Статьи

Общие сведения по искробезопасности

Группы электрооборудования по применения

Взрывоопасные зоны

Взрывоопасная смесь - смесь с воздухом горючих газов, паров легко воспламеняющихся жидкостей, горючих пылей, способная взрываться при наличии источника поджигания, например электрической искры или нагретого тела.

Смеси делятся на следующие категории:

Категории смесей

Основные виды взрывозащиты

По ГОСТ Р 51330.0-99 маркировка взрывозащищённого

электрооборудования должна содержать знак Ех, указывающий, что

электрооборудование соответствует указанному стандарту и стандартам

на виды взрывозащиты; знаки видов взрывозащиты также регламентированы стандартом:

d - взрывонепроницаемая оболочка;

ia, ib, ic - искробезопасная электрическая цепь;

е - защита вида "е" (повышенная надёжность);

о - масляное заполнение оболочки;

р - заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением;

q - кварцевое заполнение оболочки

Общие сведения

Классификация взрывоопасных зон

Что такое взрывоопасная зона?

С точки зрения нефтехимической отрасли, опасную область можно определить как "местоположение объекта, где при нормальных рабочих условиях вероятно присутствие в атмосфере легковоспламеняющихся газов или паров". Во всех электрических приборах, устанавливаемых в опасных областях, принимаются специальные меры, предотвращающие воспламенение окружающей воздушно-газовой смеси, которое могло бы в противном случае произойти от случайной искры или контакта с горячей поверхностью.

Эти специальные меры следует рассматривать как обеспечивающие защиту только при нормальных рабочих условиях, в аварийной ситуации (такой как взрыв или детонация) от них нельзя ожидать того же уровня безопасности.

В подавляющем большинстве случаев взрыв или пожар возникают в результате комбинации трёх ключевых составляющих, получивших название "треугольник риска". Для воспламенения взрывоопасного материала необходимо наличие каждой составляющей.

Горючее может присутствовать в виде газа, пара или пыли. Кислород всегда присутствует в большинстве случаев, так как содержится в воздухе.

Воспламенитель - искры или горячие поверхности могут быть потенциальными причинами воспламенения.

Если концентрация пыли, газа или пара в воздухе находится между верхним и нижним пределами воспламенения и воспламенитель имеет достаточную энергию или температуру, может произойти пожар или взрыв.

Взрывоопасные зоны

Как классифицируются опасные области?

Опасные области можно рассматривать как "потенциально взрывчатые атмосферы", иными словами, как атмосферы, которые могут стать взрывчатыми из-за местных или эксплуатационных условий. Все потенциально взрывчатые атмосферы оцениваются вероятностью взрыва воздушно-газовой смеси. Другими важными факторами являются время распространения, уровень вентиляции, относительная плотность газа и возможные последствия взрыва.

В ГОСТ Р 51330.9-99 "Электрооборудование взрывозащищенное" эти вероятности выражаются как классификация зон. Оборудование для опасных областей также подразделяется на 4 категории в зависимости от природы присутствующего газа или пара, а также оттого, предназначено ли оно для горнодобывающей промышленности.

Стандарты на виды взрывозащиты и области применения

Искробезопасная электрическая цепь Ех I

Вид взрывозащиты Ex i основан на принципе ограничения предельной энергии, накапливаемой или выделяемой электрической цепью в аварийном режиме, или рассеивания мощности до уровня значительно ниже минимальной энергии или температуры воспламенения.

Существуют 3 уровня взрывозащиты Ex i:

Ex ia - особовзрывобезопасный,

Ex ib - взрывобезопасный,

Ex ic - повышенная надёжность против взрыва.

Ex ia предполагает сохранение условий безопасности даже в случае одновременных и независимых повреждений, поэтому этот уровень взрывозащиты обеспечивает наибольшую безопасность и применим для Зоны 0, Зоны 1 и Зоны 2.

Ex ib допускает только одно повреждение и поэтому применим только для Зоны 1 и Зоны 2.

Взрывозащита зон

Основные преимущества искрозащиты Ех i

Электрооборудование с видом взрывозащиты Ех I не требует особенного содержания и технического ухода.

Ex i допускает проведение технического обслуживания под напряжением, что означает обслуживание оборудования, приведенного в действие, и наличие открытых оболочек. Это значительно сокращает трудоемкость и стоимость самого обслуживания, а также надзора и диагностики, однако требует строгого соблюдения ряда правил. Главными преимуществами искробезопасной электрической цепи являются экономия средств при установке оборудования, более надежная эксплуатация и более удобное техническое обслуживание. В сфере оснащения предприятий контрольно-измерительным оборудованием совокупность данных преимуществ приводит к доминированию средств именно этого вида взрывозащиты.

Искрозащита вида Ex i является более гибкой, потому что применима для участков с повышенной опасностью (Зона 0 или Зона1) и являются безопасными с запасом в зонах с пониженной опасностью.

Полупроводниковая технология обеспечивает чрезвычайно высокую степень рабочих характеристик и вычислительных мощностей с минимальным значением потребляемой энергии.

Искрозащита Ex i занимает среднее положение по стоимости оборудования и стоимости монтажа, уступая лишь Ex e и значительно превосходя Ex d.

Ex i на основе ограничения энергии делает любую электрическую цепь практически неспособной к воспламенению огнеопасной смеси даже в короткозамкнутом или разомкнутом состоянии под напряжением. Это значительно упрощает и ускоряет техническое обслуживание, снижая опасность ошибок обслуживающего персонала.

Особенности Ex i позволяют иметь единственную безопасную особую зону внутри шкафа с размещенными барьерами искрозащиты, где должно быть обеспечено надежное разделение искробезопасной и неискробезопасных цепей. Контролировать ограниченное место в пределах шкафа намного проще и удобней, нежели обширную внешнюю зону размещения аппаратуры.

Ограничение энергии искробезопасных электрических цепей производится, в основном, искробезопасными электрическими цепями связанного электрооборудования (блоками искрозащиты на стабилитронах - БИС), которые при нормальном или аварийном режиме работы не отделены гальванически от искробезопасной цепи. В большинстве случаев связанное электрооборудование размещается в безопасной зоне и защищено в местах установки искробезопасными электрическими цепями. Это оборудование ограничивает максимальное напряжение и ток, протекающий через искробезопасные электрические цепи даже в случае аварии. Защита может быть выполнена с применением барьеров искрозащиты с гальванической развязкой.

В барьерах искробезопасности применяются защищенные плавкими предохранителями стабилитроны для ограничения максимального напряжения шунтированием аварийного тока на землю. Последовательно с предохранителями включены ограничительные резисторы, ограничивающие ток до максимально допустимого для искробезопасных цепей значения.

Этот вид защиты требует отдельной точки заземления с низким значением сопротивления, с которой должны сопрягаться все защитные цели.

Особенность такого заземления - соединение с землёй должно выполняться в одной точке. Требуется надёжная изоляция от земли всех прочих искробезопасных электрических цепей, чтобы препятствовать образованию опасных и неконтролируемых утечек контурных токов заземления во взрывоопасные участки.

Барьеры искрозащиты с гальванической развязкой, в дополнение к ограничивающим напряжение стабилитронам, обеспечивают надёжную электрическую изоляцию между искробезопасными электрическими цепями и неискробезопасными цепями посредством традиционных трансформаторов, оптопар, реле.

Обеспечение электроизоляции между двумя контурами в развязывающих устройствах не требует введения отдельной системы заземления для системы аварийной защиты и позволяет применять изолированные или заземлённые искробезопасные цепи независимо.

Требования к техническим устройствам для опасных производственных объектов

Организации, эксплуатирующие опасный производственный объект, должны иметь разрешение Ростехнадзора РФ на применение технических устройств на опасных производственных объектах. Копия разрешения должна быть представлена поставщиком технических устройств и находиться у эксплуатирующей организации.

При использовании классификации взрывоопасных зон по ГОСТ трем уровням взрывозащиты ("Повышенная надежность против взрыва", "взрывобезопасный" и "особовзрывобезопасный") соответствуют три класса взрывоопасных зон: 2,1,0 для среды газа или 22,21,20 для среды пыли. При классификации взрывоопасных зон по ПУЭ такого простого соответствия привести нельзя и следует пользоваться рекомендациями ПУЭ, гл. 7.3

Следует отметить, что согласно ПУЭ не существует зон, в которых следует использовать только особо взрывобезопасное электрооборудование (уровень 0) и нельзя использовать взрывобезопасное (уровень 1). Согласно ГОСТ такие зоны имеются.

Классы взрывоопасных зон