Взрывозащищенное оборудование — это специальные устройства, созданные для работы в агрессивных технологических средах. Их предназначение — не допускать воспламенения окружающей среды, обеспечивать нормальный режим эксплуатации и минимизировать риски, связанные с возможностью причинения вреда людям, механизмам и сооружениям.
Компания Компания Розе Системтехник занимается разработкой, производством и инсталляцией высококачественного взрывозащищенного оборудования из алюминия, полиэстера и нержавеющей стали. Ознакомиться с ассортиментом продукции можно на сайте: https://www.rose-rf.ru/production/vzryvozashchishchennye-klemmnye-korobki-raspredelitelnye-shkafy-ex-e-ex-ia/.
Взрывозащита в системах безопасности
Виды взрывозащиты разных уровней различаются между собой средствами и мерами обеспечения взрывобезопасности, оговоренными в стандартах на соответствующие виды взрывозащиты.
Для оборудования систем безопасности в основном характерно применение 3 видов взрывозащиты:
- “i” – искробезопасная электрическая цепь;
- “d” – взрывонепроницаемая оболочка;
- “m” – герметизация компаундом
Предотвращение взрыва или воспламенения
Вид взрывозащиты “искробезопасная электрическая цепь” (“i”) основывается на методе предотвращения взрыва или воспламенения за счет ограничения электрической и тепловой энергии. В оборудовании, выполненном с этим видом взрывозащиты, ток в цепях и электрических схемах приборов ограничивается очень малыми значениями. Соответственно энергии искры не хватает для подрыва взрывоопасной смеси. “Искробезопасная электрическая цепь” является самым надежным видом взрывозащиты, однако его применение в конкретных типах приборов не всегда возможно технически.
Сдерживание взрыва
Вид взрывозащиты “взрывонепроницаемая оболочка” (“d”) основан на методе сдерживания взрыва. Главный принцип – не дать энергии взрыва распространиться за пределы оболочки прибора.
При использовании данного вида взрывозащиты на параметры прибора уже не накладываются ограничения по току, тепловой энергии, емкости и индуктивности электронных компонентов. Но более жесткие требования предъявляются к конструкции и механической прочности корпуса прибора, а также к монтажу.
Изоляция от взрывоопасной среды
Вид взрывозащиты “герметизация компаундом” (“m”) основан на принципе физического разделения взрывоопасных частей и элементов прибора от взрывоопасной среды. Достигается это с помощью заливки электрических схем и электронных компонентов оборудования специальными эпоксидными смолами (компаундами).
Электротехническое оборудование может быть выполнено с несколькими видами взрывозащиты одновременно.
Многообразие видов взрывозащиты оборудования вызвано конкретными задачами по его применению. Любой вид взрывозащиты решает задачу сделать из оборудования в обычном исполнении – взрывозащищенное оборудование, но решает эту задачу по-своему.
Тем не менее согласно ГОСТ Р наиболее высокий уровень взрывозащиты – 0Ех (особо взрывобезопасное оборудование) – можно реализовать только использованием видов взрывозащиты “i” (искробезопасные цепи уровня “ia”) или “s” (вид взрывозащиты “специальный”). Соответственно во взрывоопасных зонах классов 0 и 20 (где взрывоопасная газовоздушная (пылевоздушная) среда присутствует постоянно или длительно) возможно применение оборудования только с указанными видами взрывозащиты.
Приборы с видом взрывозащиты “d” (взрывонепроницаемая оболочка) способны обеспечить уровень взрывозащиты 1Ех или 2Ех в зависимости от конкретного исполнения оболочки корпуса и кабельных вводов. Области их применения – взрывоопасные зоны класса 1 и 2.
Что такое взрывоопасная атмосфера
Понятие взрывоопасная атмосфера широко используется МЭК 60079 (ГОСТ Р 51330). Это стандарт довольно понятно и подробно, насколько может официальный документ, описывает взрывозащищенные изделия для взрывоопасных атмосфер.
В данном контексте атмосфера — это любая газовая, паровая или пыль содержащая среда, которая может начать гореть при контакте с источником воспламенения (искра электрического контакта, короткого замыкания и т. п.)
Если воспламенение возможно в вероятном режиме, то такая газовая среда называется потенциально опасной. Если воспламенение при контакте с источником безусловно и распространится на весь объем смесей, то такая газовая среда называется опасной.
Следует отметить, что некоторые нормативы выводят за скобки газовых сред, атмосферы с большой концентрацией опасной пыли, волокон, других твердых взвесей. Однако это не означает, что в таких средах используется принципиально иное взрывозащищенное оборудование.
Яркими примерами опасных газовых сред являются рудники, шахты, атмосферы нефтехимических и газовых производств, предприятия деревообработки и т. д.
Кварценаполненное исполнение
Заполнение оболочки взрывозащищенного электрооборудования кварцевым песком определенного зернового состава выполняется таким образом, что аварийная электрическая дуга, возникшая внутри оболочки, не может вызвать воспламенения наружной взрывоопасной среды ни от пламени дуги, ни от чрезмерного нагрева стенок оболочки.
Электрооборудование с данным видом взрывозащиты не имеет подвижных или нормально искрящих контактов (трансформаторы, резисторы). Параметры взрывозащиты выбираются из условия возможного дугового короткого замыкания на токоведущих частях.
Надежность взрывозащиты обеспечивается регламентированным слоем (толщиной) кварцевого заполнения, включая резервный слой, над электрическими частями электрооборудования. При этом регламентируются физико-химические и механические свойства кварцевого песка, а также его диэлектрические характеристики.
Если необходимо обеспечить оперативное переключение в схеме внутренних соединений, то, предназначенные для этого зажимы заключаются в оболочку с другим видом взрывозащиты, т.к. любое удаление заполнителя не допускается.
Оценка взрывозащищенности электрооборудования с кварцевым заполнением проводится на основании результатов проверки правильности изготовления в соответствии с требованиями стандарта, а также тепловых испытаний.
Классификация и маркировка взрывозащищенного оборудования
Cогласно ГОСТ 12.2.020-76 Взрывозащищенное электрооборудование подразделяется по уровням и видам взрывозащиты, температурным классам.
Кроме того, существует разделение на группы и подгруппы по областям применения: рудничное (группа I) и не рудничное (группы II, IIA, IIB, IIC).
Рудничное электрооборудование:
В России принята следующая маркировка рудничного взрывозащищенного электрооборудования (в указанной последовательности): 1. знак уровня взрывозащиты (РП, РВ, РО) 2. знак Ex , указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование 3. знак вида взрывозащиты (*, И, П, М, К, С, А) 4. знак группы электрооборудования согласно учета короткого замыкания
5. знак группы электрооборудования по области применения ( I )
Пример маркировки:
Описание значений:
| 1 | Уровень взрывозащиты |
| РП | Повышенной надежности против взрыва |
| РВ | Взрывобезопасное электрооборудование |
| РО | Особо взрывобезопасное электрооборудование |
| 3 | Вид взрывозащиты |
| * | Взрывонепроницаемая оболочка |
| И | Искробезопасная электрическая цепь, в зависимости от уровня взрывозащиты: РО — Иa, РВ — Иb, РП — Иc |
| К | Кварцевое заполнение оболочки с токоведущими частями |
| М | Масляное заполнение оболочки |
| С | Специальный вид взрывозащиты |
| П | Защита вида «e» |
| А | Автоматическое защитное отключение |
| 4 | Группа электрооборудования согласно учета короткого замыкания |
| 1B | Без учета дугового короткого замыкания |
| 2B | С учетом дугового КЗ: U= 100-200B, I= 100-600A |
| 3B | С учетом дугового КЗ: U= 220-1140B, I>100A |
| 4B | С учетом дугового КЗ: U>1140B, I>100A |
| 5 | Группа электрооборудования по области применения Категории взрывоопасных смесей |
| I | Рудничное, для подземных выработок, шахт и рудников Рудничный газ, метан |
Не рудничное электрооборудование:
В России принята следующая маркировка не рудничного взрывозащищенного электрооборудования (в указанной последовательности): 1. знак уровня взрывозащиты (2, 1,0) 2. знак Ex , указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование 3. знак вида взрывозащиты (d, p, i, q, o, s, e) 4. знак группы или подгруппы электрооборудования по области применения (II, IIA, IIB, IIC)
5. знак температурного класса электрооборудования (T1 — T6)
Пример маркировки:
Описание значений:
| 1 | Уровень взрывозащиты |
| 2 | Повышенной надежности против взрыва |
| 1 | Взрывобезопасное электрооборудование |
| Особо взрывобезопасное электрооборудование | |
| 3 | Вид взрывозащиты |
| d | Взрывонепроницаемая оболочка |
| p | Заполнение (или продувка) оболочки под избыточным давлением защитным газом |
| i | Искробезопасная электрическая цепь, в зависимости от уровня взрывозащиты: 0 — ia, 1 — ib, 2 — ic |
| q | Кварцевое заполнение оболочки с токоведущими частями |
| o | Масляное заполнение оболочки |
| m | Герметизация |
| s | Специальный вид взрывозащиты |
| e | Защита вида «e»- повышенная безопасность |
| 4 | Группа электрооборудования по области применения Категории взрывоопасных смесей |
| II | Для внутренней и наружной установки. Всех категорий |
| IIA | Для внутренней и наружной установки. Пропан |
| IIB | Для внутренней и наружной установки. Этилен |
| IIC | Для внутренней и наружной установки. Водород |
| 5 | Температурный класс Предельная температура оборудования, С |
| T1 | 450 |
| T2 | 300 |
| T3 | 200 |
| T4 | 135 |
| T5 | 100 |
| T6 | 85 |
Дополнительно по теме: наверх | к оглавлению | в начало раздела
Ввод кабеля в оболочку прибора
Еще один момент, на который хотелось бы обратить внимание, – это ввод кабеля в оболочку прибора. Во-первых, кабельный ввод не должен нарушать вид и уровень взрывозащиты оболочки.
Во-вторых, кабельный ввод должен обеспечивать необходимый уровень защиты от проникновения твердых предметов и воды в корпус устройства (код IP). Это особенно актуально, когда оборудование поставляется без кабельных вводов, а заказчик самостоятельно эти кабельные вводы покупает и устанавливает. В таком случае они в обязательном порядке должны иметь сертификат соответствия требованиям ТР ТС 012/2011.
Виды взрывозащиты
Исключение перечисленных факторов риска достигается с помощью различных специальных мер при конструировании оборудования. Такие специальные меры называются видами взрывозащиты электротехнического оборудования. Взрывозащищенное электрооборудование может иметь следующие виды взрывозащиты:
- взрывонепроницаемая оболочка – “d”;
- заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением – “р”;
- кварцевое заполнение оболочки – “q”;
- масляное заполнение оболочки – “о”;
- защита – вид “е”;
- искробезопасная электрическая цепь – “i”;
- герметизация компаундом – “m”;
- защита – вид “n”;
- специальный вид взрывозащиты – “s”.
Нормативные документы для взрывоопасных зон
Мы рассмотрели лишь один пример построения систем безопасности во взрывоопасных зонах. Наиболее полно вопросы подбора оборудования, проектирования, выполнения монтажных работ отражены в ряде федеральных и ведомственных документов. Приведу лишь часть из них. Прежде всего это:
- ГОСТ IEC 60079-14–2013 “Взрывоопасные среды. Часть 14. Проектирование, выбор и монтаж электроустановок”;
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ), издание 6, глава 7.3. “Электроустановки во взрывоопасных зонах”;
- ВСН 332-74 ММСС СССР Инструкция по монтажу электрооборудования, силовых и осветительных сетей взрывоопасных зон;
- РД 78.145-93 “Системы и комплексы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Правила производства и приемки работ” и др.
Изучив их, можно в полной мере представить себе последовательность организации работ во взрывоопасных зонах. Я же хочу остановиться на некоторых моментах, которые вызывают особые затруднения.
Общие характеристики
К устройствам и механизмам для работы во взрывоопасных средах предъявляются три критерия безопасной эксплуатации и минимизации риска возникновения взрыва:
- по предупреждению появления взрывоопасной среды;
- по предупреждению воспламенения (с учетом характера источника возникновения угрозы);
- по области применения.
Так, взрывобезопасное оборудование, которое при работе выделяет горючие газы или пыль, должно иметь закрытые конструкции. Имеющиеся технологические отверстия или соединения проектируются таким образом, чтобы образующиеся в работе газы или пыль не привели к возникновению взрывоопасной среды с внешней стороны этого механизма.
В свою очередь, если установка технологически предназначена для эксплуатации в среде с присутствием пыли или газов, то она проектируется и изготавливается таким образом, чтобы оседающая пыль не воспламенялась и условий для образования взрыва не возникало.
Конструктивными особенностями механизмов с взрывозащитой является охрана от таких потенциальных источников воспламенения, как искры, открытый огонь или высокие температуры нагретых поверхностей. Работают эти установки в различных областях промышленности: на мукомольных заводах, шахтах, лакокрасочных производствах, металлургических и топливно-энергетических комплексах и пр.
Методология, система проверки и определение, что такое взрывозащищенное оборудование, изложены в ГОСТ Р 51330.0-99 и ГОСТ 12.2.020-76. Но основополагающим документом в данной области является решение Комиссии Таможенного союза от 18.10.2011 № 825 (вместе с ТР ТС 012/2011).
Эксплуатация и ремонт
К эксплуатации и ремонту взрывозащищенного электрооборудования допускается квалифицированный персонал, прошедший специальное обучение.
В процессе эксплуатации персоналу разрешается выполнять следующие виды работ:
- замену подшипников, смазки;
- ревизию токоведущих частей и контактных соединений;
- замену перегоревших ламп, поврежденных стеклянных колпаков светильников;
- разборку / сборку, чистку, смазку взрывозащитных поверхностей электроустановок;
- устранение протечек масла и его замену;
- замену уплотняющих прокладок;
- замену предохранителей, сухих гальванических элементов, аккумуляторных батарей;
- замену обмоток электрических машин, при соблюдении параметров обмотки, качества материалов;
- замену поврежденных изоляторов идентичными;
- ремонт оболочек и установленного внутри оборудования,
- ремонт систем продувки оболочки, защит, блокировок при условии, что такой ремонт не окажет влияния на взрывозащищенность;
- ремонт вентилятора электродвигателя, его кожуха;
- установка недостающих болтов при обязательном соблюдении размеров (диаметр и длина) и выполнении требований технической документации на данное электрооборудование.
При ремонте допускается заменять любые детали взрывозащищенного электрооборудования деталями, изготовленными по рабочим чертежам и техническим условиям заводом-изготовителем, утвержденным для данного электрического оборудования, с последующей проверкой элементов взрывозащиты.
На каждое повреждение составляется акт или производится запись в паспорт эксплуатации с указанием даты, причины повреждения и отметкой об устранении.
Разборка и сборка оборудования производится с соблюдением последовательности, предписываемой заводом-изготовителем, желательно в условиях мастерской.
Запрещается применять кабели и провода другого сечения, чем запроектированные, заменять болты, предусмотренные конструкцией, болтами других типов.
Маркировка
Классификация и маркировка взрывозащищенного электрооборудования выполняется в соответствии c ГОСТ 12.2.020-76. Она содержит:
- знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0);
- знак Ех, указывающий на соответствие стандартам взрывозащищенного электрооборудования;
- знак вида взрывозащиты (d, e, i, р, q, m, o, s);
- знак группы или подгруппы электрооборудования (II, IIА, IIВ, IIС);
- знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6).
В маркировке по взрывозащите могут встречаются дополнительные знаки и надписи, соответствующие стандартам на электрическое оборудование со специальными видами взрывозащиты. Примеры маркировки взрывозащищенного электрооборудования приведены в таблице:
| Пример маркировки | Расшифровка |
| Повышенной надежности против взрыва | |
| 2Ex e II T2 | Защита вида «е», II группа, температурный класс до 300ºС |
| 2Ex d ia II T4 | Взрывонепроницаемая оболочка, искробезопасные цепи, II группа, температурный класс до 135ºС |
| Взрывобезопасное | |
| 1Ex d IIA T3 | Взрывонепроницаемая оболочка, IIA группа, температурный класс до 200ºС |
| 1Ex ia IIC T5 | Искробезопасная цепь, IIС группа, температурный класс до 100ºС |
| Особовзрывобезопасное | |
| 0Ex d ic IIA T4 | Взрывонепроницаемая оболочка, искробезопасные цепи, IIA группа, температурный класс до 135ºС |
| 0Ex s i II T1 | Специальная защита, искробезопасные цепи, II группа, температурный класс до 450ºС |
Определение понятий
Кроме технологического оборудования, есть целый ряд систем безопасности зданий и сооружений – охранно-пожарная сигнализация, системы оповещения о пожаре, видеонаблюдения, контроля доступа и еще ряд других систем, к которым также предъявляются требования в отношении безопасной эксплуатации во взрывоопасной среде.
Грамотный подбор решений и качественно выполненный монтаж сводят к минимуму вероятность воспламенения взрывоопасной среды.
Прежде чем мы поговорим про эти системы, не лишне вспомнить, что же такое взрывозащищенное электрооборудование и взрывоопасная среда.
Взрывозащищенное электрооборудование – это электротехническое изделие (электротехническое устройство, электрооборудование) специального назначения, которое выполнено таким образом, что устранена или затруднена возможность воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации данного изделия.
Взрывоопасная среда – смесь с воздухом, при атмосферных условиях, горючих веществ в виде газа, пара, тумана или пыли, горение в которой после воспламенения распространяется на весь объем взрывоопасной смеси.
Принципы
Принципы организации взрывозащиты для оборудования напрямую связаны с видами и методами такой защиты. Здесь особо следует выделить 4 группы, которые считаются наиболее используемыми:
- Оборудование защищается тем, что максимально снижается возможность появления искры. То есть разработчики изначально используют такие конструкционные решения, которые не допускают превышений температуры, характерной для нормальной работе. Кроме того, применяются специальные изолирующие материалы для герметизации цепи: она помещается в оболочку, непроницаемую для пыли и влаги и поглощающую взрывоопасные вещества.
- В этом случае все электрические цепи изолируются от взрывоопасной среды контуром или оболочкой. В качестве защиты могут использоваться минеральные масла, компаунд, кварцевый песок или взрывобезопасный газ под давлением.
- В этом случае защита основана на методах сдерживания взрыва. Обычно они заключаются в использовании оболочки вокруг электроцепей, которая сдерживает избыточное давление в момент взрыва и не дает ему распространяться дальше. Тип оболочки подбирается в зависимости от проникающей способности взрывоопасного газа.
- Здесь ограничивается мощность искры, способной спровоцировать возгорание и взрыв. По этому принципу защищаются многие электрические цепи, так что его можно назвать универсальным.
Факторы риска
Образование взрывоопасных газовоздушных, паровоздушных или пылевоздушных смесей может быть частью технологического процесса конкретного производства или следствием аварийной ситуации на объекте.
Опасность воспламенения или подрыва такой взрывоопасной смеси определяется различными факторами риска, главные из которых:
- взрыв в результате искрообразования – связан с эксплуатацией электротехнического оборудования;
- взрыв в результате превышения так называемой температуры самовоспламенения взрывоопасного вещества – может быть следствием эксплуатации электротехнического оборудования в результате нагрева оболочек или частей приборов.
Все электротехническое оборудование, применяемое на взрывоопасных объектах или во взрывоопасных зонах (включая системы безопасности, и в частности оборудование ОПС), должно быть безопасно по перечисленным выше факторам:
- в нем должен быть исключен или сведен к минимуму фактор искрообразования (или искра должна быть изолирована от взрывоопасной среды), в том числе искра, вызванная электростатикой оболочек приборов;
- для этого оборудования должны быть соблюдены меры по предотвращению его нагрева, который происходит вследствие протекания в цепях и схемах прибора электрического тока и соответственно выделения тепловой энергии.
