Вид взрывозащиты «Повышенная защита вида е»

ГОСТ Р 52350.7-2005 (МЭК 60079-7-2006) «Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Часть 7. Повышенная защита вида "е"».

Вид защиты "Ех е" - это взрывозащита, в конструкции которой применяются дополнительные меры по защите от высоких температурных режимов, искр и электрической дуги. Для оборудования с видом защиты "Повышенная защита" применяются строгие правила при монтаже, которые необходимо выполнять. Данные требования указываются в сертификате или инструкциях производителя и должны включать следующее:

  • Разрешается устанавливать только определённое количество клемм.
  • Тип клемм. Клеммы должны иметь подходящие размеры для используемых подключений и обеспечивать надёжную фиксацию проводников, исключающую ослабление и обрыв проводника. Основные требования для клемм "Ех е" указаны в стандартах:
    • ГОСТ Р 50030.7.1-2009 (МЭК 60947-7-1:2002) «АППАРАТУРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ НИЗКОВОЛЬТНАЯ Часть 7.1 Электрооборудование вспомогательное. Клеммные колодки для медных проводников».
    • ГОСТ Р 50030.7.2-2009 (МЭК 60947-7-2:2002) «АППАРАТУРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ НИЗКОВОЛЬТНАЯ Часть 7.2 Электрооборудование вспомогательное. Клеммные колодки защитных проводников для присоединения медных проводников».
    • Для использования данного оборудования в опасных зонах применяется также стандарт ГОСТ Р 51330.0-99 (МЭК 60079-0-98) «Электрооборудование взрывозащищенное, часть 0, Общие требования»; (существуют старые стандарты, но действующие до сих пор 50014 и 50019).
  • Размер клемм (два провода с разным сечением не разрешается устанавливать на одну клемму).
  • Размер кабеля (площадь поперечного сечения), максимальный ток и максимально допустимая нагрузка.

Данные требования должны строго выполняться так они могут быть жизненно важными для обеспечения необходимой защиты.

Максимальное напряжение для обеспечения защиты 11 кВ (постоянного или действующего значения переменного тока).

Данный вид защиты используется для:

  • Соединительных коробок или шкафов управления.
  • Электродвигателей и осветительной арматуры.

Вид взрывозащиты «Повышенная защита вида "е"» подходит для оборудования группы II, категории 2G (Зона 1) / Уровень защиты оборудования (EPL) Gb.

Основные отличительные характеристики оболочек "Ех е".

Распределительные короба и оболочки "Ех е".

Температурная классификация для оборудования "Ех е".

Максимальная рассеиваемая мощность (MDP).

Требования к кабельным вводам для оборудования "Ех е".

Основные отличительные характеристики оболочек "Ех е".

Оболочки "Ех е" должны быть изготовлены таким образом, чтобы они могли выдержать тест на механическое воздействие, а также обеспечить определённую степень IP защиты.

Одна из основных отличительных характеристик оболочек "Ех е" - это различные материалы, из которых они изготавливаются:

  • Нержавеющая сталь.
  • Мягкая сталь.
  • Алюминий.
  • Поликарбонат.

Неметаллические материалы в данных оболочках должны соответствовать следующим требованиям:

  • Теплостойкость и хладостойкость.
  • Защита от ультрафиолетового излучения.
  • Высокое сопротивление изоляции
  • Тепловой индекс (TI) материала указывает на способность материала сохранять особое физическое свойство выше определенного уровня после воздействия на него высоких температур или при длительном времени эксплуатации.

Электроизоляционный материал должен иметь механическую устойчивость при повышении температуры, по крайней мере, на 20 °С от максимальной эксплуатационной температуры.

Расстояние по воздуху между токоведущими частями не должно быть меньше значений, указанных для номинального напряжения, измеренное по воздуху. Расстояние по воздуху позволяет предотвратить пробой диэлектрика между электродами из-за ионизации воздуха.

Расстояние между проводниками по поверхности диэлектрика - это кратчайшее расстояние между двумя электропроводящими деталями (или между проводящей частью и граничащей поверхностью оборудования), измеренное по поверхности диэлектрика. Надлежащее и достаточное расстояние по поверхности диэлектрика защищает от утечек тока, так называемого процесса, который создает частично токопроводящую дорожку от поврежденной части поверхности изолирующего материала в результате электрического разряда на или близко к поверхности изоляции.

Безопасные расстояния для "Ех е" клеммных колодок:

Пропускная способность контактов клеммных колодок "Ех е".

Указанные значения пропускной способности по току действительны при температуре окружающей среды 40 °С. При номинальном токе (+10%) и максимальной температуре поверхности шины клеммной колодки 40 °С.

Распределительные короба и оболочки "Ех е".

Для оболочек "Ех е", у которых имеются незащищённые токопроводящие части (например, распределительная коробка) требуется установка устройств защиты от попадания внешних сред IP54. На практике, у пользователей наибольшее распространение получили оболочки с защитой IP65 или IP 66.

Корпусы могут быть оснащены сливными отверстиями или вентиляционными отверстиями для предотвращения накопления конденсата.

На следующем рисунке показана конструкция оболочки со сливным отверстием:

Коррозия при контакте разнородных металлов.

Если используются оболочки из литейных сплавов, требуется особая осторожность, чтобы не допустить коррозии при контакте разнородных металлов. Часто данный эффект может наблюдаться при использовании оболочек сделанных из сплавов и кабельных вводов из латуни. Один из вариантов как можно предотвратить данную проблему - это использование следующих материалов для кабельных вводов:

  • Никелированной латуни;
  • Нержавеющей стали;
  • Пластика;
  • Кабельных вводов из сплава, соответствующему сплаву оболочки.

Клеммная коробка "Ех е" из нержавеющей стали:

У пластиковых оболочек "Ех е" существует другая проблема, если используется армированный кабель: в этом случае армированный слой должен быть жёстко соединён основным заземлением распределительной коробки.

Существует два метода для выполнения правильного заземления согласно требований, например, применение металлических пластин различной толщины с резьбовым входом. Как правило, многие коробки поставляются с заранее установленными пластинами.

На следующей странице показана пластиковая соединительная коробка:

Из-за общей толщины стенок многих неметаллических корпусов и необходимости уплотнительной, и, иногда, антивибрационной шайбы, часто необходимо использовать кабельный ввод с удлиненной резьбой (например, 20 мм).

Различными сертификационными институтами было высказано опасение, касающееся потенциальной опасности самопроизвольного ослабления прокладок кабеля из-за теплового воздействия в неметаллических корпусах.

Стандарт 60079-7 включает в себя новые тестовые требования к пластиковым корпусам, которые проверяют термостойкость материала оболочки. Если материал проходит тест, непрерывность заземления должна обеспечиваться, даже без антивибрационной шайбы. Если проверка не пройдена, единственный способ поддержать непрерывность заземления - фиксация медной пластины двумя контргайками.

Температурная классификация для оборудования "Ех е".

В распределительных коробках "Ех е" максимальная температура нагрева поверхности обычно находится на внутренних частях оболочки. Это определяет температурную классификацию оболочки.

Температура определяется при тестах и зависит обычно от двух факторов:

  • Количество клемм и проводов внутри оболочки.
  • Повышение температуры клемм и проводки выше температуры окружающей среды.

Нормальная температура окружающей среды -20 °С to +40 °С. При высоких значениях температуры окружающей среды рекомендуется применять оборудование с более высоким температурным классом или понизить ток, протекающий через клеммы.

Максимальная рассеиваемая мощность (MDP).

На оболочках Ех "е" указывается значение максимальной рассеиваемой мощности (MDP), которое используется для вычисления возможного количества устанавливаемых клемм. На основе установленного тока и общего сопротивления кабеля и клеммы, пользователь или производитель рассчитывает значение рассеиваемой мощности на одну клеммную колодку.

Данная цифра, умноженная на количество клемм всегда должна быть меньше значения максимальной рассеиваемой мощности указанной на корпусе. Как альтернатива, пользователю может быть предоставлена таблица для каждого размера оболочки, с указанием максимального количества клеммных колодок или проводников под установленное значение тока и сечение, например, "метод компоновки".

У малых сечений рассеиваемая мощность зависит от размера провода, т.к. сопротивление качественной клеммной колодки незначительно. Поэтому, число в таблице фактически является числом пар проводов, которые могут быть подключены в распределительной коробке. Например, пользователь может решить, основываясь на данных из таблицы производителя, установить клеммные колодки, которые допускают подсоединение кабеля с максимальным сечением провода 4 мм2, но использовать сечение 2.5 мм2. В этом случае очень важно понимать, что значение в таблице не относится к количеству клемм с максимальным сечением 4 мм2, а указывает на количество подсоединённых пар проводов с сечением 2.5 мм2.

Требования к кабельным вводам для оборудования "Ех е".

Используемые кабельные вводы должны иметь сертификацию "Ех е" или "Ex d". Сертификация заглушек для кабельных входов должна также быть Ex "d" или Ех "е" и при их установке необходимо использовать IP шайбы, если только толщина стенки менее 6 мм. Однако чаще всего используется защита IP65 или IP66. Поэтому установка герметизирующих шайб рекомендуется.

Примечание: Внешнее кольцо заземления необходимо устанавливать перед уплотняющей IP шайбой.