Исполнение повышенной надежности

В большинстве стран мира в исполнении повышенной надежности против взрыва разрабатываются только те части, узлы или электрообору­дование в целом, которые не имеют нормально искрящих элементов и не подвержены опасному нагреву. К ним относятся обмотки электрических машин и трансформаторов, катушки аппаратов и приборов, коробки и вводные устройства с контактными зажимами, светильники и т.п.

Искрящиеся же части или узлы, подверженные в условиях работы опасному и незащищенному, неконтролируемому нагреву выполняются с другим видом взрывозащиты, например, взрывонепроницаемым, маслона-полненным и др.

Кроме рассмотренного выше использования улучшенных материалов и других конструктивных решений в данном виде взрывозащиты вводится контроль (оценка) характеристик состояния электрооборудования.

Предельная температура Тп - максимально допустимая темпера­тура для оборудования и его отдельных частей. Она определяется темпера­турой воспламенения взрывоопасной среды и тепловой устойчивостью ис­пользованных материалов. Меньшее значение принимается за предельную температуру.

Пусковой ток Iа - самое высокое действующее значение тока, кото­рый протекает в статорной обмотке заторможенного двигателя с коротко-замкнутым ротором или в электромагните переменного тока с притянутым якорем после прекращения переходных процессов при питании оборудо­вания номинальным напряжением и номинальной частоте. Характерной величиной является также отношение пускового тока Iа к номинальному Iн, т.е. Iа/Iн.

Время t_e - время, в течение которого обмотки при протекании по ним пускового тока Iа нагреваются от температуры установившегося ре­жима до предельной температуры при номинальной температуре окру­жающей среды. За номинальную температуру окружающей среды прини­мается в расчетах и испытаниях 40°С.

Предельный тепловой ток Imen. - действующее значение тока, ко­торый за время своего действия в течение Iс нагревает проводники до пре­дельной температуры.

Предельный динамический ток Iдин. - амплитудное значение тако­го тока, динамическое действие которого электрооборудование может вы­держать без разрушения.

При проектировании и изготовлении электрооборудования с повы­шенной надежностью против взрыва, как указывалось, применяется ком­плекс конструктивных мер, а также защитные устройства, делающие мало­вероятным появление опасных искр и нагревов.

Особые требования предъявляются стандартами к светильникам в исполнении "е". Нередко требуется, чтобы контакты в патронах для ламп имели взрывонепроницаемое исполнение, т.к. не исключена возможность смены ламп под напряжением. Все светильники снабжаются предупреж­дающей надписью, чтобы смена ламп производилась только после снятия напряжения.

Особые требования предъявляются также к допустимой температуре нагрева поверхности лампы и колпака светильника, а также к его механи­ческой прочности. Сюда следует отнести и требования пыленепроницае­мости, например, вводных коробок электродвигателей.

Повышенная надежность электрооборудования оценивается резуль­татами контрольной проверки качества изготовления и испытаний по ука­занным выше характеристикам. Кроме того, большое значение имеет пра­вильное устройство (расчет, выбор, наладка) электрических и тепловых защит силового электрооборудования, в частности, электродвигателей.

Маслонаполненное исполнение

В этом исполнении основным средством защиты является масло или другой жидкий диэлектрик, в который погружены нормально искрящие и неискрящие части электрооборудования, находящиеся под напряжением.

Основным параметром взрывозащиты, кроме естественно регламен­тированных требований к маслу, является минимально допустимый уро­вень масла над нормально искрящими элементами и неискрящими неизо­лированными токоведущими частями. В тех странах, где допускается та­кой вид взрывозащиты для передвижных установок, регламентируется на­дежная защита от расплескивания масла.

Кроме того, стандартами регламентируется максимально допустимая температура верхнего слоя масла. Уровень масла принимается таким, что­бы возникающие искры электрической дуги не достигали поверхности масла, а образовавшиеся при этом от разложения масла газы интенсивно охлаждались, исключая таким образом воспламенения окружающей взры­воопасной среды.

Взрывозащита электрооборудования с масляным заполнением оце­нивается результатами испытаний по определению допустимых нагрузок по току и минимального уровня защитного слоя масла. Кроме того, как правило, определяется эффективность действия различных защитных уст­ройств. .

Кварценаполненное исполнение

Заполнение оболочки взрывозащищенного электрооборудования кварцевым песком определенного зернового состава выполняется таким образом, что аварийная электрическая дуга, возникшая внутри оболочки, не может вызвать воспламенения наружной взрывоопасной среды ни от пламени дуги, ни от чрезмерного нагрева стенок оболочки.

Электрооборудование с данным видом взрывозащиты не имеет под­вижных или нормально искрящих контактов (трансформаторы, резисторы). Параметры взрывозащиты выбираются из условия возможного дугового короткого замыкания на токоведущих частях.

Надежность взрывозащиты обеспечивается регламентированным слоем (толщиной) кварцевого заполнения, включая резервный слой, над электрическими частями электрооборудования. При этом регламентируются физико-химические и механические свойства кварцевого песка, а также его диэлектрические характеристики.

Если необходимо обеспечить оперативное переключение в схеме внутренних соединений, то предназначенные для этого зажимы заключа­ются в оболочку с другим видом взрывозащиты, т.к. любое удаление за­полнителя не допускается.

Оценка взрывозащищенности электрооборудования с кварцевым за­полнением проводится на основании результатов проверки правильности изготовления в соответствии с требованиями стандарта, а также тепловых испытаний.

Вид взрывозащиты - оборудование, продуваемое под избыточным давлением

По специфике обеспечения взрывозащищенности оборудование, продуваемое под избыточным давлением чистым воздухом или инертным газом, аналогично электрооборудованию, находящемуся под избыточным давлением.

Основным параметром взрывозащиты оболочки является в данном исполнении избыточное давление воздуха или инертного газа, которое со­гласно большинству стандартов принимается не менее 100-150Па в любом месте воздуховодов, оболочки и т.п.

Электрооборудование, заполненное или продуваемое под избыточ­ным давлением, отличается простотой взрывозащиты. Уровень его взрыво­защиты обеспечивается надежностью работы системы вентиляции и бло­кировочных устройств. Кроме того, система продувки обеспечивает до­полнительно работоспособность электрооборудования в смысле теплового режима.

Оценка взрывозащищенности электрооборудования с видом взрыво­защиты "заполненное или продувка оболочки под избыточным давлением" производится на основании результатов проверки правильности изготов­ления в соответствии с требованиями стандартов, тепловых и вентиляци­онных испытаний, включая работу блокировочных устройств, а при необ­ходимости, эффективность резервной вентиляции.

Вид взрывозащиты - искробезопасная электрическая цепь

При этом виде защиты электрические цепи рассчитаны так, что ис­кры и нагревы, которые могут возникать при нормальной работе электро­оборудования, например, на контактах реле, переключателей и т.п. или при повреждениях (короткое замыкание, обрыв проводников, замыкание на корпус, на землю и т.д.), не воспламеняют взрывоопасную среду.

Электрооборудование с указанным видом взрывозащиты является наиболее экономичным из всех видов взрывозащищенного электрооборудования и в то же время оно обладает наиболее высоким уровнем взрыво-безопасности. Следует отметить, что выпускаемое искробезопасное элек­трооборудование в разных странах значительно отличается как по конст­руктивному исполнению, так и уровнем безопасности. Однако, благодаря разработке и принятию многими странами рекомендаций МЭК в этой об­ласти, стало возможным получить большую унификацию в части требова­ний к конструкции электрооборудования и методам их испытаний.

Искробезопасность электрооборудования во многом зависит от па­раметров его электрических цепей (индуктивность, емкость, напряжение, ток, частота, сопротивление и т.д.), а также режима работы, качества изго­товления и состояния самого электрооборудования.

Отличительной особенностью искробезопасного электрооборудова­ния является то, что оно не имеет громоздких защитных оболочек, а по принципу работы оно полностью основано на общепромышленном элек­трооборудовании либо отличается от него очень незначительно.

Важными характеристиками искробезопасности являются ток вос­пламенения (для безиндуктивной и индуктивной цепей) и напряжение вос­пламенения (для емкостных цепей) при вероятности воспламенения 10^-3.

Стандартами регламентируется также целый комплекс мер (требова­ний), обеспечивающий искробезопасность.

Искробезопасные электрические цепи подразделяются на уровни (три или два в различных стандартах).