Щиты ATEX: концепции защиты Ex d и Ex e
щит ATEX: Щит для взрывоопасной среды — это оборудование, сертифицированное по концепции защиты, соответствующей его зоне. Концепция Ex d допускает взрыв внутри оболочки, но исключает передачу пламени наружу, тогда как концепция Ex e с повышенной безопасностью направлена на то, чтобы дуга и чрезмерная температура вообще не возникали; обе могут применяться в одном щите.
Содержание
Пригодность щита для взрывоопасной среды определяется не более толстой оболочкой, а буквальным соблюдением правил конструкции, сертифицированной для определённой зоны, группы газа и температурного класса. В этой области оболочка, просверлённая на объекте, или неподходящий кабельный ввод обнуляют весь сертификат. В статье рассматриваются классификация зон, концепции Ex d и Ex e, температурный класс и группа газа, а также практические ограничения при проектировании щитов.
Классификация зон и категории оборудования
Взрывоопасные среды делятся на зоны по длительности присутствия опасной атмосферы. Для газов и паров зона 0 означает постоянное присутствие, зона 1 — периодическое при нормальной работе, а зона 2 — только при неисправности; для пылей соответствующие классы — зоны 20, 21 и 22. Каждой зоне соответствуют допустимая категория оборудования и уровень взрывозащиты: для зоны 1 типичным требованием является категория 2 с уровнем Gb. При планировании размещения лучшим решением, когда это возможно, является вынос щита за пределы опасной зоны и оставление в поле только необходимых исполнительных устройств и датчиков, что заметно снижает стоимость и сложность обслуживания.
В чём разница между Ex d и Ex e?
Концепция взрывонепроницаемой оболочки Ex d основана на размещении компонентов, неизбежно образующих дугу, внутри очень прочного корпуса. Корпус выдерживает внутренний взрыв и благодаря определённым щелевым зазорам позволяет горячим газам остывать при выходе, так что внешняя атмосфера не воспламеняется. Концепция повышенной безопасности Ex e действует наоборот: принимаются дополнительные меры, чтобы дуга, искры и чрезмерная температура поверхности не возникали при нормальной работе, а основой концепции служат увеличенные изоляционные расстояния, зажимы, защищённые от ослабления, и низкое превышение температуры. На практике распространено комбинированное решение: коммутационные аппараты в отсеке Ex d, а клеммная и распределительная часть в оболочке Ex e.
Температурный класс, группа газа и чтение маркировки
Максимальная температура поверхности, которой может достигнуть оборудование, должна оставаться ниже температуры самовоспламенения окружающего газа с безопасным запасом, и это соотношение выражается температурными классами от T1 до T6, где T6 соответствует наименьшей температуре поверхности. Группы газов делятся на IIA, IIB и IIC по энергии воспламенения и свойствам передачи пламени, причём IIC с водородом и ацетиленом является самой требовательной. Маркировка Ex содержит эти данные последовательно, и её правильное чтение прямо показывает, в какой зоне можно применять оборудование. Диапазон температуры окружающей среды также указывается в маркировке, и применение вне этого диапазона выходит за рамки сертификата.
Практические ограничения при проектировании щита
| Поле маркировки | Пример значения | Значение |
|---|---|---|
| Группа оборудования | II | Наземные отрасли, кроме горной |
| Категория и среда | 2 G | Пригодно для зоны 1, газовая среда |
| Концепция защиты | db eb | Взрывонепроницаемая оболочка вместе с повышенной безопасностью |
| Группа газа | IIC | Самая требовательная группа, включая водород и ацетилен |
| Температурный класс | T4 | Максимальная температура поверхности до 135 градусов Цельсия |
| Уровень взрывозащиты | Gb | Высокий уровень, требуемый для зоны 1 |
В оболочках Ex e число и размещение зажимов не свободны: их совместно определяют увеличенные изоляционные расстояния, допустимый ток на зажим и предел превышения температуры внутри оболочки. Поэтому щит Ex e заметно крупнее стандартного щита той же функции. Кабельные вводы выполняются только сертифицированными вводами Ex, неиспользуемые отверстия закрываются сертифицированными пробками, и новые отверстия на объекте делать нельзя. В отсеках Ex d класс, число и момент затяжки болтов крышки входят в сертификат, а один отсутствующий болт уничтожает взрывонепроницаемость. Тепловой режим также ограничен: поскольку вентиляторы и жалюзи обычно невозможны, внутреннюю тепловую нагрузку приходится снижать конструктивно.
Сертификация, монтаж и вмешательство на объекте
Оборудование для взрывоопасных сред сертифицируется с участием уполномоченного органа для соответствующей категории, а изготовитель предоставляет декларацию соответствия вместе с инструкцией по применению. При монтаже требования этой инструкции по заземлению, герметизации, типу вводов и моментам затяжки применяются без исключений. Основное правило вмешательства на объекте: в сертифицированную оболочку нельзя вносить никаких изменений вне проекта; дополнительная кнопка, новый кабельный ввод или иной зажим возможны только с согласия изготовителя и при обновлении области сертификации. Периодический осмотр выполняется компетентным персоналом по определённому контрольному листу, а записи сохраняются.
Главное: щит ATEX
- Ex d удерживает взрыв, Ex e его предотвращает — две концепции работают по разной логике и могут сочетаться.
- Зона, категория и уровень защиты должны совпадать — для зоны 1 обычно нужны категория 2 и уровень Gb.
- Температурный класс следует температуре воспламенения газа — он указывается в маркировке вместе с группой газа.
- Сертифицированную оболочку не изменяют на объекте — новое отверстие, иной ввод или добавленный аппарат обнуляют сертификат.
- Источник стандарта — каталог публикаций IEC: iec.ch.
Частые вопросы
Можно ли разместить щит вне опасной зоны?
Когда это возможно, это лучшее решение. Размещение щита управления и распределения в безопасной зоне и оставление в опасной зоне только сертифицированных исполнительных устройств, датчиков и полевых коробок снижает стоимость и сложность обслуживания. Это также упрощает газовый контроль и процедуры допуска при работах.
Почему щит Ex e больше стандартного?
Потому что повышенная безопасность требует больших изоляционных расстояний, меньшего тока на зажим и более строгого предела превышения температуры. Для того же числа цепей нужен больший объём клеммника и более широкие внутренние промежутки. Это должно учитываться при планировании места на ранней стадии проекта.
Можно ли превратить стандартный щит в сертифицированный Ex?
Нет. Соответствие Ex требует, чтобы оболочка, зажимы, вводы и внутренние компоненты входили в конструкцию, сертифицированную как целое. Сертификация существующего щита впоследствии практически невозможна; правильный путь — выбрать решение Ex, сертифицированное для применения.
Похожие статьи
- Степень защиты IP: как расшифровать код IP
- Материал оболочки щита и порошковая окраска: как выбрать правильно
- Типы систем заземления: TN-S, TN-C-S, TT и IT
- Все технические статьи
Devpan оказывает инженерную поддержку в проектах со взрывоопасными средами: подбор решений Ex под классификацию зоны, проектирование интерфейсов и щиты для безопасной зоны. Свяжитесь с нами для анализа требований вашего проекта. Связанное решение Devpan: проектирование электрощитов.
