Moderní kabelové produkty jsou původně navrženy pro provoz v extrémních podmínkách. A to nemluvíme jen o jejich použití na Dálném severu či Sibiři, na námořních lodích, říční flotile nebo v dolech a podzemních dílech. Mimořádné události mohou nastat kdykoli a kdekoli a minimálně vždy musí zůstat v provozu poplachové, výstražné a hasicí prostředky. A jejich fungování je z velké části zajištěno komunikačními a silovými vedeními, což znamená nejrůznější kabely a dráty. Pojďme tedy zjistit, jak elektronika funguje v extrémních podmínkách.
Obecné pojmy, termíny a definice
Můžeme s jistotou říci, že nejpřísnější požadavky jsou kladeny na zařízení a převodovky (kabelové a drátěné výrobky) určené pro práci ve výbušných podmínkách. A nejlepší je začít zvažovat použití kabelů v těchto případech definováním některých základních pojmů.
Výbušná atmosféra je směs se vzduchem za normálních atmosférických podmínek různých hořlavých látek ve formě páry, prachu, plynu nebo těkavých částic schopných samoudržovat šíření plamene.
Výbušná zóna je prostor definovaný jako plynové nebo prachové výbušné prostředí, rozdělené na samostatné prostory v závislosti na době přítomnosti a četnosti výskytu výbušné směsi v něm.
Výbušná bezpečnost je stav, kdy není možné vznítit výbušnou atmosféru a způsobit poškození zdraví a života lidí, majetku a životního prostředí.
Ochrana proti výbuchu – opatření přijatá k zajištění bezpečnosti zařízení proti výbuchu, včetně jeho výroby, prodeje, provozu a likvidace.
Za zařízení se považují technické výrobky, jakož i prvky jejich řídicích systémů (a tedy převodovky), měřicí a řídicí systémy, určené pro výrobu, využití a přeměnu energie, obsahující vlastní zdroje energie, které mohou způsobit vznícení výbušné atmosféry. .
Jaké jsou typy výbušných zón?
- Oddělení do různých typů výbušných zón je nutné pro správný výběr zařízení podle provozních podmínek a stanovení ochranných prostředků. V závislosti na době přítomnosti směsi plynu nebo prachu v zóně se rozlišují:
- výbušné plynné atmosféry – třída zóny 0, třída 1 a třída 2;
- výbušné prachové atmosféry – zóna třída 20, třída 21 a třída 22.
Co způsobuje vznícení výbušné atmosféry?
Příčinou požáru může být:
- elektrický výboj;
- ohřev povrchů zařízení, včetně převodovek;
- akumulace na površích a následné vybití statické elektřiny;
- jiskření v důsledku kolize nebo tření zařízení nebo jeho jednotlivých částí;
- bludné elektrické proudy;
- zdroje elektromagnetického, ultrazvukového nebo ionizujícího záření;
- konstantní objemová komprese a rázové vlny.
Jak je zajištěna bezpečnost výbuchu?
Výbuchová bezpečnost je výsledkem realizace celé řady opatření pokrývajících vývoj, vznik a provoz určitého objektu nebo stavby. Popsat všechna přijatá opatření k dosažení daného cíle je poněkud nevděčný úkol. Existuje velké množství regulačních dokumentů, pokynů a pravidel, ve kterých je vše podrobně popsáno.
Navíc nás zajímá speciální případ problému bezpečnosti výbuchu – příspěvek kabelových výrobků k jeho zajištění. Ale bylo by špatné ignorovat problém jako celek.
Kde to všechno začíná
Jedním z prvních úkolů, před kterými stojí projektanti elektrotechniky v nebezpečných oblastech, je jejich klasifikace (takové zóny jsou označeny jako B-I, B-Ia, B-Ib, B-Id, B-II, B-IIa). Kromě toho musí být uvedeny výbušné směsi, které se v nich mohou tvořit, a také název plynů a par (pro zóny B-II a B-IIa – druh prachu).
V projektové dokumentaci musí být uvedeno:
- svislé a vodorovné značky, které umožňují propojit trasy pro pokládku kabelů a elektrických potrubí s osami a prvky budov;
- místa instalace těsnění a jejich typy;
- názvy antikorozních nátěrů, pokud je možné chemicky agresivní prostředí;
- hranice výbušných zón;
- místa pro instalaci kolektorů vody.
Tím zdaleka není vyčerpán obsah projektové dokumentace, ale i jednoduchý výčet některých prioritních úkolů nám umožňuje pochopit složitost a originalitu problémů, kterým vývojáři a výrobci čelí.
Jaké dráty a kabely se používají v nebezpečných oblastech
Úplně prvním požadavkem na převodovku je použití značek uvedených v konstrukční dokumentaci. Jakákoli odchylka od stanovených požadavků musí být dohodnuta s developerem. Kromě toho stojí za zmínku samostatně:
Použití jakýchkoli tříd neizolovaných vodičů v nebezpečných oblastech není povoleno.
Tam, kde je možný vznik výbušných směsí v důsledku par hořlavých kapalin nebo jsou přítomny výbušné plyny (zóny B-I a B-Ia), je povoleno použití výrobků s měděnými vodiči. Použití převodovek s hliníkovými vodiči je nepřípustné. Jejich použití je možné v nebezpečných prostorách jiných než uvedených tříd.
Vodiče odboček k elektromotorům do 1 kV musí být vždy chráněny před přetížením a jejich průřez musí zajistit dlouhodobé zatížení minimálně 120 % jmenovitého zatížení, bez přehřívání. Pro měděné kabely používané v prostředí s nebezpečím výbuchu by tedy měl být minimální průřez pro všechny typy vedení 1,5 mm 2 nebo více (u transformátorů proudu jsou sekundární obvody vyrobeny s průřezem alespoň 2,5 mm 2).
Převodovky s polyetylenovou izolací nebo opláštěním nepoužívejte v žádných nebezpečných prostorách. V takových místech jsou povoleny pouze kabely s PVC a pryžovou izolací. Je přípustné používat kabely s pláštěm a papírovou izolací.
Ve výbušných zónách v energetických sítích, v osvětlovacích sítích s napětím do 380 V, v sekundárních napěťových obvodech do 1000 V musí být kladené kabely kruhové, splňující požadavky na ochranu proti výbuchu při zavádění kabelů do zařízení E-x (E-x – nevýbušné zařízení).
O požární bezpečnosti kabelů
Při zvažování použití převodovek ve výbušném prostředí nelze pominout otázky související s požární bezpečností. A ačkoli to přímo neovlivňuje možnost použití konkrétní značky kabelu v extrémních podmínkách, je třeba mít na paměti, že v nouzových situacích by se provoz zařízení, které zajišťuje především bezpečnost personálu, neměl zastavit.
A toho je mimo jiné dosaženo použitím speciálních typů drátů, které nešíří a nepodporují hoření, nevypouštějí toxické a halogen obsahující látky a nevytvářejí další kouř.
A ještě jednu vlastnost kabelů nelze ignorovat. Mluvíme o jejich těsnosti. Přesněji o nemožnosti šíření výbušných plynů a směsí pod pláštěm kabelu, po vodičích s proudem. Uvnitř kontrolního bodu by neměly být žádné volné dutiny nebo kanály, kterými se budou páry a plyny šířit mezi jednotlivými místnostmi.
Provádění elektroinstalací v prostředí s nebezpečím výbuchu
Stávající způsoby kladení kabelů a jejich vlastnosti jsou uvedeny v tabulce níže.
Třída nebezpečného prostoru
Způsob pokládání kabelů
Zóna jakéhokoli typu
Otevřené na stěnách, prvcích stavebních konstrukcí na konzolách a konzolách, v krabicích, na kabelech, žlabech, kabelových kanálech. Možná instalace do země nebo výkopů.
V zónách B-Ia, B-Ib, B-Ig, B-IIa (kromě silových obvodů do 1 kV)
Nepancéřovaný kabel v pryžovém, PVC a kovovém plášti.
Otevřete, pokud nejsou žádné chemické nebo mechanické vlivy, na stěny a prvky stavebních konstrukcí na konzolách a konzolách, kabelech, v žlabech.
V zónách B-II, B-IIa
V kanálech pro zhutňování prachu
V zónách B-Ia, B-Ib, B-Ig
V ocelovém potrubí a potrubí voda-plyn, a to jak otevřeně, tak skrytě
V zónách B-Ia, V-b, V-Id, V-IIa (kromě silových obvodů do 1 kV)
Otevřené, pokud nepůsobí chemické nebo mechanické vlivy, jsou umístěny na stěnách, prvcích stavebních konstrukcí na konzolách a konzolách, na kabelech, v žlabech.
V zónách B-II, B-IIa
V kanálech pro zhutňování prachu
V zónách B-Ia, B-Ib, B-Ig
V ocelovém potrubí a potrubí voda-plyn, a to jak otevřeně, tak skrytě
O některých funkcích elektrické instalace v nebezpečných oblastech
Tyto požadavky stojí za zmínku.
Zavedení drátu (kabelu) do těla zařízení. Nemělo by porušovat stávající úroveň ochrany proti výbuchu a navíc by nemělo zabraňovat vniknutí cizích pevných předmětů a vody do krytu (zajistit požadovanou úroveň ochrany podle IP kódu). To platí zejména v případech, kdy zákazník samostatně instaluje zařízení a vstupuje do kabelu.
Správný přechod mezi různými zónami přes stěny a stropy. Podle norem musí být průchod jednoho kabelu pevnými překážkami proveden v úsecích ocelových trubek (lze použít vodovodní a plynové potrubí), vyražené otvory musí být utěsněny cementovou maltou. Samotný kabel musí být uvnitř utěsněn vyplněním trubky směsí US-65 a vycpáním azbestovou šňůrou nebo jutou.
Dalším způsobem, jak položit kabely stěnami a stropy, je použití speciálních nevýbušných těsnících modulů.
V nebezpečných oblastech jakékoli třídy musí být všechny instalace uzemněny (uzemněny). (Uzemnění je připojení elektrické instalace nebo zařízení s „uzemňovacím obvodem“; uzemnění je připojení bezproudových částí k neutrálu).
Odbočné kabely a spojky se nesmějí používat v žádné nebezpečné oblasti kromě jiskrově bezpečných obvodů.
A opět o výběru kabelu
Uvedený popis podmínek použití a provozu převodovky naznačuje, že výběr konkrétního typu kabelu není zdaleka jednoduchý. V tomto případě je nutné vzít v úvahu mnoho faktorů, někdy přímo nesouvisejících s vykonávanými úkoly (například přenos signálu z bodu A do bodu B). A přesto se nemůžete řídit žádným jedním požadavkem nebo charakteristikou.
Zde je potřeba komplexně zohlednit mnoho faktorů. Jako příklad konkrétního výrobku vhodného pro provoz v uvažovaných podmínkách můžeme uvést kabely InSil (silové i instalační) pro průmyslové sítě nebezpečných výrobních zařízení.
Mají měděné vodiče, různé druhy izolace, poskytující ochranu za jakýchkoli podmínek, kabely jsou ohnivzdorné, žáruvzdorné, pancéřované a stíněné. Můžete si tak vybrat ten správný produkt pro různé úkoly – od kladení elektrického vedení až po vytváření sítí pro řízení různých výrobních zařízení v nouzových situacích.
Závěr
Provádění instalace v prostředí s nebezpečím výbuchu vyžaduje integrovaný přístup a dodržování požadavků regulační a projektové dokumentace, jakož i zapojení personálu kvalifikovaného a certifikovaného pro tento typ práce. A samozřejmě používejte kabel, který plně vyhovuje podmínkám použití a zajišťuje splnění bezpečnostních požadavků.
