Особливості проектування електроустановок для вибухонебезпечних зон
Вибухонебезпечні зони поділяються на класи залежно від обсягів вибухонебезпечних сумішей у приміщеннях чи зовнішніх умовах.
Правилами влаштування електроустановок (ПУЕ) встановлені такі класи:
ü В-I – вибухонебезпечна зона в приміщенні, в якому виділяються горючі гази або випаровування;
ü В-II – вибухонебезпечна зона у приміщенні, де утворюються у зваженому стані горючі пилу або волокна, які здатні утворити вибухонебезпечні суміші.
У кожному класі можливі додаткові позначення (a, б, в, г), які визначають умови утворення газів та сумішей, наприклад, В-Iб – суміші та гази утворюються у локальних місцях.
У вибухонебезпечних зонах застосовуються вибухозахищені виконання засобів автоматизації, що передбачають захист вибухонебезпечного середовища від займання.
ГОСТ 12.2.020-76 встановлює класифікацію обладнання за рівнями та видами вибухозахисту.
Рівень вибухозахисту – це рівень нормативного умови, а вид вибухозахисту – це сукупність коштів, встановлених нормативними документами.
Існує три рівні вибухозахисту: обладнання підвищеного вибухозахисту (2); вибухобезпечне обладнання (1); особливо вибухобезпечне обладнання (0).
Способи вибухозахисту поділяються на сім видів:
ü вибухонепроникна оболонка (d):
ü іскробезпечний електричний ланцюг (i);
ü з винятком іскор та нагрівання (e);
ü із заповненням інертним газом (p);
ü з масляним наповнювачем (о);
ü з кварцовим заповненням (q);
ü спеціальний вид вибухозахисту (s).
Вибір електроустаткування для систем автоматизації здійснюється з урахуванням вимог ГОСТ 14254-80. При цьому рівень вибухозахисту та ступінь захисту оболонок повинні відповідати класу вибухозахисної.зони:
ü В-I, В-II – вибухобезпечне та особливо вибухобезпечне обладнання, що маркується умовними позначеннями «0» або «1»;
ü В-Ia – обладнання з підвищеною надійністю проти вибуху (маркування – 2), оболонка зі ступенем захисту IP 54;
ü В-Iб – обладнання без засобів вибухозахисту, оболонка зі ступенем захисту IP44.
У вибухонебезпечних установках мережа живлення та розподільна системи електроживлення відносяться до мереж, що захищаються від перевантаження, за винятком вибухонебезпечних установок із зонами класів B-Iб.
Номінальні струми апаратів захисту вибираються, як і в мережах, що захищаються лише від коротких замикань, за розрахунковими струмами ланцюгів з урахуванням відбудови захисту від короткочасних навантажень (пускових струмів, струмів самозапуску тощо). При цьому має бути виконана вимога, щоб по відношенню до тривало допустимого струму проводів та кабелів апарати захисту мали кратність не більше:
ü 80% номінального струму плавкою вставки або струму уставки автоматичного вимикача для проводів та кабелів з полівінілхлоридною, гумовою та аналогічною за тепловими характеристиками ізоляцією;
ü 125% струму торкання розчіплювача автоматичного вимикача з регульованою зворотно залежною від струму характеристикою для кабелів з паперовою ізоляцією та ізоляцією з вулканізованого поліетилену;
ü 100% номінального струму плавкою вставки або струму уставки автоматичного вимикача, що має лише максимальний миттєво діючий розчіплювач для кабелів із паперовою ізоляцією;
ü 100% номінального струму розчіплювача автоматичного вимикача з нерегульованою зворотно залежною від струму характеристикою (незалежно від наявності або відсутності відсікання) - для провідників усіх марок;
ü 100% струму торкання розчіплювачів автоматичноговимикача з регульованою залежною від струму характеристикою - для проводів і кабелів з полівінілхлоридною, гумовою та аналогічною за тепловими характеристиками ізоляцією.
Довго допустиме струмове навантаження провідників відгалужень до короткозамкнених електродвигунів виконавчих механізмів та електроприводів засувок у вибухонебезпечних зонах повинно бути не менше 125% номінального струму електродвигуна.
При живленні від систем з глухозаземленою нейтраллю у вибухонебезпечних установках для надійного відключення аварійних ділянок живильної та розподільної мереж струм однофазного короткого замикання повинен перевищувати не менше ніж:
ü у 4 рази номінальний струм плавкою вставки найближчого запобіжника;
ü у 6 разів номінальний струм розчіплювача автоматичного вимикача, що має залежну від струму характеристику.
Щити систем автоматизації у вибухонебезпечних установках рекомендується, як правило, встановлювати в щитових приміщеннях з умовами навколишнього середовища нормальних приміщень.
У разі необхідності безпосередньої установки щитів та пультів у вибухонебезпечних зонах щити, пульти, а також прилади та апарати, що розміщуються на них, повинні мати вибухонебезпечне виконання.
Забороняється у всіх випадках установка в межах вибухонебезпечних зон щитів живлення систем автоматизації з апаратами захисту та керування (запобіжниками, автоматичними вимикачами, пакетними вимикачами тощо).
Не рекомендується на щитах (пультах), що встановлюються безпосередньо в межах вибухонебезпечних зон, передбачати складання затискачів. Приєднання зовнішніх електричних проводок до апаратів та приладів, встановлених на цих щитах (пультах), повинно, як правило, виконуватись шляхом безпосереднього введення проводів або кабелів.у корпуси приладів відповідно до вказівок заводів-виробників. У разі необхідності встановлення на щитах (пультах) збирання затискачів вони повинні бути укладені в спеціальні оболонки.
На щитах (пультах), які встановлюються безпосередньо у вибухонебезпечних зонах, не рекомендується передбачати розетки для живлення електрифікованого інструменту та ламп переносного освітлення. При необхідності електроживлення ламп переносного освітлення та електрифікованого інструменту повинно здійснюватись від розподільної електричної мережі об'єкта, що автоматизується.
Електрифікований інструмент для ремонтних та профілактичних робіт повинен застосовуватись відповідно до діючих у різних вибухонебезпечних виробництвах інструкцій з експлуатації та техніки безпеки.
Світильники (лампи) та їх вимикачі, що стаціонарно встановлюються для освітлення монтажної або фасадної сторін щитів, у вибухонебезпечних приміщеннях повинні мати вибухонебезпечні виконання.
Для електричних проводок щитів (пультів), що встановлюються у вибухонебезпечних зонах або спеціальних щитових приміщеннях вибухонебезпечних установок, застосовуються мідні проводи перетином не менше 1 мм з ізоляцією.
Рекомендується розміщувати щитові приміщення в окремих будівлях.
Електропроводки систем автоматизації у вибухонебезпечних зонах повинні виконуватися броньованими кабелями на кабельних конструкціях (в зонах будь-якого класу), в сталевих коробах з кришками, що відкриваються (в зонах класів В-Ia, В-1б, В-1г), на лотках (в зонах класів B-I , B-Ia, В-1б та В-1г), за технологічними та кабельними естакадами (у зоні класу В-1г), а також у каналах (у зонах будь-якого класу).
Неброньованими кабелями електропроводки можуть виконуватися в сталевих трубах (в зонах будь-якого класу), на кабельнихконструкціях (в зонах класів В-1б, B-IIa, В-1г), на лотках (в зонах класів В-1б і В-1г), в сталевих коробах з кришками (в зонах класів В-Ia, В-1б) , В-1г), у каналах, засипаних піском (у зонах класів В-II, В-IIа) та за технологічними та кабельними естакадами (в зоні класу В-1г).
У вибухонебезпечних зонах виробничих приміщень кабелі на кабельних конструкціях, у коробах, на лотках повинні прокладатися, як правило, по стінах та конструкціях будівель та споруд; кабелі та проводи в захисних трубах – відкрито та приховано.
Найменший допустимий переріз жил проводів та кабелів електропроводок систем автоматизації у вибухонебезпечних зонах має становити 1 мм для мідних та 2,5 мм для алюмінієвих провідників.
У вибухонебезпечних зонах будь-якого класу слід застосовувати: дроти з полівінілхлоридною та гумовою ізоляцією; кабелі з полівінілхлоридною, гумовою та паперовою ізоляцією в полівінілхлоридній, гумовій та металевій оболонках.
Забороняється у вибухонебезпечних зонах класів B-I та B-Ia застосовувати кабелі з алюмінієвою оболонкою.
Застосування проводів та кабелів із поліетиленовою ізоляцією або оболонкою забороняється у вибухонебезпечних зонах усіх класів.
Занулення (заземлення) в електроустановках систем автоматизації у вибухонебезпечних зонах слід виконувати при всіх напругах змінного та постійного струму.
Заземлення іскробезпечних ланцюгів, як правило, не допускається, якщо цього не вимагають умови роботи приладів та апаратів. Необхідність та умови виконання заземлення іскробезпечних ланцюгів (у тому числі і заземлення корпусів іскробезпечних приладів та екранів кабелів) повинні визначатися на підставі вимог стандартів на відповідні прилади та апарати та вказівок заводів-виробників щодо їх монтажу.
Засоби автоматизації, встановлені на занулених (заземлених) металевих конструкціях, у вибухонебезпечних установках повинні бути занулені (заземлені) окремими провідниками незалежно від занулення або заземлення конструкції (крім щитів та пультів), на якій вони встановлені.