ВІД РОЗРОБКИ ДО ВПРОВАДЖЕННЯ

Головна : : Статті : : Особливості конструювання та застосування вибухозахищеного...

А.Є. Погорельський, Н.А. Черников, І.Є. Чуглазов

Особливості конструювання та застосування вибухозахищеного електрообладнання із захистом виду «n»

Постановка проблеми

В останні роки в ряді закордонних країн все більше застосування знаходить вибухозахищене електрообладнання із захистом виду «n». Таке електрообладнання надходить і на підприємства України або в складі комплексів, які поставляють, або самостійно. Можливість використання та область застосування такого електрообладнання на підприємствах України чинними Правилами пристрою електроустановок [1] обмежується вибухонебезпечними зонами класу 2. У той же час в Україні відсутня національна нормативно-технічна база для розробки та виготовлення такого роду електрообладнання, хоча роботи в цьому напрямку ведуться. З метою уніфікації продукції, яка взаємопостачається, й засобів вибухозахисту необхідна розробка вітчизняного нормативного документа по розглянутому виді вибухозахисту, максимально наближеного до міжнародних вимог.

Аналіз досліджень і публікацій. Певний обсяг досліджень по засобах вибухозахисту електрообладнання з видом вибухозахисту «n» проведений за рубежем. На підставі результатів цих досліджень розроблені проекти нормативних документів для конструювання та випробувань електрообладнання з розглянутим видом вибухозахисту. У цей час міжнародною електротехнічною комісією (МЕК) розроблено проект стандарту МЕК 60079-15 [2].

Ціль статті. Проаналізувати основні результати досліджень по забезпеченню вибухозахищеності електрообладнання із захистом виду «n», обґрунтувати актуальність розглянутого виду вибухозахисту та необхідність розробки вітчизняного нормативного документа для вибухозахисту виду «n».

Результати досліджень

Суть розглянутого виду вибухозахисту полягає в тім, що в електрообладнані у нормальному режимі експлуатації або відсутні елементи, які іскрять, і нагріті поверхні, які здатні підпалити вибухонебезпечну суміш, або вони захищені таким чином, щоб виключити загоряння як у нормальному режимі роботи, так й у визнаних імовірними ушкодженнях електрообладнання.

На електрообладнання із захистом виду «n» поширюються загальні вимоги по вибухозахисту, за винятком деяких виправлень і спрощень. Наприклад, застосування спеціальних кріпильних деталей у якості запірних пристроїв й блокувань не є обов'язковим. Неметалічні матеріали для оболонок та їхніх частин, а також матеріали, застосовувані для герметизації, повинні мати верхню межу робочої температури не менш, ніж на 10 °С вище температури самої нагрітої крапки оболонки з урахуванням температури навколишнього середовища.

Захист виду «n» може забезпечуватися різними методами, які прийнято позначати в маркуванні вибухозахисту таким чином.

1. Метод вибухозахисту nA (пристрої, які не іскрить), який не допускає наявності в умовах нормального режиму роботи електричних іскор або дуг, здатних запалити вибухонебезпечну суміш.

Даний метод найбільш близький до вибухозахисту виду «е» за ДСТ 22782.7-81. По трекінгостійкості матеріалів вимоги практично ідентичні цьому стандарту, але при напругах до 10 В включно допускається застосування нетрекінгостійких матеріалів (СИТ<100 В). Вимоги по шляхам витоку та електричним зазорам знижені на 30...50 %. Мінімальний електричний зазор і шлях витоку для зовнішнього монтажу знижений до 1,5 мм, для внутрішнього (заводського) монтажу – до 1,0 мм.

Для електричних машин (ЕМ) с захистом виду «n» температурний клас визначається тільки для нормального режиму роботи. Для електродвигунів з режимами роботи від S3 до S10 необхідно враховувати підвищення температури під час пуску та зміни навантаження. Допускається застосування ЕМ без обмеження за часом, протягом якого відбувається нагрівання пусковим струмом від температури, обумовленої тривалою роботою в номінальному режимі, до максимальної припустимої температури. Електричні машини із захистом виду «n» повинні бути постачені захисними пристроями відповідно до вимог глави 4.10 [1]. Температура обмоток за умовою класу нагрівостійкості електроізоляційного матеріалу не повинна перевищувати зазначену в ДСТ 8865-93, на відміну від вимог захисту виду «е», які знижують граничну температуру приблизно на 15 %, і, отже, які обмежують проектну потужність ЕМ.

2. Метод вибухозахисту «nC», який полягає в наступному.

2.1. Контакти, які замикаються або розмикаються, наявні у виробі, укладені у власну оболонку, що витримує внутрішній вибух горючого газу або пару, який може проникнути усередину оболонки, без її руйнування та передачі цього вибуху в навколишнє вибухонебезпечне середовище (контактний пристрій у вибухонепроникної оболонці). Вільний обсяг оболонки не повинен перевищувати 20 см3. Її вибухонепроникність досягається щільністю припасування деталей; параметри з'єднань можуть бути відмінними від необхідних за ДСТ 22782.6-81. Пристрій повинен бути піддан типовому випробуванню, при якому відбувається підпалювання вибухонебезпечної суміші усередині оболонки пристрою замиканням і розмиканням власних контактів. У 10 досвідах не повинне відбутися ушкодження оболонки або передачі вибуху в навколишню вибухонебезпечну атмосферу.

2.2. Контакт, який розмикає або замикає певний ланцюг, здатний до підпалювання вибухонебезпечних сумішей, але контактний механізм виконаний так, що контакт не здатний запалити певну газову суміш (компонент, що не підпалюється). Застосування подібного контактного пристрою обмежено тільки тим ланцюгом, для якого випробуваннями показана його нездатність підпалити певну газову суміш. При типовому випробуванні контактний пристрій заповнюється вибухонебезпечною сумішшю, при 100 % номінальному навантаженню виробляється 50 комутаційних циклів, протягом яких не повинне відбутися жодного підпалювання суміші.

2.3. Виріб являє собою герметично запаяний пристрій, у який зовнішня атмосфера не може проникнути усередину і герметизація якого виконана м'яким або твердим припоєм, зварюванням і заливанням розплавленим склом. Герметично запаяні пристрої розглядаються як відповідаючи вимогам для герметично щільних пристроїв без випробування.

2.4. Виріб повністю поринає в компаунд із метою запобігання влучення усередину зовнішньої атмосфери (залитий компаундом пристрій).

2.5. Пристрій, сконструйований таким чином, що він герметично закритий для запобігання влучення усередину зовнішньої атмосфери та не може бути відкрит в нормальному режимі роботи (герметично щільний пристрій). Залиті компаундом і герметично щільні пристрої піддаються типовим випробуванням на герметичність й електричну міцність.

3. Метод вибухозахисту nL, полягає в тім, що в електроустаткуванні ланцюга та компоненти сконструйовані відповідно до принципу енергообмеження (енергообмежене електрообладнання). Принцип енергообмеження аналогічний принципу іскробезпечних електричних ланцюгів, але даний метод захисту виду «n» ураховує тільки нормальний режим роботи.

4. Метод вибухозахисту [nL] або [Ex nL], який полягає в тім, що електрообладнання містить як енергообмежені, так і неенергообмежені ланцюги й сконструйовано так, що неенергообмежені ланцюги не можуть несприятливо впливати на енергообмежені ланцюги (зв'язане енергообмежене електрообладнання). Подібне електрообладнання може бути наступним.

4.1. Електрообладнання, яке має альтернативний метод вибухозахисту по стандарту, який ставиться до електрообладнання із захистом виду «n» [nL].

4.2. Електрообладнання, яке має альтернативний вид вибухозахисту відповідно до діючих стандартів по вибухозахисту, наприклад, ДСТ 22782.0-81.

4.3. Електричне встаткування, яке не має засобів вибухозахисту, яке тому не повинне застосовуватися у вибухонебезпечній атмосфері, наприклад, самописний пристрій, розташований за межами вибухонебезпечної зони, але підключене до термопари, розташованої у вибухонебезпечній зоні, де енергообмеженими є тільки вхідні ланцюги самописного пристрою [Ex nL].

5. Метод вибухозахисту nAnL, полягає у тім, що електрообладнання містить енергообмежені контакти, які іскрять, і ланцюги (включаючи енергообмежені компоненти та пристрої), які харчують енергообмеженою потужністю ці контакти, а також необмежене джерело харчування ланцюга (самозахищене енергообмежене електрообладнання).

6. Метод вибухозахисту nR, який полягає у тім, що оболонка електрообладнання сконструйована так, щоб обмежити влучення усередину навколишньої вибухонебезпечної атмосфери (оболонка з обмеженим подихом).

Даний метод захисту підходить для електрообладнання, яке містить контакти, які іскрять, але з обмеженням теплової потужності, яка розсіюється, таким чином, щоб середня температура усередині оболонки не перевищувала зовнішню більш, ніж на 10 °С. При більшій різниці температур існує ризик втягування навколишньої атмосфери усередину оболонки після відключення електрообладнання. Варто також ураховувати можливість нагрівання оболонки сонячними променями, що може викликати внутрішнє перевищення температури вище 10 °С. Також обмежений подих не підходить для електрообладнання, яке працює в короткочасному режимі, тому що підвищена ймовірність того, що електрообладнання буде відключено, у той час як вибухонебезпечна суміш оточує оболонку.

Електрообладнання в оболонці з обмеженим подихом, яке містить частини, які іскрять, повинне мати пристрій для проведення контрольних перевірок властивостей обмеженого подиху, що представляє собою штуцер для приєднання водяного або будь-якого іншого манометра з точністю вимірів до 5 Па (0,5 мм вод. ст.). Наявність пристрою для проведення контрольних перевірок властивостей обмеженого подиху в електрообладнання, що не містить частин, які іскрять, не обов'язково. При випробуванні обмеженого подиху виробляється перевірка швидкості зміни надлишкового (вакуумметричного) тиску в оболонці.

Таким чином, розглянутий вид вибухозахисту «n» вигідно відрізняється від відомих видів вибухозахисту тим, що істотно розширює методи і засоби забезпечення вибухозахищеності виробів, призначених для застосування у вибухонебезпечних зонах класу 2, тобто надає можливість здійснити спрощений вибухозахист не тільки для виробів, які не містять елементів, які іскрять, але й для виробів, які містять такі частини. У свою чергу застосування виду вибухозахисту «n» сприяє використанню цілого ряду виробів загального призначення у вибухонебезпечних зонах класу 2 при незначній їхній доробці.

З огляду на той факт, що на сучасних промислових вибухонебезпечних виробництвах вибухонебезпечні зони класу 2 становлять біля 95 % від загального числа вибухонебезпечних зон, стає очевидної доцільність використання розглянутого виду вибухозахисту для доробки багатьох добре відпрацьованих виробів, призначених для експлуатації в зазначених вище вибухонебезпечних зонах класу 2.

Висновки

Розглянуто принципи та методи забезпечення вибухозахищеності електрообладнання з видом вибухозахисту «n», призначеного для застосування в найпоширеніших вибухонебезпечних зонах класу 2 вибухонебезпечних установок різних галузей промисловості. Діючі в Україні Правила пристрою електроустановок [1] допускають застосування вибухозахищеного електрообладнання із захистом «n» у вибухонебезпечних зонах класу 2, і дійсна стаття допоможе організаціям, які проектують та експлуатують, у використанні закордонного електроустаткування с розглянутим видом вибухозахисту, а також у доведенні виробів загального призначення для застосування у вибухонебезпечних зонах класу 2 за допомогою засобів вибухозахисту виду «n».

Список літератури
  1. ДНАОП 0.00-1.32-01. Правила устройства электроустановок. Электрооборудование специальных установок. – К.: Укрархстройинформ, 2001.
  2. МЭК 60079-15. Ред. 3.0. Электрическое оборудование для взрывоопасных газовых атмосфер – Часть 15: Конструкция, испытания и маркировка электрооборудования с защитой вида «n».
Головна : : Статті : : Особливості конструювання та застосування вибухозахищеного...
Україна, м. Донецьк,
вул. 50-й Гвардійської дивізії, 17
тел.: +380 62 382-93-53
Рейтинг@Mail.ru Інформаційно-розважальний портал КомерСайт .Рейтинг сайтів регіону Украинский портАл Украина-Сегодня: Каталог сайтов Яндекс цитирования Украина онлайн Rambler Top100 Rambler's Top100 Б И З Н Е С - И Н Ф О Р М -  Каталог фирм, организаций, товаров и услуг Украины Valid XHTML 1.1