Электрооборудование насосных, компрессорных станций и нефтебаз - Техническая характеристика применяемого электрооборудования

Для привода и управления механизмами нефтенасосных станций, нефтебаз и газокомпрессорных станций применяют электрическое оборудование общего назначения и взрывозащищенное. Во всех случаях электрическое оборудование должно удовлетворять условиям окружающей среды, иметь защиту от попадания внутрь оболочки твердых посторонних тел и воды и быть безопасным для обслуживающего персонала.
Электрооборудование общего назначения. Степень защиты встроенного в оболочку электрического оборудования напряжением до 1000 В обозначается латинскими буквами IP и двумя цифрами, а полное отсутствие защиты (открытое исполнение) — знаком 0 (нуль).
Первая цифра от 1 до 6 характеризует степень защиты оболочкой персонала от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями электрооборудования и самого оборудования от попадания внутрь посторонних твердых тел. Цифры обозначают: 1 — оболочка защищает персонал от случайного соприкосновения большого участка тела (например, ладони рук) с токоведущими и движущимися частями внутри оболочки, а оборудование — от попадания крупных посторонних твердых тел диаметром не менее 52,5 мм; 2 — оболочка защищает пальцы от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями внутри оболочки, а оборудование— от попадания внутрь оболочки твердых посторонних тел диаметром не менее 12,5 мм; 3 — оболочка защищает от соприкосновения инструментом, проволокой и другими предметами, толщина которых превышает 2,5 мм, с токоведущими и движущимися частями оборудования внутри оболочки и защищает оборудование от попадания внутрь оболочки твердых посторонних тел диаметром не менее 2,5 мм; 4 — оболочка защищает от соприкосновения инструментом, проволокой и тому подобными предметами толщиной более 1 мм, с токоведущими или движущимися частями внутри оболочки, а оборудование — от попадания мелких посторонних тел толщиной не менее 1 мм; 5 — оболочка полностью защищает персонал от соприкосновения с токоведущими или движущимися частями внутри оболочки, а оборудование — от вредных отложений пыли; 6 — полная защита персонала от соприкосновения с токоведущими или движущимися частями внутри оболочки и полная защита от попадания пыли.
Вторая цифра от 1 до 8 характеризует степень защиты оболочкой находящегося внутри нее оборудования от попадания воды. Цифры обозначают: 1 — оболочка защищает от попадания вертикально падающих капель сконденсировавшейся воды; 2 — оболочка защищает оборудование от капель воды, падающих на оболочку, наклоненную под углом не более 15° к вертикали; 3 — оболочка защищает оборудование от дождя, падающего на оболочку, наклоненную под углом не более 60° к вертикали; 4 — оболочка защищает оборудование от брызг любого направления, попадающих на оболочку; 5 — оболочка защищает оборудование от водяных струй, выбрасываемых через наконечник на оболочку в любом направлении; 6 — оболочка защищает оборудование от воздействий, характерных для палубы корабля (включая палубное водонепроницаемое оборудование); при захлестывании морской волной вода не должна попадать в оборудование; 7 — оболочка защищает оборудование при погружении его в воду в течение времени и давлении, указанных в технических условиях на это оборудование; 8 — оболочка защищает оборудование при погружении его в воду на неограниченно длительное время при давлении, указанном в технических условиях на это оборудование. Например, степень защиты IP43 означает, что оболочка оборудования защищает от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями инструментом или проволокой толщиной более 1 мм и защищает от попадания внутрь ее твердых посторонних тел толщиной не менее 1 мм (первая цифра 4). Кроме этого, конструкция оболочки защищает находящееся внутри ее оборудование от дождя, падающего на оболочку под углом не более 60° к вертикали (вторая цифра 3).
Взрывозащищенное электрооборудование. Электрооборудование, предназначенное для работы во взрывоопасных зонах, не должно при работе нагреваться выше температуры самовоспламенения окружающих взрывоопасных смесей. Все токоведущие и искрящие части оборудования (обмотки ротора и статора, контактные кольца, присоединительные зажимы вводных устройств и др.) должны быть заключены в оболочку, не допускающую передачу возникающих искрений во внешнюю взрывоопасную среду. Изоляция обмоток машин и аппаратов должна иметь повышенную электрическую и механическую прочность, такая изоляция будет меньше повреждаться и, следовательно, будет меньше опасность возникновения искрений.
В электрических машинах, предназначенных для работы во взрывоопасных зонах, применяют шариковые или роликовые подшипники, так как обычные подшипники скольжения допускают одностороннее срабатывание, что может вызвать при вращении задевание ротора о статор, появление искрения и воспламенение окружающей взрывоопасной смеси.
Электрическое оборудование, удовлетворяющее перечисленным условиям и в конструкции которого предусмотрены специальные средства взрывозащиты, называется взрывозащищенным.
Взрывозащищенное электрооборудование в зависимости от области применения подразделяется на две группы: группу I — для подземных выработок шахт и рудников (рудничное) и группу II — для внутренней и наружной установки на прочих промышленных предприятиях (кроме рудничных). В настоящем учебнике рассматривается взрывозащищенное электрооборудование только группы II.
В зависимости от температуры самовоспламенения окружающих взрывоопасных смесей для взрывозащищенного электрооборудования установлены предельные температуры нагрева. Под предельной температурой понимается наибольшая температура поверхностей взрывозащищенного электрооборудования, безопасная в отношении воспламенения окружающей взрывоопасной среды. Предельные температуры нагрева взрывозащищенного электрооборудования разбиты на шесть температурных классов, соответствующих температурным группам самовоспламенения парогазовоздушных смесей: Т1 — 450°С; Т2 — 300°С; Т3 — 200°С; Т4—I35°C; Т5 — 100°С; Т6 — 80°С.
Взрывозащищенное электрооборудование в соответствии с ГОСТ 12.2.020—76 разделяется по уровням и видам взрывозащиты. Уровень взрывозащиты обозначается цифрами 1 и 2 и знаком 0 (нуль); вид взрывозащиты обозначается латинскими буквами: d, i, е, р, о, q, s.
По уровню взрывозащиты электрооборудование подразделяется на электрооборудование повышенной надежности против взрыва (уровень 2), в котором предусмотрены средства и меры, затрудняющие возникновение опасных искр, электрических дуг и нагрева и обеcпечивающие взрывозащиту оборудования только в признанном нормальном режиме его работы; электрооборудование взрывобезопасное (уровень 1), в котором предусмотрены меры защиты от взрыва окружающей парогазовоздушной взрывоопасной смеси в результате действия искр, электрической дуги или нагрева поверхностей как при нормальной работе, так и при признанных вероятных повреждениях; электрооборудование особовзрывобезопасное (уровень 0), в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные меры защиты и в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, кроме повреждений элементов взрывозащиты.
Взрывозащищенное электрооборудование для внутренней и наружной установок может иметь следующие виды защиты: взрывонепроницаемая оболочка, искробезопасная электрическая цепь, защита вида е, заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением чистым воздухом или инертным газом, масляное заполнение оболочки, кварцевое заполнение оболочки, специальный вид взрывозащиты. Одним из названных видов взрывозащиты является взрывонепроницаемая оболочка (защита вида d), в которую заключено оборудование. Взрывонепроницаемая оболочка должна иметь такую конструкцию, чтобы она могла выдержать внутреннее давление взрыва при воспламенении попавшей в нее извне взрывоопасной смеси и предотвратить передачу этого взрыва во внешнюю взрывоопасную среду. Для этого между фланцевыми соединениями отдельных частей оболочки оставляют зазоры (щели), через которые выходят наружу продукты сгорания воспламенившихся горючих смесей, вследствие чего давление внутри оболочки снижается до безопасного. Форму и размеры этих зазоров принимают такими, чтобы продукты сгорания выходили наружу остывшими и не могли вызвать воспламенение окружающей взрывоопасной смеси. Искробезопасная цепь (защита вида i) —такая электрическая цепь, в которой электрический разряд или нагрев не может воспламенить окружающие взрывоопасные смеси. Основными средствами взрывозащиты оборудования с искробезопасными цепями являются устройства для ограничения тока, напряжения, индуктивности и емкости (сопротивления, конденсаторы). Этот вид взрывозащиты применяют главным образом в цепях с малыми токами и напряжением — в устройствах управления, автоматики и сигнализации. Электрооборудование группы II с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» и (или) «искробезопасная электрическая цепь» подразделяется на три подгруппы, соответствующие категориям взрывоопасной смеси — IIА, IIВ и IIС.
Электрооборудованием с защитой вида е называется такое электрооборудование общего назначения, в котором предусмотрены дополнительные конструктивные решения, затрудняющие появление опасных нагревов, электрических искр и дуг. Вид взрывозащиты заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением чистым воздухом или инертным газом (защита вида р) применяют для предотвращения попадания внутрь оболочки электрооборудования взрывоопасных смесей. При этом избыточное давление внутри оболочки должно быть равным не менее 100 Па (около 10 мм вод. ст.). В случае падения давления ниже 100 Па в оборудовании с уровнем взрывозащиты «повышенная надежность против взрыва» должна приходить в действие система предупредительной сигнализации, а с уровнем «взрывобезопасность» — система автоматического отключения. Для электрооборудования, продуваемого под избыточным давлением, необходимо сооружение дорогостоящих вентиляционных устройств (вентиляционных камер с вентиляторами и электроприводом для них, трубы для забора снаружи свежего воздуха и выброса отработавшего, система воздуховодов внутри помещения и др.), поэтому такой вид взрывозащиты применяют в основном для крупных электрических машин. Вид взрывозащиты масляное заполнение (защита вида о) характеризуется тем, что оболочка электрооборудования заполняется маслом или жидким диэлектриком, в которое погружаются все токоведущие части. В масле или жидком диэлектрике гасятся искры и электрические дуги, возникающие при размыкании контактов или по другим причинам. Масло также служит охлаждающей средой для погруженных в него токоведущих частей и для наружных стенок оболочки.

Примеры маркировки взрывозащищенного электрооборудования

Вид взрывозащиты кварцевое заполнение (защита вида q) аналогичен виду взрывозащиты «масляное заполнение». Специальный вид взрывозащиты (защита вида s) характеризуется тем, что в нем применены принципы взрывозащиты, отличные от приведенных ранее, но признанные достаточными для обеспечения взрывозащиты.

По ПИВРЭ 1969 г. уровень взрывозащиты обозначается русскими буквами: Н — повышенная надежность против взрыва, В — взрывобезопасность, О — взрывобезопасность при любом числе повреждений.

 Вид взрывозащиты также обозначается русскими буквами: В — взрывонепроницаемая оболочка, И — искробезопасность, Н — повышенная надежность против взрыва, М — масляное заполнение, К — кварцевое заполнение, П — продувание под избыточным давлением, С — специальный вид взрывозащиты. Категория взрывоопасной смеси обозначается цифрами (1, 2, 3 и 4); группа взрывоопасной смеси обозначается буквами (Τ1, Т2, Т3, Т4 и Т5).
Взрывозащищенное электрооборудование должно быть снабжено маркировкой, располагаемой непосредственно на электрооборудовании. По ГОСТ 12.2.020—76 маркировка выполняется в прямоугольнике, в виде цельного, не разделенного на части знака. В маркировку в следующей последовательности входят: знак уровня взрывозащиты (2, 1, 0), знак Ех, указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование, знак вида взрывозащиты (d,, i, е, р, о, q, s), знак группы или подгруппы электрооборудования (II, НА, ИВ, ПС), знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6). По ПИВРЭ 1969 г. обозначение уровня взрывозащиты, категории и группы взрывоопасной смеси располагают в прямоугольнике, вид взрывозащиты — в кружках. Пример маркировки электрооборудования приведен в табл. 4.