Работа электрических аппаратов во взрывоопасных зонах

Взрывоопасная атмосфера может возникнуть при соединении горючей пыли, горючих газов или паров с воздухом. Также должен присутствовать активный источник воспламенения, способный зажечь эту атмосферу. Таким источником может быть электрический аппарат, а точнее его разогретые токоведущие части, магнитная система, возникший разряд (искровой или дуговой) при размыкании контактов. Электрооборудование рекомендуется выносить за пределы взрывоопасных зон.

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.

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:

· зоны класса В-1 – расположены в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы;

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

· зоны класса В-1б – аналогичны В-1а, но отличаются от них тем, что при авариях горючие газы обладают высоким нижним пределом воспламенения (15% и выше), а также при опасных концентрациях резким запахом. В этот класс входят зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в малых концентрациях, недостаточных для создания взрывоопасной смеси и где работа производится без применения открытого пламени. Зоны не относятся к взрывоопасным, если работы с опасными веществами производятся в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтиками;

· зоны класса В-1г – пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, открытых нефтеловушек, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеров), эстакад для слива и налива ЛВЖ, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.

· зоны класса В-2 – расположены в помещениях, где выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что могут создавать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы;

· зоны класса В-2а – такие, где опасные условия при нормальной работе не возникают, но могут возникнуть в результате аварий или неисправностей.

Современная унифицированная классификация взрывоопасных зон описана в соответствии с Техническим регламентом 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах». 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.

Таблица 1.6 – Классификация взрывоопасных зон по газу

Таблица 1.7 – Классификация взрывоопасных зон по пыли

Пример маркировки ГОСТ Р для Категории смеси II по газу в соответствии со стандартом ГОСТ Р 51330: 1ExdIIAT3

На сегодняшний момент данный вид маркировки взрывозащищенного оборудования является основным и применяется на все взрывозащищенное оборудование, применяемое та территории РФ и стран Таможенного Союза.

Уровни взрывозащищенности электрооборудования имеют в Российской классификации обозначения 2, 1 и 0:

· Уровень 2 – электрооборудование повышенной надежности против взрыва: в нем взрывозащита обеспечивается только в нормальном режиме работы. Применяется в зонах 2 и 22;

· 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. Применяется в зонах 1 и 21;

· Уровень 0 – особо взрывобезопасное оборудование, в котором применены специальные меры и средства защиты от взрыва. Применяется в зонах 0 и 20.

При классификации взрывоопасных зон по ПУЭ для выбора уровня взрывозащиты используют таблицу 1.8.

Таблица 1.8 – Допустимый уровень взрывозащиты или степень защиты оболочки электрических аппаратов и приборов

Виды взрывозащиты:

· 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)

· 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 «a» - заполнение оболочки кварцевым песком; взрывозащита вида «р» - заполнение или продувка оболочки взрывобезопасным газом под избыточным давлением.

· 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.

· ограничение мощности искры. 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.

По области применения оборудование делится на следующие группы:

· I - оборудование, предназначенное 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 - оборудование, предназначенное для применения во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок (категория смеси - II по газу);

· III - оборудование, предназначенное для применения во взрывоопасных пылевых средах (категория смеси - II по пыли).

Существуют три подкатегории категорий II и III: A, B, C. 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».

Таблица 1.8 – Примеры взрывоопасных смесей

Категории взрывоопасности смеси детализируются в зависимости от температуры самовоспламенения взрывоопасных газов и смесей.

Классификация по температуре самовоспламенения указана в таблице 1.9. Температурный класс (группа смеси) указывает максимально допустимую температуру частей оборудования, которые контактируют со взрывоопасной смесью, при которой взрыва не происходит.

Таблица 1.9 – Классификация по температуре самовоспламенения

1.4.4 Работа электрических аппаратов в пожароопасных зонах

Пожароопасная зона: часть замкнутого или открытого пространства, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие вещества и в котором они могут находиться при нормальном режиме технологического процесса или его нарушении (аварии).

Классификации пожароопасных зон:

· зоны класса П-I - зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61°C;

· зоны класса П-II - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыль или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м3 к объему воздуха;

· зоны класса П-IIа - зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества;

· зоны класса П-III - расположенные вне помещения зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61°C или твердые горючие вещества.

Выбор степени защиты оболочки электрических аппаратов, устанавливаемых в пожароопасных зонах, ведется на основании требований раздела 7.4 ПУЭ.

Таблица 1.9 – Минимальные допустимые степени защиты оболочек электрических аппаратов в зависимости от класса пожароопасной зоны

Аппараты и приборы, устанавливаемые в шкафах, могут иметь меньшую степень защиты оболочки, чем указано в таблице 1.9 (в том числе исполнение IP00), при условии, что шкафы имеют степень защиты оболочки не ниже указанной в таблице 1.9 для данной пожароопасной зоны.