Вы находитесь в разделе Типовых решений систем безопасности

Теоретические основы построения систем пожарной сигнализации и автоматики для защиты взрывоопасных зон

Взрывоопасными производствами на на данный моментшний день являются не только предприятия и объекты химической, горно-рудной, нефтегазодобывающей, атомной промышленностей. К взрыво- и пожароопасным относятся предприятия по производству продуктов питания (мукомольные, кондитерские, винно-водочные), деревообрабатывающие и целлюлозно-бумажные комбинаты, цементные и железобетонные заводы, и т. д. Кроме того, предприятие любой отрасли имеет в своей структуре взрывоопасные зоны, так как на любом современном производстве есть склады ГСМ и лакокрасочных продуктов, участки гальванической и высокотемпературной обработки, покрасочные цеха или камеры

Все электротехническое оборудование, устанавливаемое во взрывоопасных зонах, в том числе оборудование систем безопасности -пожарной сигнализации и автоматики, охранной сигнализации, оповещения, видеонаблюдения - следует выпускать в специальном взрывозащищенном исполнении, значит оно само не должно являться источником воспламенения или взрыва.

Основные определения

В 2001 г. были введены новые стандарты ГОСТ Р 51330 "Электрооборудование взрывозащищенное", которые соответствуют требованиям международной электротехнической комиссии (МЭК) и европейским стандартам. Кроме того, глава 7 "Правил устройства электроустановок" (ПУЭ) не переиздавалась и, следовательно, также остается основополагающей в теории взрывозащищенного электрооборудования. Опираясь на эти документы, дадим несколько определений.

Взрывозащищенное электрооборудование -электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этого электрооборудования. Вид взрывозащиты - специальные меры, предусмотренные в электрооборудовании с целью предотвращения воспламенения окружающей взрывоопасной газовой среды; совокупность средств взрывозащиты электрооборудования, установленная нормативными документами.

Средство взрывозащиты - конструктивное и (или) схемное решение для обеспечения взрывозащиты электрооборудования. Уровень взрывозащиты - степень взрывозащиты электрооборудования при установленных нормативными документами условиях. Названы следующие уровни взрывозащиты электрооборудования: "электрооборудование повышенной надежности против взрыва", "взрывобезопасное электрооборудование" и "особовзрывобезопасное электрооборудование".

Электрооборудование повышенной надежности против взрыва - взрывозащищенное электрооборудование, в котором защита обеспечивается только в признанном нормальном режиме его работы. Знак уровня - "2Ex" или "РПEx" для рудничного оборудования. Взрывобезопасное электрооборудование -взрывозащищенное электрооборудование, в котором защита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и в случае признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты. Знак уровня - "1Ex" или "РВEx" для рудничного оборудования.

Особовзрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства защиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты. Знак уровня - "0Ex" или "РОEx" для рудничного оборудования.

Электрооборудование может иметь следующие виды взрывозащиты:

• взрывонепроницаемая оболочка "d";
• заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением "р";
• кварцевое заполнение оболочки "q";
• масляное заполнение оболочки "о";
• защита вида "е";
• искробезопасная электрическая цепь "i";
• герметизация компаундом "m";
• защита вида"n";
специальный вид взрывозащиты "s".

На разных уровнях

Виды взрывозащиты, обеспечивающие различные ее уровни, характеризуются неодинаковыми средствами и мерами обеспечения взрыво-безопасности, оговоренными в стандартах. Для взрывозащищенного оборудования пожарной сигнализации и автоматики типично применение в основном следующих видов взрывозащиты:

1. "искробезопасная электрическая цепь" ("i"). Основывается на методе предотвращения взрыва или воспламенения за счет ограничения электрической и тепловой энергии. Казалось бы, именно этот метод можно считать наиболее надежным, так как он исключает сам факт взрыва и, следовательно, должен был получить максимальное распространение. но он не применим, потому что в ряде случаев такое ограничение энергии приводит к потере работоспособности прибора;
2. "взрывонепроницаемая оболочка" ("d"). Основан на методе сдерживания взрыва, главный принцип которого - не дать взрыву распространиться за пределы оболочки прибора. При использовании этого вида защиты на параметры прибора уже не накладываются ограничения по току, тепловой энергии, емкости и индуктивности, но более жесткие требования предъявляются к конструкции и механической прочности корпуса прибора, и к монтажу;
3. в последнее время все большую практическую реализацию находят виды взрывозащиты с использованием метода изоляции, основанного на принципе физического разделения взрывоопасных частей и элементов прибора от взрывоопасной среды. Прежде всего это "герметизация компаундом" ("m"). В настоящее время именно с подобной защитой выпускается все большее количество приборов, поскольку это не требует серьезных затрат и снижает себестоимость оборудования.

Взрывозащищенное электрооборудование в зависимости от области применения подразделяется на две группы (табл. 1). Электрооборудование группы II, имеющее виды взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" и (или) "искробезопасная электрическая цепь", подразделяется также на три подгруппы, соответствующие категориям взрывоопасных смесей (табл. 2). Это подразделение базируется на безопасном экспериментальном максимальном зазоре (БЭМЗ) оболочек или минимальном токе воспламенения (МТВ) для электрооборудования с искробезопасными цепями.

Электрооборудование, промаркированное как ИВ, пригодно также для применения там, где требуется электрооборудование подгруппы IIА. Подобным образом электрооборудование, имеющее маркировку ПС, пригодно также для применения там, где требуется электрооборудование подгруппы IIА или ИВ. Электрооборудование группы II в зависимости от значения предельной температуры подразделяется на шесть температурных классов, соответствующих группам взрывоопасных смесей, где предельная температура - наибольшая температура поверхностей взрыво-защищенного электрооборудования, безопасная в отношении воспламенения окружающей взрывоопасной среды.

Расшифровываем маркировку

мы подошли к расшифровке записи маркировки взрывозащиты, которая присваивается конкретному виду электротехнического оборудования. В эту маркировку в указанной ниже последовательности входят:

• знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0);
• знак Ех, указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование. ("Ex" от английского explosion - взрыв);
• знак вида взрывозащиты (d, p, q, o, e, I, m, n,s);
• знак группы или подгруппы электрооборудования (II, ПА, IIВ, IIС);
• знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6).

В маркировке по взрывозащите могут иметь место дополнительные знаки и надписи, например буквы X и U, в соответствии со стандартами на электрооборудование с отдельными видами взрывозащиты.

В зоне особого внимания

Теперь пора дать определение взрывоопасной зоне.

Взрывоопасная зона - помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Взрывоопасные зоны подразделяются на следующие классы.

Зоны класса В-I - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими св, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях, и т. п.

Зоны класса В-Iа - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Зоны класса В-Iб - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей:

1. Горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения и резким запахом при предельно допустимых концентрациях.
2. Помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых по условиям технологического цикла исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения, имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения.

Зоны класса В-Iг - пространства у наружных установок:

• у технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ (за исключением наружных аммиачных компрессорных установок);
• у надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры);
• у эстакад для слива и налива ЛВЖ;
• у открытых нефтеловушек;
• у прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.

Зоны класса В-II - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими св, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы. Зоны класса В-IIа - зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Дадим пояснение параметру IP, который не входит в маркировку по взрывозащите, но является важным параметром для оборудования, имеющего вид взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка".

Параметр IP (степень защиты оболочки) имеет отношение к наружным поверхностям и зазорам электротехнических приборов, коммутационных продуктов и монтажных материалов и демонстрирует степень защиты конкретного изделия от попадания внутрь твердых тел, пыли и воды. Следует также отметить, что взрывозащищенные электротехнические приборы (в нашем случае приборы ОПС), эксплуатирующиеся в чрезвычайно жестких условиях, а иногда и в агрессивной среде, должны иметь степень защиты оболочки не ниже IP54. Степень защиты IP регламентируется ГОСТ-14254-96 (МЭК 529-89), что в краткой форме нашло выражение в табл. 6.

Особые требования

Все перечисленные аспекты теории относятся к любому типу взрывозащищенного электрооборудования. Тем не менее, есть и специфические требования, предъявляемые к оборудованию ОПС, предназначенному для защиты взрывоопасных зон. Дело в том, что, говоря об оборудовании системы безопасности или о ее составляющей - системе пожарной сигнализации и автоматики, мы подразумеваем сложную структурированную систему, состоящую из различного числа элементов или даже подсистем.

Так, для пожарной сигнализации характерно наличие таких составляющих, как приемно-контрольные приборы или панели, извещатели, оповещатели, пусковые устройства. В случае защиты взрывоопасных зон, подобная разветвленная структура накладывает соответствующие требования и на оборудование, и на систему в целом. Поэтому речь следует уже вести не об отдельном взрывозащищенном приборе, а о взрывозащищенном шлейфе или всей системе, и учитывать не только маркировку взрывозащиты в выборе конкретного типа прибора, но и взрывозащищенные параметры шлейфа сигнализации.

При построении системы пожарной сигнализации во взрывоопасных зонах недостаточно ограничиться выбором взрывозащищенных приемно-контрольных приборов, извещателей и оповещателей. Важно учитывать возможные суммарные емкость (С) и индуктивность (L) шлейфа в целом, а эти показатели определяются не только собственными L и C приборов, но и параметрами кабельной трассы, т. е. погонными значениями L и C конкретного типа кабеля и его протяженностью. Особые требования предъявляются также к качеству монтажа, защитному заземлению, выбору источников питания.

Эксперт
М. В. Рукин

Читайте далее:
Мировые тенденции развития рынка пожарных извещателей
Модульная пожарная панель BOSCH соответствует вашему бизнесу
Мультисенсор -эффективное решение проблемы ложных срабатываний систем пожарной сигнализации
На государственной службе ГУ "Центр обеспечения деятельности ФПС МЧС России"
ADT: современные технологии обеспечения безопасности
Hoвый взгляд на ист. бесперебойного питaния
Новый поверхностный инфракрасный извещатель "Икар-4"
Оборудование ТОА. Комплексные решения
Охранные системы SUNWAVE: элегантная безопасность
О проектах европейских стандартов EN 54 по системам речевого оповещения о пожаре
Перспективы совершенствования охранных извещателей
PowerMax Plus