Принципы основных видов взрывозащиты

По ГОСТ 12.2.020-76 «Электрооборудование взрывозащнщенное. Термины и определения Классификация. Маркировка» маркировка взрывозащищенного   электрооборудования должна содержать знак Ex, указывающий, что электрооборудование соответствует указанному стандарту и стандартам на виды взрывозащиты; знаки видов взрывозащиты также регламентированы стандартом:

d — взрывонепропицаемая оболочка;

ia, ib, ic — искробезопасная электрическая цепь;

е — защита вида «е» (повышенная надежность);

о — масляное заполнение оболочки;

p - заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением;

q  — кварцевое заполнение оболочки;

s — специальный вид взрывозащиты.

Виды взрывозащиты могут применяться в сочетании с другими видами взрывозащиты.

Вид взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» (Ех d)

Вид взрывозащиты Ех d - это метод, в котором электротехнические обору­дование помещается в прочную оболочку, способную выдержать внутренний взрыв без деформирования корпуса. Защита обеспечивается зазорами элементов корпуса, которые обеспечивают выход газов, образовавшихся  во время вспышки во внешнюю атмосферу без подрыва окружающей взрывоопасной среды.

Все электрические вводы тщательно герметизированы в местах ввода в оболочку.

Этот метод применяется для соединительных коробок, коммутационной аппаратуры и электротехнического оборудования.

Защита вида «е» (повышенная надежность)

Вид взрывозащиты Ех «е» - способ, заключающийся и том, что в электрооборудовании или его части, не имеющих нормально искрящих частей, принят ряд специальных мер, исключающих опасные нагревы, электрические искры и дуги, которые способны воспламенить взрывоопасные смеси.

Вид взрывозащиты Ех p -  дополнительно предусматривает блокировку, отключающую оборудование от всех электрических целей при падении давления  в оболочке ниже допустимого.

Этот вид взрывозащиты преимущественно применяется для электротехнических соединительных коробок,  двигателях.

Вид взрывозащиты Ех i - искробезопасная электрическая цепь  основан на принципе ограничения предельной энергии, накапливаемой или выделяемой электрической цепью в аварийном режиме, или рассеивания мощности до уровня значительно ниже минимальной энергии или температуры воспламенения.

Ограничение энергии искробезопасных электрических цепей производится, в основном, блоками искрозащиты (например, на стабилитронах),  другое наименование - барьеры безопасности на шунтирующих диодах Зенера, которые при нормальном или аварийном режиме работы не отделены гальванически от ИБЦ.

В большинстве случаев связанное электрооборудование размещается в безопасной зоне и защищено в местах установки искробезопасными электрическими цепями. Это оборудование ограничивает максимальное напряжение и ток, протекающий через искробезопасные электрические цепи даже в случае аварии. Защита может быть выполнена с применением БИС или гальванически изолированных средств сопряжения — развязывающих устройств (преобразователей сигналов с универсальным входом.

В БИС применяются защищенные плавкими предохранителями стабилитроны для ограничения максимального напряжения шунтированием аварийного тока на землю. Последовательно с предохранителями включены ограничительные резисторы, лимитирующие ток до мак­симально допустимого для искробезопасных цепей значения.

Этот вид защиты требует отдельной точки заземления с низким значением сопротивления   (изопотенциальная земля безопасности), с которой должны сопрягаться все защитные цепи.

Почти все стандарты по установке элекрооборудования требуют, чтобы суммарное значение сопротивления от наиболее удаленного БИС до центральной шины аварийной защиты не превышало 1 Ом. Это позволяет ограничивать кратковременные перенапряжения в искробезопасных электрических цепях, вызванные аварийными бросками тока в контуре сопротивления заземления.

Особенность такого изопотенциального заземления — соединение с землей должно выполняться в одной точке.  Требуется надежная изоляция от земли всех прочих искробезопасных электрических цепей, чтобы препятствовать образованию опасных и неконтролируемых утечек контурных токов заземления во взрывоопасные участки.

Развязывающие устройства, в дополнение к ограничивающим напряжение стабилитронам, обеспечивают надежную электрическую изоляцию между искробезопасными электрическими цепями и неискробезопасными цепями посредством традиционных трансформаторов, оптопар, реле.

Обеспечение электроизоляции между двумя контурами в развязывающих устройствах не требует введения отдельной системы заземления для системы аварийной защиты и позволяет применять изолированные или заземленные искробезопасные цепи независимо.

Выбор видов защиты

Каждый вид взрывозащиты подразумевает применение для конкретных опасных участков или установок. Виды с высоким значением коэффициентов безопасности (например, Ex i) применимы для участков с повышенной опасностью (например, Зона 0 или Зона I) и являются безопасными с запасом в зонах с пониженной опасностью, поэтому они считаются более гибкими.

Простые виды защиты от аварий заполнением применимы только для опасных участков со сниженной степенью риска и

являются в меньшей степени гибкими, особенно если имеется многоцелевой периодический процесс или предвидится расширение или модификация производства с переклассификацией зон.

Ex d допускает существенные количества электрической энергии в электрооборудовании, следовательно, может быть широко применим, практически без ограничений мощности.

Ex i, напротив, допускает крайне низкие уровни энергии и, следовательно, применим только в контрольно-измерительной аппаратуре и оборудовании управления технологическими процессами с некоторым ограничением энергии.

Большинство развитых в промышленном отношении стран имеют собственные государственные регламентирующие организации и стандарты, официально устанавливающие виды взрывозашиты и их применимость в конкретных опасных зонах.

В соответствии с Межправительственными соглашениями о проведении согласованной политики в области стандартизации, метрологии и сертификации от 13.03.1992 г., о принципах проведения и взаимном признании работ по сертификации от 25.06.1992 г. и согласно установленному порядку признания результатов работ по сертификации от 20 10 1993 г., сертификаты ИСЦ ВЭ действительны для всех стран СНГ.

В России на базе Национального научного центра горного производства и  горного  дела  имени А.А. Скочинского (ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского) создан Центр по сертификации взрывозащищенного и рудничного электрооборудования (ЦС ВЭ ИГД), который является ведущим по вопросам сертификации для Министерства топлива и энергетики РФ.

ЦС ВЭ ИГД аккредитован Госстандартом России, Госгортехнадзором России, Главгосэнергонадзором России и Российским Морским Регистром Судоходства.

Сертификацией электрооборудования также занимается Испытательная лаборатория взрывозашишенных средств измерений, контроля и элементов автоматики  (ИЛ  ВСИ) ВНИИФТРИ

Российские стандарты на конкретные виды взрывозащиты и их европейские аналоги, а также допустимые зоны применимости каждого вида взрывозащиты представлены в таблице 1.

Таблица 1. Стандарты на конкретные виды взрывозащиты и области применения

ГОСТ 22782.0-81 «Электрооборудова­ние взрывозашищенное. Общие технические требования и методы испытаний», устанавливает технические требования и методы испытании по обеспечению взрывозащиты, общие для электрооборудования со всеми видами взрывозациты.

ГОСТ 12.1.011-78 «Смеси взрывоопасные. Kлacсификация и методы испытаний», устанавливает классификацию взрывоопасных смесей по категориям и группам и методы определения параметров взрывоопасности, используемых при классификации смесей.

ГОСТ 12.2.0.-76 «Электрооборудование взрывозащищенное. Порядок согласования технической документации, проведении испытаний, выдачи заключении и свидетельств», устанавливает порядок рассмотрения и со­гласования технической документации на взрывозащищенное электрооборудование, испыпания электрооборудования   на   взрывозащищенность, оформления заключений и свидетельств, внесения изменений в согласованную документацию.

Указанные российские стандарты, распространяющиеся на взрывозащищенное электрооборудование (электротехнические устройства) и электрические средства автоматизации и связи, действуют до 31 декабря 2000 г. С января 2001 года будут введены в действие стандарты, подготовленные методом прямого применения соответствующих стандартов IEC. (Таблица 2)

Таблица 2