1.4. Вибухонебезпечність електроустановок

Згорання однорідної горючої системи протікає швидко (кинетичне горіння), оскільки реагуючі речовини перемішані. Згідно визначенню ПУЕ, розд. VII вибух – швидке перетворення речовин (вибухове горіння), що супроводжується виділенням енергії і утворенням стиснутих газів, здатних виконувати роботу.

Якщо займання однорідної горючої системи (наприклад, парів бензину), відбудеться в атмосфері повітря поза замкнутою посудиною, то здійсниться швидке згорання горючої речовини без утворення стиснутого газу (наприклад, згорання пароподібного бензину в пальнику паяльної лампи, природного газу факелом в газовому пальнику і ін.). У даному випадку швидке згорання не є вибухом. Якщо ж горюча система опиниться в замкнутій посудині (наприклад, залишок бензину і його пари в бочці після зливу палива або природний газ, що скупчився в приміщенні унаслідок витоку його з газопроводу, і т. п.), то при загоранні система вибухає з утворенням стиснутих газів, які можуть виконати механічну роботу, - зруйнувати посудину, будівельні конструкції будівлі (у першу чергу вікна, двері та ін.).

В умовах виробництва можливі вибухи в результаті швидкого звільнення енергії, замкнутої в посудині, що утримує газ з високим тиском, при руйнуванні його стінок. Це парові казани, ресівери компресори, балони із стислим або зрідженим газом.

Найбільшу небезпеку на підприємствах електротехнічної промисловості представляють теплові вибухи при займанні вибухонебезпечних сумішей.

Відповідно до ПУЕ вибухонебезпечна зона - приміщення або обмежений простір в приміщенні або зовнішній установці, в якій є або можуть утворюватись вибухонебезпечні суміші, наприклад, горючих газів або пари з повітрям або киснем або горючого пилу чи волокон з повітрям під час переходу їх в зважений стан.

Вибухонебезпечні зони підрозділяються на класи В-1, В-1а, В-1б, В-1г (зовнішні), В-ІІ і В-ІІа залежно від можливості вибуху в нормальних або аварійних умовах, значень нижньої концентраційної межі загоряння, кількості горючих матеріалів і ін. Залежно від класу вибухонебезпечності в електроустановках ПУЕ приписують застосування вибухозахищеного електроустаткування, оскільки основною небезпекою відносно вибуху є іскріння в електричних колах.

Якщо електрична іскра виникає усередині кожуха (корпуса) електротехнічного виробу, встановленого у вибухонебезпечному приміщенні, а кожух має отвори, через які горючі або вибухонебезпечні суміші проникають всередину його, то у разі концентрації суміші в області між нижньою і верхньою межами займання відбувається її займання. Полум'я через отвір кожуха виходить в навколишній простір, в якому така ж вибухонебезпечна суміш, запалавши, утворює небезпечний вибух в даному приміщенні зі всіма його руйнівними наслідками. Тому у вибухонебезпечних зонах застосовують вибухозахищене електроустаткування (електричні машини, апарати, освітлювальні прилади і ін.). Згідно ГОСТ 18311-80 вибухозахищеним називається електротехнічний виріб (електротехнічний пристрій, електроустаткування) спеціального призначення, який виконаний таким чином, що усунена або затруднена можливість займання навколишнього вибухонебезпечного середовища при експлуатації цього виробу.

Класифікація виробництв за пожежо- і вибухобезпеч­ністю. У багатьох технологічних процесах виникає необхідність застосування пожежонебезпечних речовин і матеріалів, легкозаймистих рідин, горючих газів і речовин. В результаті цехи, ділянки, приміщення, де використовуються або зберігаються ці матеріали, стають пожежо- або вибухонебезпечними.

Згідно Будівельних норм і правил СНіП ІІ-90-81 в залежності від характеристики речовин, які є в обігу на виробництві, і їх кількості, виробництва ділять за вибуховою, вибухо-пожежною і пожежною небезпеці на категорії А, Б, В, Г, Д і Е.

Виробництва категорії А (вибухонебезпечні) характеризуються застосуванням або утворенням у виробничому процесі горючих газів з нижньою концентраційною межею вибухання (займання) 10 % об'єму повітря і менше; рідин з температурою спалаху пари до 28⁰ С включно, якщо з вказаних газів і рідин можуть утворитися вибухонебезпечні суміші в об'ємі, що перевищує 5 % об'єму повітря в приміщенні; речовин, здатних вибухати і горіти при взаємодії з водою, киснем повітря або один з одним.

Виробництва категорії Б (вибухо-пожежонебезпечні) характеризуються наявністю горючих газів, з нижньою концентраційною межею вибухання більше 10 % об'єму повітря; рідин з температурою спалаху пари від 28 до 61°С включно; рідин, нагрітих в умовах виробництва до температури спалаху і вище; горючого пилу і волокон, нижня межа вибухання яких 65 г/м³ і менше за умови, що вказані гази, рідини і пил можуть утворювати вибухонебезпечні суміші в об'ємі, що перевищує 5 % об'єму повітря приміщення.

Виробництва категорії В (пожежонебезпечні) характеризу­ються наявністю горючих рідин з температурою спалаху пари вище 61°С; горючого пилу або волокон, нижня концентраційна межа вибухання яких більше 65 г/м³; речовин, здатних тільки горіти при взаємодії з водою, киснем повітря або одна з одною; твердих речовин і матеріалів, що згорають.

Виробництва категорії Г (пожежонебезпечні) характеризу­ються наявністю речовин, що не згорають, і матеріалів в гарячому, розжареному або розплавленому стані, процес обробки яких супроводжується випромінюванням теплоти, іскрінням і полум'ям; твердих, рідких і газоподібних речовин, які спалюються або утилізуються в якості палива.

Виробництва категорії Д характеризуються наявністю тільки речовин і матеріалів, що не згорають, в холодному стані.

Виробництва категорії Е (вибухонебезпечні) характеризу­ються наявністю газів (без рідкої фази) і вибухонебезпечного пилу в такій кількості, що можуть утворити вибухонебезпечні суміші в об'ємі, що перевищує 5 % об'єму приміщення. При цьому кількість цих речовин така, що за умовами технологічного процесу можливий тільки вибух без подальшого горіння. У виробництвах категорії Е можуть бути також речовини, здатні вибухати (без подальшого горіння) при взаємодії з водою, киснем повітря, або одна з одною.

Віднесення виробництва до однієї з перерахованих категорій приймається по нормах технологічного проектування або по спеціальних переліках виробництв, затверджених галузевими міністерствами. Наприклад, на підприємствах електротехнічної промисловості до категорії А відносяться електролізні установки, фарбувальні, просочувальні та фарбоприготувальні цехи і ділянки, закриті склади ЛВЖ, склади балонів з горючим газом. До категорії Б відносяться закриті склади дизельного палива. До категорії В - деревообробні цехи, вузли пересипки вугілля і торфу для котельних. До категорії Г - цехи термічної обробки металів, машинні відділення, закриті розподільчі пристрої підстанцій з апаратами, що містять мінеральне масло, ковальські і зварювальні відділення і цехи.

При проектуванні і будівництві виробничих будівель і споруд необхідно враховувати категорію пожежної небезпеки виробництва і вимоги, приписані будівельними нормами і правилами.