ГОСТ Р 51330.3-99 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 2. Заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением р.
ГОСТ Р 51330.3-99
Группа Е02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОЕ
Часть 2
Заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением р
Explosion protected electrical equipment. Part 2.
Filling or purging of the pressurized enclosure р
ОКС 29.260.20
ОКСТУ 3402
Дата введения 2001-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Центром сертификации “СТВ“
ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 403 “Взрывозащищенное и рудничное электрооборудование“
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 9 декабря 1999 г. N 494-ст
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Введение
Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст четвертой редакции проекта МЭК 60079-2 (31/286/CDV), разосланного на рассмотрение странам - членам МЭК 1999-03-26, с незначительными дополнениями, отражающими потребности экономики страны. Все дополнения в тексте стандарта выделены курсивом.
В целях удобства обращения к конкретным техническим требованиям в настоящем стандарте сохранена нумерация разделов, подразделов, пунктов, подпунктов и т. п., данная в МЭК 60079-2 (CDV), за исключением раздела 3, термины в котором расположены в порядке русского алфавита.
Настоящий стандарт содержит требования к конструкции, испытаниям и маркировке электрооборудования, предназначенного для использования в потенциально взрывоопасных газовых средах, в которых:
а) защитный газ поддерживается под давлением выше давления во внешней среде и используется для защиты от образования взрывоопасной газовой смеси в оболочках, которые не содержат внутренний источник утечки воспламеняющегося газа или пара, либо
б) защитный газ подается в количестве, достаточном, чтобы полученная концентрация взрывоопасной газовой (паровой) смеси вокруг электрического компонента была вне верхнего и нижнего пределов взрываемости в соответствии с условиями эксплуатации. Это применяется для предотвращения образования взрывоопасных смесей внутри оболочек, содержащих один или более внутренних источников утечки.
1 Область применения
Требования настоящего стандарта дополняют требования, приведенные в ГОСТ Р 51330.0.
Стандарт содержит требования к электрооборудованию и связанным с ним устройствам, включая входные и выходные газопроводы, а также устройства контроля и управления, используемые для установления избыточного давления и/или разбавления.
1.2 Настоящий стандарт устанавливает требования к оболочкам под давлением с ограниченной утечкой воспламеняющегося вещества в виде газа, пара или жидкости.
1.3 Стандарт не распространяется на оболочки под давлением, в которых встроенная система может выделять:
а) воздух с содержанием кислорода выше нормального;
б) кислород в сочетании с инертным газом (объемная доля кислорода в инертном газе больше 21%).
1.4 Стандарт не содержит требований к помещениям, защищенным избыточным давлением и предназначенным для установки анализаторов.
1.5 При проведении испытаний с целью определения соответствия электрооборудования требованиям настоящего стандарта погрешность измерения может не учитываться, поскольку она не оказывает сколько-нибудь значительного влияния на результаты измерений. Это связано с тем, что при выборе измерительной аппаратуры учитывается необходимая точность измерений и устанавливается требуемая периодичность калибровки аппаратуры.
1.6 Требования настоящего стандарта являются обязательными.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 16263-70 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Термины и определения
ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ 27473-87 (МЭК 112-79) Материалы электроизоляционные твердые. Метод определения сравнительного и контрольного индексов трекингостойкости во влажной среде
ГОСТ Р 51330.0-99 (МЭК 60079-0-98) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования
3 Определения
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 внутренний источник загазованности (утечки): Точка или участок внутри защитной оболочки, из которых воспламеняющееся вещество в виде газа, пара или жидкости может поступать в оболочку под давлением в таком количестве, что в смеси с воздухом может образоваться взрывоопасная газовая среда.
3.2 воспламеняющее устройство (ВУ): Устройство, которое в нормальном режиме работы является источником воспламенения для заданной взрывоопасной газовой (паровой) среды. Это определение включает электрооборудование, не защищенное как указано в 7.13.
3.3 воспламеняющееся вещество: Газы, пары, жидкости или их смеси, которые способны к воспламенению.
3.4 встроенная система: Часть электрооборудования, содержащая воспламеняющееся вещество и которая может быть внутренним источником выделения (утечки) этого вещества.
3.5 встроенное электрооборудование: Электрооборудование, размещенное внутри оболочки под давлением.
3.6 герметично закрытое устройство: Устройство такой конструкции, что наружная среда не может проникнуть внутрь, а любое соединение выполнено неразъемным, например пайкой, дуговой сваркой или сплавленном стекла и металла.
3.7 защитный газ: Воздух или инертный газ, используемые для продувки и поддержания избыточного давления, а если требуется, и для разбавления воспламеняющихся веществ внутри оболочки.
Примечание - В настоящем стандарте инертный газ означает азот, диоксид углерода, аргон или любой газ, который при смешении с кислородом в отношении 4:1 (как в атмосферном воздухе) не расширяет пределы воспламенения взрывоопасных смесей.
3.8 зона разбавления: Зона вблизи внутреннего источника утечки, в которой концентрация воспламеняющегося вещества не уменьшена до безопасного значения.
3.9 избыточное давление: Давление внутри защитной оболочки, превышающее давление во внешней среде, окружающей оболочку.
3.10 индикатор *: Устройство для установления факта существования входного сигнала и/или определения его значения без указания погрешности.
_____________________________
* В настоящем стандарте используют еще одно значение термина: измерительный прибор (см. таблицу 2). Определение термина “измерительный прибор“ - по ГОСТ 16263.
3.11 источник защитного газа: Устройство (компрессор, воздуходувка, газопровод или баллон со сжатым газом), обеспечивающее подачу защитного газа под избыточным давлением.
Источник защитного газа содержит входные и выходные трубы, регуляторы давления, клапаны. Компоненты системы повышения давления сюда не входят.
3.12 компенсация утечки: Обеспечение потока защитного газа, достаточного для компенсации любой утечки из оболочки под давлением и сопряженных линий.
3.13 наддув: Обеспечение защиты от проникновения внешней среды в оболочку путем поддержания в ней давления защитного газа выше давления во внешней среде.
3.14 оболочка под давлением: Оболочка, в которой защитный газ поддерживается под давлением, превышающим давление во внешней среде.
3.15 объем оболочки: Внутренний объем оболочки без встроенного оборудования. Для вращающихся электрических машин это свободный внутренний объем плюс объем, вытесненный ротором.
3.16 приемо-сдаточные испытания: По ГОСТ 16504.
3.17 продувка: Операция пропускания защитного газа через оболочку под давлением и газопроводы в таком количестве, чтобы концентрация взрывоопасной газовой среды снизилась до безопасного уровня.
3.18 разбавление: Непрерывная подача защитного газа после предварительной (предпусковой) продувки (очистки) с таким расходом, что концентрация воспламеняющегося вещества внутри оболочки под давлением поддерживается вне предела взрываемости у любого потенциального источника воспламенения (т. е. вне зоны разбавления).
Примечание - Разбавление кислорода инертным газом может привести к образованию концентрации взрывоопасного газа или пара выше нижнего предела взрываемости (НПВ).
3.19 сигнальное устройство: Электрооборудование, осуществляющее визуальные или звуковые сигналы, привлекающие внимание.
3.20 система установления избыточного давления (система наддува): Совокупность компонентов, обеспечивающих создание и контроль избыточного давления в оболочке под давлением.
3.21 статическое избыточное давление: Поддержание избыточного давления внутри оболочки под давлением без дополнительного поступления защитного газа.
3.25 функциональные испытания: По ГОСТ 16504.
Примечание - В настоящем стандарте, если нет других указаний, термины “напряжение“ и “ток“ означают постоянное напряжение или действующее значение переменного напряжения или тока.
4 Виды взрывозащиты
Вид взрывозащиты определяет конструктивные требования к оболочке под давлением и системе обеспечения избыточного давления. Виды взрывозащиты и конструктивные требования к оболочке представлены в таблице 2.
Таблица 1 - Выбор вида взрывозащиты
Агрегатное состояние воспламеняющегося вещества во встроенной системе | Класс взрывоопасной зоны |
Вид взрывозащиты
| |
|
| Оболочка, содержащая воспламеняющие устройства | Оболочка, не содержащая воспламеняющие устройства |
Нет
| 1 (или зона группы I) | |  |
| 2 | | Не применяется |
Газ/пар | 1 |  | |
| 2
| (при наиболее опасном расположении воспламеняющего устройства) | |
Жидкость | 1 | (инертный)** | |
| 2
| (инертный)** | Не применяется
|
_____________ * Если нормальная утечка (предусмотренная при работе в нормальном режиме) отсутствует, см. приложение Д.
| |||
** Защитный газ должен быть инертным, если за видом защиты избыточным давлением следует указание “инертный“, см. раздел 13.
| |||
Примечание - Если воспламеняющимся веществом является жидкость, нормальная утечка не допускается. | |||
Критерии конструкции и защиты |
Вид взрывозащиты | |||
| | | | |
|
|
| с индикацией | с сигнализацией |
Степень защиты от внешних воздействий | Минимально IP4X | Минимально IP3X | ||
Проверка периода предварительной (предпусковой) продувки | Требуется наличие приборов контроля времени продувки, давления и расхода | Требуется индикатор времени продувки и величины расхода
| ||
Предотвращение выхода раскаленных частиц через нормально закрытое выходное отверстие в взрывоопасную зону 1 | Требуется барьер от искр и частиц. В отсутствии образо- вания раскаленных частиц барьер не требуется (см. 5.8) | Никаких требований
| ||
То же, в зону 2 | Никаких требований | |||
Предотвращение выхода раскаленных частиц во взрыво- опасную зону 1 через открытое выходное отверстие в нормаль- ных условиях работы | Требуется барьер от искр и частиц
| Никаких требований
| ||
Для открытия дверцы, крышки требуются специальные инструменты | Предупреждение согласно 5.3 и 6.2б
|
| ||
Для открытия дверцы, крышки инструмента не требуется
| Блокировка согласно 7.12 (при отсутствии внутрен- них нагретых частей) | Предупреждение согласно 5.3 и 6.2б
| ||
Внутренние нагретые части, требующие времени для охлаж- дения перед открыва- нием оболочки | Исполнение в соответствии с 6.2б
| Не используется для защиты, поскольку нагрев внутренних частей не допускается
| Никаких требований | |
5 Требования к конструкции оболочек под давлением
5.1 Оболочка
Оболочка под давлением должна иметь степень защиты согласно таблице 2.
Примечание - При влажности и запыленности в условиях угольной пыли степень защиты, обеспечиваемая оболочкой, должна быть IP44.
5.2 Материалы
На материалы оболочки, компонентов, газопроводов и соединительных частей не должен неблагоприятно влиять применяемый защитный газ и агрессивная окружающая среда.
5.3 Двери и крышки
5.3.1 В оболочках под давлением для электрооборудования группы I двери и крышки должны:
- иметь специальные крепления согласно ГОСТ Р 51330.0
- или должны быть блокированы так, чтобы электропитание электрооборудования, не имеющего защиты согласно 7.13 настоящего стандарта, отключалось автоматически при размыкании блокирующих устройств и не могло быть включено до тех пор, пока не произойдет замыкание этих блокирующих устройств. Должны также выполняться требования 7.6 настоящего стандарта.
5.3.2 В оболочках под давлением для электрооборудования группы I со статическим избыточным давлением двери и крышки должны иметь специальные крепления согласно ГОСТ Р 51330.0 и должны быть снабжены предупредительной надписью:
“ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ! НЕ ОТКРЫВАТЬ ВО ВЗРЫВООПАСНОЙ ЗОНЕ“
5.3.3 На оболочки под давлением для электрооборудования группы II требование использования креплений согласно ГОСТ Р 51330.0 не распространяется.
Примечание - Под воздействием высокого внутреннего давления при открытии дверей или крышек возможно их резкое открывание. Защиту операторов и обслуживающего персонала осуществляют одним из следующих способов:
а) использованием нескольких креплений, которые обеспечивают безопасное снижение избыточного давления из оболочки до того, как ослабнут все крепления, или
б) использованием крепления на два положения, что позволяет производить безопасное снижение давления при открывании оболочки, или
в) ограничением максимального внутреннего давления до значения, равного 2,5 кПа.
5.3.4 В оболочках со статическим избыточным давлением для электрооборудования группы II двери и крышки могут быть открыты только с помощью инструмента. При этом необходима предупредительная надпись согласно 5.3.2.
5.4 Механическая прочность
Оболочки под давлением, газопроводы (если таковые имеются) и соединения должны выдерживать при условии закрытых выходов давление, в 1,5 раза превышающее максимальное избыточное давление, обозначенное изготовителем для нормальных условий эксплуатации, но не менее 200 Па.
Однако если в процессе эксплуатации может возникнуть давление, способное привести к деформации оболочки, газопроводов (при их наличии) или соединений, то необходимо применение защитного устройства для ограничения максимального внутреннего избыточного давления до уровня безопасного для взрывозащиты данного вида. Если изготовитель не обеспечивает такое защитное устройство, то оборудование следует маркировать знаком X, и в технической документации должна быть приведена вся информация, необходимая потребителю для обеспечения требований настоящего стандарта.
5.5 Отверстия, перегородки и внутренние компоненты
5.5.1 Отверстия и перегородки следует размещать таким образом, чтобы обеспечить эффективную продувку.
Примечания
1 Непродуваемые участки должны быть устранены путем правильного размещения входа и выхода защитного газа, при этом необходимо учитывать влияние, на продувку внутренних перегородок.
4 Размещение входа и выхода с противоположных сторон оболочки способствует перекрестной вентиляции.
5 Внутренние перегородки (например, печатные платы) следует размещать таким образом, чтобы не преграждать поток защитного газа. Использование коллекторов или экранов также улучшает поток вокруг препятствий.
6 Количество отверстий для входа и выхода зависит от конструкции электрооборудования. Особое внимание следует обращать на продувку подотсеков, на которые может быть подразделено электрооборудование.
5.5.2 Поток защитного газа для внутренних отсеков следует направлять через основную оболочку или продувать их отдельно.
5.5.3 Катодно-лучевые трубки и другие герметичные устройства не требуют продувки.
Примечания
1 Значение, равное 1%, соответствует 25% нижнего предела взрываемости водорода (см. А.2).
2 Электрические элементы, герметизированные от окружающей среды, например транзисторы, микросхемы, конденсаторы и др., не учитывают при расчетах общего объема компонента.
5.5.5 В случае статического избыточного давления оболочка должна иметь одно или более отверстий. После заполнения и достижения избыточного давления все отверстия следует заглушить.
5.6 Изоляционные материалы
5.7 Уплотнения
Кабели и газопроводы, связанные с оболочкой под давлением, следует уплотнить для обеспечения требуемого уровня защиты оболочки от воздействия окружающей среды. При отсутствии уплотнения их следует рассматривать как часть оболочки.
5.8 Барьеры защиты от искр и нагретых частиц
Оболочки под давлением и газопроводы, если таковые используются для защитного газа, должны быть снабжены барьерами от искр и частиц для защиты от попадания раскаленных частиц во взрывоопасную зону.
Исключения
1 Такие барьеры для выходного отверстия не требуются при сбросе в зону 1, если раскаленные частицы в нормальном режиме не образуются.
2 Барьеры не требуются при выходе в зону 2, если в нормальном режиме раскаленные частицы не образуются.
Принято считать, что в нормальном режиме раскаленные частицы не образуются, если контакты замыкания/размыкания находятся под током менее 10 А, рабочее напряжение не превышает 275 В переменного тока или 60 В постоянного тока, а контакты имеют покрытие или заключены в оболочку.
Если изготовитель не применяет барьеры, то маркировка электрооборудования производится согласно ГОСТ Р 51330.0.
6 Температурные пределы
6.1 Общее
Электрооборудование должно быть классифицировано в соответствии с требованиями температурной классификации по ГОСТ Р 51330.0. Классификация определяется согласно 6.2 и 6.3 настоящего стандарта.
а) на самой высокой температуре внешней поверхности оболочки или
б) на самой нагретой поверхности внутреннего компонента.
Исключение - Температура внутреннего компонента может превышать температурную классификацию, если:
1) компонент отвечает требованиям ГОСТ Р 51330.0 или
2) оболочка под давлением маркирована согласно ГОСТ Р 51330.0 с учетом времени, достаточного для охлаждения компонента до температуры, соответствующей температурному классу оболочки. Необходимы меры, предотвращающие в случае потери избыточного давления контакт взрывоопасной газовой среды, которая может высвободиться, с поверхностью нагретого компонента до его охлаждения ниже допустимого максимального значения.
Примечание - Это обеспечивается за счет соответствующей конструкции соединений оболочки под давлением и газопроводов или другим способом, например с помощью вспомогательных систем вентиляции или путем заключения нагретой поверхности внутри оболочки под давлением в герметичный корпус.
7 Средства и устройства защиты, кроме варианта взрывозащиты с помощью статического избыточного давления
7.1 Средства, используемые для защиты электрооборудования от взрыва с помощью избыточного давления (таблица 3), сами не должны быть источником взрыва (см. 7.13), или же их следует устанавливать за пределами взрывоопасной зоны.
7.2 Защитные устройства (таблица 3) согласно настоящего стандарта являются компонентами системы управления.
Изготовитель должен обеспечить безопасность и целостность системы управления:
7.3 Защитные устройства поставляются изготовителем электрооборудования или пользователем. Если изготовитель не обеспечивает установку защитных устройств, электрооборудование маркируют знаком X, и техническое описание должно содержать всю необходимую потребителю информацию согласно требований настоящего стандарта.
Вид защитных устройств | Вид взрывозащиты | ||
| | | |
Защитное устройство для определения потери минимального избыточного давления | Датчик давления (7.9)
| Индикатор или датчик давления (7.9г)
| |
Защитное устройство для проверки времени предварительной продувки | Реле времени, датчики давления и расхода на выходе (7.6) | Указатели времени продувки и величины расхода (7.7в)
| |
Защитное устройство для двери или крышки (открывается с помощью инструмента) | Предупреждение (6.2б)
| Не требуется
| |
Защитное устройство для двери или крышки (откры- вается без инструмента)
| Блокировка (7.12) (нагретых внутренних компонентов нет) | Предупреждение (6.2б) (нагретых внутренних компонентов нет) | Предупреждение (6.2б) |
Защитное устройство при наличии нагретых внутренних компонентов и встроенной системы (см. 15)
| Аварийная сигнализация и блокировка, обеспечивающая прекращение поступления воспламеняющегося вещества | Не применяется для защиты, поскольку нагрев внутренних частей не допускается | Аварийная сигнализация (нормальная утечка не допускается) |
Схема последовательности должна четко идентифицировать и отражать рабочее состояние средств и устройств защиты и последовательность их действия.
Для проверки соответствия схеме необходимо провести испытания на функционирование. Эти испытания проводят при нормальных атмосферных условиях, если нет других указаний изготовителя.
Примечание - Пример информации, предоставляемой изготовителем, приведен в приложении Б.
7.5 Изготовитель должен указать максимальные и минимальные уровни срабатывания и допуски для защитных устройств. Защитные устройства должны использоваться в пределах нормальных эксплуатационных условий, определенных изготовителем.
а) после запуска производят контроль расхода защитного газа и величины избыточного давления в оболочке под давлением согласно требованиям настоящего стандарта;
б) время продувки отсчитывают, когда достигается минимальный допустимый расход защитного газа, а избыточное давление находится в заданных пределах;
в) по истечении заданного времени продувки включается питание электрооборудования;
г) в случае нарушения работы защитных устройств на любом этапе отсчет времени прекращают и реле времени переключают на начало цикла.
7.7 Изготовитель должен указать условия продувки после открывания оболочки или падения избыточного давления ниже указанного допустимого минимума:
Примечание - Определение свободного пространства в газопроводах, не являющихся частью сертифицированного электрооборудования, и обеспечение дополнительного времени продувки при заданном минимальном расходе входит в обязанности потребителя.
7.8 Если изготовителем обозначен минимальный расход защитного газа с учетом специальных условий (например, когда температура встроенного электрооборудования выше указанного температурного класса), необходимы одно или более автоматических защитных устройств, которые срабатывают в случае падения расхода защитного газа на выходе ниже обозначенной минимальной величины.
7.9 Следует обеспечить одно или более автоматических защитных устройств, которые должны срабатывать, когда избыточное давление внутри оболочки под давлением падает ниже минимума, обозначенного изготовителем:
а) автоматическое защитное устройство получает сигнал от датчика, соединенного непосредственно со средой внутри оболочки;
б) между датчиком автоматического защитного устройства и внутренним объемом оболочки под давлением устанавливать клапаны не разрешается;
в) необходимо обеспечить возможность проверки правильности работы защитных устройств. Их размещение и установку требуемых параметров следует производить согласно 7.10.
Примечание - Выбор конкретного вида действия автоматического защитного устройства (т.е. отключение питания, включение звуковой аварийной сигнализации или другое с целью обеспечения безопасности) входит в компетенцию потребителя;
1) Источник защитного газа должен быть снабжен аварийным сигнализатором для индикации неисправности источника защитного газа. Этот сигнализатор позволяет контролировать возможность обеспечения минимального давления в оболочке под давлением.
2) Между оболочкой под давлением и аварийным сигнализатором источника защитного газа не должно быть никаких устройств, кроме аварийного клапана и/или устройства регулирования давления или расхода.
3) Клапан должен:
- иметь маркировку согласно 18.7 и обеспечивать возможность блокирования в открытом положении;
- иметь указатель положения (открыто/закрыто);
- размещаться рядом (быть сопряженным) с оболочкой под давлением;
- использоваться только при обслуживании оболочки под давлением.
4) Настройка и управление устройством регулирования давления или расхода должны производиться с помощью специального инструмента.
5) Между оболочкой под давлением и аварийным сигнализатором подачи защитного газа запрещается устанавливать фильтры.
6) Индикатор следует размещать таким образом, чтобы обеспечить удобное наблюдение показаний.
7) Индикатор должен определять значение давления в оболочке.
8) Точку измерения следует размещать таким образом, чтобы можно было учитывать самые жесткие условия эксплуатации.
Примечания
1 Если для определения расхода и давления защитного газа используют расходомер, то его следует размешать на выходе.
2 Если для определения расхода используют измеритель давления, то его можно размещать на любом участке оболочки, кроме входа.
3 Поток защитного газа через оболочку или давление в оболочке можно контролировать на входе в оболочку только в исключительных случаях.
9) Между индикатором и оболочкой под давлением не следует устанавливать клапаны.
Изготовитель должен обозначить минимальное и максимальное избыточное давление при эксплуатации и максимальную скорость утечки при максимальном избыточном давлении.
Распределение давления в различных системах и газопроводах приведено в приложении В.
Примечание - Очень важно, чтобы при установке связанных с оболочкой газопроводов, компрессора или вентилятора последние не представляли опасности при эксплуатации. Основные требования к установке газопроводных систем изложены в приложении Г.
7.11 При использовании общего источника защитного газа для ряда отдельных оболочек под давлением можно применять общее защитное устройство или устройства при условии, что конечное регулирующее воздействие учитывает наиболее неблагоприятную конфигурацию группы оболочек.
Если используется общее защитное устройство, то при открытии двери или крышки одной оболочки нет необходимости отключать электрооборудование в других оболочках под давлением или включать аварийную сигнализацию, если соблюдены три следующих условия:
б) общее защитное устройство продолжает контролировать избыточное давление и, если это необходимо, расход через все другие оболочки под давлением в этой группе;
в) перед подключением питания к электрооборудованию в данной оболочке под давлением необходимо произвести продувку, описанную в 7.6.
Указанные устройства также должны соответствовать требованиям 7.6.
Исключение - Двери и крышки, которые можно открывать только с помощью инструмента или ключа.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.