Электрооборудование специального исполнения

Взрывоопасные зоны

Понятие «взрывоопасная зона» в «Правилах устройства электроустановок» определяется следующим образом: взрывоопасная зона — это помещение или ограниченное пространство в помещении и наружной установке, в которых имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси.  В этих зонах для обеспечения безопасной эксплуатации электрооборудования и электротехнических установок должны применяться соответствующие виды взрывозащиты.

Критерии для классификации зон

Набор критериев для классификации взрывоопасных зон базируется на вероятности и продолжительности присутствия огнеопасных смесей, а также концентрации и типе огнеопасных веществ (газ, пар, жидкость, пыль) в совокупности с такими физическими параметрами, как температура вспышки, температура самовоспламенения и минимальная электрическая энергия поджига.

Согласно «Правилам устройства электроустановок" взрывоопасные зоны подразделяются на классы.

Зоны класса В-1 — зоны, расположенные в помещениях, и которых выделяются горючие газы или пары: легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) в таком количестве и обладающие такими свойствами, что они могут образовать с воздухом и взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях;

Зоны класса В-1а — зоны, расположенные и помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей;

Зоны класса B-1 б, зоны класса B-1 г — зоны, расположенные и помещениях, в  которых  при нормальной  эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов и паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возмозжны только в результате аварий и неисправностей.

Для смесей воздуха с мелкодисперсионными твердыми горючими веществами установлены следующие взрывоопасные зоны:

3оны класса B-II — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются или переходят во взвешенное состояние горючие пыли или волна в таком количестве и обладающие такими свойствами, что oни способны образовывать взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (например, при погрузке и разгрузке технологических аппаратов);

расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, указанные для зон класса В-II, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Во взрывоопасных зонах классов В-II и В-IIа рекомендуется применять электрооборудование,   специально предназначенное для работы во взрывоопасных смесях горючих подокон или пыли с воздухом. Допускается применять во взрывоопасных зонах класса В-II взрывозащищенное электрооборудование, предназначенное для работы в средах с газонаровоздушными смесями, а в зонах класса В-Па - электрооборудование общего назначения (без средств взрывозащиты), но имеющее соответствующую защиту оболочки от проникновения пыли (ГОСТ 14254-96 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками»).

Новые стандарты для сертификации взрывозащищенного электрооборудования

Сегодня стандарты на взрывозащищенное электрооборудование требуют серьезных изменений. Главная проблема состоит в том, что при всем многообразии регламентирующих, нормативных и методических документов не всегда можно оценить реальное качество предлагаемого оборудования. Необходимы стандарты, которые позволили бы не только вывести отечественную продукцию на более высокий уровень по показателям качества и безопасности, но и стали бы фильтром для несоответствующего российской специфике импортного взрывозащищенного электрооборудования.

Технические требования российских стандартов в основном соответствуют требованиям стандартов Международной электротехнической комиссии и Европейских стандартов для взрывозащищенного электрооборудования.

С учетом специфики российского производства Госстандартом России и его техническими комитетами разработана группа новых стандартов для взрывозащищенного электрооборудования, а именно:

ГОСТ Р 51330 - серия стандартов для электрооборудования во взрывоопасных газовых средах;

ГОСТ Р МЭК 61241 - серия стандартов для электрооборудования в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли;

ГОСТ Р МЭК 61779 - серия стандартов для детектирования и измерения горючих газов.

Данные документы построены с учетом принципов МЭК и необходимости внесения дополнений в тех случаях, когда этого требует национальная практика применения взрывозащищенного электрооборудования.

Все ГОСТ Р 51330, приведенные в таблице, можно разделить на 3 группы, в которых устанавливаются:

группа 1 - технические требования и методы испытаний на виды взрывозащиты;

группа 2 - требования по классификации взрывоопасных зон и по эксплуатации взрывозащищенного электрооборудования;

группа 3 - справочные данные по газам и парам.

Первая группа содержит стандарты на виды взрывозащиты, имеющие аналоги в ныне действующих стандартах, а также принципи­ально новые, такие, как защита вида m и n.

Вторая группа стандартов является принципиально новой для российской практики. Ранее эти требования были изложены в "Правилах устройства электроустановок" (ПУЭ, глава 7.3), "Правилах эксплуатации электро­установок потребителей" (ПЭЭП, глава 3.4) и других нормативных документах, регламентирующих применение электрооборудования во взрывоопасных зонах. Требования к рудничному электрооборудованию установлены в ГОСТ Р 51330-20-99, который не имеет аналога в стандартах МЭК.

ГОСТ 51330.0-99

Настоящий стандарт устанавливает общие технические требования к конструкции, маркировке и испытаниям взрывозащищенного электрооборудования, предназначенного для использования во взрывозащищенной среде газа или паров легко воспламеняемых жидкостей.

Дополнительные требования к электрооборудованию устанавливаются в стандартах на взрывозащиту конкретных видов, В стандарте сохранены существующие уровни взрывозащиты электрооборудования;

повышенной надежности против взрыва - взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме работы;

взрывобезопасное - взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, кроме повреждений средств взрывозащиты;

особовзрывобезопасное - по отношению к взрывобезопасному приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты.

В стандарте определены новые элементы взрывозащищенного электрооборудования:

Ех - кабельный ввод и Ex-компонент.

Ех - кабельный ввод - самостоятельное изделие. которое устанавливается на электрооборудование при монтаже, а испытания и сертификация которого проводится отдельно от электрооборудования,

Ex - компонент - часть взрывозащищенного электрооборудования (например, незаполненная оболочка, которая отдельно во взрывоопасной среде не используется). При встраивании во взрывозащищенное электрооборудование сертифицированные параметры взрывозащиты учитывают при подтверждении соответствия электрооборудования требованиям нормативных документов.

В стандарте отдельно выделены технические требования к неметаллическим оболочкам и методам их испытаний на взрывозащищенность.

Маркировка взрывозащищенного электрооборудования сохранила основные принципы действующих стандартов. Дополнительно используется маркировка температуры окружающей среды, если она отличается от обычной (-20…+40)°С.

Ex-компонент должен дополнительно содержать знак U, нанесенный после маркировки взрывозащиты.

Как и в действующем ГОСТ 22782.0, стандарт устанавливает методы испытаний на соответствие конструктивным требованиям, тепловых и механических испытаний.

ГОСТ Р 51330.9-99

Классификация взрывоопасных зон

Этот стандарт является новым для российской практики и устанавливает отличающуюся от действующей в России классификацию взрывоопасных зон. Его появление вызвано необходимостью гармонизации классификации взрывоопасных зон с требованиями международных стандартов МЭК путем установления единого подхода к выбору уровня взрывозащиты электрооборудования, применяемого во взрывоопасных зонах различных классов,

 Стандарт содержит методику количественной оценки влияния на устанавливаемый класс взрывоопасной зоны различных факторов, характеризующих свойств и состояния взрывоопасных смесей, особенностей технологического оборудования, наличия вентиляции и т.д.

Новая классификация взрывоопасных зон в зависимости от частоты и длительности присутствия взрывчатой газовой смеси предусматривает три класса:

зона класса 0 - зона, в которой взрывоопасная смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени;

зона класса 1 - зона, в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации;

зона класса 2 - зона, в которой маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко, и существует очень непродолжительное время. Частоту возникновения и длительность присутствия взрывоопасной газовой смеси допускается определять по правилам (нормам) соответствующих отраслей промышленности.

 Вводятся также новые термины:

источник утечки - элемент технологического оборудования, из которого горючий газ, пар или жидкость могут высвободиться в атмо­сферу в объеме, достаточном для образования взрывоопасной газовой смеси;

степень утечки - характеристика утечки, связанная с вероятностью образования взрывоопасной газовой смеси. Указанные ниже три вида утечки приведены в порядке убывания вероятности образования взрывоопасной газовой смеси:

а) постоянная утечка;

б) утечка первой степени;

в) утечка второй степени.

Источник утечки может характеризоваться любой указанной степенью утечки или их сочетанием:

постоянная (непрерывная) утечка - утечка, существующая непрерывно или длительное время;

утечка первой степени - утечка, появление которой носит периодический или случайный характер при нормальном режиме работы технологического оборудования;

утечка второй степени - утечка, которая отсутствует при нормальном режиме работы технологического оборудования, а если она возникает, то кратковременно.

В стандарте приводятся примеры источников утечки и классификации взрывоогасных он, а также оценка (расчет) уровня вентиляции.

Введение стандарта ГОСТ Р 51330.9-99 потребует в дальнейшем пересмотра главы 7.3  «Правил устройства электроустановок"

ГОСТ Р 51330.14-99. Защита вида n

Требования настоящего стандарта распространяются на взрывозащищенное электрооборудование группы II, предназначенное для использования во взрывоопасных зонах класса 2 по ГОСТ 51330.9.

 Вид взрывозащиты n заключается в том, что электрооборудование в нормальном режиме и некоторых режимах, указанных в данном стандарте, не должно создавать дуговые и искровые разряды, а температура поверхности не должна быть выше значения соответствующего температурного класса электрооборудования, или в электрооборудовании общего назначения должны быть приняты дополнительные меры защиты от возможных дуговых и искровых разрядов и нагрева поверхности, способных вызвать воспламенение окружающей взрывоопасной атмосферы. При этом не все требования ГОСТ 51330.0 являются обязательными.

Данный вид взрывозащиты предусматривает следующие способы защиты от дуговых и искровых разрядов и нагрева поверхностей:

контактное устройство во взрывонепроницаемой оболочке;

не поджигающий коммутирующий компонент;

герметично запаянная и герметично плотная оболочка;

 заливка компаундом;

оболочка с ограниченным пропуском газа и оболочка под избыточным давлением защитного газа;

искробезопасная цепь n.

Стандарт устанавливает дополнительные требования к следующему не искрящему электрооборудованию (устройствам):

вращающимся электрическим машинам;

электрическим предохранителям и блокам предохра­нителей;

 светильникам;

 электрооборудованию малой мощности (обычно менее 20 Вт);

 трансформаторам тока;

 электрическим соединителям - для внеш­них и внутренних присоединений;

 химическим источникам тока.

При определении температурного класса электрооборудования учитывается только максимальная температура внешней поверхности оболочки. Температура поверхности внутри таких оболочек или устройств не оказывает влияния на температурный класс.

Взрывозашита вида "искробезопасная цепь п" основана на тех же физических принципах, что и взрывозащита по ГОСТ Р 51330.10 (искробезопасная электрическая цепь i).

В связанном электрооборудовании n должны быть предусмотрены средства для ограничения напряжения и тока на элементах, накапливающих электрическую энергию. Такие средства должны быть предусмотрены также для каждой цепи, содержащей искрящие контакты.

Параметры электрических цепей, при которых возникающие дуговые или искровые разряды не вызывают воспламенения взрывоопасной среды, оцениваются аналитически или подтверждаются испытаниями. Оценка и испытания проводятся в соответствии с методикой ГОСТ Р 51330.10. Требования в отношении аварийных режимов и коэффициентов искробезопасности к "искробезопасным цепям п" не предъявляются.

ГОСТ Р 51330.17-99. Герметизация компаундом (m)

 Взрывозащита обеспечивается путем герметизации электрооборудования, его составных частей и Ex-компонентов компаундом, предотвращающим доступ взрывоопасной смеси к частям оборудования, способным вызвать ее воспламенение за счет искрения или нагрева,

Стандарт устанавливает те свойства компаунда, от которых зависит обеспечение взрывозащиты. Части электрооборудования Ex-компоненты с взрывозащитой вида (m) должны выдерживать электродинамические и термические воздействия сквозных токов короткого замыкания 4000 А и однократного короткого замыкания какого-либо элемента.

В стандарте регламентированы требования по ограничению температуры, толщины слоя и расстояния в компаунде, вводу в компаунд электрических проводников, в том числе кабелей.

ГОСТ Р 51330.13-99. Электрооборудование взрывозащищенное

Электроустановки во взрывоопасных зонах (кроме подземных выработок)

Стандарт является новым для российской практики и устанавливает специальные требования к проектированию, выбору и монтажу электроустановок напряжением до 1 кВ и выше. Требования стандарта дополняют требования, установленные для электроустановок общего назначения. Выбор электрооборудования производится с учетом класса взрывоопасноcти зоны 0,1 или 2 по ГОСТ 51330.9, температуры самовоспламенения газовой среды Т1…Т6, категории взрывоопасной смеси IIА, IIБ, IIС и внешних воздействий окружающей среды, которые могут оказать отрицательное влияние на взрывозащиту.

Стандарт устанавливает требования по защите от опасного воспламеняющего искрения токоведущих частей электрооборудования (уравнивание потенциалов электроустановок, защита от статистического электричества и электромагнитного излучения, молниезащита), электрической защиты от перегрузок и коротких замыканий, аварийному отключению и электрическому разъединению, а также требования к электропроводке во взрывоопасных зонах.

Введение стандарта ГОСТ Р 51330.13-99, а также ГОСТ Р 51330.16-99 и ГОСТ Р 51330.18-99 потребует изменения действующих ПУЭ, глава 7.3; ПЭЭП, глава 3,4 и других нормативных документов, регламентирующих применение электрооборудования во взрывоопасных зонах, для приведения в соответствие требований, изложенных в этих документах.