В настоящее время в числе самых перспективных и развивающихся отраслей промышленности можно назвать газовую, нефтедобывающую, химическую, нефтехимическую, горнодобывающую, фармацевтическую и зерноперерабатывающую. Некоторые из технологических процессов, которые применяются на предприятиях этих отраслей, связаны с работой в агрессивной среде, больших перепадах температуры, возможной опасностью возникновения пожара или взрыва. Поэтому одним из важных факторов, повышающих общий уровень стабильной работы и безопасности, является грамотно спроектированная СКС. Цель этой статьи помочь проектировщику в правильном выборе монтажного оборудования при проектировании системы СКС на таких предприятиях.

Таблица степеней защиты IP

Класс защиты International Protection (IP) определяет сопротивление конструктива воздействию влаги и твердых частиц, классификации степени защиты на основе индексов IP
Таблица 1.

Твердые тела (первая цифра в значении)			Вода (вторая цифра в значении)
Индекс	Степень защиты	Характеристика	Характеристика	Степень защиты	Индекс
0	Отсутствие защиты	Отсутствие защиты от случайного контакта и инородных тел	Отсутствие защиты	Отсутствие защиты от влаги	0
1	Защита от крупных инородных тел	Защита от контакта с рукой человека на большой площади и защита от крупных твердых инородных тел диаметром > 50 мм	Защита от капель воды, падающих вертикально	Вертикальные капли	1
2	Защита от инородных тел среднего размера	Защита от контакта с пальцами руки человека и защита от небольших твердых инородных тел диаметром > 12 мм	Защита от капель воды, падающих под углом до 15°	Вертикальные капли под углом до 15°	2
3	Защита от инородных тел небольшого размера	Защита от инструмента, проводов или подобных им объектов диаметром > 2.5 мм и от небольших инородных тел диаметром > 2.5 мм	Защита от капель воды, падающих под углом до 60°	Вертикальные капли под углом до 60°	3
4	Защита от гранулообразных инородных тел	Защита от инструмента, проводов или подобных им объектов диаметром > 1 мм и от небольших инородных тел диаметром > 1 мм	Защита от воды, льющейся со всех направлений	Защита от брызг, падающих под любым углом	4
5	Защита от оседающей пыли	Полная защита от контакта. Защита от внутренних повреждений оборудования вследствие пылевых отложений	Защита от струй воды, льющихся под давлением со всех направлений	Защита от струй, падающих под любым углом	5
6	Защита от проникновения пыли	Полная защита от контакта. Защита от проникновения пыли	Защита от кратковременного затопления	Защита от динамического воздействия потоков воды (морская волна)	6
			Защита от временного конденсата	Защита от попадения воды при погружении на определенную глубину и время	7
			Защита от воды под давлением (полное погружение)	Защита от воды при неограниченном времени погружения на определенную глубину	8

 

 

Взрывозащищенное оборудование

Любое оборудование, размещаемое во взрывоопасной зоне, должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 51330.0 и ПУЭ глава 7.3 по уровню и виду взрывозащиты, группе и температурному классу и тепени пылевлагозащищенности по IP. Все перечисленные требования уточняются экспертами при обследовании 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 внутренней 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 гарантирует, 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.

Подгруппы электрооборудования группы II с видами взрывозащиты d и i
Таблица 2.

Знак группы электрооборудования Знак подгруппы электрооборудования Категория взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищенным II - IIА, IIВ и IIС & IIА IIА & IIВ IIА & IIВ IIА и IIВ & IIC IIА, IIВ и IIС

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.

Температурные классы электрооборудования группы II
Таблица 3.

Класс Предельная температура, °С Группа взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищенным Т1 450 Т1 Т2 300 Т1, Т2 ТЗ 200 Т1-Т3 Т4 135 Т1-Т4 Т5 100 Т1-Т5 Т6 85 Т1-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.

• Зоны класса В-I - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) которые могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например при загрузке технологических аппаратов, хранении ЛВЖ в открытых емкостях, и т. п.
• Зоны класса В-Iа - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.
• Для того чтобы отнести помещение к зоне класса В-Iб необходимо чтобы выполнялись требования определенные для зоны В-Iа и одно из двух условий: 1) смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом должны обладать более высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (НКПВ) (15% и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях; 2) по-мещения производств, в которых исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения, должны иметь взрывоопасную зону только в верхней части помещения. К этому классу относятся также зоны помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в небольших количествах, недостаточных для создания взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения.
• Зоны класса В-Iг - пространства у наружных установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ и т.п.
• Зоны класса В-II - зоны, расположенные в помещениях, в которых имеется пыль во взвешенном состоянии которая способна образовать с воздухом взрывоопасную смесь при нормальных режимах работы (например, при загрузке и разгрузке технологических аппаратов).
• Зоны класса В-IIа - зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, указан-ные в определении зоны В-II, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны 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.

Допустимый уровень взрывозащиты или степень защиты оболочки электрических аппаратов и приборов в зависимости от класса взрывоопасной зоны
Таблица 4.

Класс взрывоопасной зоны Уровень взрывозащиты или степень защиты В-I Взрывобезопасное, особовзрывобезопасное В-Iа, В-Iг Повышенной надежности против взрыва - для аппаратов и приборов, искрящих или подверженных нагреву выше 80°СБез средств взрывозащиты - для аппаратов и приборов, не искрящих и не подверженных нагреву выше 80°С. Оболочка со степенью защиты не менее IР54 В-Iб Без средств взрывозащиты. Оболочка со степенью защиты не менее IР44 В-II Взрывобезопасное, особовзрывобезопасное В-IIа Без средств взрывозащиты. Оболочка со степенью защиты не менее IР54

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.

Обозначение уровня взрывозащиты
Таблица 5.

Уровень взрывозащиты Группа I Группа II Повышенной надежности против взрыва РПEx 2Ex Взрывобезопасный РВEx 1Ex Особовзрывобезопасный РОEx 0Ex

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".