Особенности проектирования электроустановок для взрывоопасных зон

Взрывоопасные зоны разделяются на классы в зависимости от объемов взрывоопасных смесей в помещениях или в наружных условиях.

Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) установлены следующие классы:

ü В-I – взрывоопасная зона в помещении, в котором выделяются горючие газы или испарения;

ü В-II – взрывоопасная зона в помещении, где образуются во взвешенном состоянии горючие пыли или волокна, которые способны образовать взрывоопасные смеси.

В каждом классе возможны дополнительные обозначения (a, б, в, г), которые определяют условия образования газов и смесей, например, В-Iб – смеси и газы образуются в локальных местах.

Во взрывоопасных зонах применяются взрывозащищенные исполнения средств автоматизации, предусматривающие защиту взрывоопасной среды от воспламенения.

ГОСТ 12.2.020-76 устанавливает классификацию оборудования по уровням и видам взрывозащиты.

Уровень взрывозащиты – это степень нормативного условия, а вид взрывозащиты – это совокупность средств, установленных нормативными документами.

Существует три уровня взрывозащиты: оборудование повышенной взрывозащиты (2); взрывобезопасное оборудование (1); особо взрывобезопасное оборудование (0).

Способы взрывозащиты делятся на семь видов:

ü взрывонепроницаемая оболочка (d):

ü искробезопасная электрическая цепь (i);

ü с исключением искр и нагрева (e);

ü с заполнением инертным газом (p);

ü с масляным наполнителем (о);

ü с кварцевым заполнением (q);

ü специальный вид взрывозащиты (s).

Выбор электрооборудования для систем автоматизации производится с учетом требований ГОСТ 14254-80. При этом уровень взрывозащиты и степень защиты оболочек должны соответствовать классу взрывозащитной зоны:

ü В-I, В-II – взрывобезопасное и особо взрывобезопасное оборудование, маркируемое условными обозначениями «0» или «1»;

ü В-Ia – оборудование с повышенной надежностью против взрыва (маркировка – 2), оболочка со степенью защиты IP 54;

ü В-Iб – оборудование без средств взрывозащиты, оболочка со степенью защиты IP44.

Во взрывоопасных установках питающая и распределительная сети системы электропитания относятся к сетям, защищаемым от перегрузки, за исключением взрывоопасных установок с зонами классов B-Iб.

Номинальные токи аппаратов защиты выбираются, как и в сетях, защищаемых только от коротких замыканий, по расчетным токам цепей с учетом отстройки защиты от кратковременных перегрузок (пусковых токов, токов самозапуска и т.п.). При этом должно быть выполнено требование, чтобы по отношению к длительно допустимому току проводов и кабелей аппараты защиты имели кратность не более:

ü 80% номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя для проводов и кабелей с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией;

ü 125% тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой для кабелей с бумажной изоляцией и изоляцией из вулканизированного полиэтилена;

ü 100% номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель для кабелей с бумажной изоляцией;

ü 100% номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависимой от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) - для проводников всех марок;

ü 100% тока трогания расцепителей автоматического выключателя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой - для проводов и кабелей с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией.

Длительно допустимая токовая нагрузка проводников ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям исполнительных механизмов и электроприводов задвижек во взрывоопасных зонах должна быть не менее 125% номинального тока электродвигателя.

При питании от систем с глухозаземленной нейтралью во взрывоопасных установках для надежного отключения аварийных участков питающей и распределительной сетей ток однофазного короткого замыкания должен превышать не менее чем:

ü в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя;

ü в 6 раз номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую от тока характеристику.

Щиты систем автоматизации во взрывоопасных установках рекомендуется, как правило, устанавливать в щитовых помещениях с условиями окружающей среды нормальных помещений.

В случаях необходимости непосредственной установки щитов и пультов во взрывоопасных зонах щиты, пульты, а также приборы и аппараты, размещаемые на них, должны иметь взрывоопасное исполнение.

Запрещается во всех случаях установка в пределах взрывоопасных зон щитов питания систем автоматизации с аппаратами защиты и управления (предохранителями, автоматическими выключателями, пакетными выключателями и т. п.).

Не рекомендуется на щитах (пультах), устанавливаемых непосредственно в пределах взрывоопасных зон, предусматривать сборки зажимов. Присоединение внешних электрических проводок к аппаратам и приборам, установленным на этих щитах (пультах), должно, как правило, выполняться путем непосредственного ввода проводов или кабелей в корпуса приборов в соответствии с указаниями заводов-изготовителей. В случае необходимости установки на щитах (пультах) сборок зажимов они должны быть заключены в специальные оболочки.

На щитах (пультах), устанавливаемых непосредственно во взрывоопасных зонах, не рекомендуется предусматривать розетки для питания электрифицированного инструмента и ламп переносного освещения. При необходимости электропитание ламп переносного освещения и электрифицированного инструмента должно осуществляться от распределительной электрической сети автоматизируемого объекта.

Электрифицированный инструмент для ремонтных и профилактических работ должен применяться в соответствии с действующими в различных взрывоопасных производствах инструкциями по эксплуатации и технике безопасности.

Светильники (лампы) и их выключатели, стационарно устанавливаемые для освещения монтажной или фасадной сторон щитов, во взрывоопасных помещениях должны иметь взрывоопасные исполнения.

Для электрических проводок щитов (пультов), устанавливаемых во взрывоопасных зонах или специальных щитовых помещениях взрывоопасных установок, должны применяться медные провода сечением не менее 1 мм с изоляцией.

Рекомендуется щитовые помещения размещать в отдельных зданиях.

Электропроводки систем автоматизации во взрывоопасных зонах должны выполняться бронированными кабелями на кабельных конструкциях (в зонах любого класса), в стальных коробах с открываемыми крышками (в зонах классов В-Ia, В-1б, В-1г), на лотках (в зонах классов B-I, B-Ia, В-1б и В-1г), по технологическим и кабельным эстакадам (в зоне класса В-1г), а также в каналах (в зонах любого класса).

Небронированными кабелями электропроводки могут выполняться в стальных трубах (в зонах любого класса), на кабельных конструкциях (в зонах классов В-1б, B-IIa, В-1г), на лотках (в зонах классов В-1б и В-1г), в стальных коробах с открываемыми крышками (в зонах классов В-Ia, В-1б, В-1г), в каналах, засыпанных песком (в зонах классов В-II, В-IIа) и по технологическим и кабельным эстакадам (в зоне класса В-1г).

Во взрывоопасных зонах производственных помещений кабели на кабельных конструкциях, в коробах, на лотках должны прокладываться, как правило, по стенам и конструкциям зданий и сооружений; кабели и провода в защитных трубах – открыто и скрыто.

Наименьшее допустимое сечение жил проводов и кабелей электропроводок систем автоматизации во взрывоопасных зонах должно составлять 1 мм для медных и 2,5 мм для алюминиевых проводников.

Во взрывоопасных зонах любого класса следует применять: провода с поливинилхлоридной и резиновой изоляцией; кабели с поливинилхлоридной, резиновой и бумажной изоляцией в поливинилхлоридной, резиновой и металлической оболочках.

Запрещается во взрывоопасных зонах классов B-I и В-Ia применять кабели с алюминиевой оболочкой.

Применение проводов и кабелей с полиэтиленовой изоляцией или оболочкой запрещается во взрывоопасных зонах всех классов.

Зануление (заземление) в электроустановках систем автоматизации во взрывоопасных зонах следует выполнять при всех напряжениях переменного и постоянного тока.

Заземление искробезопасных цепей, как правило, не допускается, если этого не требуют условия работы приборов и аппаратов. Необходимость и условия выполнения заземления искробезопасных цепей (в том числе и заземления корпусов искробезопасных приборов и экранов кабелей) должны определяться на основании требований стандартов на соответствующие приборы и аппараты и указаний заводов-изготовителей по их монтажу.

Средства автоматизации, установленные на зануленных (заземленных) металлических конструкциях, во взрывоопасных установках должны быть занулены (заземлены) отдельными проводниками независимо от зануления или заземления конструкции (кроме щитов и пультов), на которой они установлены.