Взрывозащищенные двигатели

Для предотвращения пожара и взрыва от тепловых источников электрического происхождения электрооборудование, включая электрические машины, эксплуатируемые в пожаро- и взрывоопасных зонах, должно иметь конструкцию, исключающую возникновение пожаров и взрывов.
Взрывоопасной зоной называют помещение или пространство в помещении либо вокруг наружной установки, в котором имеются или могут образовываться взрывоопасные смеси. Помещение за пределами взрывоопасной зоны считают невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих взрывоопасность. Взрывоопасные зоны разделяют на классы: B-I; B-Ia; B-I6; В-Іг; B-II; B-IIa. Это деление зон взрывоопасности положено в основу выбора взрывобезопасного электрооборудования, в том числе электрических машин. Ниже приводится характеристика взрывоопасных зон перечисленных классов в соответствии с ПУЭ, гл. 7.3.
Зоны класса B-I — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары легко воспламеняемых жидкостей (ЛВЖ) в таком количестве и с такими свойствами, 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-1а — 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 B-Іб — 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 отличающиеся одной из следующих особенностей:
горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (15% и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях по ГОСТ 12.1.005—76 (например, машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок);
помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых по условиям технологического процесса исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения, имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения.
Взрывоопасная зона условно принимается от отметки 0,75 общей высоты помещения, считая от уровня пола, но не выше кранового пути, если таковой имеется (например, помещения электролиза воды, зарядные станции тяговых и стартерных аккумуляторных батарей). Пункт 2 не распространяется на электромашинные помещения с турбогенераторами с водородным охлаждением при условии обеспечения электромашинного помещения вытяжной вентиляцией с естественным побуждением; эти электромашинные помещения имеют нормальную среду.
К классу B-Іб относятся также зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ находятся в количествах, недостаточных для создания взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5 % свободного объема помещения, и в которых работа с горючими газами и ЛВЖ производится без применения открытого пламени. Эти зоны не относятся к взрывоопасным, если работа с горючими газами и ЛВЖ производится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами.
Зоны класса В-1г — пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры), эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, прудов- отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.
К зонам класса B-Іг также относятся: пространства у проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений со взрывоопасными зонами классов B-I, В-Ia и В-И (исключение — проемы окон с заполнением стеклоблоками); пространства у наружных ограждающих конструкций, если на них расположены устройства для выброса воздуха из систем вытяжной вентиляции помещений со взрывоопасными зонами любого класса или если они находятся в пределах наружной взрывоопасной зоны; пространства у предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и технологических аппаратов с горючими газами и ЛВЖ.
Для наружных взрывоопасных установок взрывоопасная зона класса B-Іг считается в пределах до:
а)       0,5 м по горизонтали и вертикали от проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений со взрывоопасными зонами классов B-I, В-[а, B-II;
б)      3 м по горизонтали и вертикали от закрытого технологического аппарата, содержащего горючие газы или ЛВЖ; от вытяжного вентилятора, установленного снаружи (на улице) и обслуживающего помещения со взрывоопасными зонами любого класса;
в)       5 м по горизонтали и вертикали от устройств для выброса из предохранительных и дыхательных клапанов емкостей и технологических аппаратов с горючими газами или ЛВЖ, от расположенных на ограждающих конструкциях зданий устройств для выброса воздуха из систем вытяжной вентиляции помещений с взрывоопасными зонами любого класса;
г)       8 м по горизонтали и вертикали от резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры);
д)      10 м по горизонтали и вертикали от места открытого слива и налива для эстакад с открытым сливом и наливом ЛВЖ.
Эстакады с закрытыми сливно-наливными устройствами, эстакады и опоры под трубопроводы для горючих газов и ЛВЖ не относятся к взрывоопасным, за исключением зон в пределах до 3 м по горизонтали и вертикали от запорной арматуры и фланцевых соединений трубопроводов, в пределах которых электрооборудование должно быть взрывозащищенным для соответствующих категорий и группы взрывоопасной смеси.
Зоны класса B-II — зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы (например, при загрузке и разгрузке технологических аппаратов).
Зоны класса В-Иа — зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, указанные для зон класса B-II, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.
Зоны в помещениях и зоны наружных установок в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от аппарата, в котором присутствуют или могут возникнуть взрывоопасные смеси, но технологический процесс ведется с применением открытого огня, раскаленных частей, либо технологические аппараты имеют поверхности, нагретые до температуры самовоспламенения горючих газов, паров или ЛВЖ, горючих пылей или волокон, не относятся в части их электрооборудования к взрывоопасным. Классификацию среды в помещениях или среды наружных установок за пределами указанной 5-метровой зоны следует определять в зависимости от технологических процессов, применяемых в этой среде.
Зоны в помещениях и зоны наружных установок, в которых твердые, жидкие и газообразные горючие вещества сжигаются в качестве топлива или утилизируются путем сжигания, не относятся в части их электрооборудования к взрывоопасным.
Электродвигатели вентиляторов, включаемых перед началом работы котельной установки, и их пускатели, выключатели, если они размещены внутри помещений котельных установок, должны быть взрывозащищенными и соответствовать категории и группе взрывоопасной смеси.
При применении для окраски материалов, которые могут образовать взрывоопасные смеси, когда окрасочные и сушильные камеры располагаются в общем технологическом потоке производства, при соблюдении требований ГОСТ 12.3.005—75 зона относится к взрывоопасным в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от открытых проемов камер, если общая площадь этих камер не превышает 200 м2 при общей площади помещения до 2000 м2 или 10% при общей площади более 2000 м2.
При бескамерной окраске изделий в общем технологическом потоке на открытых площадках при условии соблюдения требований ГОСТ 12.3.005—75 зона относится к взрывоопасным в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от края решетки и от окрашиваемых изделий, если площадь решеток не превышает 200 м2 при общей площади помещения до 2000 м2 или 10 % при общей площади более 2000 м2
Если общая площадь окрасочных и сушильных камер или решеток превышает 200 м2 при общей площади помещения до 2000 м2 или 10 % при общей площади более 2000 м2, размер взрывоопасной зоны определяется в зависимости от объема взрывоопасной смеси.
Помещение за пределами взрывоопасной зоны следует считать невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность.
Пожароопасной зоной называют пространство внутри или вне помещения, в пределах которого постоянно или периодически образуются горючие вещества. В пожароопасных зонах могут применяться электрические машины напряжением до 10 кВ включительно при условии, что их оболочки имеют степень защиты не менее IP44. Если же в машине имеется источник возможного искрения (коллектор, контактные кольца), то степень защиты должна быть не менее IP54. Наряду с этим в пожароопасных зонах могут применяться электрические машины, вентилируемые по замкнутому циклу. Допускается использование машин, вентилируемых по разомкнутому циклу, при условии выброса отработанного воздуха за пределы пожароопасной зоны.
Взрывозащищенное электрооборудование подразделяют по уровням и видам взрывозащиты.

Взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом разделяют на категории, каждая из которых соответствует безопасному экспериментальному зазору (БЭМЗ) между фланцами электрической машины, через который взрыв не передается в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе (табл. ).
Взрывозащищенное оборудование подразделяют на группы, определяемые областями его применения:
Категории взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом

группа I — рудничное оборудование для работы в шахтах и рудниках;
группа II — для внутренней и наружной установки (кроме рудничного);
Группа II делится на подгруппы ПА, IIB и IIC, соответствующие категориям взрывоопасных смесей (см. табл.).
Взрывоопасные смеси паров и газов с воздухом в зависимости от температуры воспламенения разделяют на группы (табл. 2).
Температура самовоспламенения — это самая низкая температура горючей смеси, при которой происходит резкое увеличение скорости реакций,
Таблица 2. Группы взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом по температуре самовоспламенения (температурный класс)

заканчивающееся возникновением пламенного горения.
Структура обозначения взрывозащищенности электрических машин:
X X X X X 1 2 3 4 5
— знак уровня взрывозащищенности 2, 1 или 0;
— Ех — знак, указывающий на соответствие взрывозащищенности двигателя действующим стандартам;
— знак вида взрывозащиты q, d и т.д.;
— категория взрывоопасной смеси;
Таблица 3. Уровни взрывозащиты электрооборудования

— знак температурного класса, т.е. группа взрывоопасных смесей газов и па-
ров с воздухом при температуре воспламенения, на которую рассчитана взрыво- защищенность электрической машины.
Например, взрывозащищенность электродвигателя I ExdIIAT3 означает:
1 — уровень взрывозащищенности; Ех — взрывозащищенность соответствует действующим стандартам по взрывозащите; вид защиты d — «взрывонепроницаемая оболочка»; IIA — категория взрывоопасной смеси газов и паров с воздухом (промышленные газы и пары, БЭМЗ не более 0,9 мм); ТЗ — группа взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом при температуре воспламенения, на которую рассчитана взрывозащищенность машины (от 200 до 300 "С).