Противопожарная безопасность электроустановок

Размещено на http://www.allbest.ru/

5

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Противопожарная защита электрических сетей при монтаже и эксплуатации

Электрические сети могут быть причиной аварий, несчастных случаев и пожаров, если в процессе их монтажа не выполняются необходимые технические условия или нарушаются условия нормальной эксплуатации и ремонта. Требования к электромонтажным работам определяются действующими ПУЭ, инструкциями по монтажу [25], [26] и техническими условиями на приемку электромонтажных работ [27]. В основе указанных требований лежит строгое соблюдение соответствия проекту монтируемых проводов, кабелей, сечений токопроводящих жил и видов электропроводок. Особенно это важно при монтаже электрических сетей взрывоопасных зон: совершенно недопустимо производить самостоятельно (или с согласия заказчика) какую-либо замену конструкций сети; любая замена обязательно должна согласовываться с проектной организацией.

Так как на промышленных предприятиях широко применяется прокладка кабелей и проводов на лотках и в коробах, то для исключения горения по трассе электрической сети используют различные огнепреградительные устройства. Эти устройства, выполняемые в виде поясов и перегородок из огнезащитного материала, располагают по длине трассы, а также в местах ее прохода через стены и перекрытия. Эффективность таких устройств выявляют в процессе испытаний, при которых определяется их предел огнестойкости.

Следует отметить, что существующие в проектно-эксплуатационной практике конструктивные решения по устройству мест прохода электрической сети через стены и перекрытия не всегда препятствуют распространению огня. Данное обстоятельство обусловлено тем, что для заделки мест прохода кабелей и проводов применяются способы и материалы без учета особенностей передачи тепла и распространения горения в смежное от пожара помещение из-за сложности происходящего процесса: неоднородность конструкции обуславливает различные по величине тепловые потоки по токопроводящим жилам, изоляции, оболочек кабелей и огнепреградительной перегородки. Кроме того, тепловые потоки по элементам электропроводки и перегородки не стационарны и изменяются с развитием пожара.

В последнее время в России и за рубежом большое внимание уделяют созданию герметизирующих уплотнений для защиты от огня потоков кабелей и проводов в местах их прохода через стены и перекрытия. Материалы для уплотнений должны иметь длительную устойчивость в условиях пожара, не пропускать дым и огонь, сдерживать превышение температуры с противоположных сторон преграды. К таким материалам следует отнести, например, уплотнения на основе пенопласта, который сохраняет эластичность при 200 С, а при 600 С он образует на поверхности защитную кварцевую корку.

Испытания огнепреградительной перегородки, выполненной на основе этого материала, в условиях имитирующих реальный пожар, показали, что поверхность перегородки выдерживала 1000 С в течение нескольких минут, а огонь и дым не распространялись в течение 1 ч. Исследованиями установлены толщины пенопласта, обеспечивающие защиту в течение 60, 90 и 120 мин.

Испытаниям подвергались также плиты из ячеистого бетона и огнезащитных составов ОПК (ТУ10-666-81) и ВПМ-2 (ТУ10-1626-77). Часть испытанных образцов имела дополнительное покрытие выходящих из перегородки участков кабелей огнезащитным составом ОПК. Предназначенные для испытаний образцы воспроизводили места прохода одиночных или пучком вплотную друг к другу кабелей через стены и перекрытия. Выходящие из перегородки участки кабелей покрывались составом ОПК.

В результате испытаний образцов выявлено, что использование составов ОПК и ВПМ-2 для заполнения зазоров дает аналогичные результаты по огнестойкости. Применение ОПК и ВПМ-2 позволяет обеспечить предел огнестойкости прохода кабелей и проводов через стену 0,75 ч при толщине огнепреградительной перегородки 0,2 м. С уменьшением толщины перегородки предел огнестойкости уменьшается. Если толщина преграды мала, то повысить предел огнестойкости можно путем покрытия выходящих из перегородки участков кабелей огнезащитным составом ОПК на участке не менее 0,1 м.

Анализ результатов испытаний показал, что на величину предела огнестойкости определенное влияние оказывает сечение токопроводящих жил кабеля: чем больше сечение жил, тем меньше предел огнестойкости.

При переходе кабелей и проводов через перекрытие они находятся в худших температурных условиях, чем при переходе через стену. Из-за того, что перекрытие имеет небольшую толщину, затрудняется защита проходящих через него кабелей и проводов. Положительный результат в этом случае был достигнут за счет дополнительного покрытия выходящих из перекрытия участков кабелей составом ОПК на длину не менее 0,1 м. Предел огнестойкости при этом повышается в два раза.

Таким образом, испытания показали, что:

на вероятность пожара от кабелей и проводов оказывает влияние наличие огнезащитных поясов и перегородок;

применение огнезащитных поясов менее эффективно, чем перегородок;

эффективность огнезащитных свойств поясов зависит от их длины;

с увеличением длины пояса и толщины перегородки скорость распространения горения уменьшается;

применение огнезащитной перегородки уменьшает скорость распространения горения по кабелям и проводам по сравнению с поясами длиной 2,0 м на два порядка (более чем в 118 раз);

предел огнестойкости огнепреградительной перегородки при проходе кабелей пучком через перекрытия по сравнению со стеной несколько снижается;

повышение предела огнестойкости возможно путем покрытия огнезащитным составом выходящих из перегородки участков кабелей и проводов на длине не менее 0,1 м;

применение для огнепреградительной перегородки материалов с коэффициентом теплопроводности 0,5-0,3 Втм^-1 К^-1 при небольших перегрузках приводит к перегреву изоляции кабелей и проводов и повышению скорости ее старения.

Электропроводка во взрывоопасных зонах должна монтироваться особенно тщательно и надежно. Во взрывоопасных зонах всех классов наиболее надежной является электропроводка в стальных водогазопроводных трубах с соответствующим антикоррозийным покрытием. Такие проводки являются взрывонепроницаемыми или повышенной надежности против взрыва.

Однако применение стальных труб допустимо только в случае технической и нормативной обоснованности. Во взрывоопасных зонах электропроводки должны прокладываться в стальных обыкновенных трубах по ГОСТ 3262-75. Тонкостенные и некондиционные водогазопроводные трубы во взрывоопасных зонах применять не допускается.

Соединения труб между собой, с патрубками фитингов, коробок и светильников, а также с аппаратурой и вводными коробками электродвигателей должны быть выполнены только на трубной цилиндрической резьбе. Все резьбовые соединения должны иметь не менее пяти неповрежденных ниток резьбы с подмоткой на резьбу ленты ФУМ (фторлинового уплотнительного материала).

Для ответвлений и соединений проводов и кабелей, для протягивания проводов в стальных трубах должны применяться взрывозащищенные коробки серии КВП (пластмассовые) или В (чугунные, например: КПП - проходная прямая; КТО - тройниковая ответвительная; КПЛ - проходная разделительная для локальных испытаний и др.).

Коробки серий КВП и В (рис. 4.6) на протяжение 660 В имеют взрывобезопасный уровень взрывозащиты и вид взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» с маркировкой В4Т5-В или 1ЕхdIIСТ6. Допускается применять эти коробки для взрывоопасных зон любого класса.

противопожарная защита сеть заземление взрывоопасный

Рис. 4.6. Коробка ответвительная взрывозащищенная КВП-25 с уровнем и видом взрывозащиты В4Т5-В или 1ЕхdIIСТ6

В осветительных сетях взрывоопасных зон классов В-1а, В-1б, В-1г и В-IIа для выполнения ответвлений и соединений небронированных кабелей, прокладываемых открыто, допускаются пластмассовые коробки серии У409 со степенью защиты IP65.

Для предотвращения перехода взрывоопасных смесей по трубам из одного помещения в другое или наружу, а также для отделения и ограничения объема вводных устройств электрических машин, аппаратов, светильников и другого электрооборудования на трубах устанавливают разделительные уплотнения. Для этого во взрывоопасных зонах классов В-I, В-Iа применяют коробки типа КПЛ (ТУ 36-1739-74) или КПР с их локальным испытанием на герметичность, без испытания самих трубопроводов. В остальных взрывоопасных зонах разделительные уплотнения устанавливать не требуется.

Коробки КПЛ (рис. 4.7) имеют три внутренние полости, из которых две крайние предназначены для выполнения в них уплотнений проводов или кабелей уплотнительным составом УС-65, а средняя - для подачи избыточного давления воздуха 250 кПа при испытании разделительного уплотнения. При этом в течение 3 мин допускается падение давления не более чем до 200 кПа.

Рис. 4.7. Коробка КПЛ:

1 - корпус; 2 - состав УС-65; 3 - пробка; 4 - крышка; 5 - набивка из асбестового шнура или джута; 6 - трубопровод; 7 - провода или кабель

Разделительные уплотнения выполняют при переходе труб из одной взрывоопасной зоны в другую, если эти зоны отличаются по классу или по взрывоопасной смеси, а также при выводе труб за пределы взрывоопасной зоны (за исключением зон классов В-Iб, В-Iг и В-IIа). Устанавливают разделительные уплотнения во взрывоопасных зонах, в непосредственной близости от выхода труб, как это показано на рис. 4.8.



Рис. 4.8. Размещение разделительных уплотнений для осветительной сети:

1 - распределительный щит; 2 - разделительное уплотнение, выполненное в коробах КПЛ
и КПР; 3 - взрывозащищенный светильник; 4 - разделительное уплотнение, выполненное прокладкой из термостойкой резины (имеющейся в светильнике)

В зонах классов В-I и В-Iа разделительные уплотнения устанавливаются на вводе трубопроводов в светильники, а на вводных устройствах электрических машин и аппаратов только в том случае, если эти устройства не имеют специальных сальниковых уплотнений, выдерживающих испытательное давление.

При монтаже следует обращать внимание на правильность устройств проходов труб через стены и перекрытия из данной зоны в соседнюю невзрывоопасную или взрывоопасную, но другого класса или с другой категорией и группой взрывоопасной смеси.

Необходимо исключить возможность распространения взрывоопасных смесей в невзрывоопасные помещения или наружу через неплотности заделки проходов или образующиеся усадочные трещины. В случае прохода сквозь стену помещений с взрывоопасными зонами классов В-I и В-Iа применяют стальные патрубки, приваренные к металлическим рамам, с навернутыми на один конец каждого патрубка коробками КПЛ, которые располагаются со стороны взрывоопасной зоны. Примеры выполнения проходов труб сквозь стены приведены на рис. 4.9.

Провода и кабели, используемые для прокладки в трубах, должны соответствовать способу прокладки. Сечение проводов и кабелей с медными жилами должно быть не менее 1,5 мм², с алюминиевыми - не менее 2,5 мм².

Чаще электрические сети во взрывоопасных зонах выполняют с применением бронированных (или небронированных) кабелей, без наружного поливинилхлоридного покрова или с ним. В зонах классов В-Iа, В-Iб, В-IIа для устройства осветительных сетей дополнительно к проводкам, проложенным в стальных трубах, и бронированным кабелям разрешается применять (при отсутствии механических и химических воздействий) открытую (беструбную) прокладку небронированных кабелей в поливинилхлоридной, резиновой и металлической оболочках.

Беструбная прокладка кабелей во взрывоопасных зонах может производиться по стенам, колоннам, фермам, на скобах, кабельных конструкциях и в лотках, а также в коробах (кроме зон классов В-II) и в кабельных каналах. В зонах В-II и В-IIа прокладывают кабель по кабельным конструкциям, имеющим узкие горизонтальные поверхности, ограничивающие скопление пыли. Кабели располагают в один вертикальный ряд с расстоянием от стены не менее 20 мм, что упрощает очистку их от пыли.

Трассы открыто прокладываемых кабелей так же, как и электромеханические трубопроводы (в зонах классов В-I и В-Iа), при совместной прокладке с технологическими трубопроводами, несущими горючие газы и пары с удельным весом менее 0,8 по отношению к воздуху, следует располагать ниже технологических трубопроводов или над ними, если удельный вес горючих газов и паров более 0,8 по отношению к воздуху



Рис. 4.9. Металлические рамы с отрезками труб и коробками КПЛ:

а - для одного ряда труб; б - для двух рядов труб; 1 - муфта; 2 - контргайка; 3 - коробка КПЛ; 4 - отрезок трубы; 5 - рама из стальных полос

При прокладке кабелей следует учитывать, что во взрывоопасных зонах, а также в непосредственной близости с технологическим аппаратом установок класса В-Iг запрещается располагать соединительные и ответвительные кабельные муфты. Это вызвано большей вероятностью замыканий в муфтах (с выбросом электрической дуги, раскаленных паров и газов наружу), чем в целых участках кабеля.

Проходы кабелей сквозь стены, перегородки и перекрытия следует выполнять через заделанные в них отрезки труб с уплотнением концов труб составом УС-65 (рис. 4.10). При этом в зонах класса В-I уплотнение выполняют по обе стороны прохода, а в зонах классов В-Iа - только со стороны взрывоопасной зоны более высокого класса; в зонах одного класса - со стороны зоны, содержащей взрывоопасные смеси более высокой категории и группы.

Рис. 4.10. Проходы одиночных кабелей сквозь внутренние стены зон классов B-I и B-Iа:

а - уплотнение составом УС-65 бронированных кабелей без наружного поливинилхлоридного покрова; б - уплотнение составом УС-65 небронированных и бронированных кабелей с поливинилхлоридным покровом; 1 - болт заземления брони кабеля; 2 - отрезок трубы; 3 - кабель; 4 - набивка из асбестового шнура; 5 - уплотнительный состав УС-65; 6 - цементный раствор

В зонах классов В-I, В-Iа, содержащих пары или газы с удельным весом более 0,8 по отношению к воздуху, а также в зонах класса В-II, кабельные каналы следует засыпать песком. При выходе кабелей из туннелей или из колодцев канализации следует применять сальниковые уплотнения, которые требуются для исключения возможности проникновения взрывоопасных смесей в невзрывоопасные помещения и кабельные сооружения.

При выходе кабельного канала из помещения наружу или его переходе в соседнее невзрывоопасное помещение (без устройства специальных уплотнений переходов) каналы должны засыпаться песком на 1,5 м по обе стороны стены. Это устраняет накопление взрывоопасных смесей.

Надежность, безотказность, пожаровзрывобезопасность электрических сетей обеспечиваются правильным уходом и своевременными планово-предупредительными и капитальными ремонтами, систематическими осмотрами. Большое значение в бесперебойной и безаварийной работе цеховых распределительных устройств имеет состояние их контактной части, которую необходимо систематически проверять и ремонтировать.

Состояние изоляции электрических сетей определяют измерением сопротивления при текущих ремонтах, но не реже одного раза в три года. Для измерения сопротивления изоляции силовых и осветительных сетей напряжением до 500 В используют мегомметры на 1000 В. Сопротивление изоляции сетей на участке между двумя смежными предохранителями, за последними предохранителями, между любыми проводами и землей, а также любыми двумя проводами должно быть не менее 0,5 МОм. Если электросеть не выдерживает эти испытания, производится испытание изоляции напряжением 1000 В промышленной частоты в течение 1 мин. Испытания изоляции сетей напряжением 1000 В промышленной частоты могут быть заменены измерением в течение 1 мин мегомметром с напряжением 2500 В.

Кабельные сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ испытывают тоже мегомметром на 1000 В. Величина сопротивления изоляции кабельных сетей должна быть не менее 0,5 МОм. Наиболее распространенными приборами для измерения сопротивления изоляции сетей являются переносные магнитоэлектрические мегомметры типа М-1101 на 1000 В с верхним пределом 1000 МОм.

На базе мегомметра типа М-1101 разработан искробезопасный мегомметр типа М-1102 в исполнении РВ-И (рудничный взрывозащищенный искробезопасный), предназначенный для работы в среде со взрывоопасной смесью метана, бензина, пропана и др. Мегомметры могут использоваться только для измерения изоляции цепей, не находящихся под напряжением. Напряжение генератора мегомметра 500-1000 В опасно для человека.

Кроме указанных приборов, для испытания изоляции сетей повышенным напряжением можно пользоваться мегомметрами типа МС-05 и
МС-06 напряжением 2500 В.

При приеме в эксплуатацию вновь сооруженной электрической сети предприятие должно иметь технический проект, согласованный с энергоснабжающей организацией, а также исполнительные чертежи и документацию: планы силовой и осветительной сети; расчетные схемы или таблицы; схему защитного заземления; протоколы испытания изоляции и защитного заземления; акты на скрытые работы и др.

2. Классификация взрывоопасных смесей по группам и категориям

До введения стандартов на взрывозащищенное оборудование оно разрабатывалось и маркировалось по ПИВРЭ [7]. Кроме того, в эксплуатации находится электрооборудование, разработанное и маркированное по ПИВЭ.

При решении задач пожарно-технической экспертизы электротехнической части проектов или при противопожарном обследовании электроустановок объектов приходится пользоваться ПУЭ [1].

Терминология и маркировка взрывозащищенного электрооборудования здесь приведены согласно стандартам на взрывозащищенное электрооборудование (см. также прил. 4). Следовательно, чтобы сделать выводы о соответствии взрывозащищенного электрооборудования требованиям ПУЭ, но изготовленного и маркированного по ПИВРЭ и ПИВЭ, необходимо знать перевод этой маркировки в маркировку по ПУЭ. Поэтому здесь и далее наряду с терминологией и маркировкой взрывозащищенного электрооборудования по стандартам или ПУЭ приводится маркировка по ПИВРЭ и ПИВЭ.

В настоящее время в различных отраслях промышленности количество взрывоопасных веществ (горючих газов, паров и пыли) стало резко возрастать. Разрабатывать и изготавливать взрывозащищенное электрооборудование применительно к каждому из таких веществ невозможно, а с другой стороны, экономически нецелесообразно использовать во всех случаях дорогостоящее взрывозащищенное электрооборудование, рассчитанное на применение в наиболее тяжелых условиях. Все это обусловило необходимость группировки взрывоопасных смесей по классам. Объединение газо- и паровоздушных смесей в классы с общими взрывоопасными свойствами позволяет выделить представительную смесь, характерную для данного класса смесей. Испытанное на этой смеси взрывозащищенное электрооборудование считалось бы безопасным и пригодным для использования в среде с любой смесью, относящейся к данному классу. Это дает возможность максимально унифицировать конструкцию взрывозащищенного электрооборудования, сделать общими принципы его маркировки.

Все взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом принято разделять на группы и категории.

В основу классификации по группам положена температура самовоспламенения смеси. Чем ниже эта температура, тем вероятнее воспламенение смеси при всех прочих равных условиях по сравнению со смесью, у которой температура самовоспламенения выше. Так, сероуглерод воспламеняется при температуре 100 С, а метиловый спирт - при 427 С. Следовательно, сероуглерод более опасен и в его среде допустимая температура оболочки взрывозащищенного электрооборудования должна быть ниже, чем в среде метилового спирта, если нагретую поверхность оболочки рассматривать как возможный источник зажигания.

В зависимости от температуры самовоспламенения по ПИВЭ было установлено четыре группы взрывоопасных смесей: А, Б, Г, Д; по ПИВРЭ - пять групп: Т1, Т2, Т3, Т4, Т5; по ПУЭ или ГОСТ 12.1.011 - 78 [9] - шесть групп: Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6 (см. также соответствующий ГОСТ в прил. 4).

Температуру самовоспламенения взрывоопасной смеси определяют на специальной установке (ГОСТ 12.1.011-78), а ее группу - по табл. 2.4.

Таблица 2.4

Группа взрывоопасной смеси	Температура самовоспламенения, С	Группа взрывоопасной смеси	Температура самовоспламенения, С	Группа взрывоопасной смеси	Температура самовоспламенения, С
по ПИВЭ [8]	по ПИВРЭ [7]	по ПУЭ или ГОСТ 12.1.011-78 [9]
А Б Г Д	Свыше 450 «300 до 450 «175 до 300 «120 до 175	Т1 Т2 Т3 Т4 Т5	Свыше 450 «300 до 450 «200 до 300 «135 до 200 «100 до 135	Т1 Т2 Т3 Т4 Т5 Т6	Свыше 450 «300 до 450 «200 до 300 «135 до 200 «100 до 135 «85 до 100

Взрывоопасные смеси принято разделять на категории в зависимости от величины для данного вещества так называемого безопасного экспериментального зазора (БЭМЗ) между плоскими фланцами у стандартной оболочки (рис. 2.2). Ранее, по правилам [7 и 8] взрывоопасные смеси таких веществ разделялись на категории, исходя из величины критического зазора. Понятие критического зазора связано с одним из основных видов взрывозащиты электрооборудования - взрывонепроницаемой оболочкой.

Достаточно длинные l и узкие зазоры в местах соединения различных частей этих оболочек исключают наружное воспламенение, например, в камере 4. За критический зазор принимали такой, при котором число передач из стандартной оболочки 2 объемом 2,5 л во взрывную камеру 4 составляет 50% общего количества поджиганий смеси в оболочке. Чем меньше значение критического зазора имеет вещество, тем большими взрывопроникающими свойствами оно обладает, т.е. является по этому свойству более опасным.

Рис. 2.2. Схема установки для определения категорий взрывоопасных смесей:

1 - плоские фланцы с регулируемым зазором; 2 - оболочка (реакционный сосуд); 3 - источник зажигания (искра магнето); 4 - цилиндрическая камера; 5 - взрывной клапан

В связи с возросшими требованиями к точности проведения эксперимента, необходимостью сокращения времени на определение категории вещества по ГОСТ 12.1.011-78 [9] осуществлен переход на другой классификационный параметр - безопасный экспериментальный максимальный зазор, при котором не наблюдается передача взрыва из стандартной оболочки наружу. Установка (см. рис. 2.2) для определения БЭМЗ взрывоопасной газо- и паровоздушной смеси состоит из сферической оболочки 2 объемом 0,02 л с фланцами длиной 25 мм. Ширина зазора (щели) между фланцами полусфер регулируется с помощью микрометрического винта. Для зажигания смеси внутри оболочки установлены два электрода с искровым промежутком (30,5) мм так, что между ними проскакивает искра от высоковольтного индуктора. Сферическая оболочка помещена во взрывную камеру 4 объемом 4 л. Посредством системы кранов камера и оболочка могут быть соединены с вакуум-насосом, вакуумметром и атмосферой.

Для определения БЭМЗ камеру 4 с оболочкой 2 наполняют взрывоопасной смесью. Смесь приготавливается либо в отдельном газгольдере, откуда она поступает в камеру и оболочку, либо создается в них непосредственно по парциальному давлению (для газов) или же впрыскиванием рассчитанного и отмеренного количества вещества (для жидкостей). После перемешивания смесь поджигают искрой в оболочке. Если взрыв из оболочки не передается, смесь в камере воспламеняют с помощью контрольного зажигания. По наиболее взрывоопасной (стехиометрической) концентрации определяют то наибольшее значение зазора (БЭМЗ), при котором отсутствует передача взрыва из оболочки в камеру.

В табл. 2.5 приведены условные обозначения категорий взрывоопасных смесей согласно ПИВЭ, ПИВРЭ, ПУЭ и ГОСТ 12.1.011-78 [9] и соответствующие этим категориям величины д_кр и д_БЭМЗ.

Приведенные в табл. 2.5 величины зазоров служат только для установления категории взрывоопасной смеси и не являются основанием для контроля зазоров взрывонепроницаемого электрооборудования в условиях эксплуатации.

Таблица 2.5

Категория взрывоопасной смеси	Критический зазор дкр, мм	Категория взрывоопасной смеси	дБЭМЗ max, мм
по ПИВЭ и ПИВРЭ	по ПУЭ или ГОСТ 12.1.011-78 [9]
1 2 3 4	Свыше 1,0 « 0,65 до 1,0 « 0,35 до 0,65 Менее 0,35	I1 IIА II В IIС	Свыше 1,0 « 0,9 до 1,0 « 0,5 до 0,9 До 0,5

Контроль параметров взрывозащиты взрывонепроницаемого электрооборудования производится по чертежам средств взрывозащиты, имеющимся в эксплуатационных документах на конкретное взрывозащищенное электрооборудование. При их отсутствии следует руководствоваться гл. 3.4 «Электроустановки во взрывоопасных зонах» ПЭЭП [10].

Распределение взрывоопасных смесей по группам и категориям приводится в табл. 2.6 [1].

Категории и группы взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом, не включенных в табл. 2.6, определяются испытательными организациями в соответствии с их перечнем по ГОСТ 12.2.021-76 [11].

В технологических процессах производств обращается обычно несколько горючих веществ, взрывоопасные смеси которых могут отличаться по категории и группе. В таких случаях категория и группа устанавливаются по наиболее опасной смеси. Категории и группы взрывоопасных смесей указываются обычно в пояснительной записке к проекту и на планах расположения силового и осветительного электрооборудования. Знать категорию и группу взрывоопасной смеси нужно для проверки соответствия запроектированного электрооборудования тем нормам, которые необходимо соблюсти, чтобы предотвратить пожар или взрыв от электрооборудования на данном производстве.

В табл. 2.7 и 2.8 приводятся сопоставления обозначений категорий и групп взрывоопасных смесей по ПИВРЭ и ПИВЭ с обозначениями по ПУЭ и ГОСТ 12.1.011-78. Такое сопоставление необходимо при пожарно-технической экспертизе, когда в проектных материалах (или на действующем объекте в условиях эксплуатации) взрывозащищенное электрооборудование имеет знаки взрывозащиты по ПИВРЭ или ПИВЭ.

Таблица 2.6

Категория смеси	Группа смеси	Вещества, образующие с воздухом взрывоопасную смесь
I	Т1	Метан (рудничный)*
IIА	Т1	Аммиак, аллил хлоридный, ацетон, ацетонитрил, бензол, бензотрифторид, винил хлористый, винилиден хлористый, 1,2 - дихлорпропан, дихлорэтан, диэтиламин, дизопропиловый эфир, доменный газ, изобутилен, изобутан, изопропилбензол, кислота уксусная, ксилол, метан (промышленный), метилацетат, -метилстирол, метил хлористый, метилизоцинат, метилхлорформиат метилциклопропилкетон, метилэтилкетон, окись углерода, пропан, пиридин, растворители Р-4, Р-5 и РС-1, разбавитель РЭ-1, сольвент нефтяной, стирол, спирт диацетоновый, толуол, трифторхлорпропан, трифторпропен, трифторэтан, трифторхлорэтилен, триэтиламин, хлорбензол, циклопентадиен, этан, этил хлористый
IIА	Т2	Алкилбензол, амилацетат, ангидрид уксусный, ацетилацетон, ацетил хлористый, ацетопропилхлорид, бензин Б95/130, бутан, бутилацетат, бутилпропионат, винилацетат, винилиден фтористый, диатол, диизопропиламин, диметиламин, диметилформамид, изопентан, изопрен, изопропиламин, изооктан, кислота пропионовая, метиламин, метилизобутил кетон, метилметакрилат, метилмеркаптан, метилтрихлорсилан, 2-метилтиофен, метилфуран, моноизобутиламин, метилхлорметилдихлорсилан, окись мезитила, пентадиен - 1,3, пропиламин, пропилен. Растворители: №646, 647, 648, 649, БЭФ и АЭ. Разбавители: РДВ, РКБ-1, РКБ-2. Спирты: бутиловый нормальный, бутиловый третичный, изоамиловый, изобутиловый, изопропиловый, метиловый, этиловый. Трифторпропилметилдихлорсилан, трифторэтилен, изобутил хлористый, этиламин, этилацетат, этилбутират, этилен- диамин, этиленхлоргидрин, этилизобутират, этилбензол, циклогексанол, циклогексанон
IIА	Т3	Бензины: А-66, А-72, А-76, «галоша», Б-70, экстракционный по ТУ 38.101.303-72, экстракционный по МРТУ 12Н-20-63. Бутилметакрилат, гексан, гептан, динзобутиламин, дипропил- амин, альдегид изовалериановый, изооктилен, камфен, керосин, морфолин, нефть, эфир петролейный, полиэфир ТГМ-3, пентан, растворитель №651, скипидар, спирт амиловый, триметиламин, топливо Т-1 и ТС-1, уайт-спирит, циклогексан, циклогексиламин, этилдихлортиофосфат, этилмеркаптан
IIА	Т4	Ацетальдегид, альдегид изомасляный, альдегид масляный, альдегид пропионовый, декан, тетраметилдиаминометан, 1,1,3 - триэтоксибутан
IIА	Т5	-
IIА	Т6	-
II В	Т1	Коксовый газ, синильная кислота
II В	Т2	Дивинил, 4,4 - диметилдиоксан, диметилдихлорсилан, диоксан, диэтилдихлорсилан, камфорное масло, кислота акриловая, метилакрилат, метилвинилдихлорсилан, нитрил акриловой кислоты, нитроциклогексан, окись пропилена, окись 2-метилбутена-2, окись этилена, растворители АМР-3 и АКР, триметилхлорсилан, формальдегид, фуран, фурфурол, этилхлоргидрин, этилтрихлорсилан, этилен
II В	Т3	-
II В	Т4	Акролеин, винилтрихлорсилан, сероводород, тетрагидрофуран, тетраэтоксисилан, триэтоксисилан, топливо дизельное, формальгликоль, этилдихлорсилан, этилцеллозольв, дибутиловый эфир, диэтиловый эфир, диэтиловый эфир этиленгликоля
II В	Т5	-
II В	Т6	-
IIС	Т1	Водород, водяной газ, светильный газ, смесь (водород 75% азот 25%)
IIС	Т2	Ацетилен
IIС	Т3	Метилдихлорсилан, трихлорсилан
IIС	Т4	-
IIС	Т5	Сероуглерод
IIС	Т6	-

Под рудничным метаном следует понимать рудничный газ, в котором кроме метана содержание газообразных углеводородов - гомологов метана С₂ - С₅ - не более 0,1 объемной доли, а водорода в пробах газов из шпуров сразу после бурения - не более 0,002 объемной доли от общего объема горючих газов.

В промышленном метане содержание водорода может составлять до 0,15 объемной доли.

Таблица 2.7

Обозначение групп взрывоопасных смесей
ПИВРЭ и ПИВЭ	ПУЭ и ГОСТ 12.1.011-78
1 2 3 4	IIА IIА IIА, II В IIА, II В, IIС

Таблица 2.8

Обозначение групп взрывоопасных смесей
ПИВРЭ	ПИВЭ	ПУЭ и ГОСТ 12.1.011-78
Т1	А	Т1
Т2	Б	Т1, Т2
Т3	-	Т1-Т3
Т4	Г	Т1-Т4
Т5	Д	Т1-Т5
-	-	Т1-Т6

Следует отметить, что взрывозащищенное электрооборудование, выполненное по ПИВРЭ и ПИВЭ для 2-й категории, допускается применять там, где имеются взрывоопасные смеси категории II В, за исключением взрывоопасных смесей с воздухом коксового газа (IIВТ1), окиси пропилена (IIВТ2), формальдегида (IIВТ2), этилтрихлорсилана (IIВТ2), этилена (IIВТ2), винилтрихлорсилана (IIВТ3) и этилдихлорсилана (IIВТ3).

Электрооборудование, изготовленное по ПИВЭ и имеющее в маркировке по взрывозащите обозначение А (группа), является также взрывозащищенным и для взрывоопасных смесей группы Т2, температура самовоспламенения которых выше 360 С.

Электрооборудование, имеющее в маркировке по взрывозащите обозначение Б (группа), является взрывозащищенным и для взрывоопасных смесей группы Т3, температура самовоспламенения которых выше 240 С.

Классификация и распределение взрывоопасных смесей по категориям и группам имеется и в ряде зарубежных стран и международных организаций [13]. Для оценки возможности применения зарубежного взрывозащищенного электрооборудования в среде той или иной категории в большинстве случаев достаточно сопоставить зарубежные классификации взрывоопасных смесей по категориям с действующей классификацией по ПУЭ [1] или по ГОСТ 12.1.011-78 [9].

В табл. 2.9 сопоставлены категории взрывоопасных смесей согласно действующим стандартам.

Классификация взрывоопасных смесей в зарубежных странах по группам производится также по температуре самовоспламенения. В табл. 2.10 сопоставлены группы взрывоопасных смесей согласно действующим стандартам.

В ряде случаев данных, представленных в табл. 2.9 и 2.10, может быть недостаточно для сопоставления категорий и групп взрывоопасных смесей и решения вопросов применения зарубежного взрывозащищенного электрооборудования в конкретных взрывоопасных смесях. В этих случаях необходимо знать распределение конкретных взрывоопасных смесей по категориям и группам в соответствии с национальными стандартами [13] и сравнить это распределение с табл. 7.3.3 [1] или прил. 3 [9].

Таблица 2.9

Россия (ПУЭ, ГОСТ12.1.11-78) Англия (BS 4683-1971) Франция (NF C 23-514, 1977) CENELEC (EN 50014, 1977) ФРГ (VDE 0170/0171, Teil/12.70) Бельгия (NBN 286, 1965) Италия (Norme 31-1/х-1969) МЭК (Pudlication 79-1, 1971)	Югославия (TEHNICKI PROPISI 1968)	Венгрия (MSZ4814/1-72) CPP (STAS 6877-68)	Япония (JIS C0903, 1972)	Швеция (SEN-210800 1969)	США (NES-500-1975) Канада (С222 630-1970)	Чехия (CSN 341480, 1969)
II A	II A	I	1	1	D	P
		II
II B	II B	III	2	2	C	S
II C	II C	IV/a	IV/x	3 a	3 n	3	B	H
		IV/в		3 в
	II D	IV/c		3 c			A

Примечание. В ряде стран, например в США, Канаде, по терминологии вместо категории взрывоопасной смеси принята группа, в Японии - класс взрыва и т.д. Категории взрывоопасной смеси с индексами IID, IV/c, IIC, 3c и А соответствуют критическому зазору взрывоопасной смеси ацетилена, а с индексами IV/x и 3n - всех веществ категорий.

Таблица 2.10

Температура самовоспламенения, оС	Россия (ПУЭ, ГОСТ 12.1.011-78) Югославия (TEHNICKI PROPISI 1968) Англия (Ex-Memo 1; 1972) Германия (VDE 0170/0171, Teil/12.70) Италия (Norme 31-1/x-1989) Франция (NF C 23-514, 1977) CENELEC (EN 50014, 1977) МЭК (Publication 79-1, 1971)	Чехия (CSN 341480, 1969)	Венгрия (MSZ4814/1-72) Япония (JIS C0903, 1972) Бельгия (NBN 717/1976 - для защиты видов «е»)	Швеция (SEN-210800 1969)	Бельгия (NBN 286, 1965 - для взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка»)
Свыше 450	T1	A	G1	T1	N
« 300	T2	B	G2	T2	O
« 200	T3	C	G3	T3	P
« 175	T4	D	G4	T4
« 135					Q
« 120	T5	E	G5	T5
« 100					-
« 85	T6	F	-	-	-

Примечание. Классификация взрывоопасных смесей по группам действующими стандартами NES (США) и С 22.2. No 30-1970 (Канада) не предусмотрена.

3. Защитные заземления и зануления во взрывоопасных зонах

Возникновение потенциалов по отношению к земле на корпусах электроприемников и оборудования во взрывоопасных зонах может вызвать искрение и воспламенение взрывоопасных смесей. Поэтому к устройству защитных заземлений во взрывоопасных зонах предъявляют более жесткие требования. Так, во взрывоопасных зонах заземление или зануление следует выполнять при любых напряжениях. В качестве заземляющих или защитных нулевых проводников должны применяться специальные голые и изолированные проводники. Естественные проводники используются дополнительно для улучшения условий безопасности.

В электроустановках с изолированной нейтралью для всех напряжений сеть заземления выполняется из стальных проводников. Для повышения надежности заземляющие магистрали должны быть присоединены к заземлителям не менее чем в двух местах с противоположных сторон помещения. Электроустановки с изолированной нейтралью допускаются во взрывоопасных зонах только при автоматическом контроле изоляции сети с действием на сигнал, а также при пробивном предохранителе, установленном в нейтраль или на фазе.

Заземляющие проводники присоединяют к металлическим конструкциям сваркой, а к корпусам машин и аппаратов - сваркой или надежными болтовыми соединениями. Во избежание ослабления контакта при сотрясениях или вибрации машин устанавливают контргайки и пружинящие шайбы. Электрооборудование, подвергающееся частому демонтажу или установленное на движущихся частях, соединяют с заземлением гибкими проводниками.

В электроустановках с глухозаземленной нейтралью зануление должно осуществляться в одно-, двух- и трехфазных силовых цепях электроустановок всех классов с применением специальной третьей (или четвертой) жилы кабеля или провода, а также в однофазных осветительных цепях, кроме зон класса В-I, с использованием нулевого провода. Необходимость третьего провода для зануления корпусов светильников в зонах класса В-I объясняется тем, что в двухпроводных цепях с нулевым проводом должен быть защищен от токов КЗ как фазный, так и нулевой провод. При этом для одновременного отключения фазного и нулевого проводов должны применяться двухполюсные выключатели.

Во взрывоопасных зонах всех классов в электроустановках с глухозаземленной нейтралью для автоматического отключения аварийного участка защитные нулевые проводники выбирают с таким расчетом (см. формулу (3.12)), чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз - номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику. При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель, следует руководствоваться требованиями, приведенными в формуле (3.12).

Для обеспечения необходимой кратности тока замыкания и быстрого действия защиты в электроустановках с заземленной нейтралью нулевые защитные проводники (третья или четвертая жилы проводов, кабеля) должны быть из цветных металлов, а их сечение должно быть равно сечению фазных проводников.

Защитные проводники, проходящие через стены, фундаменты и т.п. из взрывоопасных зон в зоны другого класса взрывоопасности, а также в зоны с нормальной средой или наружу, должны прокладываться в трубах, а концы труб следует заделывать цементным раствором. У ввода магистралей заземления в здание наносят опознавательные знаки и указывают расстояние до места присоединения к заземлителю. Все части заземляющего устройства, прокладываемые в земле, соединяют только сваркой, а места сварки покрывают гудроном или кабельной массой. В особо ответственных местах целесообразно присоединять магистрали заземления к электродам заземлителя в специальном смотровом колодце.

4. Эксплуатация и испытания заземляющих устройств

Общие требования эксплуатации. При приемке в эксплуатацию заземляющих устройств после окончания монтажных работ должна быть представлена следующая техническая документация: исполнительные чертежи и схемы заземляющего устройства; акт на подземные работы (укладка заземлителей и заземляющих проводников); протоколы испытаний заземляющих устройств.

При эксплуатации должны производиться периодические проверки и испытания заземляющих устройств (внешний осмотр заземляющих проводников и контактов, измерения сопротивления и т.п.).

Если соединение выполняется сваркой, сопротивление контакта всегда удовлетворительно. Наиболее вероятным местом, в котором возможен слабый контакт, а следовательно, и возникновение искрения или нагрева, является болтовое соединение сети заземления с электрооборудованием. В этих местах необходима периодическая проверка целостности контактов и их затяжки.

Осмотры заземляющего устройства и измерение его сопротивления следует производить в сроки, устанавливаемые системой ППР, не реже одного раза в три года. Постоянное заземляющее устройство должно иметь паспорт, схему, должны быть указаны основные технические и расчетные величины, результаты осмотров и испытаний, характер проведенных ремонтов и изменений, внесенных в устройство заземлений.

От контроля состояния нулевых защитных проводников в процессе эксплуатации во многом зависит безопасность лиц, работающих с зануленным электрооборудованием. Контроль предусматривает периодические измерения сопротивления цепи «фаза - нуль» (или сразу тока однофазного КЗ) и сопротивлений ответвлений от магистрального нулевого защитного проводника к отдельным зануляемым электроприемникам, а также периодические осмотры этих ответвлений.

Согласно правилам [10], после монтажа электроустановки (перед приемкой ее в эксплуатацию), а также после капитальных ремонтов электропроводки или электроприемников, но не реже чем раз в 5 лет полагается измерять сопротивление цепи проводников «фазный - нулевой» для определения тока однофазного КЗ при замыкании на корпус наиболее удаленных и мощных электроприемников в целях экспериментальной проверки соблюдения условий (3.12) и (3.13). Такие измерения во взрывоопасных зонах проводятся для всех электроприемников.

Измерение сопротивления заземляющих устройств. Сопротивление заземляющих устройств может быть измерено мостовым способом, способом амперметра и вольтметра, а также измерителем заземления. Рассмотрим измерение сопротивления заземляющих устройств измерителями заземления типа МС-08 (сняты с производства, но еще широко используются при обслуживании как промышленных, так и сельскохозяйственных электроустановок) и М-416 (рис. 7.10 и 7.11).

Основными элементами первого измерителя являются: генератор постоянного тока Г с ручным приводом (рукояткой Р), механический преобразователь (коммутатор) постоянного тока в переменный П, механический преобразователь переменного тока в постоянный (выпрямитель) В, магнитоэлектрический омметр логометрического типа Л и резистор r_д. Оба преобразователя смонтированы на оси генератора и имеют одинаковую конструкцию: каждый представляет собой два изолированных друг от друга металлических фасонных полуцилиндра. Щетки 1 находятся в непрерывном контакте с основаниями полуцилиндра и имеют переменную полярность, а щетки 2, связанные со щетками генератора, при вращении вала соприкасаются с боковой поверхностью то одного, то другого полуцилиндра. Следовательно, на выходе преобразователя П (щетки 1) появляется переменный ток I_пер, который и проходит через заземлители (эта часть цепи показана пунктирной линией). Использование переменного тока во внешней цепи исключает искажения в измерениях, возникающие из-за поляризации и электролиза в грунте.

Рис. 7.10. Схема измерения сопротивления заземлителя прибором МС-08:

1, 2 - щетки; Г - генератор постоянного тока; П - механический преобразователь постоянного тока в переменный; В - механический выпрямитель; Л - логометр; Т - токовая обмотка; Н - обмотка напряжения; r_д и r_ш - резисторы; Р - приводная рукоятка; I₁ и I₂ - токовые зажимы; Е₁ и Е₂ - потенциальные зажимы

Между заземлителем r_х и зондом r_з образуется разность потенциалов, и в этой части цепи возникает переменный ток I_пер, который выпрямляется в коммутаторе В. Постоянный ток I_пост протекает через резистор r_д =
= 150 000 Ом, позволяющий снизить погрешность измерения, и обмотку напряжения Н. В токовой обмотке Т логометра тоже имеется постоянный ток (ветви с постоянным током показаны сплошными линиями). Использование постоянного тока в обмотках логометра повышает точность измерения. От отношения токов I_пост/I_пост зависит угол поворота рамок относительно друг друга. Этот угол пропорционален измеряемому сопротивлению r_x, так как ток I_пост пропорционален потенциалу исследуемого заземлителя. Поэтому по положению стрелки прибора, связанной с одной из рамок, и определяется сопротивление.

Рис. 7.11. Схема измерения заземления прибором типа М-416:

1, 2, 3, 4 - зажимы

В приборе имеются три предела - 10, 100 и 1000 Ом, что достигается подключением параллельно к обмотке Т резистора переключателем на панели прибора. Для того чтобы переменный блуждающий ток не искажал результатов, необходимо вращать рукоятку Р со скоростью, при которой стрелка не совершает колебаний. Колебания ее могут наступить, если частота тока I_пер близка к частоте блуждающего в земле тока. Постоянный блуждающий ток не действует на прибор, так как преобразуется коммутатором в переменный. При неработающем генераторе блуждающий переменный ток вызывает дрожание стрелки, а постоянный ток - ее небольшое отклонение.

Сопротивление вспомогательного заземлителя должно составлять 250-1000 Ом (чем выше предел измерения, тем выше это сопротивление), а сопротивление зонда - не более 1000 Ом. Наибольшая погрешность на рабочей шкале составляет 10%.

Измеритель типа М-416 не содержит вращающегося генератора (см. рис. 7.11). Внутрь вкладывается батарея из трех элементов типа 373 или аналогичных (общее напряжение около 4,5 В). В приборе смонтирован полупроводниковый преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор) для токовой цепи (зажимы 1 и 2), к которому присоединяют измеряемый заземлитель r_х и вспомогательный r_в, а также полупроводниковый выпрямитель (входные зажимы 2 и 3); логометра нет. Принцип измерения - компенсационный (сравниваются падения напряжения на внешнем r_х и эталонном сопротивлениях). Имеется четыре диапазона измерения. Отсчет производится, когда реохордом стрелка прибора приводится в нейтральное положение. Прибор проверяют по эталонному сопротивлению 5 Ом. Если ожидаемое сопротивление r_х менее 5 Ом, перемычку между зажимами 1 и 2 снимают и зажим 2 присоединяют к r_х.

Удельное сопротивление можно измерить прибором МС-08, применяя метод вертикального электрического зондирования. Для этого забивают в землю на одной прямой четыре электрода на глубину 0,05 а, где а - расстояние между электродами. Внешние электроды присоединяют к зажимам I₁ и I₂ (см. рис. 7.10), внутренние - к зажимам Е₁ и Е₂. Перемычку между I₁ и I₂ отсоединяют. Перед замером стрелку устанавливают на красной черте, переключатель - на положение «регулировка». Затем его переводят в положение «измерение» и делают отсчет r_З. Удельное сопротивление равно _изм = 2ar_З.

Такое измерение делают в теплое время года и в нескольких точках площадки. Если полученные _изм для исследуемых точек площадки отличаются более чем на 50%, количество точек увеличивают. При разнице менее 30% грунт считают однородным.

Измерение сопротивления цепи «фаза - нуль». Для таких измерений выпускается прибор М-417, рассчитанный на проверку z_(ф-о) в сетях напряжением 380/220 В. Принцип его работы состоит в том, что на короткое время устраивается замыкание фазы на зануленную часть через резистор, размещаемый в приборе. Падение напряжения на резисторе является разностью между фазным напряжением и падением напряжения в цепи «фаза - нуль», включая сопротивление фазы трансформатора. Значит, при неизменных напряжении и сопротивлении резистора падение напряжения на нем зависит от сопротивления цепи. Поэтому стрелочный прибор, включенный параллельно резистору, может быть проградуирован в омах.

Результаты измерения z_(ф-о) подставляют в формулу (3.14) и оценивают I_КЗ(к)(1), т.е. I_КЗ(к)(1) = KU_ф/z _(ф-о), где К = 0,85 - коэффициент, учитывающий погрешности, вносимые прибором и связанные с колебаниями напряжения в процессе измерений.

После монтажа электроустановки эти измерения делают только для наиболее удаленных и наиболее мощных электроприемников, для которых трудно соблюсти условия (3.12) и (3.13), но не менее чем для 10% общего числа электроприемников. Для остальных электроприемников измеряют только сопротивление ответвления от магистрального нулевого защитного проводника до корпуса соответствующего электроприемника, чтобы убедиться в целостности ответвления и качестве контактов. Для этого предназначен специальный омметр М-372 (можно использовать измеритель МС-08). Для ответвлений норма сопротивления не установлена, а результат измерения сравнивают с предыдущим, который зафиксирован в паспорте электроприемника. Результат первого измерения сравнивают с результатом измерений на других аналогичных электроприемниках. Если значение сопротивления много выше, чем при предыдущем измерении, это свидетельствует о плохом состоянии контакта в месте соединения ответвления с запуленным корпусом или, что реже, с магистралью зануления (контакт заржавел, закрашен, замаслен). В случае обрыва ответвления прибор покажет бесконечность.

Размещено на Allbest.ru