В соответствии с ГОСТ Р 51330 и ПУЭ взрывоопасные зоны в зависимости от частоты и длительности присутствия взрывчатой газовой смеси подразделяются на три класса:
Зона класса 0 - зона, в которой взрывоопасная газовая 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.
Понятие «взрывоопасная зона» в «Правилах устройств электроустановок» трактуется следующим образом:
Согласно ГОСТ Р 51330.9-99, взрывоопасная зона - это зона, в которой имеется или может образоваться взрывоопасная газовая смесь в объеме, требующем специальных мер защиты при конструировании, изготовлении и эксплуатации электроустановок. В этих зонах для обеспечения безопасности должно применяться электрооборудование во взрывозащищенном исполнении. Взрывозащищенное электрооборудование - электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этого электрооборудования (ПУЭ).
Существуют следующие уровни взрывозащиты электрооборудования:
| Категория смеси | Наименование смеси | БЭМЗ, мм |
|---|---|---|
| I | Рудничный метан | более 1,0 |
| II | Промышленные газы и пары | - |
| II A | Промышленные газы и пары | более 0,9 |
| II B | Промышленные газы и пары | более 0,5 до 0,9 |
| II C | Промышленные газы и пары | до 0,5 |
БЭМЗ (безопасный экспериментальный максимальный зазор) - максимальный зазор между Фланцами, через который не проходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе.
Таблица 2. Группы взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом подразделяются по температуре самовоспламенения
| Группа | Температура самовоспламенения смеси, ℃ |
|---|---|
| T1 | Выше 450 |
| T2 | от 300 до 450 |
| T3 | от 200 до 300 |
| T4 | от 135 до 200 |
| T5 | от 100 до 135 |
| T6 | от 85 до 100 |
В соответствии с ГОСТ Р 51330 маркировка взрывозащищенного электрооборудования должна содержать знак «Ех», указывающий на то, что электрооборудование соответствует указанному стандарту и стандартам на виды взрывозащиты; знаки видов взрывозащиты также регламентированы:
1 Ex d IIB T4
1 - уровень взрывозащиты
Ex - знак взрывозащищенного электрооборудования, изготовленного в соответствии со стандартом
d - вид взрывозащиты
T4 - температурный класс
Таблица 3. Уровень взрывозащиты
| Уровень взрывозащиты | Определение |
|---|---|
| 2 | Взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме работы |
| 1 | Взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты |
| 0 | Взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты |
Таблица 4. Виды взрывозащиты электрооборудования
| d – Взрывонепроницаемая оболочка | ||
| Взрывозащищенное электрооборудование Exd может содержать нормально искрящие компоненты и зажигательные устройства, а также может содержать взрывоопасные смеси. Внутренняя конструкция такова, что оборудование может выдержать внутренний взрыв газовоздушной смеси и не распространять при этом достаточное количество энергии для внешнего взрыва. Места соединений, крышки и отверстия конструируются с огнестойкими свойствами проходов (щелей и пазов), которые необходимо периодически проверять и постоянно поддерживать в нужном состоянии, чтобы сохранить целостность данной формы защиты. | Коммутационные приборы, пускатели электродвигателей, автоматические выключатели, нагревательные элементы, светильники, датчики, сигнализаторы, кабельные вводы. | |
| е – Защита вида е | ||
| Компоненты, применяемые в оборудовании, не вызывают искрения и опасных температур при нормальной работе. Оборудование обычно рассчитано на максимальное допустимое напряжение 11 кВ. Используются высокоэффективные и самые надежные электрические соединения и изоляция. Уровень защиты от попадания пыли и влаги практически полностью снижает риск загрязнения. Два основных требования Ехе заключаются в защите оборудования от внешних воздействий на уровне минимум IP54 для газа/пара (IP6X для пыли) и показателе ударной вязкости минимум 7Нм. Поскольку эта форма защиты используется в Зонах 1 и 2, ее предпочитают вместо Exd, потому что она рассчитана на более простой способ проверки и обслуживания. Еще одно «за» состоит в том, что оборудование Ехе обычно производится из более легких материалов, что часто снижает его стоимость. | Клеммные и соединительные коробки, посты и шкафы управления, распределительные устройства, светильники, сигнализаторы, кабельные вводы. | |
| I - Искробезопасная электрическая цепь | ||
| Взрывобезопасное оборудование (подгруппа Ex ia и Ex ib) данных типов включают цепи, которые ввиду низкого искрового энергетического потенциала не могут произвести зажигание взрывоопасной смеси. Оборудование Exib безопасно только при одном повреждении и может использоваться в зоне 1. Оборудование Exia безопасно при двух повреждениях и может применяться в зоне 0. Взрывобезопасные детали или схемы могут быть помещены в корпус, обладающий другой формой защиты, например, Ехе или Exd, хотя для корпуса в этом случае не всегда требуется частая проверка. | ||
| P - Заполнение или продувка оболочки избыточным давлением | ||
| Защита оборудование типа ’р’ заключается в комбинации положительного статического давления внутри корпуса электроустановки и постоянного потока воздуха или инертного газа для выталкивания взрывоопасной смеси из корпуса в случае ее появления. Надежность и общая безопасность системы существенно зависит от графика продувки и мониторинга. | Электродвигатели, распределительные и управляющие устройства, сильноточные приборы, анализаторы. | |
| O – Масляное заполнение оболочки | ||
| Допускается только в зонах, где вероятность возникновения взрывоопасных сред невелика (зона 2). Оборудование типа "о" используется при наличии погружения искрящих компонентов в масло с постоянным контролем вентиляционного режима, например, в коммутационной аппаратуре. | Трансформаторы, пусковые сопротивления. | |
| q – Кварцевое заполнение оболочки | ||
| Корпус Типа q с порошковым или песочным наполнителем, где находятся устройства образования дуги и искрения. При этом необходима вентиляция. Часто применяется для консервации энергии, освобожденной при неисправности электрических и электронных компонентов, например, выход из строя предохранителя. Эта форма защиты часто связана с деталями внутри оборудования Ехе, например, пусковое устройство люминесцентных ламп. | Трансформаторы, конденсаторы, предохранители. | |
| m – Герметизация компаундом | ||
| Метод - заливка компаундом (инкапсуляция) компонентов или оборудования, образующих дуги и искрение, чтобы обеспечить отсутствие доступа имеющихся взрывоопасных смесей и контроль температуры при нормальных условиях и неисправности, что предотвращает возгорание. | Индикаторы, коммутирующие приборы малой мощности, датчики. | |
| n - Защита вида n | ||
Оборудование с защитой вида "n" считается не имеющим зажигательной способности, поскольку при нормальной работе не производит дугу, искры или опасные температуры. Концепция близка философии Ехе, но применима только в зонах со слабой вероятностью взрывоопасных сред (зона 2). Оборудование Ехn подразделяется на четыре подгруппы:
| Все устройства для зоны 2, кроме коммутационных устройств. |
Таблица 5. Первая цифра – защита от твердых тел и пыли
| 0 | Защита отсутствует | |
| 1 | Защита от твердых предметов диаметром более 50 мм (защита от случайного прикосновения большого участка тела человека с токоведущими или движущимися внутри оболочки частями аппарата) | |
| 2 | Защита от твердых предметов диаметром более 12,5 мм (защита от возможного соприкосновения пальцев с токоведущими или движущимися внутри оболочки частями аппар | |
| 3 | Защита от твердых предметов диаметром более 2,5 мм (защита от возможного соприкосновения инструмента, проволоки и пр. с токоведущими или движущимися внутри оболочки частями аппарата) | |
| 4 | Защита от твердых предметов диаметром более 1 мм (защита от возможного соприкосновения пальцев с токоведущими или движущимися внутри оболочки частями аппарата) | |
| 5 | Защита от пыли. Защита персонала от соприкосновения с токоведущими или движущимися внутри оболочки частями аппарата | |
| 6 | Полная защита от пыли. Полная защита персонала от соприкосновения с токоведущими или движущимися внутри оболочки частями аппарата |
Таблица 6. Вторая цифра – защита от воды
| 0 | Защита отсутствует | |
| 1 | Защита от вертикально падающих капель воды | |
| 2 | Защита от капель воды, падающих на оболочку, наклоненную под углом до 15° к вертикали | |
| 3 | Защита от дождя, падающего на оболочку, наклоненную под углом до 60° к вертикали | |
| 4 | Защита от брызг воды любого направления | |
| 5 | Защита от водяных струй любого направления | |
| 6 | Защита от волн воды | |
| 7 | Защита при кратковременном погружении в воду | |
| 8 | Защита при длительном погружении в воду |
Рассмотрим маркировку взрывозащиты определенного оборудования, такого как , например: Светильник аккумуляторный головной взрывозащищенный СГВ-2 для нефтегазохимии с видом взрывозащиты 1ExdIIBT5X.
А
) 1 - знак уровня взрывозащиты;
Б
) Ех - знак соответствия стандартам взрывозащиты;
В
) d - знак вида взрывозащиты;
Г
) IIВ - знак подгруппы (категория смеси);
Д
) T5 - знак температурного класса (группа смеси);
Е
) Х - знак специального вида взрывозащиты.
Уровни взрывозащищенности электрооборудования имеют в российской классификации обозначения 2, 1 и 0 (в порядке возрастания):
Уровень 2 - электрооборудование повышенной надежности против взрыва: в нем взрывозащита обеспечивается только в нормальном режиме работы;
Уровень 1 - взрывобезопасное электрооборудование: взрывозащищенность обеспечивается как при нормальных режимах работы, так и при вероятных повреждениях, зависящих от условий эксплуатации, кроме повреждений средств, обеспечивающих взрывозащищенность;
Уровень 0 - особо взрывобезопасное оборудование, в котором применены специальные меры и средства защиты от взрыва.
Степень взрывозащищенности оборудования (2, 1 или 0) ставится в РФ как первая цифра перед европейской маркировкой взрывозащищенности оборудования.
Пункт Б:Ех - знак, подтверждающий, что оборудование соответствует стандартам взрывозащищенности (по стандарту CENELEC).
Пункт В:В европейской классификации приводится детализация примененного в оборудовании типа взрывозащиты (она признается в РФ и встречается в сертификатах на взрывозащищенное оборудование:
d - взрывонепроницаемая оболочка;
е - повышенная безопасность;
р - заполнение или продувка;
i - искробезопасная электрическая цепь (ia, ib, ic - взрывоопасная зона 2; ia, ib - взрывоопасная зона 1; ia - взрывоопасная зона 0);
о - масляное заполнение оболочки;
q - кварцевое заполнение оболочки;
m - герметизация компаундом;
n - отсутствие искрообразования;
s - специальная защита;
h - герметическая изоляция.
В существующей классификации взрывоопасности смеси предусмотрены две категории: I и II .
Существуют три подкатегории категории II: IIA, IIB, IIC. Каждая последующая категория включает (может заменить) предшествующую, то есть, подкатегория С является высшей и соответствует требованиям всех категорий - A, B и С. Она, таким образом, является самой "строгой".
Взрывозащищенное электрооборудование подразделяют по уровням и видам взрывозащиты.
В соответствии с ГОСТ Р 51330 знаки видов взрывозащиты регламентированы:
Пример маркировки электродвигателей по ГОСТ Р для Категории смеси II по газу: 1ExdIIAT3
|
|
| Уровень взрывозащиты |
Характеристика |
|
Электрооборудование повышенной надежности против взрыва, когда взрывозащита обеспечивается только при нормальном режиме работы |
|
|
Взрывобезопасное электрооборудование, в котором защита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты |
|
|
Особовзрывобезопасное электрооборудование, отличающееся от взры- вобезопасного наличием дополнительных средств взрывозащиты |
Степень взрывозащищенности электродвигателей (2, 1, или 0) ставится в РФ как первая цифра перед европейской маркировкой взрывозащищенности электродвигателей.
Ех-оборудование - общий термин, применяющийся к Ех-изделиям (устройствам), компонентам и системам.
Ex-изделия
- это изделия, которое полностью или частично применяется для использования электрической энергии и включающие один или более видов взрывозащиты для условий потенциально взрывоопасной газовой среды. К таковым, наряду с другими, относятся устройства для выработки, передачи, распределения, хранения, измерения, регулирования, преобразования и потребления электрической энергии, устройства электросвязи, а также изделия, применяемые во взрывоопасных зонах, которые могут служить источником воспламенения.
Ex-компоненты
- части Ex-изделия, которые отдельно во взрывоопасной среде не используют; при встраивании в Ех-оборудование Ex-компонентов в обязательном порядке требуется подтверждение соответствия их взрывозащитных свойств требованиям нормативных документов.
Ех-системы
- агрегаты из соединенных между собой Ех-изделий, в которых соединение должно быть выполнено в соответствии с описательным документом системы, с тем, чтобы оно отвечало требованиям взрывозащиты.
d
- взрывонепроницаемая оболочка;
e
- повышенная безопасность;
p
- заполнение или продувка;
i
- ;
o
- масляное заполнение оболочки;
q
- кварцевое заполнение оболочки;
m
- герметизация компаундом;
n
- отсутствие искрообразования;
s
- специальная защита;
h
- герметическая изоляция.
В европейской классификации приводится детализация примененного в оборудовании типа взрывозащиты (она признается в РФ и встречается в сертификатах на взрывозащищенное оборудование):
|
Вид взрывозащиты |
Основное применение |
Стандарт |
|||||
|
Защита вида |
Клеммные и соединительные коробки, светильники, посты управления, распределительные устройства |
ГОСТ Р 51330.8-99 |
|||||
|
Взрывонепроницаемая оболочка |
Коммутирующие приборы, светильники, посты управления, распределительные устройства, пускатели электродвигателей, нагревательные элементы |
ГОСТ Р 51330.1-99 |
|||||
|
Заполнение или продувка |
Сильноточные распредшкафы, анализаторные приборы, двигатели |
ГОСТ Р 51330.3-99 |
|||||
|
Искробезопасная электрическая цепь |
Измерительная и регулирующая техника, техника сзязи, датчики, приводы |
ГОСТ Р 51330.10-99 |
|||||
|
Уровни взрывозащиты Exi-- электрооборудования |
|||||||
|
Масляное заполнение оболочки |
Трансформаторы, пусковые сопротивления |
ГОСТ Р 51330.7-99 |
|||||
|
Кварцевое заполнение оболочки |
Трансформаторы, конденсаторы |
ГОСТ Р 51330.6-99 |
|||||
|
Герметизация компаундом |
Коммутирующие приборы малой мощности, индикаторы, датчики |
ГОСТ Р 51330.17-99 |
|||||
|
Отсутствие искрообразования |
Зона 2
|
Все устройства для зоны 2, кроме коммутирующих устройств |
ГОСТ Р 51330.17-99 |
||||
|
Специальная защита |
Этот вид взрывозащиты включает специальные методы взрывозащиты |
Датчики, разрядники |
ГОСТ Р 51330.17-99 |
||||
|
Герметическая изоляция |
ГОСТ Р 51330.17-99 |
||||||
Методы обеспечения взрывобезопасности электродвигателей
Существует несколько методов обеспечения взрывобезопасности, цель которых - предотвратить возможность контакта внутренних искрообразующих или тепловыделяющих элементов аппаратуры с внешней взрывоопасной средой, либо препятствовать выходу наружу взрыва, возникшего внутри наружной оболочки аппаратуры путем его локализации:
группа I — рудничное оборудование для работы в шахтах и рудниках;
группа II — для внутренней и наружной установки (кроме рудничного); делится на подгруппы IIА, IIB и IIC, соответствующие категориям взрывоопасных смесей
|
Наименование смеси |
||
|
Рудничный метан |
||
|
Промышленные газы и пары |
||
|
Промышленные газы и пары |
||
|
Промышленные газы и пары |
более 0,5 до 0,9 |
|
|
Промышленные газы и пары |
||
|
БЭМЗ- безопасный экспериментальный максимальный зазор - максимальный зазор между Фланцами, через который не проходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе. |
||
Действует следующая российская классификация уровней взрывозащиты электродвигателей:
|
Требуемый уровень взрывозащиты |
||
|
I (рудничный метан) |
II (все газы) |
|
|
Особо взрывобезопасный |
||
|
Взрывобезопасный |
||
|
Повышенная надежность против взрыва |
||
Электродвигатели с маркировкой ia, ib, ic для категории взрывоопасности смеси II разделяются на три подкатегории категории II: IIA, IIB, IIC/ Маркировка в квадратных скобках указывает на то, что это связанное оборудование. Например, маркировка IIC указывает на связанное оборудование, располагающееся во взрывоопасной зоне. Связанное оборудование, размещенное в взрывоопасной зоне и имеющее вид взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» маркируется следующим образом: Ex d IICT4.
Исполнение электродвигателей по взрывозащите
По области применения электродвигатели делится на следующие группы:
I - электродвигатели, предназначенные для применения в подземных выработках шахт, рудников, опасных в отношении рудничного газа и (или) горючей пыли, а также в тех частях их наземных строений, в которых существует опасность присутствия рудничного газа и (или) горючей пыли (категория смеси - I);
II - электродвигатели, предназначенные для применения во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок (категория смеси - II по газу);
Существуют три подкатегирии категории II: IIA, IIB, IIC. Каждая последующая подкатегория включает (может заменить) предшествующую, то есть, подкатегория С является высшей и соответствует требованиям всех категорий - А, В и С. Она, таким образом, является самой «строгой».
|
Россия, Европа |
Энергия поджига атмосферы(мкдж) |
Возрастание опасности |
Типичный представитель |
|
Метан (рудничный) |
|||
|
Ацетилен, Водород |
Со вступлением в силу технического регламента ТР403 предусматривается три категориии (Категория II - для газов, категория III - для пыли)
В системе МЭКEx (IECEx) предусмотрено три категории: I, II и III. Из категории II выделена пыль в III категорию.
(Категория II - для газов, категория III - для пыли)
III - электродвигатели, предназначенные для применения во взрывоопасных пылевых средах (категория смеси - II по пыли).
Оборудование Группы III может подразделяться на подгруппы IIIA, IIIB и IIIC в соответствии с характеристикой конкретной взрывоопасной среды, для которой оно предназначено:
- подгруппа IIIA
- в среде, содержащей горючие летучие частицы;
- подгруппа IIIB
- в среде, содержащей непроводящую пыль;
- подгруппа IIIC
- в среде, содержащей проводящую пыль.
Оборудование, маркированное как IIIB, пригодно также для применения там, где требуется оборудование подгруппы IIIA. Подобным образом оборудование с маркировкой IIIC пригодно также для применения там, где требуется оборудование подгруппы IIIA или IIIB.
Пример маркировки электродвигателей по ГОСТ Р для Категории смеси II по пыли:
DIP A21 T A 200° (T A T3)
Классификация взрывоопасных зон в соответствии с техническими регламентами
В зависимости от частоты и длительности присутствия взрывоопасной смеси взрывоопасные зоны подразделяются на следующие классы:
класс 0 — зоны, в которых взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или хотя бы в течение одного часа;
класс 1 — зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы электродвигателей выделяются горючие газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей, образующие с воздухом взрывоопасные смеси;
класс 2 — зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы электродвигателей взрывоопасные смеси горючих газов или паров легковоспламеняющихся жидкостей с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварии или повреждения технологического оборудования;
класс 20 — зоны, в которых взрывоопасные смеси горючей пыли с воздухом имеют нижний концентрационный предел воспламенения менее 65 граммов на кубический метр и присутствуют постоянно;
класс 21 — зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы электродвигателей выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр;
класс 22— зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы электродвигателей не образуются взрывоопасные смеси горючих пылей или волокон с воздухом при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр, но возможно образование такой взрывоопасной смеси горючих пылей или волокон с воздухом только в результате аварии или повреждения технологического оборудования
Температуры самовоспламенения взрывоопасных газов и смесей (температурный класс)
Взрывоопасные смеси паров и газов с воздухом в зависимости от температуры воспламенения разделяют на группы. Температура самовоспламенения — это самая низкая температура горючей смеси, при которой происходит резкое увеличение скорости реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.
| IIA |
|
 |
| IIB |
|
Примеры маркировки взрывозащищенного электрооборудования
|
Уровень взрывозащиты |
Вид взрывозащиты |
Группа (подгруппа) |
Температурный класс |
Маркировка по взрывозащите |
|---|---|---|---|---|
|
Электрооборудование повышенной надежности против взрыва |
Защита вида "е" |
|||
|
Защита вида "е" и взрывонепроницаемая оболочка |
||||
|
Искробезопасная электрическая цепь |
||||
|
Продувка оболочки под избыточным давлением |
||||
|
Взрывонепроницаемая оболочка и искробезопасная электрическая цепь |
||||
|
Взрывобезопасное электрооборудование |
Взрывонепроницаемая оболочка |
|||
|
Искробезопасная электрическая цепь |
||||
|
Заполнение оболочки под избыточным давлением |
||||
|
Защита вида "е" |
||||
|
Кварцевое заполнение оболочки |
||||
|
Специальный |
||||
|
Специальный и взрывонепроницаемая оболочка |
||||
|
Специальный, искробезопасная электрическая цепь и взрывонепроницаемая оболочка |
||||
|
Особо взрыво-безопасное электрооборудование |
Искробезопасная электрическая цепь |
|||
|
Искробезопасная электрическая цепь и взрывонепроницаемая оболочка |
||||
|
Специальный и искробезопасная электрическая цепь |
Взрывозащищенные электродвигатели серий 4ВР, АИМ, АИМЛ, ВА, АВ, 3В, ВАО2, 1ВАО предназначены для привода механизмов внутренних и наружных установок в газовой, нефтедобывающей, химической и других смежных отраслях промышленности (кроме рудничных производств), где могут образовываться взрывоопасные газо и паро - воздушные смеси, отнесенные к категорям IIA и IIB и группам воспламеняемости T1, T2, T3, T4.
Электродвигатели асинхронные взрывозащищенные с коротко замкнутым ротором серий АИМ, ВА предназначены для работы во взрывоопасных средах химической, нефтеперерабатывающей, газовой и других областей промышленности с уровнем защиты 1ExdIIBT4, 2ExdIICT4.
Электродвигатели асинхронные взрывозащищенные серий 2В, 2ВР 250, 280 предназначены для приводов стационарных машин и механизмов угольной, химической, газовой, нефтяной и других отраслей промышленности.
Электродвигатели 2В 250, 280 предназначены для работы в помещениях и наружных установок, в которых возможно образование взрывоопасных газопаровоздушных смесей, отнесенных к подгруппе IIВ и температурным классам T1, T2, T3, T4 согласно классификации ГОСТ 12.2.020-76.
Электродвигатели 2ВР 250, 280 предназначены для работы во всех отраслях промышленности, в том числе в шахтах, опасных по газу (метан) и угольной пыли.
Электродвигатели трехфазные асинхронные взрывозащищенные с короткозамкнутым ротором типов 3В и 3ВР предназначены для привода различных машин и механизмов во взрывоопасных производствах угольной, сланцевой нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности.
Электродвигатели асинхронные серии ВРП короткозамкнутые трехфазные взрывобезопасные предназначены для привода стационарных и передвижных забойных машин и других механизмов, применяемых в угольных и сланцевых шахтах, помещениях и наружных установках, опасных по газу (метану) и угольной пыли.
Электродвигатели трехфазные асинхронные взрывозащищенные с короткозамкнутым ротором типов ВАО2-280, ВАО2-315, ВАО2-355 предназначены для привода стационарных машин и механизмов в шахтах опасных по газу и пыли, а также во взрывоопасных помещениях всех классов и наружных установок, где могут образовываться взрывоопасные смеси газов, паров или пыли с воздухом отнесенные по взрывоопасности к категории IIA,IIB и группам воспламеняемости Т1,Т2,Т3,Т4.
Например, взрывозащищенность электродвигателя I ExdIIAT3 означает:
1 — уровень взрывозащищенности;
Ех — взрывозащищенность соответствует действующим стандартам по взрывозащите; вид защиты
d — «взрывонепроницаемая оболочка»;
IIA — категория взрывоопасной смеси газов и паров с воздухом (промышленные газы и пары, БЭМЗ не более 0,9 мм);
ТЗ — группа взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом при температуре воспламенения, на которую рассчитана взрывозащищенность машины (от 200 до 300 "С).
Маркировка взрывозащищенного двигателя - источник важной информации о его исполнении и возможности применения:
Взрывозащищенное электрооборудование Exd может содержать нормально искрящие компоненты и зажигательные устройства, а также может содержать взрывоопасные смеси. Внутренняя конструкция такова, что оборудование может выдержать внутренний взрыв газовоздушной смеси и не распространять при этом достаточное количество энергии для внешнего взрыва. Места соединений, крышки и отверстия конструируются с огнестойкими свойствами проходов (щелей и пазов), которые необходимо периодически проверять и постоянно поддерживать в нужном состоянии, чтобы сохранить целостность данной формы защиты.
для привода стационарных и передвижных забойных машин, ленточных конвейеров и другого горно-шахтного оборудования - маркировка взрывозащиты пример PBExdI (рудничное исполнение).
| По уровню взрывозащиты: |
|
РН1 - рудничное нормальное (невзрывозащищенное) с изоляцией уровня 1. Оборудование рассчитано для работы при относительной влажности окружающей среды (98±2)% (с конденсацией влаги) при температуре (35±2)°С и соответствцет требованиям стандарта ГОСТ Р 24754-2013 |
Основное (базовое) исполнение – асинхронный трехфазный взрывозащищенный электродвигатель , предназначенный для режима работы S1, с питанием от сети переменного тока 50 Гц напряжением 380В (220В, 660В). Исполнение по взрывозащите 1ExdIIBT4, климатическое исполнение и категория размещения У2, степень защиты IP54, с типовыми техническими характеристиками, соответствующими требованиям стандартов.
Исполнение электродвигателей по взрывозащите
По области применения электродвигатели делится на следующие группы:
I - электродвигатели, предназначенные для применения в подземных выработках шахт, рудников, опасных в отношении рудничного газа и (или) горючей пыли, а также в тех частях их наземных строений, в которых существует опасность присутствия рудничного газа и (или) горючей пыли (категория смеси - I);
II - электродвигатели, предназначенные для применения во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок (категория смеси - II по газу);
III - электродвигатели, предназначенные для применения во взрывоопасных пылевых средах (категория смеси - II по пыли).
Пример маркировки электродвигателей по ГОСТ Р для Категории смеси II по газу: 1ExdIIAT3
Пример маркировки электродвигателей по ГОСТ Р для Категории смеси II по пыли: DIP A21 TA200° (TAT3)
Уровень взрывозащищенности электродвигателей
Уровни взрывозащищенности имеют в российской классификации обозначения 2, 1 и 0:
a) Уровень 2 – электродвигатели повышенной надежности против взрыва: в них взрывозащита обеспечивается только в нормальном режиме работы;
б) Уровень 1 – взрывобезопасные электродвигатели: взрывозащищенность обеспечивается как при нормальных режимах работы, так и при вероятных повреждениях, зависящих от условий эксплуатации, кроме повреждений средств, обеспечивающих взрывозащищенность;
в) Уровень 0 – особо взрывобезопасные электродвигатели, в которых применены специальные меры и средства защиты от взрыва.
Степень взрывозащищенности электродвигателей (2, 1, или 0) ставится в РФ как первая цифра перед европейской маркировкой взрывозащищенности электродвигателей.
Классификация взрывоопасных зон в соответствии с техническими регламентами
В зависимости от частоты и длительности присутствия взрывоопасной смеси взрывоопасные зоны подразделяются на следующие классы:
класс 0 - зоны, в которых взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или хотя бы в течение одного часа;
класс 1 - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы электродвигателей выделяются горючие газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей, образующие с воздухом взрывоопасные смеси;
класс 2 - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы электродвигателей взрывоопасные смеси горючих газов или паров легковоспламеняющихся жидкостей с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварии или повреждения технологического оборудования;
класс 20 - зоны, в которых взрывоопасные смеси горючей пыли с воздухом имеют нижний концентрационный предел воспламенения менее 65 граммов на кубический метр и присутствуют постоянно;
класс 21 - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы электродвигателей выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр;
класс 22- зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы электродвигателей не образуются взрывоопасные смеси горючих пылей или волокон с воздухом при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр, но возможно образование такой взрывоопасной смеси горючих пылей или волокон с воздухом только в результате аварии или повреждения технологического оборудования
Методы обеспечения взрывобезопасности электродвигателей
Существует несколько методов обеспечения взрывобезопасности, цель которых - предотвратить возможность контакта внутренних искрообразующих или тепловыделяющих элементов аппаратуры с внешней взрывоопасной средой, либо препятствовать выходу наружу взрыва, возникшего внутри наружной оболочки аппаратуры путем его локализации:
В европейской классификации приводится детализация примененного в оборудовании типа взрывозащиты (она признается в РФ и встречается в сертификатах на взрывозащищенное оборудование):
Вид взрывозащиты | Основное применение | Стандарт |
|||||
Защита вида е | Клеммные и соединительные коробки, светильники, посты управления, распределительные устройства | ГОСТ Р 51330.8-99 |
|||||
Взрывонепроницаемая оболочка | Коммутирующие приборы, светильники, посты управления, распределительные устройства, пускатели электродвигателей, нагревательные элементы | ГОСТ Р 51330.1-99 |
|||||
Заполнение или продувка | Сильноточные распредшкафы, анализаторные приборы, двигатели | ГОСТ Р 51330.3-99 |
|||||
Искробезопасная электрическая цепь | Измерительная и регулирующая техника, техника сзязи, датчики, приводы | ГОСТ Р 51330.10-99 |
|||||
Уровни взрывозащиты Exi-- электрооборудования |
|||||||
Взрывоопасная зона | |||||||
Масляное заполнение оболочки | Трансформаторы, пусковые сопротивления | ГОСТ Р 51330.7-99 |
|||||
Кварцевое заполнение оболочки | Трансформаторы, конденсаторы | ГОСТ Р 51330.6-99 |
|||||
Герметизация компаундом | Коммутирующие приборы малой мощности, индикаторы, датчики | ГОСТ Р 51330.17-99 |
|||||
Отсутствие искрообразования | Зона 2 | Все устройства для зоны 2, кроме коммутирующих устройств | ГОСТ Р 51330.17-99 |
||||
Специальная защита | Этот вид взрывозащиты включает специальные методы взрывозащиты | Датчики, разрядники | ГОСТ Р 51330.17-99 |
||||
Герметическая изоляция | ГОСТ Р 51330.17-99 |
||||||
Действует следующая российская классификация уровней взрывозащиты электродвигателей:
Требуемый уровень взрывозащиты |
||
I (рудничный метан) | II (все газы) |
|
Особо взрывобезопасный |
||
Взрывобезопасный |
||
Повышенная надежность против взрыва |
||
Электродвигатели с маркировкой ia, ib, ic для категории взрывоопасности смеси II разделяются на три подкатегории категории II: IIA, IIB, IIC
Маркировка в квадратных скобках указывает на то, что это связанное оборудование. Например, маркировка IIC указывает на связанное оборудование, располагающееся во взрывоопасной зоне. Связанное оборудование, размещенное в взрывоопасной зоне и имеющее вид взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» маркируется следующим образом: Ex d IICT4.
В действующей классификации предусмотрены две категории: I и II.
Существуют три подкатегирии категории II: IIA, IIB, IIC. Каждая последующая подкатегория включает (может заменить) предшествующую, то есть, подкатегория С является высшей и соответствует требованиям всех категорий – А, В и С. Она, таким образом, является самой «строгой».
Со вступлением в силу технического регламента ТР403 предусматривается три категориии (Категория II - для газов, категория III - для пыли)
В системе МЭКEx (IECEx) предусмотрено три категории: I, II и III. Из категории II выделена пыль в III категорию.
(Категория II - для газов, категория III - для пыли)
Категории взрывоопасности смеси детализируются в зависимости от температуры самовоспламенения взрывоопасных газов и смесей. Согласно ГОСТу, действует следующая классификация по температуре самовоспламенения:
Категории IIA, IIB и IIC определяются следующими параметрами: безопасным экспериментальным максимальным зазором (БЭМЗ – максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду) и величиной МТВ (отношением минимального тока воспламенения смеси взрывоопасного газа и минимального тока воспламенения метана).
Температурный класс
Температурный класс взрывозащищенных электродвигателей определяется предельной температурой в градусах Цельсия, которую могут иметь при работе поверхности взрывозащищенных электродвигателей.
Температурный класс электродвигателей устанавливается исходя из минимальной температуры соответствующего температурного диапазона (его левой границы): электродвигатели, которые могу применяться в среде газов с температурой самовоспламенения класса Т4, должны иметь максимальную температуру элементов поверхности ниже 135°С; Т5 – ниже 100°С, а Т6 – ниже 85°С.
Класс нагревостойкости изоляции
Взрывозащищенные электродвигатели, как правило,имеют класс нагревостойкости изоляции «F» (температурный индекс 155°С) или «H» (температурный индекс 180°С) по ГОСТ 8865-93.
Взрывозащита. Взрывозащищённое оборудование.
Во всем мире приняты практически стандартные принципы взрывобезопасности. Международная Электротехничес-кая Комиссия (МЭК) дает рекомендации надлежащим центрам в США и в Европе по методам контроля аппаратуры на соответствие требованиям взрывобезопасности и методам ее сертификации. Поэтому, несмотря на различные названия стандартов (Россия - ГОСТ, Европа - ATEX, США - FM), методы классификации в разных странах совпадают. Так, что аппаратура, имеющая класс взрывозащищенности, полученный сертификационным центром США или Европы, и прошедшая там проверку, точно также получит и российский сертификат. Причемсертификация в Госгортехнадзоре России обязательна, несмотря на наличие сертификатамеждународного образца.
Сейчас в России функционируют такие ГОСТы взрывобезопасности аппаратуры радиосвязи: 112.020; 12.2.020; 22782.1 - 22782.6. В странах Европы - ATEX, а в Соединенных Штатах Америки — ANSI/UL-913, которые разработаны национальным институтом стандартов США.
Специалистами эксплуатирующей или проектной организации совместно с технологами, выясняется класс взрывоопасной зоны. На основании чего выбирается электрооборудование.
В соответствии с российскими нормативными документами выделяются следующие взрывоопасные зоны :
В нормативных документах указываются геометрические размеры каждого класса зон.
Взрывозащищённое оборудование, работающее в зоне определенного класса должно иметь надлежащую степень взрывозащиты.
Уровень взрывозащищенности оборудования ВЗИПо уровню взрывозащищенности электрооборудование в России подразделяется на три класса,обозначающихся 2, 1 и 0:
В Российской Федерации уровень взрывозащищенности электрооборудования ставится впереди европейской маркировки взрывозащищенности электрооборудования. (2, 1 или 0)
Методика обеспечения взрывобезопасности основана либо на предотвращении контакта внутренних деталей аппаратуры, выделяющих тепло и искру, с внешней взрывоопасной средой, либо направлена на локализацию возникшего взрыва внутри оболочки, препятствуя его выходу наружу. Таких методов существует несколько:
Существует следующая детализация используемого в оборудовании типа взрывозащиты, по
европейской классификации (ее признают в России и используют в сертификатах на
взрывозащищенное оборудование):
Российская классификация уровней взрывозащиты оборудования выглядит так:
| Категория взрывоопасности смеси | Требуемый уровень взрывозащиты | |
| I (рудничный метан) | II (все газы) | |
| Иа | ia | Особо взрывобезопасный |
| Иb | ib | Взрывобезопасный |
| Иc | ib | Повышенная надежность против взрыва |
Категории взрывоопасности смеси
Существуют две категории взрывоопасности смеси: I и II. I-я категория выдвигает требования к оборудованию, которое используют в шахтах и рудниках, имеющих угрозу взрыва рудничного метана.
У I I-й категории различают три подкатегории: IIA, IIB, IIC. Каждая следующая подкатегория включает в себя и предыдущую. То есть подкатегория С, являясь самой «строгой», включает в себя требования всех категорий - А, В и С.
Категории взрывоопасности смеси детализируют, учитывая температуру самовоспламенения взрывоопасных смесей и газов.
Согласно действующему ГОСТу классификация по температуре самовоспламенения выглядит так:
Требования, предъявляемые к аппаратуре, учитывающие категорию взрывоопасности газовых смесей и температуру самовоспламенения смесей газов.
Категория IIC взрывоопасности смеси применяется к группам:
Дополнительная информация.
Категории IIA, IIB и IIC определяются следующими параметрами: безопасным экспериментальным максимальным зазором (БЭМЗ - максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду) и величиной МТВ (отношение минимального тока воспламенения смеси взрывоопасного газа к минимальному току воспламенения метана).
Температурный класс
Температурный класс электрооборудования определяют максимально возможной температурой по шкале Цельсия, до которой, при выполнении работы, могут нагреться поверхности взрывозащищенного оборудования.
Устанавливают температурный класс оборудования, отталкиваясь от наименьшей температуры соответствующего температурного диапазона (его левой границы):
оборудование, применяемое в среде газов, имеющих температуру самовоспламенения класса Т4,должно иметь наиболее высокую температуру поверхности ниже 135 градусов; Т5 - ниже 100, а Т6 - ниже 85.
1ExdIIAT3
Ex - знак взрывозащищенного оборудования по стандарту CENELEC; d - тип взрывозащиты (взрывонепроницаемая оболочка); IIB - категория взрывоопасности газовой смеси II вариант В (см. выше); T4 - группа смеси по С).°температуре воспламенения (температура не выше 135)
Обозначения взрывозащищенности по американскому стандарту FM
Factory Mutual (FM) отличается от европейского и российского стандартов не по сути, но по форме записи. Здесь также фигурируют условия применения аппаратуры: Class - класс взрывоопасности среды, Division - условия эксплуатации оборудования, Group - группы смеси по температуре самовоспламенения.
Class имеет значения I, II, III: Class I - взрывоопасные смеси газов и паров, Class II - горючая пыль, Class III - горючие волокна.
Division имеет значения 1 и 2: Division 1 - подобие зоны В1(В2) - взрывоопасная смесь наличествует при обычных условиях работы; Division 2 - подобие зоны В1А (В2А) - взрывоопасная смесь появляется только в связи с аварией или нарушением технологии.
Для работы в зоне Div.1 требуется особое оборудование (в терминах стандарта - intrinsically safe), а для работы в зоне Div.2 - оборудование класса Non-Incendive.
Взрывоопасные воздушные смеси, газы, пары делятся на 7 подгрупп, имеющих аналоги в российском и европейском стандартах:
Электрические аккумуляторы, с сертификацией FM, применяют в следующих случаях:
АТЕХ - новый европейский стандарт взрывозащищенного оборудования
С 1 июля 2003 года старая классификация CENELEC заманена новым стандартом АТЕХ.
Новая классификация действует на территории европейских стран в соответствии с директивой Евросоюза 94/9/EC.
АТЕХ - сокращение от ATmospheres Explosibles, что переводится как взрывоопасные смеси газов.
Требования АТЕХ относятся к механическому, электрическому оборудованию и защитным средствам, которые возможно будут использоваться во взрывоопасной атмосфере, на земле и под землей.
В стандарте АТЕХ предъявлены более строгие требования стандартов EN50020/EN50014 в части IS (Intrinsically Safe) оборудования. Эти требования выражаются:
Можно рассмотреть на примере, как маркируется взрывозащищенное оборудование по АТЕХ.
Возьмем: II 2 G EEx ib IIB T4
Ex в шестиграннике - обозначает маркировку взрывозащищенного оборудования по АТЕХ. Далее идет группа оборудования:
Третий элемент - представляющий арабскую цифру - это допустимая зона работы оборудования, она принимает значения от 0 до 2:
Четвертый элемент:
: G - для газов, D - для горючих пылей, волокон и взвесей.
