Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Специфика применения взрывозащищенного оборудования на объектах, опасных по возникновению горючих газовых и пылевых сред

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Специфика применения взрывозащищенного оборудованияна объектах, опасных по возникновению горючих газовых и пылевых сред

Взрывы на промышленных предприятиях, местах добычи, переработки и хранения сырья и готовой продукции – это один из самых опасных видов аварий, отличающийся масштабом разрушений. И зачастую источником взрыва является технологическое оборудование, размещенное во взрывоопасной зоне. Поэтому его взрывозащита является краеугольным камнем в деле защиты всего производства
Александр Любочкин
Ведущий инженер ОС ВСИ ВНИИФТРИ

Многочисленные технические регламенты большинства процессов направлены на недопущение образования взрывоопасных сред. Однако практика показывает, что все равно взрывоопасные газовые смеси в аппаратах, газовые и пылевые смеси в помещениях и зонах образуются довольно часто. Помимо этого, есть ряд зон, в которых взрывоопасная смесь в нормальных условиях эксплуатации присутствует продолжительное время. В силу данных причин невозможно полностью исключить образование взрывоопасных смесей в процессе производства. Поэтому на практике широко используются средства взрывозащиты технологического оборудования, позволяющие сделать его безопасным для взрывоопасной среды, в которой такое оборудование установлено.

Определение понятий

Кроме технологического оборудования, есть целый ряд систем безопасности зданий и сооружений – охранно-пожарная сигнализация, системы оповещения о пожаре, видеонаблюдения, контроля доступа и еще ряд других систем, к которым также предъявляются требования в отношении безопасной эксплуатации во взрывоопасной среде.

Грамотный подбор решений и качественно выполненный монтаж сводят к минимуму вероятность воспламенения взрывоопасной среды.

Прежде чем мы поговорим про эти системы, не лишне вспомнить, что же такое взрывозащищенное электрооборудование и взрывоопасная среда.

Взрывозащищенное электрооборудование – это электротехническое изделие (электротехническое устройство, электрооборудование) специального назначения, которое выполнено таким образом, что устранена или затруднена возможность воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации данного изделия.

Взрывоопасная среда – смесь с воздухом, при атмосферных условиях, горючих веществ в виде газа, пара, тумана или пыли, горение в которой после воспламенения распространяется на весь объем взрывоопасной смеси.

Методы обеспечения взрывобезопасности

Основные методы обеспечения взрывобезопасности оборудования регламентируются Техническим регламентом "О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах" (ТР ТС 012/2011) и межгосударственными стандартами, перечень которых утверждается Решением Коллегии Евразийской экономической комиссии. Среди таких методов отметим следующие:

  • локализация, сдерживание взрыва, когда принятые меры не дают взрыву распространиться за пределы оболочки оборудования;
  • изоляция или герметизация – заливка компаундом, продувка оборудования, например, сжатым воздухом для поддержания внутри оболочки повышенного давления, заполнение оболочки кварцевым песком или маслом;
  • применение искробезопасной электрической цепи в целях предотвращения или ограничения запасенной и выделяемой энергии в электрических цепях.

Каждому изделию, предназначенному для применения во взрывоопасной зоне, после проведения соответствующих испытаний с целью допуска его к эксплуатации в конкретной взрывоопасной среде присваивается маркировка взрывозащиты или Ех-маркировка (от англ. Explosion Proof – взрывобезопасность) и выдается сертификат соответствия требованиям ТР ТС 012/2011, в котором отражена информация о типе, модели, марке, исполнениях оборудования, указаны условия его применения, параметры электрических цепей и особые условия применения под знаком Х.

Маркировка взрывозащиты

Ех-маркировка по ГОСТ 31610.0–2014 (IEC 60079-0:2011) "Взрывобезопасные среды.

Часть 0. Общие требования" состоит из нескольких цифробуквенных символов, несущих определенную информацию, и имеет следующую структуру:

  • первый знак – знак уровня взрывозащиты;
  • Ех – знак принадлежности к взрывозащищенному оборудованию;
  • третий знак – вид взрывозащиты;
  • четвертый знак – группа по области применения;
  • пятый знак – температурный класс;
  • шестой знак – опять же знак уровня взрывозащиты, но у же на европейский манер – Ga, Gb и Gc.

В конце маркировки взрывозащиты может стоять знак Х или U: Х указывает на специальные условия безопасного применения электрооборудования, U служит для обозначения Ех-компонента.

Классификация электрооборудования

По уровню взрывозащиты электрооборудование подразделяется на:

  • электрооборудование повышенной надежности против взрыва;
  • взрывобезопасное электрооборудование;
  • особо взрывобезопасное электрооборудование.

Критерии присвоения того или иного уровня взрывозащиты электрооборудованию изложены в ГОСТ 31610.0–2014 (IEC 60079-0:2011).

Вид взрывозащиты – специальные меры, предусмотренные в электрооборудовании с целью предотвращения воспламенения окружающей взрывоопасной среды, совокупность средств взрывозащиты электрооборудования, установленных ТР ТС 012/2011 "О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах" и стандартами из перечня, утвержденного под ТР ТС 012/2011. Каждому виду взрывозащиты соответствует определенный символ:

  • d, e, i, m, n, o, p, q, s – для электрооборудования, предназначенного для работы во взрывоопасных газовых средах;
  • t, i, m, p, s – для электрооборудования, предназначенного для работы во взрывоопасных пылевых средах;
  • fr, d, c, b, k, p – для неэлектрического оборудования.

По области применения оборудование делится на следующие группы:

  • I – рудничное взрывозащищенное электрооборудование, предназначенное для применения в подземных выработках шахт, рудников и в их наземных строениях, опасных по рудничному газу и/или горючей пыли;
  • II – взрывозащищенное электрооборудование для внутренней и наружной установки, предназначенное для потенциально взрывоопасных сред, кроме подземных выработок шахт и рудников и их наземных строений, опасных по рудничному газу и/или пыли;
  • III – оборудование, предназначенное для применения во взрывоопасных пылевых средах (кроме подземных выработок шахт и их наземных строений).

Электрооборудование групп II и III может подразделяться на подгруппы (IIA, IIB или IIC, IIIA, IIIB, IIIC) в соответствии с категорией взрывоопасности взрывоопасной газовой среды и характеристикой конкретной взрывоопасной пылевой среды, для которой оно предназначено.


Температурный класс соответствует максимальной температуре поверхности электрооборудования. Различают шесть температурных классов (табл. 1).


Кроме того, на корпус оборудования или табличку наносится специальный знак взрывобезопасности (рис.2).

Материал корпуса электрооборудования

В зависимости от того, в какой зоне будет установлено электрооборудование, его корпус может быть выполнен из пластика, сплава алюминия, стали или нержавеющей стали.

Оборудование в металлических корпусах во взрывоопасной зоне в обязательном порядке заземляют, а в неметаллических корпусах – изготавливают из специального пластика с антистатическими добавками либо окрашивают корпус токопроводящей краской.

Как правило, электрооборудование в металлических корпусах применяют для защиты наружных установок, где высоки требования по защите корпуса от неблагоприятных факторов внешней среды и большая разница между нижней и верхней температурой эксплуатации. Требования по степеням защиты, обеспечиваемым оболочками (код IP), определены в ГОСТ 14254–2015 (IEC 60529:2013). Электрооборудование в пластиковых корпусах и с низким кодом IP, как правило, применяют в помещениях.

Построение шлейфов пожарной сигнализации

Существует ошибочное мнение, что, применив одно устройство с видом взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь i", мы сразу же решим проблему взрывобезопасности в целом. На самом деле искробезопасная электрическая цепь – это совокупность устройств и кабельной линии связи, каждое из которых отвечает требованиям искробезопасности. Приведем простой пример – построение искробезопасного шлейфа пожарной сигнализации (рис. 3).


Мы видим, что для построения искробезопасного шлейфа применяются:

  • прибор приемно-контрольный, образующий искробезопасные шлейфы сигнализации;
  • извещатели с видом взрывозащиты i;
  • кабельная линия связи, индуктивность Lк и емкость Cк которой имеют вполне конкретные значения, удовлетворяющие требованиям искробезопасности.

Замени любой из компонентов данного шлейфа сигнализации на устройство, имеющее вид взрывозащиты, отличный от i, и шлейф перестанет быть искробезопасным. При таком построении шлейфа не налагаются жесткие требования к защите самой кабельной линии. Кабель в этом случае применяется типовой для данного вида системы. Его жилы могут быть только медными.

Иная ситуация при использовании устройств с взрывозащитой вида d или m (рис. 4).


Здесь уже не требуется применять прибор с искробезопасными выходными цепями. Но на первый план выходит механическая защита кабельной линии связи – прокладка кабеля в трубе, металлическом коробе, металлорукаве или использование бронированного кабеля. При этом кабель для прокладки таких шлейфов должен быть также с медными жилами. Разрешено применение во взрывоопасных зонах кабеля с алюминиевыми жилами в силовых цепях с сечением жилы не менее 16 кв. мм.

Приведенные примеры построения шлейфов пожарной сигнализации в полной мере относятся и к иным системам, применяемым во взрывоопасных зонах.

Нормативные документы для взрывоопасных зон

Мы рассмотрели лишь один пример построения систем безопасности во взрывоопасных зонах. Наиболее полно вопросы подбора оборудования, проектирования, выполнения монтажных работ отражены в ряде федеральных и ведомственных документов. Приведу лишь часть из них. Прежде всего это:

  • ГОСТ IEC 60079-14–2013 "Взрывоопасные среды. Часть 14. Проектирование, выбор и монтаж электроустановок";
  • Правила устройства электроустановок (ПУЭ), издание 6, глава 7.3. "Электроустановки во взрывоопасных зонах";
  • ВСН 332-74 ММСС СССР Инструкция по монтажу электрооборудования, силовых и осветительных сетей взрывоопасных зон;
  • РД 78.145-93 "Системы и комплексы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Правила производства и приемки работ" и др.

Изучив их, можно в полной мере представить себе последовательность организации работ во взрывоопасных зонах. Я же хочу остановиться на некоторых моментах, которые вызывают особые затруднения.

Грамотный подбор оборудования

Для выполнения данного пункта необходимо перед началом проектирования получить от заказчика следующую информацию по объекту:

  • класс взрывоопасной зоны;
  • классификация газа, пара или пыли на защищаемом объекте;
  • минимальная температура самовоспламенения горючего газа или горючей пыли;
  • внешние источники воспламенения и температура окружающей среды;
  • условия применения оборудования.

Выбор уровня взрывозащиты электрооборудования, когда известен только класс взрывоопасной зоны, приведен в табл. 2.


При этом нельзя применять электрооборудование, имеющее уровень взрывозащиты по газу (Ga, Gb или Gc) в пылевых средах и наоборот – имеющее уровень взрывозащиты по пыли (Da, Db или Dc) во взрывоопасных газовых средах.

Что касается подбора допустимой группы и подгруппы электрооборудования в зависимости от категории взрывоопасной смеси, то данный вопрос наглядно представлен в табл. 3.


Оборудование группы II и подгруппы IIC можно применять во всех категориях взрывоопасных смесей. При этом также следует разделять оборудование, сертифицированное для применения в газовой и пылевой средах.

Температурный класс электрооборудования выбирается, исходя из минимальной температуры самовоспламенения горючего газа или горючей пыли. И если оборудование имеет температурный класс Т6, то оно может применяться во всех температурных классах от Т6 до Т1.

Ввод кабеля в оболочку прибора

Еще один момент, на который хотелось бы обратить внимание, – это ввод кабеля в оболочку прибора. Во-первых, кабельный ввод не должен нарушать вид и уровень взрывозащиты оболочки. Во-вторых, кабельный ввод должен обеспечивать необходимый уровень защиты от проникновения твердых предметов и воды в корпус устройства (код IP). Это особенно актуально, когда оборудование поставляется без кабельных вводов, а заказчик самостоятельно эти кабельные вводы покупает и устанавливает. В таком случае они в обязательном порядке должны иметь сертификат соответствия требованиям ТР ТС 012/2011.

Прокладка кабеля сквозь стены и перекрытия

Еще одна немаловажная проблема – переход из зоны в зону через стены и перекрытия. Не всегда компании, выполняющие монтажные работы, подходят к этому вопросу с должным вниманием и ответственностью, они подчас "забывают" качественно уплотнить участки прохода кабеля через стены и перекрытия. В соответствии с требованиями ВСН 332-74 проходы одиночных кабелей сквозь внутренние стены и междуэтажные перекрытия следует выполнять в отрезках водогазопроводных труб, заделанных цементным раствором. Кабель должен быть уплотнен путем заполнения трубы составом УС-65 с набивкой кабельного джута или асбестового шнура. Для надежного уплотнения бронированного кабеля без наружного поливинилхлоридного покрова на участке прохода его сквозь стену следует снять броню, заземляющие проводники припаять к броне с двух сторон прохода и присоединить их к болтам на трубах для создания непрерывности цепи заземления брони.

Вариант прокладки кабеля сквозь стену представлен на рис. 5.


Другой, более современный способ прокладки кабеля сквозь стены и перегородки, – использование взрывозащищенных уплотнительных модулей, установленных в муфты или рамы. Достоинством данного метода является многоразовость конструкции, когда каждый из уплотнительных модулей можно в любой момент заменить на другой, более подходящий под тип используемого кабеля. Такой способ позволяет оперативно прокладывать новые кабели или заменять кабели, вышедшие из строя. Вариант использования таких модулей представлен на рис. 6.


Это лишь то немногое, на что хотелось бы обратить внимание при начале работ на взрывоопасных объектах. В рамках данной статьи невозможно охватить все проблемы и нюансы применения взрывозащищенного электрооборудования. Поэтому глубокое изучение даже тех немногих документов, которые были упомянуты, позволит избежать ошибок при проектировании, монтаже, эксплуатации взрывозащищенного оборудования на опасных объектах и, прежде всего, сохранит человеческие жизни.

Опубликовано: Каталог "Пожарная безопасность"-2018
Посещений: 5176


  Автор
Александр Любочкин

Александр Любочкин

Ведущий инженер ОС ВСИ ВНИИФТРИ

Всего статей:  2

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций