Взрывоопасные объекты: способы реализации охранно-пожарной сигнализации.

Взрывоопасные объекты: способы реализации охранно-пожарной сигнализации.

Взрывоопасные объекты: способы реализации охранно-пожарной сигнализации

Цели взрывозащиты
В настоящее время, на фоне активно развивающихся отраслей нефтяной и газовой промышленностей, отмечается значительный рост объектов, использующих в технологическом производственном цикле взрывоопасные и легковоспламеняющиеся вещества. Это ведет к широкому распространению взрывозащищенного электрооборудования различного назначения, в том числе оборудования охранно-пожарной сигнализации (далее ОПС).

Однако, среди отдельных представителей проектных организаций, да и среди некоторых сотрудников надзорных служб, имеет место неправильное понимание целей и принципов взрывозащиты. Считая основной целью взрывозащиты защиту начинки электрооборудования от энергии взрыва, сложился стереотип, что взрывозащищенное оборудование должно быть массивным, с крепким «взрывонепробиваемым» корпусом. Такое суждение в корне неверно.

Взрывозащита имеет совершенно противоположные цели, и взрывозащищенное оборудование в первую очередь не должно само явиться источником взрыва. С этой точки зрения определение взрывобезопасное оборудование более корректно, хотя и не является общепринятым.

На взрывоопасных объектах появление даже незначительных источников нагрева или искрения может повлечь за собой возникновение взрыва и пожара. Наряду с прочим электрооборудованием, в качестве возможного источника воспламенения следует рассматривать и работающую систему охранно-пожарной сигнализации. Ведь большинство извещателей, оповещателей и приемно-контрольных приборов содержат опасные с точки зрения искрообразования цепи и элементы.

Поэтому для реализации противопожарной и охранной защиты взрывоопасных объектов применяют средства сигнализации во взрывозащищенном исполнении. Взрывозащищенная ОПС должна не только исправно выполнять свои функции во взрывоопасной среде, но и, в первую очередь, гарантировать, что сама не станет причиной возникновения пожара или взрыва, как при нормальном функционировании, так и при возникновении неисправностей.

Виды взрывозащиты и принципы их реализации.
В конструкции взрывозащищенного электрооборудования предусматривается ряд специальных мер. Существуют строго определенные виды взрывозащиты, методики выполнения которых, стандартизованы.

Рассмотрим основные принципы реализации взрывозащиты, применяемые в ОПС.
1. Сдерживание – это принцип реализации взрывозащиты, при котором части (элементы) электрооборудования, способные вызвать воспламенение взрывоопасной газовой среды, помещают в оболочку, выдерживающую давление взрыва взрывоопасной смеси внутри этой оболочки, и предотвращающую его распространение во внешнюю взрывоопасную газовую среду. На основе этого принципа реализуется защита вида «d» — взрывонепроницаемая оболочка. Следует заметить, что данный вид взрывозащиты в принципе не исключает возникновение взрыва, он лишь препятствует распространению взрывной волны наружу электрооборудования. Именно защита «d» воспринимается многими как «настоящая» взрывозащита, однако, как будет показано далее, она не всегда целесообразна и не везде применима. Кроме того, оборудование с защитой «d» имеет ряд недостатков (большие масса, габариты и, как следствие, стоимость), а также строгих ограничений (запрещено включать оборудование с открытой оболочкой).

2. Изоляция – это принцип реализации взрывозащиты, при котором части электрооборудования, способные воспламенить взрывоопасную смесь за счет искрения или нагрева, заключаются в специальный изолирующий материал таким образом, чтобы взрывоопасная смесь не имела доступа к элементам электрооборудования. На основе этого принципа реализуется используемая в ОПС взрывозащита вида «m» — герметизация компаундом. Среди недостатков взрывозащиты «m» можно выделить низкую ремонтопригодность оборудования и коммутационные ограничения (отсутствие клемм для подключения).

3. Недопустимость – это принцип реализации взрывозащиты, при котором полностью исключается возможность выделения (в виде искры или теплового нагрева) во взрывоопасной зоне энергии, запасенной в электрической цепи, способной воспламенить окружающую среду. На этом принципе основывается широко применяемая в ОПС защита вида «i» — искробезопасная цепь (далее ИБЦ). ИБЦ – это особый вид взрывозащиты, который основывается на ограничении параметров электрической цепи — тока, напряжения, рассеиваемой мощности — до искробезопасных величин. Искробезопасные величины — это максимально допустимые электрические параметры, при которых энергии образующихся разрядов недостаточно для воспламенения взрывоопасной смеси. Таким образом, защита вида «i» в принципе исключает возможность возникновения взрыва. Поэтому многими специалистами оборудование с защитой вида ИБЦ по определению считается именно взрывобезопасным оборудованием.

ИБЦ по степени надежности подразделяются на три уровня: уровень ia – особовзрывобезопасный, уровень ib – взрывобезопасный, уровень ic – повышенной надежности против взрыва. ИБЦ уровня ia сохраняют искробезопасность при любых возможных видах повреждений, поэтому являются самыми надежными. При всех достоинствах искробезопасных цепей, их применение ограничено слаботочными и низковольтными цепями, т.е. сигнальными и контрольными цепями, такими как шлейфы сигнализации в системах ОПС.

Наряду с вышеперечисленными видами взрывозащиты в некоторых случаях в охранно-пожарной сигнализации могут применяться и другие виды, в частности защита вида «s» -специальный вид взрывозащиты, который основан на совокупности вышеописанных принципов и некоторых дополнительных мерах.

Вид взрывозащиты и класс взрывоопасной зоны.
Оборудование систем ОПС, как и любое электрооборудование, устанавливаемое на взрывоопасных объектах, должно полностью соответствовать той зоне, в которой оно будет использоваться. Согласно ГОСТ Р 51330.9 взрывоопасные зоны подразделяются на 3 класса:

класс 0 – зона, в которой взрывоопасная среда присутствует постоянно или на протяжении длительного периода.
класс 1 – зона, в которой взрывоопасная среда может создаваться при нормальной работе.
класс 2 – зона, в которой взрывоопасная среда при нормальных условиях эксплуатации отсутствует, а если возникает, то редко и продолжается недолго.

Вид взрывозащиты, примененный в электрооборудовании, указывается в его маркировке взрывозащиты после символов «Ex». В зависимости от используемого вида взрывозащиты оборудование допускается устанавливаться строго в определенной зоне, как указано в таблице 1. Для защит вида «d» и «m» в маркировке взрывозащиты перед символами «Ex» следует указывать цифру (1 или 2), указывающую класс зоны. Для защиты вида «i» это необязательно, т.к. класс зоны однозначно определяется уровнем искробезопасности.

Таблица 1.

«+» — допускается использование; «–» — использование недопустимо.

Отметим, что из рассмотренных видов защиты в зоне класса 0 допустимо использование только особовзрывобезопасного оборудования с использованием ИБЦ уровня «iа». Особовзрывобезопасное оборудование может быть выполнено также специальным видом защиты «s».

Преимущества искробезопасной ОПС.
Согласно европейской статистике, основным видом взрывозащиты, применяемым в настоящее время на взрывоопасных объектах западных стран, является взрывозащита вида искробезопасная цепь — «i». Взрывозащита этого вида используется в 90% случаях реализации ОПС на этих объектах. Такая популярность ИБЦ связана с рядом преимуществ, по сравнению с другими видами защит, затрагивающих основные критерии выбора оборудования, таких как надежность, стоимость, удобство монтажа и обслуживания.

Как уже отмечалось ранее, уровень электрических параметров в данных цепях ограничен до искробезопасных величин, поэтому нет необходимости применять внутри взрывоопасной зоны специальных способов разводки (в трубах или в броне) и взрывозащищенных соединительных коробок. Согласно ГОСТ Р 51330.13, монтаж ИБЦ возможно производить любыми способами, вплоть до открытой прокладки обычных изолированных проводов с изоляцией, испытанной напряжением 500В. ИБЦ позволяют производить любые виды работ, связанные с заменой оборудования, ремонтом, обслуживанием, наращиванием системы ОПС, а также проводить пуско-наладочные работы и испытания, без отключения питания, сохраняя работоспособность всей цепи.

Согласно ГОСТ Р 51330.13 искробезопасные цепи и электрооборудование в этих цепях не требуется защищать от перегрузки, отрицательных последствий коротких замыканий и замыканий на землю. Надежность ИБЦ подтверждает и тот факт, что согласно того же ГОСТ Р, данный вид взрывозащиты с уровнем «iа» является особовзрывобезопасным и используется для построения ОПС в зонах класса 0, где предъявляются повышенные требования к взрывозащите оборудования и цепи в целом.

Таким образом, применение ИБЦ зачастую является оптимальным, а иногда и единственно возможным способом построения системы ОПС взрывоопасного объекта.

Заключение.
Реализация охранно-пожарной сигнализации на взрывоопасных объектах является сложной и ответственной задачей, требующей детального изучения нормативной базы, а также учета всех факторов на этапах проектирования, монтажа и последующей эксплуатации. Грамотный и рациональный подход к выбору вида взрывозащиты позволит существенно сократить время монтажа и расходы на реализацию и эксплуатацию ОПС, а самое главное – гарантировать безопасность человеческих жизней и имущества.

Бурыкин В.А.
«Спецприбор»