1629

УДК 621.3

Александрова Н.Л. Взрывозащищенное электрооборудование [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие /Н.Л. Александрова, В.П. Костров: Нижегородский государственный

архитектурно-строительный университет – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 22 с.; ил. 3 электронный оптический диск (CD-RW)

Даются тематика лекций и практических занятий, их краткое содержание: характеристика и классификации взрывоопасных зон, классификация взрывозащищенного электрооборудования (уровни, группы, виды взрывозащиты), даются рекомендации по выбору маркировки взрывозащиты электрооборудования, рассматриваются особенности и примеры применения взрывозащищенных электродвигателей

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к практическим занятиям по дисциплине «Взрывозащищенное электрооборудование» по направлению подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность, профиль – Безопасность технологических процессов и производств

© Н.Л. Александрова, В.П. Костров

© ННГАСУ, 2016

2

Введение Взрывозащищенное электрооборудование – электрооборудование, в

котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этого электрооборудования.

Выбор и установка электрооборудования (машин, аппаратов, устройств), электропроводок и кабельных линий для взрывоопасных зон производятся на основе классификации взрывоопасных зон и взрыва опасных смесей.

Характеристика и классификация взрывоопасных зон

1. Взрывоопасность горючих смесей

Горючие газы ГГ и пары легковоспламеняющихся ЛВЖ и горючих ГЖ жидкостей, смешиваясь с воздухом, кислородом или другими окислителями, при определенной температуре и концентрации могут образовывать взрывоопасные смеси. Критериями сравнительной оценки степени их

воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температуре не выше 55○С. Легковоспламеняющаяся жидкость – это жидкость, способная гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки не

удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки более 61○С. Температура вспышки – самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего

горения.

Температура самовоспламенения – самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

3

ГГ относятся к взрывоопасным при любых температурах окружающей среды.

Смесь ГГ и паров ЛВЖ с воздухом становится опасной только при определенной концентрации. В этом случае при наличии источника зажигания может произойти взрыв. Концентрация в воздухе горючих газов и паров ЛВЖ обычно указывается в процентах.

Горючие газы – Аммиак Метан Водород Ацетилен Сероводород

Пропан

ЛВЖ – Бензин Ацетон

Бензин А-74 Спирт этиловый Сероуглерод Скипидар

Взрывоопасные смеси воспламеняются в случае, если в электроустановках находится источник зажигания в виде нагретого тела или пламени (электрическая дуга короткого замыкания; искра, возникающая при замыкании или размыкании контактов, чрезмерно высокая температура на поверхности электрооборудования, превышающая температуру самовоспламенения взрывоопасных смесей и т.п.).

2. Характеристика взрывоопасных зон

Часть или весь объем помещения (или ограниченное пространство в наружной установке) классифицируется на пожароопасные и взрывоопасные зоны.

Пожароопасной зоной называют пространство внутри и вне помещения, в пределе которого постоянно или периодически образуются горючие вещества.

Эти зоны с точки зрения опасности (при использовании в них электрооборудования) подразделяются на 4 класса: П-I, П-II; П-IIаи П-IIб [ПУЭ].

4

Наиболее опасными с точки зрения возможности возникновения пожара являются зоны классов П-I и П-II, менее опасными – П-IIаи П-IIб. Горючая среда зон П-I(горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61○С) и П-II (горючие волокна или пыль) более чувствительна к воспламенению, чем горючая среда зон П-IIа (твердые или волокнистые горючие вещества) и П-IIб (открытые или под навесом склады твердых горючих веществ, ГЖ или наружные технологические установки с ГЖ)

Взрывоопасной зоной называется помещение или ограниченное пространство в помещении (или наружной установке), в которые имеются

образования взрывоопасных смесей, взрывоопасные зоны подразделяются на

Для взрывоопасной пыли и волокон: В-II, В-IIа [ПУЭ].

Наиболее опасными являются зоны классов В-Iи В-II, расположенные в помещениях, т.к. в них взрывоопасные смеси могут образовываться даже при нормальных режимах работы, например, при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ.

Менее опасными являются зоны В-Iа, В-IIа. В них при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси не образуются. Они возникают только в результате аварий и неисправности технологического или санитарнотехнического оборудования.

Еще менее опасными являются зоны класса В-Iб. В них образование взрывоопасных смесей затруднительно даже в аварийных случаях из-за высокого нижнего предела воспламенения (15% и более) по концентрации.

Класс взрывоопасной зоны зависит от относительного объема взрывоопасной смеси и условий ее возникновения.

Относительный объем взрывоопасной смеси (в %) определяется по формуле

5

Так, если при нормальном технологическом процессе относительный объем взрывоопасной смеси по расчету >5%, зона будет иметь класс В-I.

При этом же значении относительного объема взрывоопасной смеси, возникшей при аварийном состоянии технологического оборудования, зона будет иметь класс В-Iа.

КЛАСС ВЗРЫВООПАСНОЙ ИЛИ ПОЖАРООПАСНОЙ ЗОНЫ, В СООТВЕТСТВИИ С КОТОРЫМИ ПРОИЗВОДИТСЯ ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ТЕХНОЛОГАМИ СОВМЕСТНО С ЭЛЕКТРИКАМИ ЭКСПЛУАТИРУЮЩЕЙ ИЛИ ПРОЕКТНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ.

3. Классификация взрывоопасных смесей

Воснову классификации на группы положена t○самовоспламенения смеси. Чем ниже эта t○, тем вероятнее воспламенение смеси при всех прочих равных условиях по сравнению со смесью, у которой t○самовоспламенения выше.

Так, сероуглерод воспламеняется при t○=100○С, а метиловый спирт – при t○=427○С. Следовательно, сероуглерод более опасен, и в его среде допустимая tоболочки взрывозащищенного электрооборудования должна быть ниже, чем в среде метилового спирта, если нагретую поверхность оболочки рассматривать как возможный источник зажигания.

Взависимости от t○самовоспламенения установлено шесть групп взрывоопасных смесей:

Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6.

Температуру самовоспламенения взрывоопасной смеси определяют на специальной установке, а ее группу – по таблице [ПУЭ]:

На категории взрывоопасные смеси принято разделять в зависимости от величины для данного вещества так называемого «безопасного экспериментального зазора» (БЭМЗ) между плоскими фланцами у стандартной оболочки – это такой зазор, при котором не наблюдается передача взрыва из стандартной оболочки наружу.

Если взрыв из оболочки не передается, смесь в камере воспламеняется с помощью контрольного зажигания. По наиболее взрывоопасной концентрации определяют то наибольшее значение зазора (БЭМЗ), при котором отсутствуют передачи взрыва из оболочки в камеру.

7

Распределение взрывоопасных смесей по категориям и группам приводится в таблице 1.

8

Таблица 1. Распределение взрывоопасных смесей по категориям и группам

9

Классификация взрывозащищенного электрооборудования

Взрывозащищенное электрооборудование – это электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению (или затруднению) возможности воспламенения окружающей взрывоопасной среды.

Согласно ПУЭ взрывозащищенное электрооборудование подразделяется по уровням и видам взрывозащиты, группам и температурным классам.

Уровень взрывозащиты – это степень взрывозащиты электрооборудования при установленных нормативными документами условиях. Существует 3 уровня взрывозащиты электрооборудования:

а) Уровень «ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ ПРОТИВ ВЗРЫВА» – взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в нормальном режиме работы. Этот режим работы дается в стандартах на виды взрывозащиты. Знак уровня – 2.

б) Уровень «ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ» – взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме, так и при вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты. Вероятные повреждения приведены в стандартах на виды взрывозащиты. Знак уровня – 1.

в) Уровень «ОСОБОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ» – взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты. Знак уровня – 0.

Установлено 7 видов взрывозащиты.