Источники электроэнергии и особенности её распределения на предприятиях нефтяной и газовой промышленности

Возможность проникновения  взрывоопасных смесей внутрь корпуса  электрооборудования не исключается, т. е. полная герметичность оболочек не обеспечивается. Но конструкция и размеры зазоров в местах сопряжения отдельных частей оболочки таковы, что продукты взрыва внутри оболочки охлаждаются при помощи этих зазоров настолько, что не могут воспламенить внешнюю взрывоопасную среду, окружающую эту оболочку.

Источником воспламенения  взрывоопасной смеси внутри оболочки электрооборудования могут быть искрение контактов при нормальной работе, искрение и нагрев при перегрузках, коротких замыканиях и других аварийных режимах.

Взрывонепроницаемое исполнение электрооборудования маркируется  буквой В. Обычно на корпусах электрооборудования в таком исполнении указываются также категория и группа взрывоопасной  смеси, для  которой это оборудование  предназначено. Например, обозначение В2Т2 относится к оборудованию с взрывонепроницаемой оболочкой, предназначенному для работы в среде взрывоопасных смесей до 2-й категории и группы Т2  включительно   (например,  бутана).   В  СССР  изготовляется несколько типов трехфазных асинхронных двигателей в таком исполнении.

Асинхронные короткозамкнутые двигатели единой всесоюзной серии ВАО рассчитаны на применение во взрывоопасных помещениях и наружных установках всех классов, где возможно образование взрывоопасных смесей 1, 2, 3-й категорий и групп Т1, Т2, ТЗ, Т4 (исполнение ВЗТ4). Они изготовляются на синхронную частоту вращения 600—3000 об/мин для мощностей от 0,27 до 100 кВт и от 132 до 315 кВт при напряжениях 220—380—660 В на 750—3000 об/мин для мощностей от 200 до 2000 кВт при напряжении 6000 В. Выпускается модернизированная серия двигателей ВА02 мощностью от 132 до 315 кВт (рис. 28), и начат выпуск двигателей серии В в исполнении ВЗТ4,  которые заменят все взрывозащищенные двигатели.

Для привода вентилей и задвижек выпускаются двигатели серии АСВ в исполнении ВЗТЗ, рассчитанные на повторно-кратковременный режим работы, на напряжения 380/220 В, синхронную частоту вращения 1500 об/мин, мощностью до 4,5 кВт, закрытой конструкции без обдува (рис. 29).

Пусковая и пускорегулирующая  аппаратура обычно устанавливается за пределами взрывоопасных помещений. В этих помещениях устанавливают лишь аппараты управления и коммутационные аппараты, механически связанные с технологическим оборудованием: кнопочные посты управления, колонки управления, конечные выключатели и др. Эти аппараты во взрывоне-проницаемом исполнении содержат корпус и крышку, в соединениях между которыми используется щелевая (при помощи зазора) защита от передачи пламени. Ввод проводов осуществляется через специальную вводную муфту, куда заводится бронированный кабель или провод, проложенный в стальной трубе.

 

 

 

Рис. 28. Электродвигатель серии ВА02-.

1 — пакет  статора; 2 — цилиндрический корпус; 3 — ребра; 4 — трубки циркуляции внутреннего воздуха; 5 — вентилятор внутреннего воздуха; 6 — ротор; 7 — вентилятор обдува наружным воздухом; 8 — лапы; 9 — обмотка статора; 10 — подшипниковый щит; 11 — подшипниковый узел

 

 

 

 

 

Рис. 29. Электродвигатель серии АСВ:

1 — ротор; 2 — статор; 3 и 4 — подшипниковые щиты; 5 — вводное устройство

 

 

На рис. 30 показаны взрывобезопасные выключатели, рассчитанные на установку в помещениях, где возможно образование взрывоопасных смесей 1-й категории группы Т1.

 

Рис. 30. Взрывобезопасные выключатели типа ВВ-5 (а)  и ВВ-6  (б)

               

Электрооборудование повышенной надежности

против взрыва.

 

В этом исполнении электрооборудование  должно быть изготовлено с такой степенью надежности, при которой не смогли бы возникать искрение или электрическая дуга, а также нагрев до опасных температур там. Если в электрооборудовании есть части, которые искрят при нормальной работе, они должны иметь другое взрывозащищенное исполнение.

Исполнение электрооборудования  с повышенной надежностью против взрыва обозначается буквой Н. В том случае, когда в конструкции электрооборудования такого исполнения имеются и взрывонепроницаемые элементы, то за буквой Н ставится цифра, указывающая категорию смеси. Если таких элементов нет, то ставится 0. За цифрой ставится буква, характеризующая группу смесей. Например, обозначение Н2Т2 относится к электрооборудованию повышенной надежности против взрыва, имеющему взрывонепроницаемый элемент (например, к двигателю с контактными кольцами, закрытыми взрывонепроницаемый колпаком), рассчитанный на смесь 2-й категории групп Т1 и Т2. Обозначение Н0Т2 указывает на то, что взрывонепроницаемых элементов в конструкции этого электрооборудования не содержится. Повышенная надежность против взрыва достигается следующим образом. В электрооборудовании применяются изоляционные материалы высокой надежности, температура нагрева изолированных обмоток при работе снижается относительно допустимой нормами для изоляции данного класса. Поверхности частей электрооборудования имеют наибольшие температуры, более низкие, чем температура самовоспламенения взрывчатых смесей.

Контактные соединения токоведущих частей выполнены столь  тщательно, что обеспечивается сохранение надежного контакта без искрообразований и нагрева выше допустимых значений в течение всего гарантированного срока работы. Исключена возможность поверхностного пробоя изоляции и возникновения искры или дуги между токоведущими частями, имеющими разные потенциалы.

Применяются прочные  материалы для оболочек и опорных  конструкций и т. д.

В помещениях классов B-I и В-П, где возможно образование взрывоопасных концентраций смесей паров и смесей газов с окислителями при нормальном технологическом режиме, не допускается применение электрооборудования в исполнении повышенной надежности против взрыва.

Специальных двигателей такого исполнения наша промышленность в настоящее время не выпускает. Но асинхронные короткозамкнутые двигатели во взрывонепроницаемых исполнениях В1Т1, В2Т2, ВЗТЗ, не имеющие искрящих частей при нормальной работе, эксплуатируются как двигатели повышенной надежности против взрыва для установок со средами более высокой категории, чем та, для которой они изготовлены как взрывонепроницаемые. При этом их тепловой режим поддерживается в соответствии с требованиями для машин повышенной надежности. Это означает, что нагрузка двигателей должна быть снижена против номинальной, что гарантируется установкой соответствующей тепловой защиты.

В качестве примера коммутационного  оборудования в исполнении повышенной надежности против взрыва можно отметить распределительный пункт типа РПВ, имеющий исполнение НЗТЗ (рис. 31). У этого пункта в исполнении повышенной надежности изготовлены сборные шины, помещенные в пылевлагонепроницаемую оболочку и имеющие надежные контактные соединения. Остальное оборудование имеет взрывонепроницаемое исполнение ВЗТЗ.

 

 

 

 

Рис. 31. Распределительный  пункт типа РПВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электрооборудование искробезопасное, с кварцевым заполнением и специального исполнения.

 

Взрывозащищенность искробезопасного электрооборудования достигается тем, что токи и напряжения в цепях, где оно устанавливается, снижаются до таких значений, при которых мощность электрических разрядов (искрение, дуга, тлеющий разряд и др.) в нормальных и аварийных условиях недостаточна для воспламенения взрывоопасных смесей.

Конструктивно же искробезопасное электрооборудование не отличается от общепромышленного невзрывозащищенного электрооборудования, только отдельные части его могут быть заключены во взрывонепроницаемую оболочку.

Искробезопасное исполнение ввиду малых значений пропускаемой оборудованием мощности, которым соответствует энергия разрядов, недостаточная для воспламенения взрывчатых смесей, применяется для устройств слабого тока: устройств связи, контрольно-измерительной аппаратуры, регулирующей аппаратуры. Первая буква в обозначении оборудования этого исполнения И.

Электрооборудование с  кварцевым заполнением выполняется так, что оболочка с токоведущими частями засыпается кварцевым песком. Электрооборудование этого исполнения имеет первую букву обозначения К.

В электрооборудовании специального исполнения защита против взрыва обеспечивается применением специальных средств, отличных от средств, которые используются в рассмотренных шести исполнениях. В частности, к специальному исполнению можно отнести оборудование в оболочках с избыточным давлением инертного газа, оборудование с заливкой эпоксидными смолами и т. п. Электрооборудование этого исполнения имеет первую букву обозначения С.

В нефтяной и газовой  промышленности наиболее распространено силовое электрооборудование в исполнениях: с взры-вонепроницаемой оболочкой, повышенной надежности против взрыва, продуваемом под избыточным давлением, с заполнением оболочки маслом.

Взрывозащита путем  автоматического отключения от сети при любом конструктивном исполнении электрооборудования снимает напряжения с токоведущих частей при нарушении защитной оболочки за время, исключающее воспламенение смеси. Первая буква обозначения этой взрывозащиты А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Особенности устройств электроснабжения взрывоопасных установок.

 

Размещение распределительных устройств на напряжения до 1000 В и выше во взрывоопасных помещениях всех классов не допускается. Исключение составляют распределительные щитки и ящики кольцевого питания во взрывозащищенном исполнении.

Допускается размещать  распределительные устройства в специальных помещениях, встраиваемых во взрывоопасные помещения классов B-Ia, B-I6 и В-Па и изолированных от последних глухими несгораемыми стенами и перекрытиями, с пределами огнестойкости не менее 1 ч, а также удовлетворяющих некоторым другим специальным требованиям относительно выходов, отверстий для вывода проводов и кабелей и др.

В помещения указанных  классов допускается встраивать комплектные трансформаторные подстанции при условии выполнения требований, изложенных в ПУЭ.

Допускается расположение подстанций в помещениях, пристроенных к взрывоопасным помещениям всех классов, если эти помещения не имеют дверей, окон, проемов, через которые возможно сообщение с взрывоопасными помещениями. Стены, смежные с этими помещениями, должны быть несгораемыми с пределом огнестойкости не менее 1,5 ч. Должны быть приняты меры, чтобы ни при каких условиях в помещение подстанции не могли проникнуть взрывоопасные смеси. В частности, в этом помещении должно быть создано избыточное давление чистого воздуха.

При сооружении отдельно стоящих подстанций вблизи зданий с взрывоопасными помещениями или вблизи наружных взрывоопасных установок должны быть выдержаны определенные расстояния между этими подстанциями и указанными зданиями и установками.

Все электрические силовые  цепи переменного тока во взрывоопасных установках всех классов независимо от числа фаз этих цепей при глухозаземленной нейтрали питающего источника должны выполняться с отдельной жилой провода или кабеля, предназначенной для заземления. Это увеличивает надежность работы электрической защиты и снижает напряжение прикосновения.

Площади сечений —  изолированных проводов и кабелей  на ответвлениях к короткозамкнутым электродвигателям на напряжения до 1000 В, установленным во взрывоопасных установках (за исключением помещений класса B-I6 и наружных установок класса В-1г), должны быть такими, чтобы длительно допустимая для них сила тока превышала номинальный ток электродвигателя не менее чем на 25%.

Все электродвигатели и  линии на 6—10 кВ, расположенные в помещениях и наружных установках, опасных в отношении взрыва, должны иметь кроме соответствующих защит также защиту от однофазных замыканий на землю, действующую па отключение. Наличие такой защиты сокращает время воздействия на взрывоопасную среду дуги или искры, возникающих при возможных однофазных замыканиях на землю.

Электрическая проводка в таких помещениях и на наружных установках выполняется бронированными или небронированными кабелями, проложенными в стальных трубах, либо открыто и изолированными проводами в стальных трубах.

Плотность соединений стальных труб электропроводки после монтажа  испытывается избыточным давлением  от 0,05 до 0,25 МПа в зависимости  от класса помещения; причем в течение 3 мин давление не должно снижаться более чем на 50%.

Род прокладки проводов определяется классом помещения и наличием или отсутствием механических и химических воздействий на проводку.

В помещениях и наружных установках классов B-I и В-Ia должны прокладываться провода и кабели с медными жилами, а в помещениях и установках остальных классов могут применяться проводники как с медными, так и с алюминиевыми жилами. При этом площадь сечения медных жил должна быть не менее 1,5 мм², а алюминиевых — не менее 2,5 мм².

Соединительные  и  ответвительные кабельные муфты внутри взрывоопасных помещений и во взрывоопасных наружных установках устанавливать не разрешается. Заделки концов кабелей и проводов должны отвечать специальным требованиям.

Для соединения и ответвления  проводов, проложенных в стальных трубах, применяются специальные фитинги, имеющие взрывонепроницаемое исполнение.