Применение кабеля ИнСил во взрывозащищенных помещениях (взрывобезопасность монтажных работ)
Современные кабельные изделия изначально рассчитаны на работу в экстремальных условиях. И речь не только об их применении на крайнем Севере или Сибири, на кораблях морского, речного флота или в шахтах и подземных выработках. Чрезвычайные ситуации могут возникнуть в любое время и в любом месте, и всегда, как минимум, должны оставаться работоспособными средства сигнализации, оповещения и пожаротушения. А их функционирование во многом обеспечивают линии связи и питания, а значит, разнообразные кабели и провода. Так давайте разберемся, как осуществляется работа электроники в экстремальных условиях.
Общие понятия, термины и определения
Можно смело утверждать, что наиболее жесткие требования предъявляются к технике и КПП (кабельно-проводниковой продукции), предназначенным для работы во взрывоопасных условиях. И лучше всего рассмотрение вопросов применения кабелей в этих случаях начать с определения некоторых основных понятий.
Взрывоопасной средой называется смесь с воздухом при обычных атмосферных условиях различных горючих веществ в виде пара, пыли, газа или летучих частиц, способных самоподдерживать распространение пламени.
Взрывоопасная зона — область, определяемая как газовая или пылевая взрывоопасная среда, разделяемая на отдельные участки в зависимости от времени присутствия и частоты появления в ней взрывчатой смеси.
Взрывобезопасность — состояние, при котором невозможно возгорание взрывоопасной среды и причинение вреда здоровью и жизни людей, имуществу, окружающей среде.
Взрывозащита — принимаемые меры с целью обеспечения взрывобезопасности оборудования, в том числе его производства, реализации, эксплуатации и утилизации.
Под оборудованием понимаются технические изделия, а также элементы их систем управления (а значит и КПП), КИПиА, предназначенные для выработки, использования и преобразования энергии, содержащие собственные источники энергии, способные вызвать возгорание взрывоопасной среды.
Какие бывают взрывоопасные зоны
- Разделение на различные типы взрывоопасных зон необходимо для правильного подбора оборудования по условиям эксплуатации и определения средств защиты. В зависимости от времени присутствия в зоне газовой или пылевой смеси различают:
- взрывоопасные газовые среды — зона класса 0, класса 1 и класса 2;
- взрывоопасные пылевые среды — зона класса 20, класса 21 и класса 22.
От чего возможно возгорание взрывоопасной среды
Причиной возгорания могут быть:
- электрический разряд;
- нагревание поверхностей оборудования, в том числе и КПП;
- накопление на поверхностях и последующий разряд статического электричества;
- искрение при соударении или трении оборудования или отдельных его частей;
- блуждающие электрические токи;
- источники электромагнитного, ультразвукового или ионизирующего излучения;
- сжатие при постоянном объеме и ударные волны.
Как обеспечивается взрывобезопасность
Взрывобезопасность является результатом реализации целого комплекса мероприятий, охватывающего разработку, создание и эксплуатацию того или иного объекта или сооружения. Расписывать все принимаемые меры, обеспечивающие достижение заданной цели, занятие достаточно неблагодарное. Существует большое число нормативных документов, инструкций и правил, в которых все подробно описано.
Тем более, что нас интересует частный случай проблемы взрывобезопасности — вклад кабельных изделий в ее обеспечение. Но и обойти вниманием проблему в целом будет неправильно.
С чего все начинается
Одна из первых задач, стоящих перед проектировщиками электрической части во взрывоопасных зонах, — их классификация (такие зоны обозначаются как В-I, В-Iа, В-Iб, В-Iг, В-II, В-IIа). Кроме того, должны быть указаны взрывоопасные смеси, могущие в них образовываться, а также наименование газов и паров (для зон В-II и В-IIа — тип пыли).
В проектной документации должны быть указаны:
- вертикальные и горизонтальные отметки, позволяющие осуществить привязку к осям и элементам зданий маршрутов прокладки кабелей и электротехнических трубопроводов;
- места установки уплотнений, а также определены их типы;
- наименования антикоррозионных покрытий, если возможно наличие химически агрессивной среды;
- границы взрывоопасных зон;
- места установки водосборников.
Этим далеко не исчерпывается содержание проектной документации, но и даже простое перечисление некоторых первоочередных задач позволяет понять сложность и неординарность стоящих перед разработчиками и производителями вопросов.
Какие провода и кабели используются во взрывоопасных зонах
Самое первое требование к КПП — использовать те марки, что заложены в проектной документации. Любое отклонение от заданных требований должно согласовываться с разработчиком. Кроме того, стоит отдельно отметить:
Не допускается применение во взрывоопасных зонах любых классов неизолированных проводов.
Там, где возможно образование взрывчатых смесей из-за паров ЛВЖ (легковоспламеняющейся жидкости) или присутствуют взрывчатые газы (зоны В-I и В-Ia), разрешается применение изделий с медными жилами. Использование КПП с алюминиевыми жилами недопустимо. Их применение возможно во взрывоопасных зонах других, кроме перечисленных, классов.
Проводники ответвлений к электродвигателям до 1 кВ должны быть всегда защищены от перегрузок, а их сечение должно обеспечивать длительную нагрузку не менее 120% от номинальной, без перегрева. Так, для медных кабелей, используемых во взрывоопасных зонах, минимальное сечение для всех типов проводки должно быть 1,5 мм2 и более (у трансформаторов тока вторичные цепи выполняются сечением не менее 2,5 мм 2).
Запрещается использование в любых взрывоопасных зонах КПП с полиэтиленовой изоляцией или оболочкой. В подобных местах разрешается применение только кабелей с изоляцией из ПВХ, резины. Допускается использование кабелей с оболочкой и изоляцией из бумаги.
Во взрывоопасных зонах в силовых сетях, в сетях освещения напряжением до 380 В, во вторичных цепях напряжения до 1000 В прокладываемые кабели должны быть круглыми, отвечающими требованиям взрывозащиты при вводе кабелей в Е-х оборудование (Е-х — взрывозащищенное оборудование).
О пожаробезопасности кабелей
Рассматривая применение КПП во взрывоопасных зонах, невозможно обойти стороной вопросы, связанные с пожарной безопасностью. И хоть это напрямую не затрагивает возможность использования той или иной марки кабеля в экстремальных условиях, необходимо помнить, что при чрезвычайных ситуациях не должна прекращаться работа оборудования, в первую очередь обеспечивающего безопасность персонала.
А это кроме всего прочего достигается использованием специальных типов проводов, не распространяющих и не поддерживающих горение, не выделяющих токсичных и галогеносодержащих веществ, не создающих дополнительного задымления.
И еще одно свойство кабелей нельзя обойти вниманием. Речь идет об их герметичности. Точнее, о невозможности распространения под оболочкой кабелей, вдоль токопроводящих жил взрывоопасных газов и смесей. Внутри КПП не должно быть свободных полостей и каналов, по которым будет происходить распространение паров и газов между отдельными помещениями.
Выполнение электромонтажа во взрывоопасной зоне
Существующие способы прокладки кабелей и их особенности приведены ниже в таблице.
|
Класс взрывоопасной зоны |
Тип кабеля |
Способ прокладки кабеля |
|
Зона любого типа |
Бронированный |
Открыто по стенам, элементам строительных конструкций на скобах и кронштейнах, в коробах, на тросах, лотках, кабельных каналах. Возможна прокладка в земле, траншеях. |
|
В зонах B-Iа, В-Iб, В-Iг, В-IIа (кроме силовых цепей до 1 кВ) |
Небронированный кабель в резиновой, ПВХ и металлической оболочках. |
Открыто, если нет химических и механических воздействий, по стенам и элементам строительных конструкций на скобах и кронштейнах, тросах, в лотках. |
|
В зонах В-II, В-IIа |
В каналах пылеуплотнения |
|
|
В зонах В-Iа, В-Iб, В-Iг |
В коробах |
|
|
В любых зонах |
В стальных и водогазопроводных трубах, как открыто, так и скрыто |
|
|
В зонах B-Iа, В-б, В-Iг, В-IIа (кроме силовых цепей до 1 кВ) |
Изолированный провод |
Открыто, если нет химических и механических воздействий, располагаются по стенам, элементам строительных конструкций на скобах и кронштейнах, на тросах, в лотках. |
|
В зонах В-II, В-IIа |
В каналах пылеуплотнения |
|
|
В зонах В-Iа, В-Iб, В-Iг |
В коробах |
|
|
В любых зонах |
В стальных и водогазопроводных трубах, как открыто, так и скрыто |
О некоторых особенностях электромонтажа во взрывоопасных зонах
Особо стоит отметить такие требования.
Ввод провода (кабеля) в корпус прибора. Он не должен нарушать существующий уровень взрывозащиты, а кроме того, препятствовать попаданию в корпус посторонних твердых предметов и воды (обеспечивать нужный уровень защиты по коду IP). Особенно это актуально в тех случаях, когда заказчик самостоятельно осуществляет монтаж приборов и выполняет ввод кабеля.
Правильный переход между различными зонами через стены и перекрытия. Согласно нормативам, переход одиночного кабеля сквозь сплошные препятствия необходимо выполнять в отрезках стальных труб (можно использовать водо- и газопроводные), пробитые отверстия надо заделывать цементным раствором. Сам кабель внутри должен быть уплотнен заполнением трубы составом УС-65 с набивкой асбестового шнура или джута.
Другим способом прокладки кабеля сквозь стены и перекрытия может быть использование специальных взрывозащитных уплотнительных модулей.
Во взрывоопасных зонах любых классов все установки подлежат заземлению (занулению). (Заземление — соединение электроустановки или оборудования с ²заземляющим контуром²; зануление — соединение нетоковедущих частей с нейтралью).
В любых взрывоопасных зонах запрещается использовать ответвительные и соединительные кабельные муфты, кроме случаев искробезопасных цепей.
И опять про выбор кабеля
Приведенное описание условий применения и работы КПП свидетельствует, что выбор конкретного типа кабеля дело далеко не простое. При этом приходится учитывать множество факторов, порой не имеющих прямого отношения к выполняемым задачам (например — передача сигнала от точки А до точки В). И тем не менее, нельзя руководствоваться каким-то одним требованием или характеристикой.
Здесь необходимо комплексно учитывать множество факторов. В качестве примера конкретного изделия, подходящего для работы в рассмотренных условиях, можно привести кабели ИнСил (как силовые, так и монтажные) для промышленных сетей ОПО.
У них медные жилы, различные типы изоляции, обеспечивающие защиту в любых условиях, кабели пожаробезопасные, термостойкие, бронированные и экранированные. Так что можно подобрать нужное изделие для самых разных задач — от прокладки силовых линий до создания сетей по управлению различными производственными объектами в чрезвычайных ситуациях.