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.
Ех-оборудование - общий термин, применяющийся к Ех-изделиям (устройствам), компонентам и системам.
ВАЖНО ЗНАТЬ
Опасность взрыва возникает при одновременном наличии следующих источников:
1.
воздуха
2.
горючей пыли / горючих газов
3.
активных источников воспламенения
Взрывоопасная атмосфера может возникнуть при соединении горючей пыли, горючих газов или паров с воздухом. Также должен присутствовать активный источник воспламенения, способный зажечь эту атмосферу.
В качестве активных источников воспламенения рассматриваются:
огонь, пла мя, жар
искровые, дуговые и тлеющие
электрические разряды
искры от механического
воздействия
электростатические
разрядные искры
горячие поверхности,
адиабатическое сжатие
В настоящее время на территории РФ и Таможенного Союза одновременно действуют несколько нормативных документов, содержащих определения взрывоопасных зон и регламентирующих процесс выбора вида взрывозащиты допускаемого для использования в каждой из взрывоопасных зон - ПУЭ, глава 7.3. и серия стандартов ГОСТ Р и ГОСТ ТС, разработанных на базе стандартов МЭК 60079 и МЭК 61241. Определения, действующие в ПУЭ и ГОСТ значительно отличаются. На сегодняшний день разработан проект СП "ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ. ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ", объединяющий требования этих нормативных документов.
Класс взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборудования, определяется технологами совместно со специалистами проектной или эксплуатирующей организации. Нормативные документы содержат определение геометрических размеров каждого класса зон.
Современная классификация зон для газов и паров включает зоны трех классов: 0, 1 и 2, но практика показала, что общая классификация зон одновременно для газа и пыли является неприемлемой. В отличие от зон для газа или пара, зоны, опасные по воспламенению горючей пыли, не могут быть классифицированы в зависимости от нормальных или аварийных условий и от времени. Усиленная вентиляция может привести к появлению облаков пыли и поэтому увеличить, а не уменьшить опасность.
Зона 20 |
Зона 21 |
Зона 22 |
||
Зона, в которой горючая пыль в виде облака присутствует постоянно или частично при нормальном режиме работы оборудования в количестве, способном произвести концентрацию, достаточную для взрыва горючей или воспламеняемой пыли в смесях с воздухом, и/или где могут формироваться слои пыли произвольной или чрезмерной толщины. Это может быть облака внутри области содержания пыли, где пыль может образовывать взрывчатые смеси часто или на длительный период времени. | Зона, не классифицируемая как зона класса 20, в которой горючая пыль в виде облака не может присутствовать при нормальном режиме работы оборудования в количестве, способном произвести концентрацию, достаточную для взрыва горючей пыли в смесях с воздухом. Эта зона может включать кроме прочих, области в непосредственной близости от накопления пыли или мест освобождения и области, где присутствуют облака пыли, в которых при нормальном режиме работы может создаться концентрация, достаточная для взрыва горючей пыли в смесях с воздухом. | Зона, не классифицируемая как зона 21, в которой облака горючей пыли могут возникать редко и сохраняются только на короткий период или в которых накопление слоев горючей пыли может иметь место при ненормальном режиме работы, что может привести к возникновению способных воспламеняться смесей пыли в воздухе. Если, исходя из аномальных условий, устранение накоплений или слоев пыли не может быть гарантированно, тогда зону классифицируют как зону класса 21. Эта зона может включать, кроме прочих, области вблизи оборудования, содержащего пыль, из которого пыль может улетучиваться через места утечки и образовывать отложения (например помещения, в которых пыль может улетучиваться со станка (фрезы) и затем оседать). |
ГОСТ 31610.10-2012/IEC 60079-10:2002
СП 42 3.1325800.2018
Зона класса 0 – пространство внутри помещения или емкости технологического аппарата (технологический аппарат, насос, резервуар, труба и т.д.), в которых взрывоопасная газопаровоздушная смесь присутствует постоянно и распространяется по всему помещению или емкости.
Зона класса 1 – пространство внутри помещения либо у наружной установки, в котором выделяются взрывоопасные горючие газы и пары ЛВЖ в количествах и со свойствами, позволяющими образовывать с воздухом взрывоопасные смеси в пределах между нижним и верхним концентрационными пределами диапазона воспламенения при ведении технологического процесса в нормальных условиях. Зона 1 разбивается на зоны 1а и 1г .
Зона класса 1а – зона, расположенная в помещении, в котором выделяются горючие газы и пары ЛВЖ в количествах и со свойствами, позволяющими образовывать с воздухом взрывоопасные смеси в пределах между нижним и верхним концентрационными пределами диапазона воспламенения при ведении технологического процесса в нормальных условиях.
Зона класса 1г – пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры), эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.
К зонам класса 1г также относятся:
пространства у проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений со взрывоопасными зонами класса 0;
пространства у наружных ограждающих конструкций, если на них расположены устройства для выброса воздуха из систем вытяжной вентиляции помещений со взрывоопасными зонами любого класса или если они находятся в пределах наружной взрывоопасной зоны;
пространства у предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и технологических аппаратов с горючими газами и ЛВЖ.
Зона класса 2 – пространство внутри помещения либо у наружной установки, в котором взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела диапазона воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются или возникают редко или в результате аварий или неисправностей и сохраняются очень непродолжительное время. Зона 2 разбивается на зоны 2а , 2б и 2г
Зона класса 2а – зона, расположенная в помещении, в котором при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела диапазона воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.
Зона класса 2б – зона, расположенная в помещении, в котором при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей:
1) Горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом диапазона воспламенения (15 % и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях по ГОСТ 12.1.005 (например, машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок).
2) Помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых по условиям технологического процесса исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, при воспламенении которого развивается расчетное избыточное давление взрыва, превышающее 5 кПа, и имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения. Взрывоопасная зона условно принимается от отметки 0,75 общей высоты помещения, считая от уровня пола, но не выше кранового пути при его наличии (например, помещения электролиза воды, зарядные станции тяговых и стартерных аккумуляторных батарей).
К классу 2б относятся также зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в небольших количествах, недостаточных для создания взрывоопасной смеси в объеме, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа, и в которых работа с горючими газами и ЛВЖ проводится без применения открытого пламени. Эти зоны не относятся к взрывоопасным, если работа с горючими газами и ЛВЖ проводится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами.
Зона класса 2г – пространства у наружных установок, в которых взрывоопасные смеси горючих газов не образуются либо возникают редко или в результате аварий или неисправностей и сохраняются очень непродолжительное время.
К зонам класса 2г также относятся пространства у проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений со взрывоопасными зонами класса 1a. Для наружных взрывоопасных установок взрывоопасная зона класса 2г распространяется на 0,5 м по горизонтали и вертикали от проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений со взрывоопасными зонами класса 1а.
Зона класса 20а, 21а, 22а – воздушные взвеси частиц горючей металлической пыли вне зависимости от ее электрической проводимости либо пыль с подобными характеристиками опасности, имеющая сопротивление менее 100 кОм, (электропроводящая пыль).
Зона класса 20б, 21б, 22б – смеси, содержащие горючую пыль сажи, древесного угля или кокса с содержанием горючего вещества более 8 % объема, или взвеси, имеющие сопротивление от 100 до 100 000 Ом, (непроводящая пыль).
Зона класса 20в, 21в, 22в – взвеси горючей зерновой пыли и пыли, имеющие сопротивление более 100 000 Ом, (горючие летучие частицы).
ВАЖНО ЗНАТЬ:
С 25 июня 2019г. вступает в силу Свод правил СП 42 3.1325800.2018 «Электроустановки низковольтные зданий и сооружений. Правила проектирования во взрывоопасных зонах», утвержденный Приказом Министерства строительства и жилищного хозяйства РФ№ 845/пр от 24.12.2018г.
Данный Свод правил объединят требования к проектированию во взрывоопасных зонах таких нормативных документов как ТР ТС 012/2011, Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" и Правила устройства электроустановок гл. 7.3.
СП 42 3.1325800.2018 позволяет устранить противоречия в классификации взрывоопасных, так как в соответствии с действующими ранее классификациями Зоны класса В-1а и В-1б не могут определяться как Зона 2 так как сама возможность возникновения аварии с юридической стороны не определена как величина частоты возникновения и длительности присутствия взрывоопасной смеси (Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности").
Тем не менее, для Зон класса В-Iа и В-Iб необходимо применять оборудование, предназначенное для использования как минимум в Зоне 2 (уровень взрывозащищенности оборудования 2). Для исключения ошибок при определении соответствия зон, оборудование для Зон класса В-Iг должно иметь класс взрывозащищенности, соответствующий Зоне 1 (уровень взрывозащищенности оборудования 1), т.к. Зона В-Iг частично перекрывает Зону 1.
Для Зон класса В-I необходимо применять только оборудование, предназначенное для эксплуатации в Зоне 1 или Зоне 0 (уровень взрывозащищенности оборудования 1 или 0). Оборудование, предназначенное для эксплуатации в Зоне 2 применять в зоне класса В-I недопустимо.
В части Зоны В-I, в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени допускается использовать только оборудование, предназначенное для эксплуатации в Зоне 0 (уровень взрывозащищенности оборудования 0).
Разработанный Свод правил убирает не только противоречия в классификации взрывоопасных зон, но и регламентирует какой именно вид взрывозащиты допустимо применять в каждой взрывоопасной зоне.
Оборудование, предназначенное для работы в пределах зоны того или иного класса, должно иметь соответствующий уровень взрывозащищенности.
Согласно устаревшему но действующему российскому нормативному документу ПУЭ Главе 7.3 и федеральному закону от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности", выделяют следующие классы взрывоопасных зон:
Знак взрывозащищенного оборудования соответствующего требованиям стандартов ТР ТС |
Знак взрывозащищенного оборудования соответствующего требованиям стандартов ТР ТС |
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 |
РН2 – рудничное нормальное (невзрывозащищенное) с изоляцией уровня 2. Оборудование рассчитано для работы при относительной влажности окружающей среды (98±2)% (с конденсацией влаги) при температуре (25±2)°С и соответствцет требованиям стандарта ГОСТ Р 24754-2013 |
РП – рудничное повышенной надежности против взрыва (уровень взрывозащиты 2) |
РВ – рудничное взрывозащищенное электрооборудование (уровень взрывозащиты 1) |
РО – рудничное особовзрывобезопасное (уровень взрывозащиты 0) |
По виду взрывозащиты: |
В – взрывонепроницаемая оболочка |
1В – электрооборудование с напряжением до 100 В (ток к.з не более 100А) |
2В – электрооборудование с напряжением свыше 100 В до 220 В (ток к.з свыше 100А до 600А) |
3В – электрооборудование с напряжением свыше 220 В до 1140 В (ток к.з свыше 100А) |
4В – электрооборудование с напряжением свыше 1140 В (ток к.з свыше 100А) |
К – кварцевое заполнение оболочки |
М – масленое заполнение оболочки |
А – автоматическое отключение напряжения с токоведущих частей |
И – искробезопасная цепь |
е(П) – дополнительные меры против дуговых разрядов, напряжения, повышенной тем-ры |
С – специальные виды защиты |
Уровни взрывозащищенности электрооборудования имеют в российской классификации обозначения 2, 1 и 0:
Степень взрывозащищенности оборудования (2, 1, или 0) ставится в РФ как первая цифра перед европейской маркировкой взрывозащищенности оборудования.
Все известные и применяемые на практике методы защиты направлены на уменьшение риска взрыва до приемлемого уровня. При этом если система сконструирована правильно, то единичная неисправность в любом ее компоненте не должна приводить к возникновению взрыва.
В общем случае все методы обеспечения взрывозащиты можно условно разделить на четыре основные группы:
1. Методы взрывозащиты, направленные на снижение вероятности возникновения электрической искры.
По данному методу реализуются следующее виды защиты:
-
Взрывозащита вида "е" (повышенная безопасность)
- Взрывозащита вида "n"
- Взрывозащита вида "s" (специальный)
2. Методы взрывозащиты, направленные на изоляцию электрических цепей от взрывоопасных смесей.
Метод подразумевает заключение электрических цепей в специальные оболочки, заполненные газообразным, жидкостным или твердым диэлектриком так, чтобы взрывоопасная смесь не находилась в контакте с электрическими цепями.
По данному методу реализуются следующие виды взрывозащиты:
-
Взрывозащита вида "m" - заливка специальным компаундом;
- Взрывозащита вида "о" - масляное заполнение оболочки;
- Взрывозащита вида "q" - заполнение оболочки кварцевым песком;
- Взрывозащита вида "р" - заполнение или продувка оболочки взрывобезопасным газом под избыточным давлением.
3. Методы взрывозащиты, направленные на сдерживание взрыва.
По данному методу реализована взрывозащита вида "d" (взрывозащитная оболочка).
Данный метод подразумевает, что электрические цепи помещены в специальную прочную оболочку с малым зазором. При этом не исключается контакт электрических цепей с взрывоопасной смесью и возможность ее воспламенения, но при этом гарантируется, что оболочка сдерживает возникшее в результате взрыва избыточное давление, т.е. вспышка не выходит за пределы ограничений взрывонепроницаемой оболочки. Поскольку раскаленные газы имеют различную проникающую способность, то здесь принимаются во внимание подгруппы газов.
Испытания на взрывонепроницаемость по водороду взрывозащищенной коробки CCFE. Установлен фланцевый зазор 60 микрон.
Испытания на взрывонепроницаемость по водороду взрывозащищенной коробки CCFE. Намеренное нарушение взрывозащиты установкой недопустимого фланцевого зазора в 100 микрон.
При проведении испытаний на соответствие взрывозащищённых оболочек стандарту ГОСТ Р 52350.1-2005 выставляются полуторакратные зазоры допустимых величин, указанных в сводной таблице ГОСТ Р 52350.1-2005 "Минимальная длина соединения и максимальный зазор для оболочек подгруппы IIС". Зазор, согласно ГОСТ Р 52350.1-2005 для взрывонепроницаемых оболочек объемом более 2000 см 3 , эксплуатируемых в газовоздушной смеси с содержанием водорода, составляет 40 микрон .
По данному методу реализована защита вида "i" (искробезопасная цепь). Данный метод подразумевает, что в случае возникновения искры ее мощности будет недостаточно для воспламенения взрывоопасной смеси. Однако данный метод не исключает контакта взрывоопасной смеси с электрическими цепями.
Вид и принцип взрывозащиты |
Маркировка | Схема | Основное применение | Стандарт | Зона |
Взрывонепроницаемая оболочка. Распространение взрывов во внешнюю среду исключено | Ex d (Ex da, Ex db, Ex dc) |
Клеммные и соединительные коробки, коммутирующие приборы, светильники, посты управления, распределительные устройства, пускатели, электродвигатели, нагревательные элементы, шкафы управления, IT оборудование. Оборудование предназначено для категории взрывоопасной смеси I для работы в шахтах и рудниках, где имеется опасность взрыва рудничного метана и смеси II для работы в условиях возможного образования промышленных взрывоопасных смесей газов и пыли (по последней классификации категория III - для пыли). Оборудование для группы II подразделяется на три подгруппы: IIA, IIB, IIC |
ГОСТ 30852.1-2002 ГОСТ IEC 60079-1-2011 ГОСТ IEC 60079-1-2013 |
Зона 1, Зона 2 | |
Защита вида е. Исключение искры или повышенной температуры, дуговых разрядов |
Ex e | Клеммные и соединительные коробки, светильники, посты управления, распределительные устройства, нагревательные элементы | ГОСТ 30852.8-2002 ГОСТ 31610.7-2012/ IEC 60079-7:2006 ГОСТ Р МЭК 60079-7-2012 |
Зона 1, Зона 2 | |
Искробезопасная электрическая цепь. Ограничение энергии искры или повышенной температуры |
Ex ia Ex ib Ex ic |
Измерительная и регулирующая техника, техника связи, датчики, приводы, аккумуляторные фонари. Оборудование предназначено для категории взрывоопасной смеси I для работы в шахтах и рудниках, где имеется опасность взрыва рудничного метана и смеси II для работы в условиях возможного образования промышленных взрывоопасных смесей газов и пыли (по последней классификации категория III - для пыли). Оборудование с видом взрывозащиты ia, ib, ic для группы II подразделяется на три подгруппы: IIA, IIB, IIC |
ГОСТ 30852.4-2002 ГОСТ 30852.10-2002 ГОСТ 31610.11-2012/ IEC 60079-11:2006 ГОСТ 31610.11-2014 ГОСТ Р МЭК 60079-11-2010 ГОСТ Р МЭК 60079-27-2012 ГОСТ Р 52350.25-2006 ГОСТ Р МЭК 60079-25-2012 |
Зона 0 - ia Зона 1 - ia, ib Зона 2 - ia, ib, ic |
|
Заполнение или продувка. Ex – атмосфера изолирована от источника возгорания |
Ex pv Ex px Ex py Ex pz |
ГОСТ 30852.3-2002 ГОСТ IEC 60079-2-2011 ГОСТ IEC 60079-2-2013 ГОСТ 30852.12-2002 ГОСТ 30852.15-2002 ГОСТ Р МЭК 60079-13-2010 ГОСТ 31610.13-2014 |
Зона 1, Зона 2 | ||
Герметизация компаундом. Ex – атмосфера изолирована от источника возгорания |
Ex ma Ex mb Ex mc |
Коммутирующие приборы малой мощности, индикаторы, датчики. Оборудование с видом взрывозащиты ma, mb, mc для группы II подразделяется на три подгруппы: IIA, IIB, IIC | ГОСТ 30852.17-2002 ГОСТ Р МЭК 60079-18-2012 ГОСТ Р 52350.18-2006 |
Зона 1, Зона 2 | |
Масляное заполнение оболочки. Ex – атмосфера изолирована от источника возгорания |
Ex o | Трансформаторы, пусковые сопротивления, IT оборудование | ГОСТ 30852.7-2002 ГОСТ 31610.6-2015/ IEC 60079-6:2015 ГОСТ Р МЭК 60079-6-2012 |
Зона 1, Зона 2 | |
Заполнение оболочки порошком. Распространение взрыва во внешнюю среду исключено |
Ex q | Трансформаторы, конденсаторы, индикаторы | ГОСТ 30852.6-2002 ГОСТ 31610.5-2012 ГОСТ Р МЭК 60079-5-2012 |
Зона 1, Зона 2 | |
Вид защиты n. Оборудование и компоненты не имеют зажигательную способность. Дополнительная защита от искровых и дуговых разрядов, а также нагретых поверхностей |
Ex n | Оборудование Ex n подразделяется на пять типов: А - для неискрящего электрооборудования; С - для искрящего электрооборудования, контакты которого имеют взрывозащиту, за исключением взрывозащиты с использованием оболочки с ограниченным пропуском газов, оболочки под избыточным давлением защитного газа n или искробезопасной цепи n; R - для оболочек с ограниченным пропуском газов; L - для искробезопасных цепей n и искробезопасного электрооборудования n; Z - для оболочек под избыточным давлением n. Оборудование с маркировкой nС или nL для группы II подразделяется на три подгруппы: IIA, IIB, IIC |
ГОСТ 30852.14-2002 ГОСТ Р МЭК 60079-15-2010 ГОСТ 31610.15-2012 ГОСТ 31610.15-2014/ IEC 60079-15:2010 |
Все устройства для Зоны 2 |
|
Специальная защита. Для снижения вероятности возникновения электрической искры |
Ex s | Этот вид взрывозащиты может обеспечиваться следующими средствами: заключением электрических цепей в герметичную оболочку со степенью защиты IР67; герметизацией электрооборудования материалом, обладающим изоляционными свойствами (компаундами, герметиками); воздействием на взрывоопасную смесь устройствами и веществами для поглощения или снижения концентрации последних; и другими способами |
ГОСТ 22782.3-77 ГОСТ 31610.33-2014 |
Все устройства для Зоны 1 и Зоны 2 |
|
Защита оборудования и систем, передающих оптическое излучение. Воспламенение от нагретых излучением поверхностей и вследствие индуцированного лазером пробоя в газе в фокусе интенсивного пучка исключены |
Ex op is Ex op pr Ex op sh |
Оптическое оборудование (лампы, лазеры, светодиоды, волоконные световоды и т. д.), техника связи, геодезии, контрольные и измерительные приборы | ГОСТ 31610.28-2012/ IEC 60079-28:2006 |
Зона 0 - op is, op pr Зоны 1, 2 - op is, op pr, op sh |
Вид и принцип взрывозащиты |
Маркировка | Схема | Основное применение | Стандарт | Зона |
Защита от воспламенения пыли. Защита оболочкой и ограничением температуры поверхности | Ex ta Ex tb Ex tc |
IP6X / IP5X |
Оболочка должна предотвращать попадание горючей пыли на нагретые/искрящие части оборудовния. Для оборудования «ta» дополнительно принимаются меры по ограничению температуры оборудования | ГОСТ Р МЭК 60079-31-2010 ГОСТ IEC 60079-31-2013 |
Зона 20 - ta Зона 21 - ta, tb Зона 22 - ta, tb, tc |
Герметизация компаундом. Источники возгорания изолированы от взрывоопасной среды |
Ex ma, Ex maD Ex mb, Ex mbD Ex mc |
Коммутирующие приборы малой мощности, индикаторы, датчики |
ГОСТ Р 52350.18-2006 ГОСТ IEC 61241-18-2011 ГОСТ Р МЭК 60079-18-2012 |
Зона 20 – ma, maD Зона 21 - ma, maD, mb, mbD Зона 22 - ma, maD, mb, mbD, mc |
|
Искробезопасная электрическая цепь. Ограничение энергии искры или повышенной температуры |
Ex iaD, Ex ia Ex ibD, Ex ib Ex ic |
Измерительная и регулирующая техника, техника связи, датчики, приводы, аккумуляторные фонари | ГОСТ IEC 61241-11-2011 |
Зона 20 – ia, iaD Зона 21 – ia, iaD, ib, ibD Зона 22 – ia, iaD, ib, ibD, ic |
|
Заполнение или продувка. Ex – атмосфера изолирована от источника возгорания |
Ex pxb |
Сильноточные распределительные шкафы, высоко интегрированное IT оборудование, анализаторные приборы, сверхмощные электродвигатели | ГОСТ IEC 60079-2-2013 ГОСТ Р МЭК 60079-13-2010 ГОСТ 31610.13-2014 ГОСТ IEC 61241-0-2011 |
Зона 21 - Ex pxb, Ex px, Ex pyb, Ex py |
Действует следующая российская классификация уровней взрывозащиты оборудования:
Требуемый уровень взрывозащиты |
||
I (рудничный метан) |
II (все газы) |
|
В предыдущей классификации предусмотрены две категории: I и II.
Категория I определяет требования к оборудованию, предназначенному 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.
Существуют три подкатегории 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)
В системе NEC и CEC предусмотренна более расширенная классификация взрывоопасных смесей газов и пыли для обеспечения большей безопасности по классам и подгруппам (Class I Group A; Class I Group B; Class I Group C ;Class I Group D ;Class I Group E; Class II Group F; Class II Group G). Так например, для угольных шахт изготавливается с двойной маркировкой: Class I Group D (для метана); Class II Group F (для угольной пыли).
Для многих распространенных взрывоопасных смесей экспериментальным путем построены так называемые характеристики воспламенения. Для каждого топлива существует минимальная энергия поджигания (МЭП), которая соответствует идеальной пропорции топлива и воздуха, в которой смесь легче всего воспламеняется. Ниже МЭП поджигание невозможно при любой концентрации. Для концентрации ниже, чем величина, соответствующая МЭП, количество энергии, требующейся для воспламенения смеси, увеличивается до тех пор, пока значение концентрации не станет меньше значения, при котором смесь не может воспламениться из-за малого количества топлива. Эта величина называется нижней границей взрыва (НГВ). Аналогичным образом при увеличении концентрации количество необходимой для воспламенения энергии растет, пока концентрация не превысит значения, при котором воспламенение не может произойти из-за недостаточного количества окислителя. Это значение называется верхней границей взрыва (ВГВ).
С практической точки зрения, НГВ является более важной и существенной величиной, чем ВГВ, потому что она устанавливает в процентном отношении минимальное количество топлива, необходимого для образования взрывоопасной смеси. Эта информация важна при классификации опасных зон.
Взрывоопасные смеси |
Классификация аппаратуры |
Энергия поджигания |
|
ГОСТ Р, ATEX |
NEC, CEC |
||
Метан | Группа I (шахты) |
||
Ацетилен | Группа IIC |
||
Водород | Группа IIC |
||
Этилен | Группа IIB |
||
Пропан | Группа IIA |
||
Металлическая пыль | Class I, Group E |
||
Угольная пыль | Class II Group F |
Наиболее легко поджигаемые |
|
Зерновая пыль | Class II Group G |
Согласно ГОСТу, действует следующая классификация по температуре самовоспламенения:
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 (отношением минимального тока воспламенения смеси взрывоопасного газа и минимального тока воспламенения метана).
Если электрооборудование, отнесенное к определенной категория смеси, также предназначено и для применения одного конкретного газа, сразу за обозначением группы должна быть указана химическая формула газа, при этом оба знака должны быть разделены знаком «+».
Пример
- "IIBT5 + H 2 "
Так же в маркировке оборудования могут указываться газы, в газовоздушной среде которых эксплуатация данного оборудования невозможна.
Пример
-
"IICT5 (кроме ацетилена)"
Температурный класс.
Температурный класс электрооборудования определяется предельной температурой в градусах Цельсия, которую могут иметь при работе поверхности взрывозащищенного оборудования.
Температурный класс оборудования устанавливается исходя из минимальной температуры соответствующего температурного диапазона (его левой границы): оборудование, которое может применяться в среде газов с температурой самовоспламенения класса Т4, должно иметь максимальную температуру элементов поверхности ниже 135 градусов; Т5 – ниже 100, а Т6 – ниже 85.
Обеспечивая защиту от горючей пыли, необходимо учитывать температуру ее воспламенения. Температура поверхности оболочки, обозначенная на шильде, должна быть меньше исходной температуры самовоспламенения пыли.
Тип горючей пыли |
Облако [°C] |
Слой [°C] |
Алюминий | 590 | >450 |
Угольная пыль | 380 | 225 |
Мука | 490 | 340 |
Зерновая пыль | 510 | 300 |
Метилцеллюлоза | 420 | 320 |
Феноло-альдегидный полимер |
530 | >450 |
Полиэтилен | 420 | плавление |
ПВХ | 700 | >450 |
Сажа | 810 | 570 |
Крахмал | 460 | 435 |
Сахар | 490 | 460 |
Обозначения взрывозащищенности по американскому стандарту FM.
Factory Mutual (FM) по своей сути тождественны европейскому и российскому стандартам, но отличаются от них по форме записи. В американском стандарте также указываются условия применения аппаратуры: класс взрывоопасности среды (Class), условия эксплуатации (Division) и группы смеси по их температуре самовоспламенения (Group).
Class может иметь значения I, II, III: Class I – взрывоопасные смеси газов и паров, Class II – горючая пыль, Class III – горючие волокна.
Division может иметь значения 1 и 2: Division 1 – это полный аналог зоны В1(В2) - взрывоопасная смесь присутствует при нормальных условиях работы; Division 2 – аналог зоны В1А (В2А), в которой взрывоопасная смесь может появиться только в результате аварии или нарушений технологического процесса.
Для работы в зоне Div.1 требуется особо взрывобезопасное оборудование (в терминах стандарта - intrinsically safe), а для работы в зоне Div.2 - взрывобезопасное оборудование класса Non-Incendive.
Взрывоопасные воздушные смеси, газы, пары образуют 7 подгрупп, у которых есть прямые аналогии в российском и европейском стандартах:
Виды и стандарты взрывозащиты в соответствии с FM стандартами.
Method of protection (Вид взрывозащиты) |
Code (Маркировка) |
Standard (Стандарт) |
Permitted use (Зона) |
Flameproof
|
FM 3600* (ISA S12.22.01) |
||
Increased Safety
|
FM 3600* (ISA S12.16.01) |
||
Intrinsic
Safety
|
Class 1 Division 1 |
||
Powder
Filled
|
FM 3600* (ISA S12.25.01) |
||
Oil
Immersion
|
FM 3600* (ISA S12.26.01) |
||
Encapsulation
|
FM 3600* (ISA S12.23.01) |
||
Pressurized
|
Class 1 Division 1 |
||
Class 1 Division 1 |
|||
Class 1 Division 2 |
|||
Non-incendive
|
Class 1 Division 2 |
||
Explosionproof
|
Class 1 Division 1 |
ExdIIBT4
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 температуре воспламенения (температура не выше 135 С°)
В соответствии с директивой Евросоюза 94/9/EC с 01 июля 2003 года вводится новый стандарт АТЕХ. Новая классификация заменит старую CENELEC и вводится в действие на территории европейских стран.
АТЕХ – сокращение от ATmospheres Explosibles (взрывоопасные смеси газов). Требования АТЕХ распространяются на механическое, электрическое оборудование и защитные средства, которые предполагается использовать в потенциально взрывоопасной атмосфере, как под землей, так и на поверхности земли.
В стандарте АТЕХ ужесточены требования стандартов EN50020/EN50014 в части IS (Intrinsically Safe) оборудования. Эти ужесточения предусматривают:
Классификационную маркировку взрывозащищенного оборудования по АТЕХ рассмотрим на следующем примере:
Четвертый элемент: G – для газов, D – для горючих пылей, волокон и взвесей.
Дальнейшие символы (после Ех) были рассмотрены ранее.
1. Взрывозащищенное оборудование имеет сертификаты одной из испытательных лабораторий стран ЕС. Ex в шестиграннике – маркировка взрывозащищенного оборудования по АТЕХ.
2. Область применения:
I - подземные выработки (шахтное)
II - наземное применение (химиндустрия, НХЗ, НПЗ и т. п)
3. Категория зоны:
1 - постоянное присутствие взрывоопасных веществ (более 1000 часов в год). Используется при частом возникновении взрывоопасных или воспламеняющихся концентраций опасных газов или смесей (газов, взвесей).
2 - частое 10...1000 часов в год. Используется при возникновении взрывоопасных или воспламеняющихся концентраций опасных газов или смесей (газов, взвесей) лишь время от времени (например, при аварийных ситуациях)
3 - краткосрочные менее 10 часов в год. Используется при редких случаях возникновения этих ситуаций
4. Окружающая атмосфера:
G - газ;
D - пыль (для горючих пылей, волокон и взвесей)
5. Е - согласно евронормам (требования CENELEC); Ex - взрывозащищенное оборудование.
6. Классификация видов защиты:
d - взрывонепроницаемая оболочка;
e - защита вида "е" (повышенная);
о - масляное заполнение;
р - заполнение или продувка оболочки под Ризб;
q - кварцевое заполнение;
m - заполнение компаундом;
i - искробезопасная электроцепь: (данный тип взрывозащиты гарантирует, что опасная ситуация не может возникнуть в результате искры (при коротком замыкании), либо в случае внезапного обрыва цепи питания (энергия внутренней индуктивности прибора), либо в результате нагрева токонесущих проводов);
ia - опасная ситуация не может возникнуть при нормальной эксплуатации при помехах на линии и при любой комбинации двух возможных неисправностей;
ib - опасная ситуация не может возникнуть при нормальной эксплуатации, при помехах на линии и одной неисправности.
После главного вида защиты может указываться дополнительный.
7. Область применения:
I - подземные работы;
II - наземное применение;
Для видов защиты "d" и "i" в случае наземного применения вводятся подгруппы IIA, IIB и IIC (по величине БЭМЗ или МТВ).
8. Температура воспламенения:
T1 > 450 °С;
T2 = 300...450 °С;
T3 = 200...300 °С;
T4 = 135...200 °С;
T5 = 100...135 °С;
T6 = 85...100 °С.
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.
Классификация и маркировка выпускаемого оборудования КНР производится согласно ГОСТ GB 3836, ГОСТ GB 19518, ГОСТ GB 12476, ГОСТ GB/T 2900.35
Powder
II
В, с температурным классом Т4:
).
3. Примеры маркировки: III Db c T110 °C (борудования Группы III с уровнем взрывозащиты Db с видом взрывозащиты «конструкционная безопасность» для применения во взрывоопасной пылевой среде с максимальной температурой поверхности 110 °С ). 4. Примеры маркировки: II Gb d Т3/Ga с Т2 (оборудование Группы II , имеющего два уровня взрывозащиты (например, для различных частей оборудования) ). Оборудование Группы I с уровнем взрывозащиты Ма
предназначено для применения на подземных участках шахт, атакже в тех частях наземных установок шахт, которые могут подвергнуться опасности взрыва в результате воздействия рудничного газа и/или горючей пыли. Оборудование должно обеспечивать необходимый уровень взрывозащиты при нормальном режиме эксплуатации или ожидаемых или редких неисправностях, а также иметь возможность оставаться функционирующим даже при появлении взрывоопасной среды, и характеризуется следующим: Оборудование Группы I с уровнем взрывозащиты Mb
разработанно для функционирования в соответствии с установленными изготовителем эксплуатационными характеристиками и обеспечивающее высокий уровень взрывозащиты. Оборудование предназначено для применения на подземных участках шахт, а также в тех частях наземных установок таких шахт, которые могут подвергнуться опасности взрыва в результате воздействия рудничного газа и/или горючей пыли. Оборудование с уровнем взрывозащиты Mb должно иметь возможность безопасного отключения при появлении взрывоопасной среды.
Оборудование Группы II и Группы III с уровнями взрывозащиты Ga, Da
должно обеспечивать необходимый уровень взрывозащиты при нормальном режиме эксплуатации, ожидаемых и редких неисправностях оборудования и характеризуется следующими средствами защиты: Оборудование с уровнем взрывозащиты Ga
предназначено для применения в местах, где взрывоопасная среда, создаваемая смесями воздуха и газов, паров или туманов, присутствует постоянно или в течение длительных периодов времени, или часто. Оборудование Группы II и Группы III с уровнями взрывозащиты Gb, Db
должно обеспечивать необходимый уровень взрывозащиты при нормальном режиме эксплуатации и ожидаемых неисправностях оборудования. Оборудование Группы II и Группы III с уровнями взрывозащиты Gc, Dc
должно обеспечивать необходимый уровень взрывозащиты при нормальном режиме эксплуатации. В большинстве ситуаций с типичными потенциальными последствиями взрыва руководствуются следующими правилами применения электрооборудования в зонах (это не относится к шахтам, опасным по рудничному газу (метану), для которых принцип зон обычно не применяют)
Подгруппы оборудования Группы
II
Подгруппы оборудования Группы III
Обозначение группы и подгруппы оборудования:
|
31.10.2007 Введение
Основные принципы взрывобезопасности универсальны во всех странах мира. Они основаны на рекомендациях Международной Электротехнической Комиссии (МЭК), которая предложила методы проверки аппаратуры радиосвязи на соответствие этим требованиям и методы ее сертификации соответствующим центрам в Европе и в США. И хотя стандарты в разных странах имеют различные названия (ГОСТ в России, ATEX в Европе, FM в США), подходы и методы классификации у них практически совпадают. Именно поэтому, если аппаратура имеет присвоенный сертификационным центром Европы или США класс взрывозащищенности, пройдя в них соответствующую проверку, это дает основание полагать, что данная аппаратура успешно пройдет сертификацию и в Госгортехнадзоре России. Необходимо подчеркнуть, что получение российского сертификата является обязательным, независимо от наличия сертификаты международного образца.
В настоящее время в России действуют следующие ГОСТы взрывобезопасности аппаратуры связи: 112.020; 12.2.020; с 22782.1 по 22782.6. В Европе - ATEX; в США – ANSI/UL-913 американского национального института стандартов.
Классификация взрывоопасных зон
Класс взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборудования, определяется технологами совместно со специалистами проектной или эксплуатирующей организации.
Согласно российским нормативным документам выделяют следующие классы взрывоопасных зон:
Нормативные документы содержат определение геометрических размеров каждого класса зон. Оборудование, предназначенное для работы в пределах зоны того или иного класса, должно иметь соответствующий уровень взрывозащищенности.
Уровень взрывозащищенности оборудования
Уровни взрывозащищенности электрооборудования имеют в российской классификации обозначения 2, 1 и 0:
Степень взрывозащищенности оборудования (2, 1, или 0) ставится в РФ как первая цифра перед европейской маркировкой взрывозащищенности оборудования.
Методы обеспечения взрывобезопасности оборудования
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):
Действует следующая российская классификация уровней взрывозащиты оборудования:
|
В существующей 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».
Согласно ГОСТу, действует следующая классификация по температуре самовоспламенения:
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 (отношением минимального тока воспламенения смеси взрывоопасного газа и минимального тока воспламенения метана).
Температурный класс.
Температурный класс электрооборудования определяется предельной температурой в градусах Цельсия, которую могут иметь при работе поверхности взрывозащищенного оборудования.
Температурный класс оборудования устанавливается исходя из минимальной температуры соответствующего температурного диапазона (его левой границы): оборудование, которое может применяться в среде газов с температурой самовоспламенения класса Т4, должно иметь максимальную температуру элементов поверхности ниже 135 градусов; Т5 – ниже 100, а Т6 – ниже 85.
Рассмотрим пример маркировки (применявшейся в Европе до 1 июля 2003 года)согласно стандарту “CENELEC”:
Обозначения взрывозащищенности по американскому стандарту FM.
Factory Mutual (FM) по своей сути тождественны европейскому и российскому стандартам, но отличаются от них по форме записи. В американском стандарте также указываются условия применения аппаратуры: класс взрывоопасности среды (Class), условия эксплуатации (Division) и группы смеси по их температуре самовоспламенения (Group).
Class может иметь значения I, II, III: Class I – взрывоопасные смеси газов и паров, Class II – горючая пыль, Class III – горючие волокна.
Division может иметь значения 1 и 2: Division 1 – это полный аналог зоны В1(В2) - взрывоопасная смесь присутствует при нормальных условиях работы; Division 2 – аналог зоны В1А (В2А), в которой взрывоопасная смесь может появиться только в результате аварии или нарушений технологического процесса.
Для работы в зоне Div.1 требуется особо взрывобезопасное оборудование (в терминах стандарта - intrinsically safe), а для работы в зоне Div.2 - взрывобезопасное оборудование класса Non-Incendive.
Взрывоопасные воздушные смеси, газы, пары образуют 7 подгрупп, у которых есть прямые аналогии в российском и европейском стандартах:
Электрические аккумуляторы, имеющие сертификацию FM, могут применяться в следующих случаях:
АТЕХ - новый европейский стандарт взрывозащищенного оборудования.
В соответствии с директивой Евросоюза 94/9/EC с 01 июля 2003 года вводится новый стандарт АТЕХ. Новая классификация заменит старую CENELEC и вводится в действие на территории европейских стран.
АТЕХ – сокращение от ATmospheres Explosibles (взрывоопасные смеси газов). Требования АТЕХ распространяются на механическое, электрическое оборудование и защитные средства, которые предполагается использовать в потенциально взрывоопасной атмосфере, как под землей, так и на поверхности земли.
В стандарте АТЕХ ужесточены требования стандартов EN50020/EN50014 в части IS (Intrinsically Safe) оборудования. Эти ужесточения предусматривают:
Классификационную маркировку взрывозащищенного оборудования по АТЕХ рассмотрим на следующем примере: II 2 G EEx ib IIB T4
Ex в шестиграннике – маркировка взрывозащищенного оборудования по АТЕХ.
Следующий элемент маркировки определяет группу оборудования:
Четвертый элемент: G – для газов, D – для горючих пылей, волокон и взвесей.
Дальнейшие символы (после E Е х) были рассмотрены ранее.
Отличия стандарта АТЕХ от используемых в РФ категорий взрывоопасности смеси газов (класс I и II).
Различия имеются в трактовке категории II:
В настоящее время в числе самых перспективных и развивающихся отраслей промышленности можно назвать газо- и нефтедобывающую, химическую, нефтехимическую, горнодобывающую, фармацевтическую и зерноперерабатывающую. Некоторые из технологических процессов, которые применяются на предприятиях этих отраслей, связаны с возможной опасностью возникновения пожара или взрыва. Поэтому одним из важных факторов, повышающих общий уровень безопасности, является грамотно спроектированная охранно-пожарная сигнализация (ОПС). Именно такая сигнализация обеспечивает не только своевременную передачу информации о пожаре или нарушении охраняемого периметра, но и гарантирует, что сама не станет причиной пожара или взрыва. Цель этой статьи помочь проектировщику в правильном выборе приборов и устройств при проектировании системы ОПС на таких предприятиях.
Любое электрооборудование, в том числе ОПС, размещаемое во взрывоопасной зоне, должно со-ответствовать требованиям ГОСТ Р 51330.0 и ПУЭ глава 7.3 по уровню и виду взрывозащиты, а также группе и температурному классу. Все перечисленные требования уточняются экспертами при обследо-вании объекта. Группа, к которой должно принадлежать электрооборудование определяется исходя из категории взрывоопасной смеси: I - рудничный метан или II - остальные промышленные газы и пары. Поэтому электрооборудование должно принадлежать соответственно или к группе I - рудничное оборудование, предназначенное для подземных выработок шахт и рудников или к группе II - оборудование для внут-ренней и наружной установки (кроме рудничного).
Взрывозащита электрооборудования может достигаться различными способами, большинство из которых основаны на методе физической изоляции электрических контактов или горячих поверхностей от взрывоопасных смесей. К таким видам взрывозащиты относятся: герметизация компаундом - m, масляное заполнение оболочки - o, заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением - p.
В то же время существует два вида взрывозащиты которые предусматривают непосредственный контакт взрывоопасной среды с токонесущими частями электрооборудования, это искробезопасная электрическая цепь (ИБЦ) - i и взрывонепроницаемая оболочка - d. Принцип работы ИБЦ основывается на ограничении энергии, запасенной в электрической цепи до безопасного уровня, при котором исключается воспламенение ОВ даже при коротком замыкании цепи или ее обрыве, когда на оборванных контактах появляется напряжение холостого хода. Вид защиты взрывонепроницаемая оболочка основывается на идее сдерживания взрыва. То есть в данном случае допускается возникновение взрыва внутри оболочки, однако ее конструкция гаранти-рует, что не произойдет распространения взрыва во внешнюю среду.
При применении этих двух видов взрывозащиты электрооборудование категории II разделяется на три подгруппы. Это деление вызвано тем, что в зависимости от категории взрывоопасной смеси предъявляются различные требования к зазорам во взрывонепроницаемой оболочке и к уровню ограничения энергии в ИБЦ. Электрооборудование будет являться взрывозащищенным для взрывоопасной смеси определенного класса, если будут выполняться условия, указанные в таблице 1.
Деление взрывоопасных смесей на шесть групп в зависимости от температуры самовоспламенения, предъявляет дополнительные требования к электрооборудованию. Распределение взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом по категориям и группам приведено в ГОСТ Р 51330.0 приложение А и в ПУЭ таблица 7.3.3. Температурный класс электрооборудования должен выбираться исходя из требо-ваний указанных в таблице 2. Так, например, для группы смеси Т3 - бензин А-66, взрывозащищенным будет оборудование температурного класса от Т3 до Т6.
Для того чтобы установить, какой уровень взрывозащиты должны иметь составные части ОПС необходимо определить класс взрывоопасной зоны. Согласно ПУЭ п.7.3.38, класс взрывоопасной зоны должен определяться технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации. Классификация взрывоопасных зон определена в ПУЭ п.7.3.40 - 7.3.46 и зависит от концентрации, химических свойств огнеопасных веществ (ОВ) и их агрегатного состояния (газ, пар, жидкость или пыль). Класс взрывоопасной зоны также зависит от того, определено ли присутствие ОВ нормальным режимом работы или это возможно только в результате аварий или неисправностей.
Исходя из класса взрывоопасной зоны, которую должна обслуживать ОПС, определяется требуемый уровень взрывозащиты оболочки элементов ОПС как указано в таблице 3. Эти уровни разделяются на: электрооборудование повышенной надежности против взрыва, взрывобезопасное электрооборудование и особовзрывобезопасное электрооборудование. Необходимо заметить, что требование к степени защиты оболочки от проникновения воды (вторая цифра) можно изменять в зависимости от условий среды, в которой ОПС эксплуатируется. Однако при этом требование к степени защиты оболочки от проникновения пыли остается обязательным.
Выяснить к какому уровню взрывозащиты относится тот или иной элемент ОПС можно по маркировке указанной в документации и нанесенной на основной части корпуса. Правила маркировки взрывозащищенного оборудования устанавливает ГОСТ Р 51330.0-99 п.27, согласно которому условное обозначение уровня взрывозащиты ставится перед знаком "Ex", причем обозначение для приборов относящихся к группе I , то есть рудничному оборудованию, отличается от обозначения группы II, как указано в Таблице 4.
|
Для выполнения требований по уровню взрывозащиты, ГОСТ Р 51330.10-99 устанавливает дополнительное разделение взрывозащиты вида ИБЦ на уровни "ia", "ib" или "ic". Различие между этими уровнями заключаются в степени надежности этой цепи. Так, цепи уровня «ia» не должны вызывать воспламенения взрывоопасной смеси даже при двух повреждениях, нарушающих требования данного ГОСТа, цепи уровня "ib" при одном повреждения, а цепи уровня "ic" не допускают таких повреждений.
Исходя из требований ГОСТ Р 51330.0-99 п. 6.6 для достижения уровня особовзрывобезопасного оборудования и использования в зонах классов В-I и В-II, ОПС должна иметь взрывозащиту только с уровнем искробезопасности электрической цепи "ia", для достижения уровня взрывобезопасного оборудования возможно использовать ИБЦ с уровнями искробезопасности "ia" и "ib", а для достижения уровня электрооборудования повышенной надежности против взрыва ИБЦ любого уровня: "ia", "ib" или "ic".
Выбор того или иного оборудования ОПС зависит от требований конкретного объекта и в рамках одной статьи невозможно рассмотреть все возможные варианты. В наиболее общем случае ОПС состоит из приемно-контрольного прибора (ПКП), пожарных и охранных извещателей, оповещателей световых и звуковых, а также шлейфов сигнализации (ШС) и оповещения (ШО), служащих для связи извещателей и оповещателей с ПКП. При этом чаще всего извещатели и оповещатели находятся во взрывоопасной зоне, а ПКП в помещении с постоянным присутствием персонала, которое, в большинстве случаев, классифицируется как взрывобезопасная зона.
Так как ОПС имеет распределенную структуру, то одним из важнейших факторов, от которого зависит выбор всех элементов этой системы, является вид взрывозащиты шлейфов. Для этой цели применяется либо вид взрывозащиты ИБЦ, либо взрывонепроницаемая оболочка, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
При использовании взрывонепроницаемой оболочки ШС и ОС прокладываются в стальных трубах. Датчики и средства оповещения при этом также должны быть выполнены с применением такого же вида взрывозащиты, например тепловой пороговый датчик ИП 103-1В с маркировкой 1ExdIIВТ3 предприятия НПК «Эталон». К числу недостатков такого способа построения системы ОПС можно отнести высокую стоимость оборудования и монтажа, а также повышенные требования, предъявляемые к регламентному обслуживанию сигнализации. К числу очевидных преимуществ можно отнести то, что потребляемая мощность подключаемых датчиков и оповещателей не ограничивается. Это позволяет, например, применить охранные извещатели ИО209-22 с маркировкой 1ExdIIBT5X компании СПЭК. При этом возможно применение любых типов приемно-контрольных приборов, установленных вне взрывоопасной зоны.
Применение другого вида взрывозащиты ИБЦ не только к ШС, но и к ШО стало возможным благодаря тому, что происходит постоянное снижение мощности потребляемой оповещателями. Так, например, для питания светозвукового оповещателя «Роса-2SL» взрывозащищенного исполнения требуется питание напряжением 24 В и током 70 мА, что легко согласуется с требованиями, которые предъявляются к виду взрывозащиты искробезопасная электрическая цепь.
Основное преимущество такого вида взрывозащиты, как уже отмечалась, заключается в том, что такие цепи не способны генерировать искру или оказать тепловое воздействие, которое может послужить причиной взрыва. Это значительной степени облегчает техническое обслуживание, которое можно производить, даже не обесточивая шлейфы, и исключает серьезные последствия при ошибках обслуживающего персонала. ОПС, выполненная с использованием ИБЦ, не требует специального технического обслуживания связанного с взрывозащитой. При этом стоимость монтажа такой сигнализации практически не отличается от стоимости монтажа обычной ОПС.
В шлейф сигнализации такой системы при этом, возможно, подключать не только датчики, имеющие вид взрывозащиты ИБЦ, например дымовые радиоизотопные датчики фирмы System Sensor 1151EIS с маркировкой 1ExibIIВT4 Х, но и, согласно ПУЭ п. 7.3.72, любые серийно выпускаемые датчики общего назначения, не имеющие собственного источника тока, индуктивности и емкости, и если к ним к ним не подключены другие, искроопасные цепи, а также если они закрыты крышкой и опломбированы и их изоляция рассчитана на трехкратное номинальное напряжение ИБЦ, но не менее чем на 500 В.
Требования к ИБЦ определены в ГОСТ Р 51330.10-99 и в общем случае она выполняется при помощи блоков искрозащиты. Эти блоки могут выполняться или как самостоятельные устройства и устанавливаться во взрывобезопасной зоне между ПКП обычного исполнения и ШС или входить в состав ПКП взрывозащищенного исполнения, при этом внутри прибора должно быть обеспечено надежное разделение искробезопасных и не искробезопасных цепей.
Основное достоинство самостоятельных блоков и устройств искрозащиты заключается в том, что они могут быть применены практически к любой ОПС. При этом вы свободны выбрать ОПС, исходя из требований конкретного проекта по количеству ШС, оповещению или других характеристик или даже просто на основании того, что вы уже использовали приборы этого производителя. Производители адресных приборов, как правило, предоставляют блоки искрозащиты собственной разработки, способные работать только с их системами.
Преимущество ПКП имеющих блоки искрозащиты в своем составе заключается в том, что потребитель в этом случае избавляется от проблем связанных с монтажом и правильным подключением внешних блоков или устройств искрозащиты.
Все элементы и способы их применения используемые для построения блоков искрозащиты четко определены в ГОСТ Р 51330.10, однако в большинстве случаев можно выделить два наиболее часто применяемых подхода к выполнению искрозащитных барьеров.
В первом случае для выполнения блока искрозащиты используются только пассивные элементы стабилитроны резисторы и предохранители. Рекомендуемые схемы таких блоков приведены в приложении А1 ГОСТ Р 51330.10. Принцип их работы основан на ограничении стабилитронами входного напряжения. В случае если оно превышает допустимый уровень, происходит отвод излишка энергии в цепь заземления блока искрозащиты. При этом происходит резкое увеличение тока в цепи предохранителя, что приводит к его срабатыванию и разрыву цепи. Блоки искрозащиты такого типа имеют несложное схемотехническое исполнение и как следствие невысокую стоимость. В качестве примера можно привести барьер искрозащиты предназначенный для работы с электроконтактными датчиками охранной и пожарной сигнализации РИФ5А с маркировкой Exib IIC, выпускаемый заводом Теплоприбор. Существенным недостатком барьеров, выполненных таким образом, является обязательное требование к заземлению ИБЦ этих устройств, которое может со временем ухудшаться, поэтому их цепи заземления необходимо периодически контролировать. В процессе контроля может происходить размыкание или шунтирование этих цепей, что является недопустимым, если эти искробезопасные цепи находятся под напряжением.
Другой разновидностью искрозащитных барьеров являются гальванически изолированные активные разделительные устройства. В качестве примера можно привести устройство взрывозащищенное УП-КОП 135-1-1 с маркировкой ЕхiаIIСТ6 производства ЗАО ПО «Спецавтоматика» г. Бийск. Данный прибор содержит в своем составе источник питания и транслятор сигналов, который принимает сигналы из взрывоопасной зоны через изолированный тракт на основе разделительного трансформатора. Оконечный элемент, поставляемый в комплекте с устройством, имеет маркировку ОЕхiаIIСТ6 и предназначен для установки в конце ШС во взрывоопасных зонах с любым требованием к уровню взрывозащиты электрооборудования, вплоть до особовзрывобезопасного. Это устройство отвечает самым высоким требованиям, предъявляемым к искробезопасным цепям по группе и температурному классу электрооборудования, а также по уровню взрывозащиты искробезопасной цепи.
Основное преимущество устройств с гальванической изоляцией цепей заключается в том, что нет необходимости заземлять искробезопасные цепи. Как следствие при этом повышается удобство обслуживания и общая безопасность при эксплуатации системы ОПС на взрывоопасных объектах. При этом необходимо помнить, что требование к заземлению корпуса, если он металлический, сохраняются как для искрозащитных барьеров выполненных по любой схеме.
Характерной особенностью любого блока искрозащиты является обязательное требование по ограничению суммарной емкости и индуктивности подключаемых к ним искробезопасного оборудования и шлейфов сигнализации. Эти величины не должны превышать предельных значений указанных на его корпусе и в паспорте.
Грамотно проведенное обследование объекта специалистами проектной организации и последующий выбор оборудования для системы ОПС во многом определяет успех как при сдаче объекта в эксплуатацию, так и дальнейшее его обслуживание специалистами соответствующего профиля.
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. Причем сертификация в Госгортехнадзоре России обязательна, несмотря на наличие сертификата международного образца.
Судостроение и морская индустрия | Энергоснабжение |
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.
По 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 |
ic |
Повышенная надежность против взрыва |
I I-я категория выдвигает требования к оборудованию, применяемому для работы в местах, где возможно образование взрывоопасных газов и взвесей.
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.
Согласно действующему ГОСТу классификация по температуре самовоспламенения выглядит так:
Группа смеси | Температура самовоспламенения, °С |
Т1 | Более 450 |
Т2 | От 300 до 450 |
Т3 | От 200 до 300 |
Т4 | От 135 до 200 |
Т5 | От 100 до 135 |
Т6 | От 85 до 100 |
Требования, предъявляемые к аппаратуре, учитывающие категорию взрывоопасности газовых смесей и температуру самовоспламенения смесей газов.
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 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.
ГОСТ | 1 | Ex | d | IIВ | T4 |
Знак уровня взрывозащиты | Знак соответствия стандартам | Знак вида взрывозащиты | Знак подгруппы (категория смеси) | Знак температурного класса (группа смеси) |
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)
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:
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.
Отличия стандарта АТЕХ от используемых в РФ категорий взрывоопасности смеси газов (класс I и II).
При заполнении письма обязательно укажите Ваш город, название фирмы, телефон или факс
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".