Базовые принципы взрывобезопасности

Ссылка на первоисточник. 

Область применения — взрывоопасные зоны согласно маркировке взрывозащиты и в соответствии с гл. 7.3 ПУЭ и другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных зонах (смотрите также:Использование систем радиосвязи во взрывоопасных средах)

 

Расследование техногенных катастроф последнего времени зачастую указывает на такую причину последних, как элементарное несоблюдение требований безопасности. Иногда виной всему являются неправильные действия персонала, однако велик процент аварий, причина которых кроется в применении оборудования, полностью безопасного в обычных условиях, но недопустимого к использованию на данном объекте. Для России, как для страны нефте- и газодобывающей, имеющей большое число атомных электростанций, актуальность данного вопроса высока, как ни для какого другого государства в мире. Настоящая статья посвящена вопросам применения систем радиосвязи на объектах, содержащих взрывоопасные среды.

 

Взрыв является химической реакцией с быстрым выделением большой тепловой энергии. Для того, чтобы эта химическая реакция произошла, требуются три составных части:

1. Горючий материал - в виде газа, взвеси, пыли и т.д.

2. Атмосферный или иного происхождения кислород

3. Источник искрения

Базовым принципом взрывобезопасности является стремление к уменьшению вероятности одновременного сочетания этих трех составных частей. Однако в промышленности и вооруженных силах есть немало объектов, где горючие материалы присутствуют по определению, и есть определенная вероятность их контакта с кислородом. В этих условиях важнейшее значение приобретает уменьшение действия третьего фактора - источника искрения.

Любое электронное оборудование является в той или иной степени источником искрения, и если есть необходимость его применения на объектах, где по определению уже присутствуют или есть потенциальный риск возникновения первых двух вышеупомянутых составных частей взрыва, то к выбору этого оборудования следует подходить с особой тщательностью. Не являются исключением из этого правила и радиостанции, применяемые в составе систем голосовой радиосвязи или систем беспроводной передачи данных. В радиостанциях для использования во взрывоопасных средах должны быть использованы специальные схемотехнические и конструктивные решения, предотвращающие образование высоких напряжений и больших токов в контурах станций, в переключателях, регуляторах, разъемах и контактах. Кроме электрических, существуют и многие другие требования к технике связи, без соотвествия которым радиостанции того или иного типа не могут быть использованы на объектах с повышенной потенциальной взрывоопасностью. Документально свод требований к технике связи оформлен в виде стандартов, принятых в различных странах мира, в том числе и в Российской Федерации. Таким образом, техника связи, применяемая во взрывоопасных средах, должна иметь сертификат на соотвествование Российскому стандарту взрывобезопасности (в дополнение к обязательной сертификации по линии Министерства связи РФ). Для радиостанций зарубежного производства процедура получения отечественного сертификата во многом упрощается, если тот или иной тип станций уже сертифицирован одной из уполномоченных международных тестовых организаций на соотвествие стандартам взрывобезопасности, принятым в Европе или США.

Основные мировые стандарты взрывобезопасности техники связи.

 

Базовые принципы взрывобезопасности одинаковы во всех странах мира. На основании этого мировые стандарты взрывобезопасности предъявляют к технике связи практически одинаковые требования, основанные на рекомендациях IEC — Международной Электротехнической Комиссии. Ею же разработана процедура тестирования — так называемая схема IEC-Ex, используемая при исследовании техники связи в ведущих сертификационных центрах США и Европы. Наиболее распространенные в мире стандарты взрывобезопасности техники связи - EN 50020 европейского комитета по электротехнической стандартизации CENELEC и ANSI/UL-913 американского национального института стандартов предусматривают тестирование электронной техники связи именно по этой процедуре. Эти стандарты являются признанными в большинстве стран мира, так, например, во многих странах Европейского союза для использования техники связи во взрывоопасных средах достаточным является наличие сертификата EN 50020, так как в этих странах национальные стандарты взрывобезопасности полностью совпадают с одним из вышеупомянутых мировых стандартов.

В Российской Федерации стандартами взрывобезопасности техники связи являются ГОСТ 12.2.020-76, ГОСТ 22782.0-81 и ГОСТ 22782.3-77, причем сертификация радиостанций, как и иной другой электронной техники, для использования на потенциально взрывоопасных объектах является обязательной, несмотря на наличие либо отсутствие международных сертификатов на соотвествие европейскому или американскому стандартам. Однако наличие сертификата ANSI/UL-913 или EN 50020 на определенный тип радиостанций дает основание предполагать, что данный тип радиостанций может успешно пройти сертификацию и на соотвествие отечественным ГОСТам, так как, как это уже упомянуто выше, стандарты взрывобезопасности ведущих стран мира очень сходны между собой. Испытания техники связи на взрывобезопасность в Российской Федерации проводятся уполномоченной организацией - Центром по сертификации взрывозащищенного и рудничного оборудования ИГД министерства топлива и энергетики Российской Федерации. После успешного прохождения всех тестов на каждый тип сертифицируемой техники выдается Свидельство о взрывозащищенности.

После получения сертификата каждый экземпляр сертифицированной радиостанции должен быть промаркирован в соотвествии с тем, как это указано в сертификате - например, каждая радиостанция STANDARD HX-390 маркируется кодом 2 Ex s II T4 X. Для другой техники связи маркировка, естественно, может отличаться. Рассмотрим подробнее, что значат элементы маркировки взрывозащищенной техники.

Маркировка взрывозащиты

 

В России принята следующая маркировка не рудничного взрывозащищенного электрооборудования (в указанной последовательности):

знак уровня взрывозащиты (2, 1,0)

знак Ex , указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование

знак вида взрывозащиты (d, p, i, q, o, s, e)

знак группы или подгруппы электрооборудования по области применения (II, IIA, IIB, IIC)

знак температурного класса электрооборудования (T1 - T6)

Пример маркировки: 2 Ex de IIC T6

1

Уровень взрывозащиты

2

Повышенной надежности против взрыва

1

Взрывобезопасное электрооборудование

0

Особо взрывобезопасное электрооборудование

2

Вид взрывозащиты

d

Взрывонепроницаемая оболочка

p

Заполнение (или продувка) оболочки под избыточным давлением защитным газом

i

Искробезопасная электрическая цепь, в зависимости от уровня взрывозащиты:

0 - ia

1 - ib

2 - ic

q

Кварцевое заполнение оболочки с токоведущими частями

o

Масляное заполнение оболочки

m

Герметизация

S

Специальный вид взрывозащиты

e

Защита вида "e"- повышенная безопасность

4

Группа электрооборудования по области применения

Категории взрывоопасных смесей

II

Для внутренней и наружной установки

Всех категорий

IIA

Для внутренней и наружной установки

Пропан

IIB

Для внутренней и наружной установки

Этилен

IIC

Для внутренней и наружной установки

Водород

 

Температурный класс

Предельная температура оборудования, С

T1

450

T2

300

T3

200

T4

135

T5

100

T6

85

 

Так, радиостанции STANDARD HX-390 обладают специальным видом взрывозащиты. Термин «специальный вид взрывозащиты» более подробно расшифрован в приложении к свидетельству о взрывобезопасности, являющимся его неотъемлемой частью.

Естественно, что в некоторых электронных устройствах используется одновременно несколько типов взрывозащиты, в этих случаях маркировка содержит несколько символов, например, техника, имеющая маркировку 0 Ex id IIA T4, имеет такие виды взрывозащиты, как "искробезопасная электрическая цепь" и "взрывонепроницаемая оболочка".

Практические рекомендации

Все ведущие фирмы-производители - японские, европейские и американские - осознают важность производства взрывозащищенной техники и ее сертификации. Однако, как правило, сертификация на взрывобезопасность проводится в Европе или в США, что, как уже отмечалось, недостаточно для использования на взрывоопасных объектах в России. К счастью, ряд фирм, уделяющих серьезное внимание рынку Российской Федерации, например MOTOROLA, провели сертификацию своей техники на соответствие нашим стандартам, что уже обеспечило широкое применение радиостанций MOTOROLA на предприятиях нефте- и газодобычи, переработки и транспортировки, а также в подразделениях Министерства по чрезвычайным ситуациям. Следует также отметить существование у разных фирм определенных особенностей в производстве взрывозащищенных радиостанций. Например, некоторые фирмы производят специальные взрывозащищенные версии обычных типов радиостанций. Например, MOTOROLA - GP 900 и GP 900 (Cenelec). Как правило, взрывозащищенные версии стоят значительно дороже версий общего назначения, хотя бывают и исключения - тот же STANDARD HX-390 производится только во взрывозащищенном исполнении при стоимости, сопоставимой со станциями общего назначения.

Следует также иметь в виду, что если какая-либо техника связи производится в виде двух версий - общего назначения и взрывозащищенной, то их тактико-технические данные могут несколько (а иногда очень значительно) отличаться. Например, MOTOROLA GP900 общего назначения на этот же диапазон частот имеет мощность передатчика 5 В, а версия CENELEC - 1 Вт. Естественно, для станций, которые производятся только во взрывозащищенном исполнении, этих отличий не существует - например мощность передатчика радиостанции STANDARD HX-390 для диапазона частот 146-174 МГц составляет 5 Вт. Безусловно, это надо иметь в виду при выборе той или иной техники.

GP-серия стандарта взрывозащиты ATEX: Сертификат соответствия №РОСС MY.ME92.B00888. Взрывозащищенные радиостанции GP-серии маркируются РВЕхibI X / 1ExibIICT4 X, и, соответственно, могут применяться во взрывоопасных зонах группы I, т.е. для работы в шахтах и рудниках, где имеется опасность взрыва рудничного метана. 

 

CP-серия стандарта взрывозащиты FMRC: Сертификат соответствия №РОСС MY.ME92.B00888. Взрывозащищенные радиостанции CP-серии маркируются РПЕхiсI X / 2ExiсIIВT4 X, и, соответственно, могут применяться во взрывоопасных зонах группы II, т.е. для работы в условиях возможного образования промышленных взрывоопасных смесей газов и взвесей. ICOM IC-F50-is/IC-F60-is

Bмеют Российский сертификат с категорией взрывозащиты 2ExicIIAT3X. Разработанны с акцентом на широкое применение в пожароопасных объектах; охрана, МВД,пиротехническое оборудование, складскте работы и т.д. Военный стандарт качества MIL STD 810. Компакный и прочный водонепронецаемый корпус отвечает требованиям стандарта JIS.

 

 

Принципы взрывобезопасности одинаковы и являются универсальными для всех стран мира. Основа этих принципов - это рекомендации Международной Электротехнической Комиссии. Данная комиссия проверяет аппаратуру на ее соответствие необходимым требованиям сертификации в странах Европы и США. В России эти требования заключаются в ГОСТах. В Европе используется стандарт ATEX, а в США - стандарт FM.

В европейском стандарте ATEX приводится детализация примененного в оборудовании вида, которая также признается и в России.

Виды взрывозащиты

d - взрывонепроницаемая оболочка;

e - повышенная безопасность;

h - герметическая изоляция;

m - герметизация;

o - отсутствие искрообразования;

p - метод повышенного давления;

ia - искробезопасная электрическая цепь (Zone 0 - взрывоопасная атмосфера);

ib - искробезопасная электрическая цепь (Zone 1 - взрывоопасная атмосфера, например, в случаях аварий);

s - спецзащита;

q - заполнение порошком.

Российские Государственные Стандарты

ГОСТы 112.020, 12.2.020 и с 22782.1 по 22782.6, действующие в РФ, проверяют аппаратуру связи на взрывобезопасность. Маркируется взрывозащищенное оборудование в России в следующей последовательности:

 

1) уровень: Маркировка защиты аппаратуры от взрыва (2, 1, 0)

2) уровень: Знак Ex, подтверждающий, что оборудование соответствует стандартам взрывозащищенности.

3) уровень: Знак вида взрывозащищенности (d; p; i; q; o; s; e).

4) уровень: Знак обозначает категорию или подкатегорию оборудования, в зависимости от области применения (II; IIA; IIB; IIC) или маркировка буквой для использования в рудниках первая категория (I);

5) уровень: Знак, определяющий температурный класс оборудования. Может варьироваться в пределах от Т1 до Т6.

Данные обозначения, используются при маркировке электротехники связи, и применяется исключительно в России. В других Европейских стандарте ATEX, взрывобезопасная техника маркируется по-другому.

Уровень взрывозащиты оборудования

В российской классификации, уровни взрывозащиты электрооборудования обозначаются цифрами: 2, 1 , 0.

Уровень 0 - взрывобезопасное оборудование, в котором применяются специальные меры для предотвращения взрыва.

Уровень 1 - Взрывобезопасное оборудование. Основное отличие уровня в том, что взрывобезопасность присутствует не только при нормальных условиях работы, но и при возможных неполадках, которые зависят от условий использования, не считая повреждения средств, которые обеспечивают обеспечивающих взрывобезопасность;

Уровень 2 - данной цифрой маркируют оборудование повышенной надежности против взрыва. В нем взрывозащита обеспечивается только в нормальном режиме работы;

Цифры 2, 1 и 0 в России ставятся как первые цифры перед маркировочной системой взрывозащищенности оборудования - ATEX, обозначая степень взрывозащищенности оборудования.

Вид маркировки можно посмотреть на примере головного взрывобезопасного светильника НГР.

Категории электрооборудования в зависимости от области применения при работе во взрывоопасной обстановке.

В классификации Российской Федерации существуют I и II категории

Первая категория подтверждает выполнение требований к оборудованию, используемое при работах в шахте или рудниках, где присутствует вероятность взрыва рудничного метана.

Также, рудничное оборудование дополнительно маркируется буквами: (РН, РП, РВ, РО).

Все примеры промаркированного таким образом оборудования вы можете увидеть на сайте Прокопьевского завода "Электроаппарат", крупнейшего в России поставщика взрывозащищенного электрооборудования: осветительных приборов, шахтной автоматики,

“РН” –расшифровывается как: “рудничное нормальное” (от взрывов не защищено)

“РП” – расшифровывается, как: “рудничное, повышенной надежности против взрыва” (2 уровень взрывозащиты)

(пример: Светильник шахтный СГД: )

“РВ” – расшифровывается, как: “рудничное взрывозащищенное” (1 уровень взрывозащиты)

(пример: светильник шахтный СШЛ )

“РО” – расшифровывается, как: “рудничное особовзрывобезопасное” (0 уровень взрывозащиты)

II Категория

Ко второй категории относят оборудование, которое применяется при работе в условиях, где может произойти образование взрывоопасных смесей промышленных газов и взвесей. Во второй категории существуют 3 подкатегории: (IIA, IIB, IIC).

Подкатегория С – это высшая категория, соответствующая требованиям категорий - А, В и С , то есть Категория С – самая строгая категория. При первой категории российский ГОСТ и требования стандарта АТЕХ совпадают. По системе ATEX Рудничное оборудование должно содержать ATEX индекс в своей маркировке "… I T1".

http://www.massflow.ru/docs/info/ex.pdf

http://www.efo.ru/cgi-bin/go?502

http://www.sagatelecom.ru/encyclopedia/protocol/detail.php?SECTION_ID=26&ID=19

Категории взрывозащиты

31.10.2007

Введение

Основные принципы взрывобезопасности универсальны во всех странах мира. Они основаны на рекомендациях Международной Электротехнической Комиссии (МЭК), которая предложила методы проверки аппаратуры радиосвязи на соответствие этим требованиям и методы ее сертификации соответствующим центрам в Европе и в США. И хотя стандарты в разных странах имеют различные названия (ГОСТ в России, ATEX в Европе, FM в США), подходы и методы классификации у них практически совпадают. Именно поэтому, если аппаратура имеет присвоенный сертификационным центром Европы или США класс взрывозащищенности, пройдя в них соответствующую проверку, это дает основание полагать, что данная аппаратура успешно пройдет сертификацию и в Госгортехнадзоре России. Необходимо подчеркнуть, что получение российского сертификата является обязательным, независимо от наличия сертификаты международного образца.

В настоящее время в России действуют следующие ГОСТы взрывобезопасности аппаратуры связи: 112.020; 12.2.020; с 22782.1 по 22782.6. В Европе – ATEX; в США – ANSI/UL-913 американского национального института стандартов.

Классификация взрывоопасных зон

Класс взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборудования, определяется технологами совместно со специалистами проектной или эксплуатирующей организации.

Согласно российским нормативным документам выделяют следующие классы взрывоопасных зон:

зоны класса В-1 – расположены в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы;

зоны класса В-1а – расположены в помещениях, в которых взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются при нормальной эксплуатации, а только в результате аварий или неисправностей;

зоны класса В-1б – аналогичны В-1а, но отличаются от них тем, что при авариях горючие газы обладают высоким нижним пределом воспламенения (15% и выше), а также при опасных концентрациях резким запахом. В этот класс входят зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в малых концентрациях, недостаточных для создания взрывоопасной смеси и где работа производится без применения открытого пламени. Зоны не относятся к взрывоопасным, если работы с опасными веществами производятся в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтиками;

зоны класса В-1г – пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, открытых нефтеловушек, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеров), эстакад для слива и налива ЛВЖ, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.

зоны класса В-2 – расположены в помещениях, где выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что могут создавать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы;

зоны класса В-2а – такие, где опасные условия при нормальной работе не возникают, но могут возникнуть в результате аварий или неисправностей.

Нормативные документы содержат определение геометрических размеров каждого класса зон. Оборудование, предназначенное для работы в пределах зоны того или иного класса, должно иметь соответствующий уровень взрывозащищенности.

Уровень взрывозащищенности оборудования

Уровни взрывозащищенности электрооборудования имеют в российской классификации обозначения 2, 1 и 0:

Уровень 2 – электрооборудование повышенной надежности против взрыва: в нем взрывозащита обеспечивается только в нормальном режиме работы;

Уровень 1 – взрывобезопасное электрооборудование: взрывозащищенность обеспечивается как при нормальных режимах работы, так и при вероятных повреждениях, зависящих от условий эксплуатации, кроме повреждений средств, обеспечивающих взрывозащищенность;

Уровень 0 – особо взрывобезопасное оборудование, в котором применены специальные меры и средства защиты от взрыва.

Степень взрывозащищенности оборудования (2, 1, или 0) ставится в РФ как первая цифра перед европейской маркировкой взрывозащищенности оборудования.

Методы обеспечения взрывобезопасности оборудования

Существует несколько методов обеспечения взрывобезопасности, цель которых - предотвратить возможность контакта внутренних искрообразующих или тепловыделяющих элементов аппаратуры с внешней взрывоопасной средой, либо препятствовать выходу наружу взрыва, возникшего внутри наружной оболочки аппаратуры путем его локализации:

локализация, или сдерживание взрыва - предотвращение распространения взрыва за пределы оболочки;

изоляция, или герметизация – заливка компаундом, лаком, поддержание высокого давления внутри оболочки продувкой оборудования сжатым воздухом или инертным газом;

заполнение оболочки кварцевым песком, погружение оборудования в масло, применяемое, например, для обмоток трансформаторов;

предотвращение, или ограничение электрической и тепловой выделяемой энергии - применение в методе защиты «искробезопасной электрической цепи».

В европейской классификации приводится детализация примененного в оборудовании типа взрывозащиты (она признается в РФ и встречается в сертификатах на взрывозащищенное оборудование):

d – взрывонепроницаемая оболочка;

e – повышенная безопасность;

ia – искробезопасная электрическая цепь (Zone 0 – взрывоопасная атмосфера);

ib - искробезопасная электрическая цепь (Zone 1 – взрывоопасная атмосфера, например, в случаях аварий);

h – герметическая изоляция;

m – герметизация;

o – отсутствие искрообразования;

p – метод повышенного давления;

q – заполнение порошком;

s – спецзащита.