular

Ex m ile Ex q arasındaki fark nedir?

Her ikisi de tutuşturma kaynağını bir malzemeyle çevreler. Ex m'de dolgu malzemesi parçalara yapışır ve ortamı tamamen dışarıda tutar. Ex q'da ise taneler gazın içeri girmesine izin verir, ancak oluşan her alevi kaptan çıkmadan söndürür. Ex m gaz ve tozu kapsar ve EPL Ga'ya ulaşır; Ex q yalnızca gaz içindir ve EPL Gb sağlar.

Kapsüllenmiş ekipman Bölge 0'da kullanılabilir mi?

Evet, EPL Ga (ve Bölge 20 için Da) sağlayan ma seviyesindeyse kullanılabilir. ma seviyesi iki iç arızada emniyetli kalmalıdır ve 1 kV ile sınırlıdır. mb ve mc seviyeleri EPL Gb ve Gc sağlar ve Bölge 1 ile Bölge 2 içindir.

Yağa daldırma neden artık sıvıya daldırma olarak adlandırılıyor?

IEC 60079-6'nın 2015 baskısı, yöntemi mineral yağın ötesine genişleterek silikon sıvılarını, sentetik esterleri ve tanımlı bir spesifikasyonu karşılayan diğer sıvıları da kapsadı. Ayrıca ob ve oc seviyelerini getirdi ve anahtarlama kontaklarının daldırma ile korunmasına izin verdi.

Ex o günümüzde hâlâ kullanılıyor mu?

Evet, ancak esas olarak bir sıvının zaten yalıtım ve soğutma sağladığı transformatörlerde ve anahtarlama cihazlarında. Küçük ekipman için kapsülleme, toz dolgu veya artırılmış emniyet genellikle daha pratiktir.

Ex m veya Ex q ekipman onarılabilir mi?

Kapsüllenmiş parçalar normalde değiştirilir, çünkü dolgu malzemesi korumayı yok etmeden yeniden açılamaz. Onarım için açılacak şekilde tasarlanmış toz dolgulu kaplar yeniden doldurulup kapatılabilir, ancak yalnızca üreticinin prosedürüne ve IEC 60079-19'un onarım kurallarına uyularak. Bkz. onarım, revizyon ve modifikasyon.

excodex'te ilgili yazılar

• Bir bakışta Ex koruma yöntemleri
• Basınçlandırma (Ex p)
• Artırılmış emniyet (Ex e)
• Ekipman koruma seviyeleri (EPL)
• Kombine koruma yöntemleri
• Araçlar: Ex işaretleme kontrolü, forum, standart alanları IEC 60079-18, IEC 60079-6 ve IEC 60079-5

Standartlar ve ek kaynaklar

• IEC 60079-18, kapsülleme "m" ile ekipman koruması (5. baskı, 2025).
• IEC 60079-6, sıvıya daldırma "o" ile ekipman koruması (2015, 2020 tarihli Tadil 1 ile).
• IEC 60079-5, toz dolgu "q" ile ekipman koruması (2015, 2022 tarihli Tadil 1 ile).
• IEC 60079-0, genel gereklilikler; IEC 60079-14, kurulum; IEC 60079-17, muayene; IEC 60079-19, onarım.
• IEC 60079-18:2025 kapsamı ve seviyeleri, standart veri tabanı kaydı: scc-ccn.ca
• IEC 60079-6 konsolide baskı, özet: webstore.iec.ch
• ABD federal mevzuatında atıfla yürürlüğe alınmış IEC 60079-6:2015 metni: law.resource.org; IEC web mağazası (güncel baskı, IEC 60079-6:2015+AMD1:2020): webstore.iec.ch
• IEC 60079-5:2015 metni: law.resource.org; IEC web mağazası (güncel baskı, IEC 60079-5:2015+AMD1:2022): webstore.iec.ch
• IEC 60079-18:2014, Tadil 1:2017 ile metni (önceki baskı): law.resource.org; IEC web mağazası (güncel baskı, IEC 60079-18:2025): webstore.iec.ch

Bu yazı excodex editör ekibinin hazırladığı genel teknik bilgidir. Geçerli standartların, ekipman sertifikalarının ve talimatlarının, ulusal mevzuatın veya yetkin bir kişinin değerlendirmesinin yerini tutmaz.