Взрывоопасные среды часть 0 Оборудование Общие требования priec 60079-0: 20 Ed. 0 Explosive atmospheres Part 0: Equipment General requirements (mod)
| Вид материала | Документы |
- Low-voltage switchgear and controlgear assemblies. Part Requirements for type-tested, 1637.9kb.
- Energy conservation. Informing of consumers about energy efficiency of equipment, 370.57kb.
- Safety in emergencies. Elimination of emergencies. General requirements, 121.6kb.
- 2010 (EН81-1/2: 1998) Лифты. Общие требования безопасности к устройству и установке, 1823.64kb.
- Outer advertisement allocated alongside of highways and in territories of cities, towns, 134.1kb.
- Electrical installations of buildings. Part Requirements for special installations, 120.71kb.
- Firefoam elevators. General technical requirements. Test methods, 808.88kb.
- Cosmetics products. Information for consumer. General requirements, 94.28kb.
- Система стандартов безопасности труда оборудование производственное общие требования, 232.31kb.
- System of standards on information, librarianship and publishing. Bibliographic record., 944.2kb.
Приложение С
(справочное)
Пример установки для испытаний на ударостойкость
1 - регулировочный штифт; 2 - пластмассовая направляющая труба; 3 - испытуемый образец; 4 - стальная основа (масса >20 кг); 5 - стальной груз массой 1 кг; 6 - ударная головка диаметром 25 мм из закаленной стали; h - высота падения
Рисунок С.1- Пример установки для испытаний на ударостойкость
Приложение D
(справочное)
Альтернативный метод оценки риска, охватывающего принятые в настоящем стандарте уровни взрывозащиты для Ех-оборудования
В настоящем приложении дано объяснение метода оценки риска, охватывающего уровни взрывозащиты электрооборудования. Данные уровни взрывозащиты электрооборудования введены, чтобы обеспечить применение альтернативного метода выбора Ех-оборудования по сравнению с существующими методами.
D.1 Исторические предпосылки
Исторически было признано, что не все виды взрывозащиты гарантируют одинаковый уровень взрывозащиты при возможном возникновении условия воспламенения. ГОСТ Р 52350.14 на электроустановки определяет конкретные виды взрывозащиты для конкретных зон на основе статистических данных исходя из того, что чем больше вероятность или частота присутствия взрывоопасной среды, тем более высокий уровень безопасности необходим для предотвращения активизации источника воспламенения.
Разделение на взрывоопасные зоны (за исключением угольных шахт) осуществляют в соответствии со степенью опасности. Степень опасности определяют исходя из вероятности появления взрывоопасной среды. Обычно не учитывают ни потенциальные последствия взрыва, ни другие факторы, например токсичность материалов. Истинная оценка риска учитывает все факторы.
Принято, что допуск электрооборудования в каждую зону зависит от вида взрывозащиты. В некоторых случаях вид взрывозащиты может быть разделен на несколько уровней взрывозащиты, которые также соотносятся с зонами. Например, вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» разделен на уровни «ia», «ib» и «ic». Стандарт по герметизации «m» предусматривает три уровня взрывозащиты – «ma»,«mb»и «mc».
Ранее стандарт по выбору электрооборудования устанавливал тесную связь между видом взрывозащиты электрооборудования и зоной, в которой электрооборудование можно использовать. Как было отмечено выше, нигде в системе взрывозащиты, принятой в стандартах МЭК и ГОСТ Р, не учитываются потенциальные последствия взрыва, если он произойдет.
Однако владельцы предприятий часто принимают интуитивные решения относительно расширения (или ограничения) зон на своем предприятии, чтобы компенсировать этот недостаток. Типичным примером является установка электрооборудования для навигации для зоны класса 1 в зоне класса 2 на морских нефтяных платформах, чтобы навигационное электрооборудование продолжало функционировать даже в присутствии неожиданного продолжительного газовыделения. С другой стороны, для владельца удаленной небольшой и безопасной насосной станции приемлемо установить электродвигатель для зоны класса 2 в зоне класса 1, если общее количество газа при взрыве будет небольшим и риск для жизни или собственности от такого взрыва можно не принимать в расчет.
Ситуация стала более сложной с публикацией стандарта МЭК 60079-26 (ГОСТ Р 52350.26), который ввел дополнительные требования к электрооборудованию, предназначенному для применения в зоне класса 0. До этого вид взрывозащиты «ia» рассматривали как единственно приемлемый для зоны класса 0.
Было признано полезным идентифицировать и маркировать все электрооборудование в соответствии с риском воспламенения. Это облегчит выбор электрооборудования и позволит более эффективно применять метод оценки риска, когда это уместно.
D.2 Общие требования
Метод оценки риска для Ех-оборудования был введен как альтернатива существующему директивному и относительно негибкому методу, связывающему электрооборудование с зонами. Для облегчения задачи была создана система уровней взрывозащиты электрооборудования, чтобы ясно показать присущий электрооборудованию риск воспламенения независимо от используемого вида взрывозащиты.
Система уровней взрывозащиты электрооборудования следующая.
D.2.1 Шахты, опасные по рудничному газу (метану) (группа I)
D.2.1.1 Уровень взрывозащиты электрооборудования Ma
Электрооборудование для установки в шахтах, опасных по рудничному газу (метану), с уровнем взрывозащиты «очень высокий», характеризующееся надежной защищенностью и малой вероятностью стать источником воспламенения в нормальных условиях эксплуатации или при предполагаемых или редких неисправностях при сохранении питания электрической энергией даже в присутствии выброса газа.
П р и м е ч а н и е - Обычно линии связи и газоанализаторы конструируют в соответствии с требованиями к уровню взрывозащиты электрооборудования Ма (например, телефонная линия с видом взрывозащиты «ia»).
D.2.1.2 Уровень взрывозащиты электрооборудования Mb
Электрооборудование для установки в шахтах, опасных по рудничному газу (метану), с уровнем взрывозащиты «высокий», характеризующееся надежной защищенностью и малой вероятностью стать источником воспламенения в нормальных условиях эксплуатации или при предполагаемых неисправностях в течение времени от момента выброса газа до момента отключения питания электрической энергией.
П р и м е ч а н и е - Обычно все электрооборудование группы I конструируют в соответствии с требованиями к уровню защиты Mb (например, электродвигатели и распределительные устройства с видом взрывозащиты «d»).
D.2.2. Газы (группа II)
D.2.2.1 Уровень взрывозащиты электрооборудования Ga
Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред, имеющее «очень высокий» уровень защиты, не являющееся источником воспламенения в нормальных условиях эксплуатации, при предполагаемых или редких неисправностях.
D.2.2.2 Уровень взрывозащиты электрооборудования Gb
Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред, имеющее «высокий» уровень защиты, не являющееся источником воспламенения в нормальных условиях эксплуатации или при предполагаемых неисправностях и вероятность которого стать источником воспламенения в течение времени от момента возникновения взрывоопасной атмосферы до момента отключения питания электрической энергией мала.
П р и м е ч а н и е - Большинство стандартных видов взрывозащиты обеспечивают этот уровень защиты электрооборудования.
D.2.2.3 Уровень взрывозащиты электрооборудования Gc
Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред, имеющее «повышенный» уровень защиты, не являющееся источником воспламенения в нормальных условиях эксплуатации и могущее иметь дополнительную защиту, обеспечивающую ему свойства неактивного источника воспламенения при предполагаемых регулярных неисправностях (например, при выходе из строя лампы).
П р и м е ч а н и е - Обычно это электрооборудование с видом взрывозащиты «n».
D.2.3 Пыль (группа III)
D.2.3.1 Уровень взрывозащиты электрооборудования Da
Электрооборудование для взрывоопасных пылевых сред, имеющее «очень высокий» уровень защиты, не являющееся источником воспламенения в нормальных условиях эксплуатации при предполагаемых или редких неисправностях.
D.2.3.2 Уровень взрывозащиты электрооборудования Db
Электрооборудование для взрывоопасных пылевых сред имеющее «высокий» уровень защиты, не являющееся источником воспламенения в нормальных условиях эксплуатации или при предполагаемых неисправностях, характеризующееся малой вероятностью стать источником воспламенения в течение времени от момента возникновения взрывоопасной пылевой атмосферы до момента отключения питания электрической энергией.
D.2.3.3 Уровень взрывозащиты электрооборудования Dc
Электрооборудование для взрывоопасных пылевых сред, имеющее «повышенный» уровень защиты, не являющееся источником воспламенения в нормальных условиях эксплуатации и могущее иметь дополнительную защиту, обеспечивающую ему свойства неактивного источника воспламенения при предполагаемых регулярных неисправностях (например, при выходе из строя лампы).
В большинстве ситуаций с типичными потенциальными последствиями взрыва руководствуются следующими правилами применения электрооборудования в зонах (это не относится к шахтам, опасным по рудничному газу (метану), для которых принцип зон обычно не применяют) – табл.D1.
Таблица D.1 - Традиционная взаимосвязь уровней взрывозащиты электрооборудования
и зон (без дополнительной оценки риска)
-
Уровень взрывозащиты электрооборудования
Класс зоны
Ga
0
Gb
1
Gc
2
Da
20
Db
21
Dc
22
D.3 Обеспечиваемая защита от риска воспламенения
Установление разных уровней взрывозащиты электрооборудования должно соответствовать его рабочим параметрам и характеристикам защиты, установленным изготовителем для данного уровня взрывозащиты (см.табл.D2).
Таблица D.2 – Описание обеспечиваемой защиты от риска воспламенения
| Степень обеспечиваемой защиты | Уровень взрывозащиты электрооборудования Группа | Характеристика защиты | Условия работы |
| Очень высокая | Ma Группа I | Два независимых средства защиты или безопасность при двух независимо возникающих неисправностях | Электрооборудование работает в присутствии взрывоопасной среды |
| Очень высокая | Ga Группа II | Два независимых средства защиты или безопасность при двух независимо возникающих неисправностях | Электрооборудование работает в зонах 0, 1 и 2 |
| Очень высокая | Da Группа III | Два независимых средства защиты или безопасность при двух независимо возникающих неисправностях | Электрооборудование работает в зонах 20, 21 и 22 |
| Высокая | Mb Группа I | Подходит для нормальных и тяжелых условий эксплуатации | Электрооборудование отключают от напряжения в присутствии взрывоопасной среды |
| Высокая | Gb Группа II | Подходит для нормальных условий эксплуатации и условий часто возникающих неисправностей или для электрооборудования, неисправности которого обычно учитывают | Электрооборудование работает в зонах 1 и 2 |
| Высокая | Db Группа III | Подходит для нормальных условий эксплуатации и условий часто возникающих неисправностей или для электрооборудования, неисправности которого обычно учитывают | Электрооборудование работает в зонах 21 и 22 |
| Повышенная | Gc Группа II | Подходит для нормальных условий эксплуатации | Электрооборудование работает в зоне 2 |
| Повышенная | Dc Группа III | Подходит для нормальных условий эксплуатации | Электрооборудование работает в зоне 22 |
D.4. Реализация
В четвертом издании МЭК 60079-14 [27] (включающем в себя прежние требования МЭК 61241-14 [7]), опубликованном в 2007 г. , введены уровни взрывозащиты электрооборудования, позволяющие применять систему «оценки риска» в качестве альтернативного метода выбора электрооборудования (см. таблицу D.2). Соответствующая ссылка была также включена в стандарты по классификации взрывоопасных зон МЭК 60079-10 [28] и МЭК 61241-10 [29].
Приложение E
(справочное)
Двигатели, получающие питание от преобразователей
Если питание двигателя осуществляется через преобразователь, что позволяет работать с разными скоростями и нагрузками, необходимо определить тепловые характеристики двигателя при питании от конкретного преобразователя (и выходного фильтра, если используется) для всего диапазона указанных скоростей и крутящих моментов. Для этого необходимо выполнить ряд типовых испытаний и расчетов. Специальные методы, которые следует применять, описаны в специальных стандартах на виды взрывозащиты.
Примечания
1 В связи со сложностью проведения испытаний конкретной комбинации двигатель/преобразователь, допускается испытывать подобный преобразователь при условии сравнения характеристик.
2 Необходимо также учитывать дополнительные факторы, обсуждаемые изготовителем и потребителем, например предоставление потребителю дополнительных выходных фильтров или стабилизаторов, информацию о допустимой длине кабеля между двигателем и преобразователем, поскольку подобные факторы воздействуют на выходное напряжение двигателя и могут привести к дополнительному нагреву двигателя.
Для некоторых видов взрывозащиты обычно требуется использование защитного устройства. Данное устройство должно быть указано в документации, а его эффективность должна быть проверена испытаниями или расчетами.
Примечание 3 – Высокочастотные коммутации в преобразователях могут привести к очень быстрому по времени градиенту напряжения в обмотке и цепях кабеля, которые могут стать потенциальным источником воспламенения. Необходимо рассмотреть воздействие такого градиента в соответствии с требованиями примененного вида взрывозащиты. В некоторых случаях может потребоваться использовать дополнительный выходной фильтр после преобразователя.
В сопроводительной документации двигателя должны быть указаны параметры и условия, необходимые для его работы с преобразователем.
В валах и подшипниках двигателей, работающих с преобразователем, могут возникать паразитные токи. Следует применять один или несколько из следующих методов защиты:
- соответствующие выходные фильтры;
- заземляющие щетки вала с видом взрывозащиты, соответствующим данному уровню взрывозащиты;
- изолированные подшипники;
- соединительные и заземляющие кабели и системы уравнивания потенциала;
- соответствующая конфигурация преобразователя и конструкция двигателя для снижения синфазного напряжения.
Возможно применение альтернативных методов, исключающих синфазное напряжение.
Примечание 4 – Дополнительные сведения приведены в МЭК ТС 60034-17 [42] и МЭК ТС 60034-25 [43] и IEEE/PCIC-2002-08.
Примечание 5 – Паразитные токи могут возникать в других частях механической системы, приводимой в движение двигателем. В этом случае также применяют приведенные выше методы защиты.
Примечание 6 – Электромагнитное излучение от кабелей двигателей, получающих питание от преобразователей, может вызывать помехи в работе цепей управления группы I.
Приложение F
(справочное)
Температурные испытания электрических машин
От следующих условий зависит, приведет ли максимальное плюсовое или минусовое отклонение от номинального напряжения к максимальной температуре поверхности:
• Асинхронные машины номинальной мощностью менее 5 кВт достигают максимальной температуры поверхности во время работы с приложенным напряжением выше номинального вследствие потери в сердечнике и присутствия тока намагничивания, который быстро увеличивается по мере насыщения стального сердечника при более высоком приложенном напряжении.
• Асинхронные машины номинальной мощностью от 5 до 20 кВт подвержены влиянию многих факторов, определяющих эксплуатационные показатели, поэтому невозможно прогнозировать превышение параметров без знания конкретной конструкции двигателя.
• Более мощные асинхронные машины мощностью более 20 кВт обычно достигают максимальной температуры поверхности во время работы с приложенным напряжением ниже номинального вследствие потерь в обмотке возбуждения, являющихся результатом увеличения тока. Эти потери обычно выше потерь в сердечнике или при возникновении тока намагничивания при приложении напряжения выше номинального.
Примечание – Указанные номинальные значения мощности – исходные значения, зависящие от относительного намагничивания сердечника. Высота двигателя и конструкция по специальному заказу могут влиять на это значение.
Допускается применение альтернативных методов определения температуры согласно МЭК 60034-29. Коэффициенты напряжения питания “±5%” или “±10%” (см. 26.5.1) следует учитывать при определении максимальной температуры поверхности с применением методов согласно МЭК 60034-29.
Максимальное увеличение температуры поверхности машин, получающих питание от преобразователей, следует определять для наиболее неблагоприятных условий с помощью одного из следующих методов испытаний:
• Специальный преобразователь
- Двигатель должен быть испытан с заданным преобразователем.
• Подобный преобразователь
- Двигатель допускается испытывать с подобным преобразователем при наличии достаточной информации для подтверждения подобия. Допускается применение дополнительных коэффициентов безопасности для учета степени подобия.
• Синусоидальный источник питания
- Крутящий момент должен быть пропорционален квадрату скорости.
- Двигатель должен быть максимально нагружен при номинальной скорости.
- Допускается применение альтернативных методов определения температуры согласно приведенных в МЭК 60034-29.
- Допускается применение дополнительных коэффициентов безопасности для учета степени подобия.
• Двигатели с видом взрывозащиты “d”, “p” или “t” , испытываемые с синусоидальным источником питания
- Обеспечение прямой теплозащиты, обычно, в обмотке статора, с соответствующим порогом срабатывания для обнаружения и предотвращения избыточной температуры на подшипниках ротора, крышках подшипника и выступающих частях вала. Порог срабатывания допускается определять испытаниями или расчетом. В специальных условиях применения указывают обязательное использование теплозащиты.
Примечание – Для определения максимальной температуры поверхности допускается использовать расчеты с учетом соответствующих коэффициентов безопасности, если это отвечает требованиям изготовителя, потребителя и органа по сертификации (если он участвует в работе). Расчет должен быть основан на ранее полученных представительных данных испытаний в соответствии с МЭК 60034-7 и МЭК 60034-25.
Для определения максимальной температуры поверхности необходимо определить наиболее неблагоприятные условия для двигателя, получающего питание от преобразователя, включая следующие параметры:
• Значения крутящего момента/скорости (переменная (квадратичный закон) / линейная / постоянная нагрузка крутящим моментом в зависимости от скорости)
- для двигателей с переменной нагрузкой крутящим моментом максимальную температуру поверхности определяют при максимальном значении номинальной скорости;
- для двигателей с линейной и постоянной нагрузкой крутящим моментом максимальную температуру поверхности определяют, по крайней мере, при минимальной и максимальной скорости;
- для двигателей с комплексной нагрузкой максимальную температуру поверхности определяют, по крайней мере, в точках перехода на кривой скорости/крутящего момента.
• Постоянная мощность
- максимальную температуру поверхности определяют при максимальной и минимальной скорости.
• Падение напряжения (длина кабеля, фильтры, преобразователь)
- при проектировании и пуске в эксплуатацию необходимо учитывать падение напряжения всех элементов. Поэтому необходимо иметь информацию о падении напряжения преобразователя, фильтра и по длине кабеля, а также данные о конфигурации системы и входном напряжении преобразователя. В инструкциях изготовителя должна содержаться вся соответствующая информация, необходимая для расчета и создания условий безопасной работы.
• Выходные характеристики источника питания (dV/dt, частота переключений)
- более низкие несущие частоты ведут к увеличению нагрева двигателя. Может потребоваться указание минимальной несущей частоты в специальных условиях применения.
• Охладитель
- максимальная температура поверхности, определенная при минимальном значении номинального расхода /максимальной номинальной температуре охладителя;
- может потребоваться указание требований к охладителю в специальных условиях применения.
Примечание – Ротор может нагреваться значительно больше, чем статор. Значение нагрева зависит от вида взрывозащиты. Определять температуру ротора особенно важно для двигателей с видами взрывозащиты “nA” или “e”, а также это может быть важно при применении таких видов взрывозащиты, как “d”, “p” или “t”, если высокая температура горячего ротора передается на подшипники и внешний вал.