Основы пожарной безопасности применения электроустановок Лекции 1 -2 Проф. Петрова И. Ю. Каф. САПР
Основные понятия и определения Часть 1
Сущность пожарной опасности электроустановок. Закон Джоуля-Ленца. При прохождении электрического тока через металлический проводник свободные электроны сталкиваются с атомами, ионами или молекулами. При этом расходуется энергия, которая превращается в тепло. Переход электрической энергии в тепловую отражает закон Джоуля-Ленца - количество теплоты Q(Дж), выделяемое током в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока I (A), сопротивлению проводника r (Ом) и времени его протекания t (с): (Дж) Закон Ома для участка цепи: U=Ir (B) Вследствие сильного нагрева может создаться опасность возникновения пожара.
Сущность пожарной опасности электроустановок. Закон Ома для полной цепи. R – сопротивление нагрузки , r – внутренне сопротивление источника напряжения R>>r Закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению. Сила тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника с электродвижущей силой и внутренним сопротивлением r. Режим, при котором сопротивление внешней цепи практически равно нулю, называется режимом короткого замыкания. Короткое замыкание — очень опасное явление : резкое возрастания тока может вызвать возгорание изоляции и даже расплавление металлических проводников.
Сущность пожарной опасности электроустановок. Сопротивление электрической цепи. Электри ческое сопротивле ние — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока. Электроны сталкиваются с атомами проводника, колеблющимися в узлах кристаллической решетки, т. е. внешняя цепь (R) и сам источник энергии (r), оказывают препятствие прохождению тока. L L — длина проводника [м]; S — площадь поперечного сечения, [м 2]; ρ — удельное сопротивление [ом*м] Сопротивление проводников зависит от температуры. Для металлических проводников оно увеличивается с повышением температуры.
Электроустановки Электроустановками называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии. Предметом деятельности ответственного за пожарную безопасность электроустановок является надзор за пожарной безопасностью сооружений и помещений, в которых имеется электрооборудование (машины, аппараты, линии электропередач и т. п. ). Вероятность возникновения пожара от (в) электрического или Вероятность возникновения пожара от (в) электрического другого единичного технологического изделия или оборудования при их разработке и изготовлении, а также применении изделий на объектах не должна превышать 10 -6 в год в соответствии с ГОСТ в год 12. 1. 004 -91 [7].
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ И ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ Основные классы электроустановок: Øэлектропроводки и кабели; Øэлектродвигатели ; Øэлектрогенераторы; Øтрансформаторы; Øосветительные установки; Øраспределительные устройства; Øэлектрические аппараты пуска и управления; Øаппараты защиты; Øэлектронагревательные приборы и установки; Øрадиоэлектронная аппаратура, ЭВМ. Классификация электроустановок по условиям электробезопасности: Электроустановки До 1000 [В] Выше 1000 [В]
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ И ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ Классификация электроустановок по степени защиты электроустановок от атмосферных воздействий:
Группы промышленных электроприемников Около 75 % всей вырабатываемой в России электрической энергии потребляется промышленными электроприемниками. Группы промышленных электроприемников по виду потребляемого тока: электроприемники трехфазного тока напряжением до 1000 В частотой 50 Гц; электроприемники трехфазного тока свыше 1000 В частотой 50 Гц; электроприемники однофазного тока до 1000 В частотой 50 Гц; работающие с иной частотой, питаемые от преобразовательных подстанций и установок; постоянного тока, питаемые от преобразовательных подстанций и установок.
Пожарная безопасность в электроустановках Анализ статистических данных показывает: Ежегодно в России происходит более 50000 пожаров от электрических изделий, что составляет 20, 5 % от общего количества пожаров в стране. Чаще всего пожары от электроустановок возникают в жилом секторе - 70 -75 %. жилом секторе 70 -75 % На промышленных объектах ежегодно возникает около 7 промышленных объектах % пожаров, по масштабу последствий и ущербу они занимают значительное место.
Факторы пожарной опасности в электроустановках Две составляющих пожара: источник зажигания, горючая среда. Источник зажигания в электроустановках - высокий электроустановках потенциал энергии (электрический ток и электрическое напряжение). В результате как в нормальном, так и в аварийном режиме (перегрузка, короткое замыкание и др. ) возникают высокотемпературные участки, способные воспламенять сгораемую изоляцию и защитную оболочку электроизделий, сгораемые конструктивные элементы зданий и сооружений, в которых они прокладываются или устанавливаются.
Основная задача пожарной профилактики электроустановок Любое электроизделие является потенциально пожароопасным Основная задача пожарной профилактики электроустановок - изоляция этого специфического источника зажигания от сгораемых материалов конструктивными (техническими) средствами. üФедеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 69 -ФЗ "О пожарной безопасности» Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123 -ФЭ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". üПравила устройства электроустановок/Минтопэнерго России. — 7 -е изд. , перераб. и доп. — М. : Минэнергетики России, 2003. üПравила технической эксплуатации электроустановок потребителей (утв. приказом Минэнерго России от 13. 01. 2003 г. № 6). üМежотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (ПОТ Р М-016 -2001, РД 153 -34. 0 -03. 150 -00). üСП 6. 13130. 2009. Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности.
Принципы оценки пожарной опасности электроустановок Принципы оценки пожарной опасности электрических изделий включают два основных направления: определение возможности возникновения пожара оценка последствий горения. Оценка возможности возникновения пожара отражает комплексный подход, включающий: использование вероятностных методов, исходя из особенностей физико-химических явлений, способствующих зажиганию, а также экспериментальных методов, основанных на прямых измерениях и сравнении полученных результатов с допустимыми по нормам Например: полученная при испытаниях фактическая температура нагрева горючих изоляционных материалов сравнивается с критической; длина выгоревшей части кабельной прокладки сравнивается с классификационным показателем 2, 5. Пожарную опасность может представлять любая электрическая цепь, в которую локально, в течение определенного времени подключается мощность более 15 Вт. В этот диапазон входит большинство электрических изделий.
Причины пожаров электроустановок - аварийные режимы работы электротехнических изделий: Основные причины возникновения пожаров в электроустановках Относительное количество пожаров, % Короткие замыкания (КЗ) в электрических сетях, машинах, аппаратах 43, 3 Перегрев горючих материалов и предметов, находящихся вблизи оставленных без присмотра электронагревательных приборов 32, 2 Перегрузки проводов, кабелей, обмоток машин, аппаратов 13, 3 Образование больших переходных сопротивлений 4, 6 Искрение и электрическая дуга 3, 3 Вихревые токи , возникающие в массивных металлических деталях в результате изменения магнитных потоков, индуктирующих ЭДС (эти индуктированные токи замыкаются накоротко в толще деталей) 3, 3
Причины пожаров электроустановок Перегрузка - по электрическим проводам и электрическим приборам идет ток больше допустимого, происходит разогрев проводов или электроустановки, а также перегрев горючих материалов и предметов, находящихся вблизи оставленных без присмотра электронагревательных приборов. Короткое замыкание (КЗ) - замыкание между проводами, или между проводом и землей. Опасность КЗ заключается в мгновенном увеличении силы тока до сотен тысяч ампер. В результате выделяется большое количество тепла в проводниках. Это вызывает резкое повышение температуры и воспламенение изоляции, расплавление материала проводника с выбросом искр, способных вызвать пожар горючих материалов.
Причины пожаров электроустановок Переходное сопротивление (ПС) - возникает в местах плохих контактов (например, при скрутке проводов). При прохождении тока в таких местах за единицу времени выделяется большое количество теплоты. Если нагретые контакты соприкасаются с горючими материалами, то возможно их воспламенение, а при наличии взрывоопасных смесей взрыв. Искрение и электродуга - возникает при прохождении тока через воздух. Искрение наблюдается при размыкании электрических цепей под нагрузкой (например, вынимается вилка из розетки), при пробое изоляции между проводниками, при наличии плохих контактов. Искры и электродуги при наличии в помещении горючих веществ или взрывоопасных смесей являются причиной пожара и
Причины пожаров электроустановок Вихревые токи - токи, которые индуктируются в массивных металлических телах при пересечении их магнитными силовыми линиями. Иногда их называют токами Фуко. Вихревые токи могут быть очень большими и сильно нагревать сердечники машин и аппаратов, что может привести к разрушению изоляции проводников и даже ее воспламенению. Устранить полностью вихревые токи нельзя, но уменьшить можно и нужно. Вихревые токи используются в индукционных печах для нагрева
Система электроснабжения Электроснабжение – обеспечение потребителей электрической энергией. Система электроснабжения (СЭС) – совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией. Границы СЭС определены вниз от границы раздела потребитель - энергоснабжающая организация (граница балансовой принадлежности) до индивидуального электроприемника.
Упрощенная схема электроснабжения объекта включает: Ø источник питания (ИП); Ø линии электропередачи (ЛЭП), осуществляющих транспорт электрической энергии от ИП к предприятию; Ø пункта приема электрической энергии (ППЭ); Ø распределительные сети; Ø приемники электрической энергии (ЭП).
Три категории электроприемников По требованиям обеспечения надежности электроснабжения электроприемники делятся на три категории. I категория - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Они должны питаться от двух независимых источников, и обрыв питания допускается только на время автоматического переключения с основного вида на резервный. II категория - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недо- отпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. III категория - все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий. Электроприемники на взрывоопасных и пожароопасных объектах относятся к I или ко II категории.
Электрические сети – основной элемент схемы электроснабжения Электрические сети Разомкнутые Радиальные Магистраль ные Замкнутые Двусторонние Кольцевые Двойные магистральные Сложнозамкнутые
Магистральная сеть Магистральной сетью называется схема питания нескольких главных или цеховых подстанций от одной магистрали с общим отключающим аппаратом со стороны питания. Магистральные сети осуществляют дробление подстанций наиболее экономичным образом, особенно применении в качестве магистралей линий электропередачи или токопроводов.
Радиальные сети могут применяться в случаях, когда магистральные сети не дают экономического эффекта или не удовлетворяют заданным требованиям: крупные сосредоточенные нагрузки; средние и крупные обособленные нагрузки; ударные и резко колеблющиеся нагрузки (электропечные подстанции, прокатные станов и т. п. ). Радиальные сети обладают большей гибкостью и удобством в эксплуатации, поскольку место повреждения может быть обнаружено быстрее и проще.
Особенности электроснабжения промышленных предприятий Электроснабжение промышленных предприятий, включая пожаро- и взрывоопасные, характеризуется следующими особенностями: сосредоточением больших нагрузок на небольшой территории; постоянным и неизбежным увеличением нагрузок и расширением применения электроэнергии в технологических процессах; возможностью возникновения аварии и перебоев в электроснабжении, отрицательно влияющих на ритмичность работы предприятия; влиянием производственной среды (повышенной влажности и температуры, вредных агрессивных сред и т. п. ) на элементы электрооборудования и др.
Основы обеспечения пожарной безопасности применения электроустановок. Часть 2
Цели классификации зон по пожаро и взрывобезопасности Классификация зон - это метод анализа и классификации окружающей среды, в которой может присутствовать пожаро- или взрывоопасная газовая смесь, проводимый с целью выбора электрооборудования и устройства электроустановок, эксплуатация которых в присутствии данной смеси должна быть безопасной. Классификацию проводят с учетом разделения взрывоопасных газовых смесей по категориям и группам. Классификация пожароопасных и взрывоопасных зон применяется для выбора электротехнического и другого оборудования по степени их защиты, обеспечивающей их пожаровзрывобезопасную эксплуатацию в указанной зоне. От класса взрывоопасной или пожароопасной зоны зависят: требования к электроустановкам , необходимость выполнения молниезащиты и ее категория , средства и меры защиты производств от искр статического электричества.
Классификация производственных помещений сухие (нормальные, в которых относительная влажность не выше 60%), к ним относятся воздуходувные станции, цехи воздушной компрессии, механические мастерские и т. п. ; влажные (в которых относительная влажность более 60%, но не выше 75%), к ним относятся, например, водяные насосные станции; сырые (в которых относительная влажность более 75%); особо сырые (в которых относительная влажность близка к 100%; ), к ним относятся, например, дегазационные установки; пыльные помещения – помещения, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин. Пыльные помещения бывают с проводящей или непроводящей пылью (например, помещения топливоподачи газогенераторных станций, ряда котельных); помещения с химически активной или органической средой – помещения, в которых выделяются агрессивные пары, газы, плесень, действующие разрушающие на изоляцию и токоведущие части.
Классификация пожароопасных зон В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) классифицируются пожароопасные зоны (п. п. 7. 4. 3 - 7. 4. 6. ). ПОЖАРООПАСНАЯ ЗОНА - пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие вещества. Зоны класса П-I - зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61° С. Зоны класса П-2 - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие пыли или волокна; Зоны класса П-2 а - зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества в количестве, при котором удельная пожарная нагрузка составляет не менее 1 мегаджоуля на квадратный метр; Зоны класса П-3 - зоны, расположенные вне помещений, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки паров более 61° С или твердые горючие вещества. Пожароопасной зоной с признаками классов П-I, П-2 а, П-3 считается зона на расстоянии 5 м по горизонтали и вертикали от установок, аппаратов. 123 -ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности
Классификация взрывоопасных зон В настоящее время на территории РФ и Таможенного Союза одновременно действуют несколько нормативных документов, содержащих определения взрывоопасных зон и регламентирующих процесс выбора вида взрывозащиты допускаемого для использования в каждой из взрывоопасных зон: q N 123 -ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" (с изменениями и дополнениями) q Правила устройства электроустановоу (ПУЭ), глава 7. 3. q Серия стандартов ГОСТ Р и ГОСТ ТС, разработанных на базе стандартов МЭК 60079 и МЭК 61241. Определения, действующие в ФЗ, ПУЭ и ГОСТ значительно отличаются. На сегодняшний день Технический Комитет по стандартизации ТК 403 (http: //www. tk 403. ru/index. html) разрабатывает стандарт, объединяющий требования этих нормативных документов.
Классификация взрывоопасных зон В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) выделяется 6 классов взрывоопасных зон ( п. п. 7. 3. 40 - 7. 3. 46. ). 6 классов взрывоопасных зон ВЗРЫВООПАСНАЯ СМЕСЬ - смесь с воздухом горючих газов, паров ЛВЖ, горючих пыли или волокон с нижним концентрационным пределом воспламенения не более 65 г/м 3 при переходе их во взвешенное состояние, которая при определенной концентрации способна взорваться при возникновении источника инициирования взрыва. ВЗРЫВООПАСНАЯ ЗОНА - помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в которых могут образоваться взрывоопасные смеси. При определении взрывоопасных зон принимается, что а) взрывоопасная зона в помещении занимает весь объем помещения, если объем взрывоопасной смеси превышает 5% свободного объема помещения; б) взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) - 7. 3. 40 - 7. 3. 46.
Классификация взрывоопасных зон В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) выделяется 6 классов взрывоопасных зон ( п. п. 7. 3. 40 - 7. 3. 46. ). 6 классов взрывоопасных зон смеси газов и паров с воздухом Зоны класса В-1 а Зоны класса В-1 б Зоны класса В-1 г Находятся в помещениях, где даже при соблюдении нормального режима работы пары ЛВЖ или горючие, выделяясь в определенных количествах и взаимодействуя с воздухом, могут образовывать взрывоопасные смеси. Находятся в помещениях, где при соблюдении нормального режима работы горючие газы (при любом нижнем концентрационном пределе воспламенения) или пары ЛВЖ, взаимодействуя с воздухом, не образовывают взрывоопасные смеси, если нет неисправностей и аварий. Подобны В-1 а, но при авариях у горючих газов нижний предел воспламенения высокий (пятнадцать процентов и выше). Горючие вещества имеют резкий запах при опасных концентрациях. Сюда входят лабораторные помещения и другие помещения, содержащие такие малые концентрации горючих газов и ЛВЖ, которые малы для создания взрывоопасной смеси, а также помещения, в при проведении работ не используется открытое пламя. Эти зоны не взрывоопасны, если проведении работ с опасными веществами используются вытяжные шкафы или вытяжные зонтики. Области у наружных установок, например: технологические устройства, содержащие горючие газы или ЛВЖ, открытые нефтеловушки, резервуары (подземные или наземные), с горючими газами или ЛВЖ. К этой же зоне относятся пруды-отстойники, имеющие нефтяную пленку на поверхности и с эстакады для слива-налива ЛВЖ. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) - 7. 3. 40 - 7. 3. 46.
Классификация взрывоопасных зон смеси пыли или волокон с воздухом В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) выделяется 6 классов взрывоопасных зон ( п. п. 7. 3. 40 - 7. 3. 46. ). 6 классов взрывоопасных зон Расположены в помещениях, где при нормальных режимах Зоны класса работы, горючие пыли и волокна выделяются и переходят во В-2 взвешенное состояние горючие в таком количестве, что создаются взрывоопасные смеси. Зоны класса Находятся в помещениях, где при соблюдении нормального режима работы опасные условия не возникают (исключение В-2 а составляют неисправности и аварии). Правила устройства электроустановок (ПУЭ) - 7. 3. 40 - 7. 3. 46.
Классификация взрывоопасных зон В соответствии с 123 -ФЗ и ГОСТ Р 51330. 0 -99 (МЭК 60079 -0 -98) ВЗРЫВООПАСНАЯ ГАЗОВАЯ СМЕСЬ: Смесь горючих газов или паров с воздухом при нормальных атмосферных условиях, у которой при воспламенении горение распространяется на весь объем несгоревшей смеси. ВЗРЫВООПАСНАЯ ЗОНА - зона, в которой имеется или может образоваться взрывоопасная газовая смесь в объеме, требующем специальных мер защиты при конструировании, изготовлении и эксплуатации электроустановок. ВЗРЫВОБЕЗОПАСНАЯ ЗОНА: - зона, в которой не может образоваться взрывоопасная газовая смесь в объеме, требующем специальных мер защиты при конструировании, изготовлении и эксплуатации электроустановок. 123 -ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности, ГОСТ Р 51330. 0 -99
Классификация взрывоопасных зон В соответствии с 123 -ФЗ и ГОСТ Р 51330. 0 -99 (МЭК 60079 -0 -98) По ГОСТ Р 51330. 0 -99 взрывоопасные зоны, опасные по возникновению взрывоопасных смесей горючих газов и паров с воздухом, подразделяются на три класса 0 -й класс - зоны, в которых взрывоопасная смесь газов или паров жидкостей с воздухом присутствует постоянно или хотя бы в течение одного часа; 1 -й класс - зоны, в которых при нормальном режиме работы оборудования выделяются горючие газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей, образующие с воздухом взрывоопасные смеси; 2 -й класс - зоны, в которых при нормальном режиме работы оборудования не образуются взрывоопасные смеси газов или паров жидкостей с воздухом, но возможно образование такой взрывоопасной смеси газов или паров жидкостей с воздухом только в результате аварии или повреждения технологического оборудования 123 -ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности, ГОСТ Р 51330. 0 -99
Пример: Взрывоопасные зоны различных классов на АЗС В соответствии с 123 -ФЗ и ГОСТ Р 51330. 0 -99 (МЭК 60079 -0 -98)
Классификация взрывоопасных зон по пыли В соответствии с 123 -ФЗ и ГОСТ Р МЭК 61241 -1 -1 -99. Современная классификация зон для газов и паров включает зоны трех классов: 0, 1 и 2, но практика показала, что общая классификация зон одновременно для газа и пыли является неприемлемой. В отличие от зон для газа или пара, зоны, опасные по воспламенению горючей пыли, не могут быть классифицированы в зависимости от нормальных или аварийных условий и от времени. Усиленная вентиляция может привести к появлению облаков пыли и поэтому увеличить, а не уменьшить опасность. 123 -ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности
Классификация взрывоопасных зон по пыли В соответствии с 123 -ФЗ и ГОСТ Р МЭК 61241 -1 -1 -99. В среде смеси горючей пыли или волокон с воздухом используется следующая классификация взрывоопасных зон 20 -й класс - зоны, в которых взрывоопасные смеси горючей пыли с воздухом имеют нижний концентрационный предел воспламенения менее 65 граммов на кубический метр и присутствуют постоянно; 21 -й класс - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна, способные образовывать с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр; 22 -й класс - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальном режиме работы оборудования не образуются взрывоопасные смеси горючих пылей или волокон с воздухом при концентрации 65 и менее граммов на кубический метр, но возможно образование такой взрывоопасной смеси горючих пылей или волокон с воздухом только в результате аварии или повреждения технологического оборудования. 123 -ФЗ Технический регламент о требованиях пожарной безопасности
Классификация пожароопасных и взрывоопасных зон Российские и международные стандарты
Классификация пожароопасных и взрывоопасных зон ЗОНА 0 ЗОНА 1 ЗОНА 2 взрывоопасная существует маловероятно газовая смесь вероятность присутствие присутствует присутствия взрывоопасной газовой постоянно или в взрывоопасной смеси в нормальных течение газовой смеси в условиях эксплуатации, длительных нормальных а если она возникает, периодов условиях то редко, и существует времени эксплуатации очень непродолжительное время CENELEC/IEC, ЕВРОПА ГОСТР 51330. 9 -99, РОССИЯ ПУЭ (2001), РОССИЯ Зона 0 Зона 1 Зона 2 В-I , В-II B-Iа, B-Iб, B-Iг, B-IIa
Взрывоопасные смеси Взрывоопасная зона – это помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установки, в котором покоятся или могут образоваться взрывоопасные смеси. Взрывоопасная смесь – это смесь с воздухом горючих газов, паров легковоспламеняющихся жидкостей, горючих пыли и волокон с нижним концентрационным пределом воспламенения не более 65 г/м 3, при переходе их во взвешенное состояние, которая при определенной концентрации способна взорваться при наличии источника инициирования взрыва. Классификация взрывоопасных смесей предназначена для получения исходных данных, необходимых при выборке взрывозащищенного электрооборудования согласно ГОСТ 12. 2. 020 -76. Газо- и паровоздушные смеси объединяются в классы с общими взрывоопасными свойствами. Это позволяет выделить одну характерную смесь для данного класса смесей. На этой смеси испытывают взрывозащищенное электрооборудование , а затем считают, что оно безопасно для использования в среде с любой смесью, относящейся к данному классу. Это позволяет максимально унифицировать конструкцию взрыво- защищенного электрооборудования и сделать общими принципы его маркировки.
Классификация взрывоопасных смесей ГОСТ 12. 1. 011 -78 СМЕСИ ВЗРЫВООПАСНЫЕ Классификация и методы испытаний Все взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом принято разделять на группы и категории. Классификация по группам - на основе температуры самовоспламенения смеси. Чем ниже эта температура, тем вероятнее воспламенение смеси при всех прочих равных условиях по сравнению со смесью, у которой температура самовоспламенения выше. Классификация по категориям – на основе безопасного экспериментального зазора (БЭМЗ) между плоскими фланцами у стандартной оболочки. Безопасный экспериментальный максимальный зазор ( δБЭМЗ) - максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не проходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любой концентрации смеси в воздухе. Достаточно длинные l и узкие δ зазоры в местах соединения различных частей оболочек исключают наружное воспламенение.
Классификация взрывоопасных смесей Группы Категории Группа Температура взрывоопасной самовоспламенени смеси я С по ПУЭ или ГОСТ 12. 1. 011 -78 [9] Категория взрывоопасной смеси δБЭМЗ max, [мм] по ПУЭ или ГОСТ 12. 1. 011 -78 [9] I 1 Свыше 1, 0 Т 1 Свыше 450 Т 2 от 300 до 450 IIА от 0, 9 до 1, 0 Т 3 от 200 до 300 IIВ от 0, 5 до 0, 9 Т 4 от 135 до 200 IIС до 0, 5 Т 5 от 100 до 135 Т 6 от 85 до 100 Т 6 – самая опасная группа. 1) Категорией I обозначен рудничный газ (метан).
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Электрооборудование подразделяется на: электрооборудование общего назначения; взрывозащищенное электрооборудование. Электрооборудование общего назначения - электрооборудование, выполнен-ное без учета требований, специфических для определенного назначения, определенных условий эксплуатации (ПУЭ. 7. 3. 24). На оболочку такого электрооборудования или на табличку с его паспортными данными могут наноситься условные обозначения степени защиты оболочки по ГОСТ 14254 -96.
Взрывозащищенное электрооборудование Электрооборудование, выполненное без учета специфических требований, характерных для определенной отрасли производства, является электрооборудованием общего назначения. Применение его во взрывоопасных зонах, как правило, недопустимо. Взрывозащищенное электрооборудование - электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению (или затруднению) возможности воспламенения окружающей взрывоопасной среды. Вид взрывозащиты электрооборудования – совокупность средств его взрывозащиты, установленная нормативными документами. Под средством взрывозащиты электрооборудования понимается конструктивное (или схемное) решение для обеспечения его взрывозащиты.
Уровни взрывозащиты Уровень взрывозащиты - степень взрывозащиты электрооборудования при установленных нормативными документами условиях. 2 Ex – электрооборудование повышенной надежности против взрыва - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме его работы. 1 Ex - взрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты. 0 Ex – особо взрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты.
9 видов взрывозащиты Наименование видов взрывозащиты электрооборудования Взрывонепроницаемая оболочка Защита вида «е» (повышенной надежности против взрыва) Искробезопасная электрическая цепь Знаки вида взрывозащиты по ГОСТ 12. 2. 020 – 76 ПИВРЭ, ГОСТ Р ПИВЭ 51330. 0 -99, ПУЭ d В e Н i И Масляное заполнение оболочки Заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением Кварцевое заполнение оболочки o М p П q К Специальный вид взрывозащиты s С Герметизация компаундом m Защита вида «n» n Виды взрывозащиты, обеспечивающие различные ее уровни, отличаются средствами и мерами обеспечения взрывобезопасности ПИВРЭ - Правила изготовления взрывозащищенного и рудничного электрооборудования ПИВЭ - Правила изготовления взрывозащищенного электрооборудования
Две группы взрывозащищенного электрооборудования Группа I – рудничное взрывозащищенное электрооборудование, предназначенное для применения в подземных выработках шахт и в их наземных строениях, рудников, опасных по газу или горючей пыли; Группа II – взрывозащищенное электрооборудование (кроме рудничного взрывозащищенного) для внутренней и наружной установки, предназначенное для потенциально взрывоопасных сред. Электрооборудование группы II, имеющее виды взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» и (или) «искробезопасная электрическая цепь» , подразделяется на три подгруппы, соответствующие категориям взрывоопасных смесей, - IIА, IIВ и IIС. Для электрооборудования группы II (в зависимости от значения максимальной температуры поверхности) устанавливаются температурные классы, обозначаемые так же, как и группы взрывоопасных смесей.
Температурные классы для электрооборудования группы II Максимальная Группы взрывоопасной смеси, Температурный температура поверхности для которой класс взрывозащищенного электрооборудование является электрооборудования, С взрывозащищенным Т 1 450 Т 1 Т 2 300 Т 1, Т 2 Т 3 200 Т 1…Т 3 Т 4 135 Т 1…Т 4 Т 5 100 Т 1…Т 5 Т 6 85 Т 1…Т 6 Максимальная температура поверхности электрооборудования – наибольшая температура, возникающая в процессе эксплуатации при наиболее неблагоприятных условиях на любой части или поверхности электрооборудования, которая может привести к воспламенению окружающей взрывоопасной газовой среды. Электрооборудование должно выбираться так, чтобы максимальная температура его поверхности не превышала температуры самовоспламенения любого газа или пара, которые могут присутствовать в взрывоопасной зоне.
Маркировка взрывозащищенного оборудования Чтобы вывести плакат на экран, нажмите значок Mark. pdf
2 -ая цифра кода 1 -ая цифра кода Кодировка IP- степени защиты оболочки Защита от проникновения внешних твердых предметов 0 Нет защиты Защита от вредного воздействия в результате проникновения воды 0 Нет защиты 1 предметов диаметром ≥ 50 мм Защищено от внешних твердых 1 Защищено от вертикально падающих капель воды Защищено от внешних твердых 2 Защищено от вертикально падающих капель воды, когда оболочка отклонена на угол до 15°. Защищено от внешних твердых 3 Защищено от воды, падающей в виде дождя (угол с вертикалью до 60° ) 4 предметов диаметром ≥ 1, 0 мм 5 Пылезащищено Защищено от внешних твердых 4 Защищено от сплошного обрызгивания 5 Защищено от водяных струй 6 Пыленепроницаемо 6 Защищено от сильных водяных струй (100 л/мин при давлении 100 к. Па) Защищено от воздействия при временном (непродолжительном) погружении в воду Защищено от воздействия при длительном погружении в воду 2 предметов диаметром ≥ 12, 5 мм 3 предметов диаметром ≥ 2, 5 мм Параметр IP –показывает степень защиты конкретного изделия от попадания внутрь твердых тел, пыли и воды. 7 8
Порядок выбора электрооборудования для взрывоопасных зон 1. Нормативно и аналитически определяется класс взрывоопасной зоны и ее размеры для помещения и наружной установки в нормальном или аварийном режиме технологического процесса. Классы и размеры взрывоопасных зон для наружных взрывоопасных установок должны приниматься в соответствии с нормами технологического проектирования, отражающими особенности технологических процессов, учитывающими опыт эксплуатации действующих взрывоопасных установок и утвержденными в установленном порядке соответствующими министерствами и ведомствами. 2. Определяются параметры взрывоопасной среды в местах установки электрооборудования (т. е. в пределах взрывоопасной зоны): наименования и физические свойства веществ, которые могут образовать взрывоопасные смеси; категории и группы, к которым относятся взрывоопасные смеси.
Порядок выбора электрооборудования для взрывоопасных зон 3. Определяются общие свойства и условия, характеризующие взрывоопасную среду, в которой должно эксплуатироваться электрооборудование: места, в которых температура окружающей среды превышает 35 °С, химическая активность и механическое воздействие окружающей среды на электрооборудование и др. 4. Проводится анализ маркировки взрывозащиты электрооборудования и указаний заводской инструкции по монтажу и эксплуатации, после чего сравнивается уровень и вид взрывозащиты электрооборудования с предполагаемыми условиями его эксплуатации: класс взрывоопасной зоны, категория и группа взрывоопасной смеси, общие свойства и условия окружающей среды. 5. Учитывается возможность дальнейшего совершенствования и модернизации производства и использования в технологии более пожаровзрывоопасных веществ и материалов. 6. На основании пунктов 1 -5 составляется спецификация применяемого взрывозащищенного электрооборудования с учетом требований ПУЭ и ГОСТов (или технических условий) на отдельные виды электрооборудования.
ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА ПОЖАРООПАСНЫХ ОТКАЗОВ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ Часть 3
Условие пожаробезопасности электротехнического изделия Qnp — вероятность возникновения характерного пожароопасного режима в составной части изделия (возникновения КЗ, перегрузки, повышения переходного сопротивления и т. п. ), [1/год]; Qn 3 — вероятность того, что значение характерного электротехнического параметра (тока, переходного сопротивления и др. ) лежит в диапазоне пожароопасных значений; QH 3 — вероятность несрабатывания аппарата защиты (электрической, тепловой и т. п. ); QB — вероятность достижения горючим материалом критической температуры или его воспламенения. Результат расчета сравнивают с нормативной величиной 10 -6 в год (в расчёте на одно изделие). Изделие считается пожаробезопасным, если фактическая или расчётная (для новых изделий) вероятность возникновения пожара не превышает нормативной. ГОСТ 12. 1. 004 -91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.
Расчет вероятности возникновения пожаров Фактическая вероятность возникновения пожаров от электротехнических изделий: n - количество пожаров в год от изделий определённого вида; N - количество изделий определённого вида, находящихся в эксплуатации. Вероятность воспламенения электротехнического изделия: Qэ - вероятность возникновения пожара, определяемая комплектующими элементами электротехнического изделия; Qм - вероятность возникновения источника зажигания, обусловленная конструктивными особенностями и технологией изготовления электротехнического изделия; Qн. з - вероятность несрабатывания аппарата защиты электротехнического изделия. Вероятность возникновения пожара, определяемая комплектующими - вероятность воспламенения электротехнического изделия от пожароопасного комплектующего элемента i-го типа; n - число типов элементов.
Расчет вероятности возникновения пожаров Вероятность воспламенения электротехнического изделия от пожароопасного комплектующего элемента i-го типа Pj - вероятность возникновения источника зажигания пожароопасного элемента i-го типа ; m - число пожароопасных элементов определённого вида в электротехническом изделии. Вероятность возникновения источника зажигания пожароопасного элемента : λj - интенсивность отказов j-го комплектующего элемента эл-кого изделия, [1/ч]; T - средняя продолжительность работы эл-кого изделия, [ч]; PКЗ/отк - вероятность появления короткого замыкания в пожароопасном комплектующем элементе при отказе; Qj к. э - вероятность воспламенения j-го комплектующего элемента ; Qj к. м - вероятность воспламенения конструкционных материалов, находящихся в непосредственной близости от пожароопасных комплектующих элементов.
Вероятность возникновения источника зажигания электротехнического изделия, связанная с технологией изготовления Вероятность возникновения источника зажигания эл-кого изделия, связанная с технологией изготовления: - вероятность возникновения источника зажигания электротехнического изделия от k-го типа производственных отказов; L - число типов отказов. Вероятность возникновения источника зажигания эл-кого изделия от k-го типа производственных отказов: Ps - вероятность возникновения источника зажигания электротехнического изделия от s-го отказа по k-му типу отказа; r - число пожароопасных отказов по типу k. Вероятность возникновения источника зажигания элкого изделия от s-го отказа по k-му типу отказа n - число пожароопасных отказов технологических элементов, определяется при имитации отказов; N - общее количество технологических элементов в изделии.
Вероятность несрабатывания защиты электротехнического изделия : k 2 - коэффициент, учитывающий наличие или отсутствие в электротехническом изделии специальной системы пожаротушения. При наличии такой системы значение k 2 = 0, 05, при её отсутствии k 2 = 1. k 1 - коэффициент, характеризующий защищённость электротехнического изделия от пожароопасных режимов; N - число пожароопасных режимов (определяется в процессе имитации неисправностей); Z - число режимов, при которых срабатывает защита электротехнического изделия (определяется в процессе имитации неисправностей).
Скачать презентацию Основы пожарной безопасности применения электроустановок Лекции 1 -2
Лек 1-2 (в_2015).pptx