Электробезопасность в взрывоопасных средах и зонирование таких сред: разберём всё до конца!

Thread Content

1. Взрывоопасные газы, пары жидкостей и пыль. Как известно, легковоспламеняющиеся и взрывоопасные газы, жидкости и пыль могут сильно гореть и взрываться при смешивании с воздухом (окислителем) в определенных концентрациях, при определенной температуре или при наличии энергии, способствующей возникновению взрыва. Поэтому в зонах с риском взрыва все электрические устройства должны быть взрывозащищенными. Взрывоопасные вещества: взрывоопасные газы, легковоспламеняющиеся жидкости и те жидкости, у которых температура вспышки равна или ниже температуры окружающей среды, взрывоопасная пыль или легковоспламеняющиеся волокна и т. д. Взрывоопасная смесь: смесь, при которой газы, пары, туман, пыль или волокнистые горючие вещества при атмосферных условиях смешиваются с воздухом; после воспламенения горение быстро распространяется по всей смеси. 2 Что такое электрическая защита от взрывов? Электрическая защита от взрывов заключается в том, что компоненты оборудования, при нормальной работе которых могут возникать дуги и искры, размещаются в взрывозащищенном корпусе. Также для достижения цели защиты от взрывов используются другие методы, такие как герметизация, заполнение песком, маслом или создание положительного давления. 3 Пределы взрываемости, как правило, рассматриваются как диапазон концентраций или температур, необходимый для возникновения взрыва вещества. В зависимости от состояния вещества и конкретных требований пределы взрываемости обычно делят на пределы взрываемости по концентрации и пределы взрываемости по температуре. Предел концентрации для взрыва. Это диапазон максимальной или минимальной концентрации взрывчатых веществ, сокращенно — предел взрываемости. Максимальная концентрация, при которой может произойти взрыв, называется верхней границей взрывчивости; минимальная концентрация, при которой также может произойти взрыв, — нижней границей взрывчивости. Диапазон температур, при которых может произойти взрыв, называется диапазоном температур взрывчивости. Поскольку концентрация паров жидкости изменяется в зависимости от температуры, у жидкости, помимо предела концентрации, при котором может произойти взрыв, существует также предел температуры, при котором может произойти взрыв. Предел температуры взрыва — это диапазон температур, при котором концентрация паров, образующихся при нагревании горючей жидкости, достигает предельной концентрации для возникновения взрыва. Нижняя температура взрыва — это температура, при которой из жидкости испаряется такая концентрация паров, которая соответствует нижней границе концентрации, необходимой для взрыва. Нижняя граница температуры взрыва жидкости — это её температура вспышки. Предел температуры взрыва — это температура, при которой из жидкости испаряется такая концентрация паров, которая соответствует пределу концентрации, необходимому для возникновения взрыва. 4 Классификация взрывоопасных веществ. Взрывоопасные вещества делятся на три класса. Класс I: метан в шахтах ； Класс II: взрывоопасные газовые смеси (включая пары, туман) ； Класс III: взрывоопасная пыль (с волокнами). 5. Принципы классификации взрывоопасных смесей. Опасность взрывоопасной смеси определяется её пределом взрываемости, способностью к распространению взряда, температурой зажигания и минимальным током зажигания. Различные взрывоопасные смеси классифицируются по максимальному безопасному зазору при испытаниях и минимальному току зажигания, а также группируются по температуре зажигания. В основном это делается для установки соответствующего электрооборудования с целью обеспечения безопасной эксплуатации. 6 Классификация и группировка взрывоопасных газовых смесей (1) Классификация по максимальному испытательному безопасному зазору (MESG). Максимальный испытательный безопасный зазор — это максимальный зазор между двумя частями внутренней полости корпуса, при котором смесь испытуемого газа или пара с воздухом любой концентрации внутри корпуса не способна воспламенить взрывоопасную газовую смесь снаружи корпуса через соединительную поверхность длиной 25 мм в стандартных условиях испытания. Взрывоопасные газовые смеси делятся на три категории — IIA, IIB и IIC — в зависимости от величины максимального безопасного зазора при испытаниях. У класса IIA зазор безопасности наибольший, а уровень опасности — минимальный; у класса IIC зазор безопасности наименьший, а уровень опасности — максимальный. (2) Классификация по минимальному току зажигания (MIC). Минимальный ток зажигания — это наименьший ток, при котором удается зажечь наиболее легко воспламеняющуюся смесь, при условиях температуры 20–40°C, напряжения 24 В и индуктивности 95 мГн. Этот показатель определяется путем проведения 3000 испытаний на возникновение искры с использованием генератора искр по стандарту IEC в постоянном электрическом цикле, состоящем из полой индукторной катушки. Газовые смеси класса II делятся в зависимости от величины минимального тока зажигания на три категории: IIA, IIB и IIC. Чем меньше минимальный ток зажигания, тем выше степень опасности. (3) Группировка по температуре зажигания. Температура, при которой взрывоопасная смесь может воспламениться без использования открытого огня, называется температурой воспламенения. Чем ниже температура зажигания вещества, тем легче его зажечь. Взрывоопасные газовые смеси в зависимости от температуры воспламенения делятся на шесть групп: T1, T2, T3, T4, T5, T6. У T6 самая высокая температура зажигания, у T1 — самая низкая. 7 Классификация взрывоопасных порошковых смесей. Взрывоопасные порошковые смеси делятся на две категории в зависимости от свойств порошка (проводящий или непроводящий) и уровня температуры, при которой происходит зажигание: категории IIA и IIB. Кроме того, существуют три группы: T11, T12 и T13. 8. Зоны повышенного риска взрыва на рабочем месте. Среды с высоким риском взрыва делятся в зависимости от фазового состояния веществ, присутствующих в данном месте, на среды с взрывоопасными газами и сгораемой пылью. Среда с взрывоопасными газами – это среда, в которой при условиях атмосферы смесь горючих веществ в виде газов, паров или тумана с воздухом может воспламениться, причем пламя распространяется на всю негорящую часть смеси. Среда с горючими пылями – это среда, в которой при наличии атмосферных условий смесь пыли или волокнистых горючих веществ с воздухом может загореться, причем огонь распространяется на всю негорящую часть смеси. Таблица категорий и уровней зон с высоким риском взрыва: http://www.isofans.com/data/attachment/forum/201610/23/085831qf9zf9z1jkg149mr.jpg 9. Принципы защиты электрического оборудования от взрывов. В условиях, где существует высокий риск взрыва, для предотвращения и снижения факторов, способствующих возникновению взрыва, необходимо принимать соответствующие меры как с точки зрения защиты самого оборудования, так и с точки зрения обеспечения безопасности его эксплуатации. Существует две причины возгорания взрывоопасных материалов от электрического оборудования: во-первых, искры и дуги, возникающие в электрическом оборудовании; во-вторых, нагрев поверхности оборудования (то есть той поверхности, которая соприкасается с взрывоопасными материалами). 10 Меры противовзрывной безопасности в электрооборудовании 1. Держаться подальше от зон с высоким риском взрыва. Электрическое оборудование и линии, при нормальной работе создающие искры, дуги и опасные температуры, следует размещать в средах с низким уровнем взрывоопасности или в средах, полностью свободных от взрывоопасности. 2. Использовать взрывозащищенное электрооборудование. При соблюдении требований к производственному процессу и безопасности следует сократить количество взрывозащищенного электрооборудования. 3. Электрический заземление. Те части электрооборудования, которые, согласно соответствующим техническим правилам проектирования заземления, не требуют заземления, в зонах с высоким риском взрыва также должны быть заземлены. Металлические корпуса электрооборудования должны иметь надежное заземление. 4. Установите устройства сигнализации о утечке тока и аварийного отключения питания. До возникновения неисправностей в электрическом оборудовании следует принять соответствующие меры по устранению проблем или автоматически отключить питание в зонах, где существует риск взрыва. 5. Безопасное использование взрывозащищенного электрооборудования. А именно: правильное разделение категорий зон с повышенным риском взрыва, правильный выбор и установка взрывозащищенного электрооборудования, а также правильное техническое обслуживание и ремонт такого оборудования. 6. Пол против искр. В производственных помещениях класса А, где выделяются легковоспламеняющиеся газы и пары, тяжелее воздуха, а также в производственных помещениях класса Б, где существует опасность взрыва пыли и волокон, должно использоваться покрытие пола, не дающее искр. 11. Модели взрывозащищенного электрического оборудования. 1. Взрывобезопасный тип (d): все компоненты оборудования, способные вызвать взрыв при взаимодействии с взрывоопасной газовой смесью, находятся внутри корпуса. Этот корпус способен выдерживать взрыв горючей смеси, проникшей внутрь через какие-либо соединения или щели в конструкции корпуса, без повреждений; кроме того, он не способствует возникновению взрывоопасной среды снаружи из-за наличия одного или нескольких газов или паров. Устройства этого типа подходят для использования в опасных зонах 1 и 2. 2. Тип повышенной безопасности (e): для электрооборудования, которое при нормальной эксплуатации не создает дуг или искр, принимаются дополнительные меры по повышению уровня его безопасности. Это делается для предотвращения возникновения опасных температур, дуг и искр в электрооборудовании. Он не включает устройства, которые при нормальной работе генерируют искры или дугу. Устройства этого типа в основном используются в опасных зонах категории 2, а некоторые модели могут применяться в зоне категории 1. 3. Устройства с врожденной безопасностью (i): Во всех цепях, находящихся внутри устройства, любые искры или тепловые эффекты, возникающие при стандартных условиях работы или в условиях определенных неисправностей, не могут вызвать взрыв в среде, содержащей взрывоопасные газы. Этот тип взрывозащиты делится на два класса: ia и ib. Устройства этого типа могут использоваться только в устройствах с низким уровнем напряжения. Устройства типа ia подходят для опасных зон 0, 1 и 2, а устройства типа ib — для опасных зон 1 и 2. 4. Тип с положительным давлением (p): имеет корпус с положительным давлением, который позволяет поддерживать давление защитного газа внутри на уровне выше, чем давление в окружающей взрывоопасной среде, тем самым препятствуя попаданию внешних смесей внутрь корпуса. Устройства этого типа могут использоваться в опасных зонах 1 и 2 в зависимости от способа защиты. 5. Масляный тип (O): весь прибор или его компоненты погружаются в масло (защитную жидкость), что предотвращает возгорание взрывоопасных газов, находящихся над поверхностью масла или снаружи корпуса прибора. Устройства этого типа подходят для использования в опасных зонах 1 и 2. 6. Модель с наполнителем из песка (q): внутрь корпуса заполняются песчинки или другие порошкообразные материалы с определенными свойствами. Благодаря этому, даже при возникновении дуги электрического тока или высоких температур внутри корпуса, это не приводит к воспламенению окружающей взрывоопасной среды. Устройства этого типа подходят для использования в опасных зонах 1 и 2. 7. Тип без искр (n): В условиях нормальной эксплуатации не способен зажигать окружающую взрывоопасную атмосферу, кроме того, маловероятно возникновение сбоев, которые могли бы привести к зажиганию. Устройства этого типа подходят только для опасных сред в зоне 2. 8. Тип с запечатыванием (m): Электрические компоненты, способные генерировать искры, дуги или достигать опасных температур, что может привести к взрыву в среде с взрывоопасными газами, запечатываются в запечатывающий материал (композит), что предотвращает возгорание окружающей взрывоопасной среды. Устройства этого типа подходят для использования в опасных зонах 1 и 2. 9. Специальный тип (S): означает **тип взрывозащиты, не предусмотренный стандартом**. При использовании электрооборудования такого типа компетентные органы устанавливают временные правила, а оборудование должно пройти проверку и получить одобрение в уполномоченном органе по испытанию на взрывозащиту, прежде чем его можно будет использовать в качестве электрооборудования специального взрывозащищенного типа. Устройства этого типа разрабатываются с учетом фактических условий использования и могут применяться в соответствующих опасных средах. 10. Версия с защитой от взрывов из-за пыли (DIP): используется ограничение максимальной температуры поверхности корпуса, а также корпус с классом защиты «защищенный от пыли», чтобы предотвратить попадание горючей пыли и её возгорание. В зависимости от своих показателей взрывозащиты может использоваться в опасных зонах 20, 21 или 22. 12 Классы взрывозащищенного электрического оборудования. 1. Электрическое оборудование, предназначенное для использования в средах с взрывоопасными газами, делят на два класса: I и II. Класс I: Электрооборудование для угольных шахт. Класс II: Электрическое оборудование для сред с взрывоопасными газами, кроме угольных шахт. 2. Электрическое оборудование для сред с горючими пылями делят на оборудование класса A с защитой от пыли, оборудование класса B с защитой от пыли, оборудование класса A с защитой от загрязнений пылью и оборудование класса B с защитой от загрязнений пылью. 13. Взрывозащищенное электрическое оборудование для сред с взрывоопасными газами класса II делятся по максимальной температуре поверхности на шесть групп: T1, T2, T3, T4, T5, T6. При выборе оборудования необходимо учитывать, чтобы максимальная температура поверхности оборудования из соответствующей группы T1–T6 не превышала температуры зажигания любых возможных газов или паров. http://www.isofans.com/data/attachment/forum/201610/23/085832fjjhlveqjuhv74vv.jpg 14 Знак защиты от взрывов. Содержание знака защиты от взрывов для электрического оборудования, устойчивого к взрывам: тип защиты + категория оборудования + температура. Класс взрывозащиты I: Exd I ； Взрывозащищенное исполнение класса IIB, группа T3: ExdⅡBT3 ； Для оборудования, предназначенного для использования в условиях пылевых взрывоопасных сред, такого как оборудование типа A, пригодное для использования в зоне 21, максимальная температура поверхности составляет 170°C. Знак защиты от взрывов для такого оборудования: DIPA21 TA170°C или DIP A21 TA, T3 ； 15 Принципы выбора взрывозащищенного электрического оборудования 1. Тип взрывозащиты электрического оборудования должен соответствовать условиям зоны с повышенным риском взрыва. 2. Взрывозащищенность электрооборудования должна соответствовать степени опасности веществ во взрывоопасной среде. 3. Должно соответствовать условиям окружающей среды. 4. Должно соответствовать принципам целостной защиты от взрывов, быть безопасным и надежным, экономически обоснованным, а также удобным в использовании и обслуживании. 16. Проверка и приемка взрывозащищенного электрического оборудования. Проверка и приемка взрывозащищенного электрического оборудования включает формальную проверку и визуальный осмотр. 1. Формальная проверка включает изучение сертификатов на производство промышленной продукции (за исключением взрывозащищенных светильников) и сертификатов соответствия требованиям безопасности, которые должны быть доступны для просмотра в интернете. 2. Визуальная проверка заключается в осмотре внешней поверхности взрывозащищенного электрического оборудования на наличие постоянной маркировки EX (DIP), а затем сопоставлении номера сертификата взрывобезопасности, указанного на табличке, с номером, приведенным в самом сертификате. ——КОНЕЦ——