Классификация электроустановок в ПВО зонах. Классификация и области применения электроустановок в пожаровзрывоопасных зонах. Справочное пособие

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА "ЗНАК ПОЧЕТА" НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ»

 

 

КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК В ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ

 

СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ

 

УДК 614 841.34:621.315.2

 

 

Приводится терминология, связанная с использованием электрооборудования в пожаровзрывоопасных средах. Представлена классификация горючих смесей и пожаровзрывоопасных зон. Изложены рекомендации по выбору и использованию конкретных видов и марок электрооборудования в пожаровзрывоопасных зонах

 

Авторский коллектив:

д-р техн. наук, профессор Г.И. Смелков, канд. техн. наук, профессор В.Н. Черкасов, Е.П. Шаститко, канд. техн. наук В.А. Пехотиков д-р техн. наук В.Н. Веревкин, Н.Е. Чубарова

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Устойчивая тенденция к постоянному увеличению ассортимента и количества выпускаемых электроизделий, расширение области их применения требуют и более квалифицированного надзора в части обеспечения их пожарной безопасности.

Особая ответственность и вместе с этим наибольшие трудности возникают у инспекторского состава ГПН в процессе контроля правильности применения электроизделий в пожароопасных и взрывоопасных зонах.

Эти трудности, прежде всего, связаны с тем, что большая часть действующих в этой области нормативных документов существенно устарела. Разрабатываемая в настоящее время новая серия российских стандартов, вступающих в силу с 2001 года (см. прил. 4), потребует коренного пересмотра глав ПУЭ: 7.3 "Электроустановки во взрывоопасных зонах" и 7.4 "Электроустановки в пожароопасных зонах". Вместе с тем в эксплуатации еще долгое время будут находиться электродвигатели, светильники и другое электрооборудование, выпущенное в соответствии с маркировкой ПУЭ-86, ПИВЭ и ПИВРЭ, а также других устаревших нормативных документов.

Настоящее справочное пособие призвано помочь работникам ГПН и всем практическим работникам пожарной охраны разобраться в сложных вопросах классификации взрывоопасных смесей, пожаровзрывоопасных зон, в классификации и маркировках взрывозащищенного электрооборудования, оценить в ходе инспекторской проверки правильность выбора и соответствие электроустановки данной пожаровзрывоопасной зоне.

Авторы с благодарностью примут замечания и предложения, направленные на дальнейшее совершенствование справочного пособия.

Наш адрес:

143903, Московская обл., Балашихинский р-н, пос. ВНИИПО, д. 12.

1. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ

 

1.1. Термины и определения

 

Взрыв - быстрое преобразование вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу.

Вспышка - быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Взрывоопасная зона - помещение или ограниченное пространство в помещении или у наружной установки, в котором имеется или может образоваться взрывоопасная смесь в объеме, требующем специальных мер защиты при конструировании электрооборудования, его монтаже и эксплуатации. 

Взрывоопасные зоны в зависимости от частоты и продолжительности присутствия взрывоопасной газовой смеси подразделяются на три класса.

Зона класса 0 - зона, в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует постоянно или в течение длительного времени.

Зона класса 1 - зона, в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации.

Зона класса 2 - зона, в которой маловероятно присутствие взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации, а если она возникает, то редко и существует очень непродолжительное время.

Примечание Частоту возникновения и длительность присутствия взрывоопасной газовой смеси допускается определять по правилам (нормам) соответствующих отраслей промышленности

 

Помещение - пространство, ограниченное со всех сторон ограждающими конструкциями: стенами (в том числе с окнами и дверями) с покрытием (перекрытием) и полом

Наружная установка - установка, расположенная вне помещения (снаружи) открыто, либо под навесом, либо за сетчатыми или решетчатыми ограждающими конструкциями.

Взрывоопасная газовая смесь - смесь горючих газов или паров с воздухом при нормальных атмосферных условиях, горение которой распространяется на весь объем несгоревшей смеси.

Горючие газы относятся к взрывоопасным при любой температуре окружающей среды.

Взрывоопасная пылевоздушная смесь (облако взрывчатой пыли) - смесь с воздухом при нормальных атмосферных условиях воспламеняющихся веществ в виде пыли или волокон, горение которой распространяется по всей невоспламененной смеси.

Горючие пыль и волокна относятся к взрывоопасным, если их нижний концентрационный предел воспламенения не превышает 65 г/м³.

Горючая жидкость - жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки выше 61 °С.

Горючие жидкости относятся к пожароопасным; нагретые в условиях производства до температуры вспышки и выше - к взрывоопасным.

Легковоспламеняющаяся жидкость (далее - ЛВЖ) - жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки не выше 61 °С.

Температура воспламенения - температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после их воспламенения от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температура самовоспламенения взрывоопасной газовой смеси - наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение взрывоопасной газовой смеси.

Температура вспышки - самая низкая температура жидкости, при которой в условиях специальных испытаний над ее поверхностью образуются пары, способные воспламеняться в воздухе от источника зажигания, устойчивое горение при этом не возникает.

Верхний и нижний концентрационные пределы воспламенения (ВКПР - НКПР) - соответственно максимальная и минимальная концентрации горючих газов, паров ЛВЖ, пыли или волокон в воздухе, выше и ниже которых взрыв не происходит даже при возникновении источника инициирования взрыва.

Безопасный экспериментальный максимальный зазор (БЭМЗ) - максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не проходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе (между ВКПР и НКПР).

Искробезопасная электрическая цепь - электрическая цепь, выполненная так, что электрический разряд или ее нагрев не могут воспламенить взрывоопасную среду при предписанных условиях испытания.

Взрывозащищенное электрооборудование (электротехническое устройство) - электрооборудование (электротехническое устройство), в котором предусмотрены конструктивные меры с целью устранения или затруднения возможности воспламенения окружающей взрывоопасной среды.

Электрооборудование (электротехническое устройство) общего назначения - электрооборудование, выполненное без учета определенных требований, обусловленных назначением и/или условиями эксплуатации.

Уровень взрывозащиты электрооборудования (электротехнического устройства) - степень взрывозащиты электрооборудования (электротехнического устройства) при установленных нормативными документами условиях.

Вид взрывозащиты электрооборудования (электротехнического устройства) - совокупность средств взрывозащиты электрооборудования (электротехнического устройства), установленная нормативными документами.

Взрывозащищенное электрооборудование в зависимости от области применения подразделяется на группы.

I - рудничное взрывозащищенное электрооборудование, предназначенное для подземных выработок шахт и рудников, опасных по газу или пыли;

II - взрывозащищенное электрооборудование для внутренней и наружной установки, кроме рудничного взрывозащищенного.

 

1.2. Классификация взрывоопасных зон

 

Классификация взрывоопасных зон производится по ПУЭ [1], ГОСТ Р 51330.9-99 [2] и ГОСТ Р 51330.22-99 [3].

Классы взрывоопасных зон представлены в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1

 

ПУЭ[1]	ГОСТ Р 51330.9-99 [2]	ГОСТ Р 51330.22-99[3]
-	0 (взрывоопасная смесь присутствует постоянно или длительно)	-
B-I	1 (существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации)	-
B-Ia	2 (присутствие взрывоопасной смеси в нормальных условиях эксплуатации маловероятно или оно редко и не очень продолжительно)	-
B-Iб	-	-
B-Iг	1 или 2	-
-	-	20 (горючая пыль в виде облака имеется постоянно или часто при нормальном режиме работы оборудования)
B-II	-	21 (горючая пыль в виде облака может присутствовать при нормальном режиме работы оборудования)
В-IIа	-	22(облако горючей пыли может возникать редко при ненормальном режиме работы оборудования)

 

Сопоставление классов зон позволяет устранить разночтение и на этой основе осуществлять рациональное размещение технологического и электротехнического оборудования в таких зонах, с точки зрения выбора соответствующего уровня взрывозащиты и обеспечения безопасности эксплуатации.

Следует учитывать также рекомендуемое приложение Г из ГОСТ Р 51330.9-99 [2] - "Классификация взрывоопасных зон для отдельных производств и установок" (см. прил. 1).

 

1.3. Классификация взрывоопасных смесей

 

По ГОСТ 12.1.011-78 [6] все взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом классифицируются по группам и категориям.

На группы взрывоопасные смеси подразделяются по их температуре самовоспламенения (табл. 1.2), а на категории (табл. 1.3) - по величине так называемого безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ) между плоскими фланцами у стандартной экспериментальной оболочки [6] или по величине критического зазора [7, 8].

 

 

Таблица 1.2

 

Группа смеси	Температура самовоспламенения, °С	Группа смеси	Температура самовоспламенения, °С	Группа смеси	Температура самовоспламенения, °С
По ПИВЭ [7]		По ПИВРЭ [8]		По ПУЭ или ГОСТ 12.1.011-78
А	Свыше 450	Т1	Свыше 450	Т1	Свыше 450
Б	Свыше 300 до 450	Т2	Свыше 300 до 450	Т2	Свыше 300 до 450
Г	Свыше 175 до 300	Т3	Свыше 200 до 300	Т3	Свыше 200 до 300
Д	Свыше 120 до 175	Т4	Свыше 135 до 200	Т4	Свыше 135 до 200
		Т5	Свыше 100 до 135	Т5	Свыше 100 до 135
				Т6	Свыше 85 до 100

 

Таблица 1.3

 

Категория взрывоопасной смеси	Критический зазор, мм	Категория взрывоопасной смеси	БЭМЗ, мм
По ПИВЭ и ПИВРЭ		По ГОСТ 12.1.011-78 и ПУЭ
1	Свыше 1,0	I*	Свыше 1,0
2	Свыше 0,65 до 1,0	IIА	Свыше 0,9
3	Свыше 0,35 до 0,65	IIВ	Свыше 0,5 до 0,9
4	Менее 0,35	IIС	До 0,5

_________________

* Категорией I обозначен рудничный метан.

 

1.4. Взрывозащищенное электрооборудование

 

Применение электрооборудования общего назначения во взрывоопасных зонах (за небольшим исключением) по условиям пожаровзрывобезопасности недопустимо. Здесь следует применять взрывозащищенное электрооборудование [1, 9], которое должно иметь минимально допустимый уровень и вид взрывозащиты и отвечать требованиям его применения во взрывоопасных смесях той или иной группы и категории.

 

1.4.1. Уровни взрывозащиты

Обозначение уровней взрывозащиты по разным нормативным документам [1, 4, 8] приводится в табл. 1.4.

 

Таблица 1.4

 

Уровень взрывозащиты электрооборудования	ГОСТ 12.2.020-76 [4] и ПУЭ	ПИВРЭ
Повышенной надежности против взрыва	2	Н
Взрывобезопасный	1	В
Особовзрывобезопасный	0	О

 

Искробезопасные электрические цепи разделяются на три уровня (табл. 1.5).

 

Таблица 1.5

 

Уровень взрывозащиты электрооборудования по ГОСТ 12.2.020-76	Знак уровня искробезопасной электрической цепи для электрооборудования группы II
Особовзрывобезопасный	iа
Взрывобезопасный	ib
Повышенной надежности против взрыва	ic

1.4.2. Виды взрывозащиты

Обозначение видов взрывозащиты по разным нормативным документам [1, 4, 7, 8] приводится в табл. 1.6

 

 

 

Таблица 1.6

 

Вид взрывозащиты электрооборудования	ГОСТ 12.2.020-76 и ПУЭ	ПИВРЭ, ПИВЭ
Взрывонепроницаемая оболочка	d	В
Защита вида "е" (повышенной надежности против взрыва)	е	Н
Искробезопасная электрическая цепь	i	И
Масляное заполнение оболочки с токоведущими частями	o	М
Заполнение (или продувка) оболочки под избыточным давлением защитным газом	p	П
Кварцевое заполнение оболочки с токоведущими частями	q	К
Специальный вид взрывозащиты	S	С

1.4.3. Маркировка взрывозащищенного электрооборудования

В зависимости от класса взрывоопасной зоны может применяться то или иное по уровню и виду взрывозащищенное электрооборудование, а в отдельных случаях (например, в зонах B-Ia, B-Iб, В-Iг и В-IIа) - электрооборудование общего назначения (т.е. без средств взрывозащиты), но с определенной степенью защиты оболочки по ГОСТ 14254-96 [10].

Согласно ГОСТ 12.2.020-76 в маркировку взрывозащиты электрооборудования в указанной ниже последовательности входят знаки:

уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0 - табл.1.4);

общий знак Ex (Explosionproof - взрывозащищенный), указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование [11-17];

вида взрывозащиты (d, p, i, q, о, s, e - табл. 1.6); электрооборудование с видом взрывозащиты "i" может быть обеспечено тремя уровнями (i_a, i_b, i_c -табл.1.5);

группы или подгруппы электрооборудования и категории взрывоопасной смеси (II, IIА, IIВ, IIС -табл. 1.3.);

температурного класса электрооборудования или группы взрывоопасной смеси (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6 - табл. 1.2).

Маркировка взрывозащиты выполняется в виде целого, не разделенного на части знака, заключенного в прямоугольник* (табл. 1.7).

Маркировка электрооборудования по взрывозащите, согласно ПИВРЭ, содержит условные знаки, которые в приведенной ниже последовательности представляют:

уровень взрывозащиты (Н, В, О -табл.1.4);

наивысшую категорию взрывоопасной смеси (1, 2, 3, 4 -табл. 1.3);

наивысшую группу взрывоопасной смеси (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5 -табл. 1.2);

вид взрывозащиты (В, Н, И, М, П, К, С -табл. 1.5).

Согласно ПИВРЭ маркировка электрооборудования по взрывозащите состоит из основного знака, расположенного в прямоугольнике* и указывающего уровень взрывозащиты, категорию и группу взрывоопасной смеси. Вид взрывозащиты электрооборудования помещается в кружке* отдельно или вместе с основным знаком (под ним). Допускается выполнение знака вида взрывозащиты на одной стороне (справа) с основным знаком через пропуск или косую черту (табл. 1.7). Если электрооборудование состоит из элементов, имеющих разные виды взрывозащиты, в маркировке указываются все виды, обеспечивающие взрыво-защищенность электрооборудования. В этом случае указывается самый низкий уровень взрывозащиты.

______________

* Обозначения ставятся на самом оборудовании.

 

Электрооборудование, изготовленное по ПИВЭ, на уровни взрывозащиты не подразделяется (см. прил. 3 к гл. 7.3 ПУЭ [1]). Виды взрывозащиты электрооборудования обозначают теми же буквами, что и по ПИВРЭ.

В маркировку взрывозащиты электрооборудования по ПИВЭ в указанной ниже последовательности входят (табл. 1.7):

вид взрывозащиты (табл. 1.6);

наивысшая категория взрывоопасной смеси (табл. 1.3), если взрывозащита электрооборудования в целом или его частей обеспечивается взрывонепроницаемой оболочкой. Для электрооборудования с другими видами взрывозащиты, являющегося взрывозащищенным для взрывоопасных смесей всех категорий, вместо обозначения категории взрывоопасной смеси ставится ноль;

наивысшая группа взрывоопасной смеси (табл. 1.2).

Для электрооборудования с защитой вида "е" (повышенная надежность против взрыва) с искрящими частями, заключенными во взрывонепроницаемую оболочку, заполненную маслом или продуваемую под избыточным давлением, вместо нуля ставится обозначение соответствующего вида взрывозащиты: В, М или П.

Для электрооборудования с искробезопасными электрическими цепями указывается наименование горючего вещества, используемого в испытаниях. Обозначение категории и группы для такого электрооборудования не проставляется.

Примеры маркировки взрывозащиты электрооборудования группы II приведены табл. 1.7.